《智能变电站合并单元调试》.ppt
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09:43
合并单元调试常用测试仪器
笔记本 数字保护测试仪 常规保护试验仪 合并单元测试仪 GPS校验仪 光电转换器 尾纤若干
09:43
合并单元调试常用测试仪器
光数字万用表
光数字万用表: 支持SV、 GOOSE发送测试及接收 监测，广泛适用于智能 变电站合并单元、保护、 测控、计量、智能终端、 时间同步系统等IED设备 的快速简捷测试、遥信/ 遥测对点、光纤链路检 查。
09:43
线路纵差 母线差动
线路纵差保 护线路两端 数据采样也 存在同步
母线差动保 护从多个间 隔获取数据 存在同步
…
案例讲解 ：采样偏差的一般处理方法
异常现象1：采样值幅值出现偏差。
可能原因：1.采样误差大；2.MU变比配置错。
排查方法：加额定模拟量，数字万用表检查SV精度。
异常现象2：采样值相位出现偏差。
试验线
光纤 SMV 9-2
合并单元
09:43
09:43
合并单元测试
（3）合并单元守时功能检查：断开合并单元的同步时钟， 通过分析工具对比合并单元输出报文的时标与其他正常合 并单元的时标，10分钟内满足4us同步精度要求；
09:43
合并单元测试
（4）合并单元同步功能测试：通过分析工具检测多台合并 单元输出报文的时标是否一致，同步误差应不大于±1μs。
可能原因：：1.采样误差大；2.额定延时配置错。
排查方法：用保护测试仪模拟额定延时同时加多间隔 采样值，排除IED同步采样误差，如是线路差动，可 用GPS对时法两站同时加穿越性电流校核同步误差； 加额定模拟量，数字万用表检查SV精度；测量MU额 定延时。
09:43
中性点ECT的SC
EVTa的SC EVTb的SC
传输标准E6V0T0c的4S4C（FT3） 私有协议中性点EVT的SC
母线 EVT的SC
09:43
合并单元
保护装置
合并单元
数字输出
需时 要钟 时输 的入
16
61850标准：-9-1/-2
电 源
合并单元的功能要求
合并单元功能－采样通通映射 在ICD文件里面规定的采样值输出通道具体对应的
IEC61850 变电站
数字化变电 站
智能变电站
智能化一 网络化 高级
次设备
二次设 备
应用
09:43
智能变电站的定义
采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通
信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控 制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支 持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变 电站。
MU1
DL1 G2
2PTG
母线II
MU2
09:43
MU4
MU5
MU3
合并单元的功能要求
合并单元功能－其它 采样值有效性处理； 设备自检及指示； 可配置采样率； 故障报警； LED状态显示； 提供秒脉冲测试信号；
09:43
智能变电站合单元调试
智能变电站介绍 智能变电站合并单元介绍 合并单元调试仪器 合并单元调试方法
智能变电站合并单元调试
09:43
目录
智能变电站简介 智能变电站合并单元介绍 合并单元调试仪器 合并单元调试方法
09:43
智能变电站调试方法的变化
智能变电站简介 智能变电站合并单元介绍 合并单元调试仪器 合并单元调试方法
09:43
智能变电站发展 智能变电站的演变和组成
智能电网
传统变电站
综合自动化 变电站
09:43
合并单元调试常用测试仪器
光数字万用表
09:43
智能变电站合并单元调试
智能变电站简介 智能变电站合并单元介绍 合并单元调试仪器 合并单元调试方法
09:43
智能变电站合并单元测试
26
常规变电站试验仪只需要接好线 就可以，智能化变电站合并单元由于 采用的是SMV报文，所以除了接好 光纤，还需要配置
电子式互感器应用
数字化
智能 变电站
断路器智能接口技术应用 高速工业通信网络技术发展
网络化
IEC61850标准的颁布和实施
标准化
一次设备智能化及高级应用要求
09:43
与传统变电站的比较
工作站1 工作站2 远动站
工作站1 工作站2 远动站
RS485、以太网 IEC-60870-5-
104/103
网关
网关
物理通道由采样值通道映射参数设定 ； 每个9-2 SV报文包含22路模拟量;
09:43
合并单元数据通道映射
09:43
合并单元的功能要求
合并单元功能－状态量采集功能及电压并列、电压切换
具备采集开关、刀闸等位置信号功能（包含常规信 号和GOOSE）；
电压并列功能；
电压切换功能
母线I
G1 1PTG
由此可以分析得出智能站简化二次回路是“局 部的简化”。只是将间隔层保护装置的二次回路取 消，但实际的二次回路依然存在，只是就地存在于 合并单元和智能终端。
如何确保来自一次PT/CT的数据经过合并单元 转换后正确无误的传给数字化继电保护装置。
09:43
合并单元（Merging Unit，简称MU）
多对来自二次转换器 的电流和 / 或电压数据 进行时间相关组合的物 理单元。
合并单元
09:43
合并单元的功能要求
合并单元功能－接收数字信息 通过光纤实时接收ECT、EVT或其它合并单元输出
的采样值报文 ； 合并单元功能－交流模拟量采集
需要接入交流模拟量的MU应具备交流模拟量采集 的功能，可采集传统电压互感器、电流互感器输出的模拟 信号，也可采集电子式互感器输出的模拟小信号 ；
(CPU) A/D
端子箱
09:43
交
保开
流
护入
输 入
转 换
逻 辑
开 出
组组
组
件件
件
人机对话模件
传统微机保护
二次设备和一次设备功能重新定位： 一次设备智能化
(CPU) A/D
端子箱
SMV 光纤 ECT
MU
交
保开
流 输 入
转 换
护 逻 辑
入 开G光O纤OSE 出
组组
组
件件
件
人机对话模件
传统微机保护
IED 数字化保护
网关
电缆
装置1
装置n
CT/PT
传统互感器
传统一次设备
传统变电站
站控层
间隔层 装置1
以太网 IEC61850-8-1
装置n
过程层 合并单元
智能接口
光缆
ECVT
电子式互感器 智能一次设备
智能变电站
取消硬接线后，传统测试方法已不适合。需要研究 数字化条件下，装置和系统的测试方法。
09:43
二次设备和一次设备功能重新定位
09:43
合并单元的功能要求
合并单元功能－采样值输出 通过以太网采用DL/T 860.9-2规定的数据格式输
出； 通过光纤串口采用60044-8 FT3规定的数据格式
输出； 输出通道个数和内容符合装置的ICD文件； MU应输出电子式互感器整体的采样响应延时 ；
09:43
互感器
ECTa（测量）的SC ECTb（测量）的SC ECTc（测量）的SC ECTa（保护）的SC ECTb（保护）的SC ECTc（保护）的SC
合并单元测试仪
电压 模拟量
电流 模拟量
电流 电压SV
电压合 级联 并单元
线路 合并单元
09:43
09:43
合并单元测试
（5）PT合并单元电压并列功能：通过PT加一次电压到合并 单元，分合断路器及刀闸，测试各种并列情况下合并单元 的并列动作逻辑。
09:43
09:43
合并单元测试
（6）合并单元电压切换功能：分合母线刀闸，测试各种情 况下合并单元的切换动作逻辑 （7）合并单元其他功能测试：
600A
5A
全模拟信号 电缆传输 短路开路
09:43
220kV 57.7V
数字化的互感器
互感器
采 样
光纤
合并单元 光纤
器 FT3
MU 61850
保护装置 测控装置
全数字信号 不会短路开路 全网络传输 不存在负载能力问题
09:43
面临的问题：
由于智能变电站继电保护装置为了简化了实际的 保护装置二次回路，取消了AC交流模件、取消了 DO、DI、TRIP模件。原先的交流模件形成了新的 IED设备“合并单元”，属于过程层智能一次互感 器范畴；原先的DI、DO、TRIP形成了新的IED设备 “智能终端”，属于过程层智能一次开关范畴。
09:43
合并单元测试前的配置
光数字式继电保护测试仪
计算机网口IP地址的设置
带液晶显示屏：直接打开测试菜单就可以开始试验不带液晶显示屏：必须连接笔 记本电脑，更改笔记本电脑的IP，使其与测试仪相连接
09:43
合并单元测试前的配置
09:43
合并单元测试前的配置
09:43
合并单元测试前的配置
09:43
智能终端
09:43
合并单元由来
SMV 光纤
合并
保
单元
护
逻 GOOSE
辑 光纤
开
(CPU) A/D
ECT
入
开
交
合并 单元
流
输转 入换
组组
件件
人机对话模件
IED 数字化保护
出 组 件
智能终端
简化系统接线形式
简化二次设备硬件
09:43
实现数据共享
传统互感器
PT/CT 一次大电压 57.7 V 一次大电流 5 A
a、异常情况下的处理（在电源中断、电压异常、采 集单元异常、通信中断、通信异常、装置内部异常等情况 下，合并单元不误输出采样值）；
b、数据连续性测试；
09:43
哪些地方需要数据同步？
1.
Biblioteka Baidu
2.
3.
4.
间隔本身
主变差动
三相电流、 电压采样 必须同步
变压器差动 保护、从不 同电压等级 的多个间隔 获取数据存 在同步问题
合并单元测试前的配置
09:43
合并单元测试前的配置
09:43
合并单元测试前的配置
09:43
合并单元测试前的配置
09:43
合并单元测试
(1)合并单元一致性测试： a、品质字的测试； b、同步位的测试。
尾纤
09:43
09:43
09:43
合并单元测试
（2）准确度测试
网口联机
光数字测试仪
计算机
合并单元调试常用测试仪器
笔记本 数字保护测试仪 常规保护试验仪 合并单元测试仪 GPS校验仪 光电转换器 尾纤若干
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合并单元调试常用测试仪器
光数字万用表
光数字万用表: 支持SV、 GOOSE发送测试及接收 监测，广泛适用于智能 变电站合并单元、保护、 测控、计量、智能终端、 时间同步系统等IED设备 的快速简捷测试、遥信/ 遥测对点、光纤链路检 查。
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线路纵差 母线差动
线路纵差保 护线路两端 数据采样也 存在同步
母线差动保 护从多个间 隔获取数据 存在同步
…
案例讲解 ：采样偏差的一般处理方法
异常现象1：采样值幅值出现偏差。
可能原因：1.采样误差大；2.MU变比配置错。
排查方法：加额定模拟量，数字万用表检查SV精度。
异常现象2：采样值相位出现偏差。
试验线
光纤 SMV 9-2
合并单元
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09:43
合并单元测试
（3）合并单元守时功能检查：断开合并单元的同步时钟， 通过分析工具对比合并单元输出报文的时标与其他正常合 并单元的时标，10分钟内满足4us同步精度要求；
09:43
合并单元测试
（4）合并单元同步功能测试：通过分析工具检测多台合并 单元输出报文的时标是否一致，同步误差应不大于±1μs。
可能原因：：1.采样误差大；2.额定延时配置错。
排查方法：用保护测试仪模拟额定延时同时加多间隔 采样值，排除IED同步采样误差，如是线路差动，可 用GPS对时法两站同时加穿越性电流校核同步误差； 加额定模拟量，数字万用表检查SV精度；测量MU额 定延时。
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中性点ECT的SC
EVTa的SC EVTb的SC
传输标准E6V0T0c的4S4C（FT3） 私有协议中性点EVT的SC
母线 EVT的SC
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合并单元
保护装置
合并单元
数字输出
需时 要钟 时输 的入
16
61850标准：-9-1/-2
电 源
合并单元的功能要求
合并单元功能－采样通通映射 在ICD文件里面规定的采样值输出通道具体对应的
IEC61850 变电站
数字化变电 站
智能变电站
智能化一 网络化 高级
次设备
二次设 备
应用
09:43
智能变电站的定义
采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通
信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控 制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支 持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变 电站。
MU1
DL1 G2
2PTG
母线II
MU2
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MU4
MU5
MU3
合并单元的功能要求
合并单元功能－其它 采样值有效性处理； 设备自检及指示； 可配置采样率； 故障报警； LED状态显示； 提供秒脉冲测试信号；
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智能变电站合单元调试
智能变电站介绍 智能变电站合并单元介绍 合并单元调试仪器 合并单元调试方法
智能变电站合并单元调试
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目录
智能变电站简介 智能变电站合并单元介绍 合并单元调试仪器 合并单元调试方法
09:43
智能变电站调试方法的变化
智能变电站简介 智能变电站合并单元介绍 合并单元调试仪器 合并单元调试方法
09:43
智能变电站发展 智能变电站的演变和组成
智能电网
传统变电站
综合自动化 变电站
09:43
合并单元调试常用测试仪器
光数字万用表
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智能变电站合并单元调试
智能变电站简介 智能变电站合并单元介绍 合并单元调试仪器 合并单元调试方法
09:43
智能变电站合并单元测试
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常规变电站试验仪只需要接好线 就可以，智能化变电站合并单元由于 采用的是SMV报文，所以除了接好 光纤，还需要配置
电子式互感器应用
数字化
智能 变电站
断路器智能接口技术应用 高速工业通信网络技术发展
网络化
IEC61850标准的颁布和实施
标准化
一次设备智能化及高级应用要求
09:43
与传统变电站的比较
工作站1 工作站2 远动站
工作站1 工作站2 远动站
RS485、以太网 IEC-60870-5-
104/103
网关
网关
物理通道由采样值通道映射参数设定 ； 每个9-2 SV报文包含22路模拟量;
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合并单元数据通道映射
09:43
合并单元的功能要求
合并单元功能－状态量采集功能及电压并列、电压切换
具备采集开关、刀闸等位置信号功能（包含常规信 号和GOOSE）；
电压并列功能；
电压切换功能
母线I
G1 1PTG
由此可以分析得出智能站简化二次回路是“局 部的简化”。只是将间隔层保护装置的二次回路取 消，但实际的二次回路依然存在，只是就地存在于 合并单元和智能终端。
如何确保来自一次PT/CT的数据经过合并单元 转换后正确无误的传给数字化继电保护装置。
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合并单元（Merging Unit，简称MU）
多对来自二次转换器 的电流和 / 或电压数据 进行时间相关组合的物 理单元。
合并单元
09:43
合并单元的功能要求
合并单元功能－接收数字信息 通过光纤实时接收ECT、EVT或其它合并单元输出
的采样值报文 ； 合并单元功能－交流模拟量采集
需要接入交流模拟量的MU应具备交流模拟量采集 的功能，可采集传统电压互感器、电流互感器输出的模拟 信号，也可采集电子式互感器输出的模拟小信号 ；
(CPU) A/D
端子箱
09:43
交
保开
流
护入
输 入
转 换
逻 辑
开 出
组组
组
件件
件
人机对话模件
传统微机保护
二次设备和一次设备功能重新定位： 一次设备智能化
(CPU) A/D
端子箱
SMV 光纤 ECT
MU
交
保开
流 输 入
转 换
护 逻 辑
入 开G光O纤OSE 出
组组
组
件件
件
人机对话模件
传统微机保护
IED 数字化保护
网关
电缆
装置1
装置n
CT/PT
传统互感器
传统一次设备
传统变电站
站控层
间隔层 装置1
以太网 IEC61850-8-1
装置n
过程层 合并单元
智能接口
光缆
ECVT
电子式互感器 智能一次设备
智能变电站
取消硬接线后，传统测试方法已不适合。需要研究 数字化条件下，装置和系统的测试方法。
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二次设备和一次设备功能重新定位
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合并单元的功能要求
合并单元功能－采样值输出 通过以太网采用DL/T 860.9-2规定的数据格式输
出； 通过光纤串口采用60044-8 FT3规定的数据格式
输出； 输出通道个数和内容符合装置的ICD文件； MU应输出电子式互感器整体的采样响应延时 ；
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互感器
ECTa（测量）的SC ECTb（测量）的SC ECTc（测量）的SC ECTa（保护）的SC ECTb（保护）的SC ECTc（保护）的SC
合并单元测试仪
电压 模拟量
电流 模拟量
电流 电压SV
电压合 级联 并单元
线路 合并单元
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合并单元测试
（5）PT合并单元电压并列功能：通过PT加一次电压到合并 单元，分合断路器及刀闸，测试各种并列情况下合并单元 的并列动作逻辑。
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合并单元测试
（6）合并单元电压切换功能：分合母线刀闸，测试各种情 况下合并单元的切换动作逻辑 （7）合并单元其他功能测试：
600A
5A
全模拟信号 电缆传输 短路开路
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220kV 57.7V
数字化的互感器
互感器
采 样
光纤
合并单元 光纤
器 FT3
MU 61850
保护装置 测控装置
全数字信号 不会短路开路 全网络传输 不存在负载能力问题
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面临的问题：
由于智能变电站继电保护装置为了简化了实际的 保护装置二次回路，取消了AC交流模件、取消了 DO、DI、TRIP模件。原先的交流模件形成了新的 IED设备“合并单元”，属于过程层智能一次互感 器范畴；原先的DI、DO、TRIP形成了新的IED设备 “智能终端”，属于过程层智能一次开关范畴。
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合并单元测试前的配置
光数字式继电保护测试仪
计算机网口IP地址的设置
带液晶显示屏：直接打开测试菜单就可以开始试验不带液晶显示屏：必须连接笔 记本电脑，更改笔记本电脑的IP，使其与测试仪相连接
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合并单元测试前的配置
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合并单元测试前的配置
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合并单元测试前的配置
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智能终端
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合并单元由来
SMV 光纤
合并
保
单元
护
逻 GOOSE
辑 光纤
开
(CPU) A/D
ECT
入
开
交
合并 单元
流
输转 入换
组组
件件
人机对话模件
IED 数字化保护
出 组 件
智能终端
简化系统接线形式
简化二次设备硬件
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实现数据共享
传统互感器
PT/CT 一次大电压 57.7 V 一次大电流 5 A
a、异常情况下的处理（在电源中断、电压异常、采 集单元异常、通信中断、通信异常、装置内部异常等情况 下，合并单元不误输出采样值）；
b、数据连续性测试；
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哪些地方需要数据同步？
1.
Biblioteka Baidu
2.
3.
4.
间隔本身
主变差动
三相电流、 电压采样 必须同步
变压器差动 保护、从不 同电压等级 的多个间隔 获取数据存 在同步问题
合并单元测试前的配置
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合并单元测试前的配置
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合并单元测试前的配置
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合并单元测试前的配置
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合并单元测试
(1)合并单元一致性测试： a、品质字的测试； b、同步位的测试。
尾纤
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合并单元测试
（2）准确度测试
网口联机
光数字测试仪
计算机