浅析智能变电站合并单元的应用

浅析智能变电站合并单元的应用

在智能电网背景下，智能变电站大规模发展，随着变电站的智能化，合并单元在智能化变电站的应用不断增多，简单介绍了合并单元的产生、定义，合并单元和电子式互感器的接口功能，与保护测控设备的接口功能，模拟量高精度采样同步功能，以及合并单元的安放和传输信号的问题，探索了合并单元在智能变电站中的应用。通过对合并单元的了解和认识，更加清晰智能变电站的合并单元的正常运行与否，直接影响变电站“智能化”的水平，分析了合并单元的同步问题，并基于合并单元在站内故障率居高不下的现状，概括合并单元运行时的常见故障，给出相应建议，为智能变电站的调试以及运行提供经验参考，促进智能变电站运维水平的提高，为智能电网的运行提供保障。

标签：合并单元；故障；运行

随着我们国家建设智能电网的发展战略的提出，智能电网掀起了电网发展的新篇章。智能变电站的合并单元和智能终端等相关设备的应用不断发展增多，然而，合并单元发生故障的概率较多，一直以来都影响着智能变电站的发展，因此，对智能变电站合并单元的应用现状以及存在问题的分析和未来发展方向的探讨，对智能变电站技术的提高和完善将会有很大的促进作用。

1 智能变电站中合并单元的应用

1.1 合并单元的产生和定义

随着传统变电站向智能化变电站的方向发展，一、二次设备的重新定位，首先是高速数据接口取代了传统的AD变换，其次是一次设备的执行器取代了保护装置发布命令，传统的开关量输出DO、输入DI都移入智能化开关，合并单元随之产生。合并单元是一个物理单元，在过程层的设备是非常关键的，二次转换器的电流或电压数据经过合并单元进行时间相关组合。合并单元的输入信号与传统的输入模拟信号不同，而是由数字信号组成，其中包括来自变电站的同步信号、采集器的采样值、电源状态信息等，使用高速光纤接口接入合并单元。输入信号在合并单元被进一步处理，与此同时，合并单元通过光纤向间隔层智能电子设备输出经过处理过的采样合并数据。

1.2 合并单元的作用

合并单元的接口功能可以分为两种功能，一种是和传统的电子式互感器配合实现接口功能，另一种是和保护测控设备配合实现接口功能。合并单元自身带有转换器，本身能够对数据进行采集和转换，不需要额外增加转换器，减少了成本，其次，合并单元的每个转换器都能够连接数据流，不会相互干扰影响，通过合并单元再把数据传送给相应的保护和测控装置，实现保护和测量以及控制的要求，但前提是，合并单元要和相应的电子式互感器相配合，这就是合并单元和电子式互感器配合实现的接口功能，合并单元通过与电子式互感器的配合实现数据的采

集，实现接口功能，然后把数据处理之后出输给相应的保护测控装置，实现接口功能，合并单元的接口功能主要是起到了数据的采集、转换和发送的功能，通过互感器采集，自身转换之后把数据传递给控制设备，这些数据包括命令、指令、状态等。

2 合并单元的同步

电力系统保护对模拟量的采样不仅要求高精度，更重要的是要同步，电力系统一般都是三相电流和电压，无法做到同步，那么采集到的电压和电流数据难以处理，最终不能实现采集到的电压和电流同步，实现不了三相平衡，就会对电网的安全运行带来很大的危害；除此之外，电力系统要实现功率和阻抗的计算，也需要对同一间隔层的模拟量进行同步，否则就会造成偏差，或者无法计算相应的功率和阻抗。

合并单元收采集器的多路电流或电压之间需要同步。由于不同采集器各自时钟节拍不同，发送到合并单元的采样数据到达先后不同，合并单元需要对采集器数据进行插值同步。比如罗氏线圈原理的电子式互感器输出是微分后的信号，该信号产生相位差90°放大高次谐波，可以使用硬件积分，利用运放加电容电阻构建积分回路实现，此种方法优点是易实现，缺点是会受到环境的温湿度等影响，各项参数调节比较麻烦，另一种方法是使用软件积分，利用软件算法累加积分，用软件滤高次谐波，此种方法优点是灵活，参数调节容易，并且性能稳定，缺点是软件的程序复杂，数据窗口难以选择。

现在，合并单元同步仍然是以全球定位系统进行同步，全球定位系统发送的秒脉冲作为时钟基准源可以精确到千分之一秒以内。另一方面，使用外部全球定位系统作为同步时钟源时，需要在智能变电站内独立增加一个光纤或光缆构成秒脉冲光纤网，这样不仅使硬件变得更加复杂，而且，一旦外部全球定位系统的秒脉冲信号小时，合并单元将无法同步。

3 合并单元运行中注意事项及常见的故障问题及相应处理建议

3.1 合并单元运行的注意事项

（1）合并单元无异常时，装置的运行灯应保持常亮状态，告警灯保持不亮状态。（2）如果相应的指示灯不停闪烁，则检查相应的信号或者通信是否正确；例如：“同步”指示灯不停闪烁，检查同步信号是否正确。（3）合并单元应采用最可靠的手动并列方式，在手动并列前检查所有的并列条件是否满足，如不满足则不能操作，否则会失去电压，如果并列出现异常，则不能继续操作，应采取紧急措施防止失去电压。（4）若装置的告警信号灯点亮后，需要查看相应的告警内容，找出告警的原因。相应的告警原因可以在事件状态以及日志记录中查看。

3.2 合并单元常见的故障问题和相应处理建议

（1）合并单元告警总，该故障含义表示合并单元发生异常，与面板告警灯

对应，采取的相应处理措施是：首先检查报文，其次上报信息给调度部门并停止使用合并单元。（2）失去同步，该故障的含义表示合并单元失去同步信号源，采取的措施是：检查同步信号链路是否正常。（3）平台告警，该故障表示原件平台告警，采取的处理措施是：首先检查报文，其次上报信息给调度部门并停止使用合并单元。（4）FT3接收（X）中断，X=1，2，该故障表示FT3接收（X）通信中断的信号由面板“FT3接收（X）”灯反馈，X=1，2，采取的措施是：检查FT3（X），X=1，2，口接收链路、所连接的电压合并单元。（5）GOCB（X）中断，X=1，2，3，4，5，该故障表示GOOSE数据（X），X=1，2，3，4，5接收发生中断，采取的处理措施是：检查相应的GOOSE系统链路。（6）GOOSE中断，该故障表示面板“GOOSE通”灯显示GOOSE中断的状态，GOOSE链路发生断链或者合并单元与智能终端GOOSE断开连接，采取的处理措施是：检查系统链路，重点检查GOOSE链路。（7）并列告警，该故障表示并列状态非法，由母线合并单元发出，采取的处理措施是：检查与之对应的并列状态，采取紧急措施。（8）切换告警，该故障表示切换状态异常，为间隔合并单元发出，采取的处理措施是：检查与之对应的切换状态，采取紧急措施。

4 结束语

合并单元在智能化变电站中作为不可或缺的部分，合并单元的应用技术对电网安全稳定可靠运行有着重要作用。通过对合并单元的简单介绍，包括合并的产生，作用，以及应用现状，对合并单元的同步问题以及运行时一些常见的故障进行了总结，给出了处理的方法。可以预见的是，为了电网的安全可靠运行，随着技术的发展，合并单元技术会更加先进，故障率得到不断地降低。但是也需要完善相关标准和规范，对入网测试的要求更加严格，合并单元在速度、精度、通信、同步、接口方式等方面技术也将不断进步，为智能电网发展起到更好的支撑作用。

参考文献

[1]殷志良，李敏，袁成，等.数字化变电站合并单元的应用和测试[J].供用电，2011，28（5）：37-39.

[2]胡国，唐成虹，徐子安，等.数字化变电站新型合并单元的研制[J].电力系统自动化，2010（12）：51-54.