淺析智能變電站合并單元的應用

摘 要：在智能電網背景下，智能變電站大規模發展，隨著變電站的智能化，合并單元在智能化變電站的應用不斷增多，簡單介紹了合并單元的產生、定義，合并單元和電子式互感器的接口功能，與保護測控設備的接口功能，模擬量高精度采樣同步功能，以及合并單元的安放和傳輸信號的問題，探索了合并單元在智能變電站中的應用。通過對合并單元的了解和認識，更加清晰智能變電站的合并單元的正常運行與否，直接影響變電站“智能化”的水平，分析了合并單元的同步問題，并基于合并單元在站內故障率居高不下的現狀，概括合并單元運行時的常見故障，給出相應建議，為智能變電站的調試以及運行提供經驗參考，促進智能變電站運維水平的提高，為智能電網的運行提供保障。

關鍵詞：合并單元；故障；運行

隨著我們國家建設智能電網的發展戰略的提出，智能電網掀起了電網發展的新篇章。智能變電站的合并單元和智能終端等相關設備的應用不斷發展增多，然而，合并單元發生故障的概率較多，一直以來都影響著智能變電站的發展，因此，對智能變電站合并單元的應用現狀以及存在問題的分析和未來發展方向的探討，對智能變電站技術的提高和完善將會有很大的促進作用。

1 智能變電站中合并單元的應用

1.1 合并單元的產生和定義

隨著傳統變電站向智能化變電站的方向發展，一、二次設備的重新定位，首先是高速數據接口取代了傳統的AD變換，其次是一次設備的執行器取代了保護裝置發布命令，傳統的開關量輸出DO、輸入DI都移入智能化開關，合并單元隨之產生。合并單元是一個物理單元，在過程層的設備是非常關鍵的，二次轉換器的電流或電壓數據經過合并單元進行時間相關組合。合并單元的輸入信號與傳統的輸入模擬信號不同，而是由數字信號組成，其中包括來自變電站的同步信號、采集器的采樣值、電源狀態信息等，使用高速光纖接口接入合并單元。輸入信號在合并單元被進一步處理，與此同時，合并單元通過光纖向間隔層智能電子設備輸出經過處理過的采樣合并數據。

1.2 合并單元的作用

合并單元的接口功能可以分為兩種功能，一種是和傳統的電子式互感器配合實現接口功能，另一種是和保護測控設備配合實現接口功能。合并單元自身帶有轉換器，本身能夠對數據進行采集和轉換，不需要額外增加轉換器，減少了成本，其次，合并單元的每個轉換器都能夠連接數據流，不會相互干擾影響，通過合并單元再把數據傳送給相應的保護和測控裝置，實現保護和測量以及控制的要求，但前提是，合并單元要和相應的電子式互感器相配合，這就是合并單元和電子式互感器配合實現的接口功能，合并單元通過與電子式互感器的配合實現數據的采集，實現接口功能，然后把數據處理之后出輸給相應的保護測控裝置，實現接口功能，合并單元的接口功能主要是起到了數據的采集、轉換和發送的功能，通過互感器采集，自身轉換之后把數據傳遞給控制設備，這些數據包括命令、指令、狀態等。

2 合并單元的同步

電力系統保護對模擬量的采樣不僅要求高精度，更重要的是要同步，電力系統一般都是三相電流和電壓，無法做到同步，那么采集到的電壓和電流數據難以處理，最終不能實現采集到的電壓和電流同步，實現不了三相平衡，就會對電網的安全運行帶來很大的危害；除此之外，電力系統要實現功率和阻抗的計算，也需要對同一間隔層的模擬量進行同步，否則就會造成偏差，或者無法計算相應的功率和阻抗。

合并單元收采集器的多路電流或電壓之間需要同步。由于不同采集器各自時鐘節拍不同，發送到合并單元的采樣數據到達先后不同，合并單元需要對采集器數據進行插值同步。比如羅氏線圈原理的電子式互感器輸出是微分后的信號，該信號產生相位差90°放大高次諧波，可以使用硬件積分，利用運放加電容電阻構建積分回路實現，此種方法優點是易實現，缺點是會受到環境的溫濕度等影響，各項參數調節比較麻煩，另一種方法是使用軟件積分，利用軟件算法累加積分，用軟件濾高次諧波，此種方法優點是靈活，參數調節容易，并且性能穩定，缺點是軟件的程序復雜，數據窗口難以選擇。

現在，合并單元同步仍然是以全球定位系統進行同步，全球定位系統發送的秒脈沖作為時鐘基準源可以精確到千分之一秒以內。另一方面，使用外部全球定位系統作為同步時鐘源時，需要在智能變電站內獨立增加一個光纖或光纜構成秒脈沖光纖網，這樣不僅使硬件變得更加復雜，而且，一旦外部全球定位系統的秒脈沖信號小時，合并單元將無法同步。

3 合并單元運行中注意事項及常見的故障問題及相應處理建議

3.1 合并單元運行的注意事項

（1）合并單元無異常時，裝置的運行燈應保持常亮狀態，告警燈保持不亮狀態。（2）如果相應的指示燈不停閃爍，則檢查相應的信號或者通信是否正確；例如：“同步”指示燈不停閃爍，檢查同步信號是否正確。（3）合并單元應采用最可靠的手動并列方式，在手動并列前檢查所有的并列條件是否滿足，如不滿足則不能操作，否則會失去電壓，如果并列出現異常，則不能繼續操作，應采取緊急措施防止失去電壓。（4）若裝置的告警信號燈點亮后，需要查看相應的告警內容，找出告警的原因。相應的告警原因可以在事件狀態以及日志記錄中查看。

3.2 合并單元常見的故障問題和相應處理建議

（1）合并單元告警總，該故障含義表示合并單元發生異常，與面板告警燈對應，采取的相應處理措施是：首先檢查報文，其次上報信息給調度部門并停止使用合并單元。（2）失去同步，該故障的含義表示合并單元失去同步信號源，采取的措施是：檢查同步信號鏈路是否正常。（3）平臺告警，該故障表示原件平臺告警，采取的處理措施是：首先檢查報文，其次上報信息給調度部門并停止使用合并單元。（4）FT3接收（X）中斷，X=1，2，該故障表示FT3接收（X）通信中斷的信號由面板“FT3接收（X）”燈反饋，X=1，2，采取的措施是：檢查FT3（X），X=1，2，口接收鏈路、所連接的電壓合并單元。（5）GOCB（X）中斷，X=1，2，3，4，5，該故障表示GOOSE數據（X），X=1，2，3，4，5接收發生中斷，采取的處理措施是：檢查相應的GOOSE系統鏈路。（6）GOOSE中斷，該故障表示面板“GOOSE通”燈顯示GOOSE中斷的狀態，GOOSE鏈路發生斷鏈或者合并單元與智能終端GOOSE斷開連接，采取的處理措施是：檢查系統鏈路，重點檢查GOOSE鏈路。（7）并列告警，該故障表示并列狀態非法，由母線合并單元發出，采取的處理措施是：檢查與之對應的并列狀態，采取緊急措施。（8）切換告警，該故障表示切換狀態異常，為間隔合并單元發出，采取的處理措施是：檢查與之對應的切換狀態，采取緊急措施。

4 結束語

合并單元在智能化變電站中作為不可或缺的部分，合并單元的應用技術對電網安全穩定可靠運行有著重要作用。通過對合并單元的簡單介紹，包括合并的產生，作用，以及應用現狀，對合并單元的同步問題以及運行時一些常見的故障進行了總結，給出了處理的方法。可以預見的是，為了電網的安全可靠運行，隨著技術的發展，合并單元技術會更加先進，故障率得到不斷地降低。但是也需要完善相關標準和規范，對入網測試的要求更加嚴格，合并單元在速度、精度、通信、同步、接口方式等方面技術也將不斷進步，為智能電網發展起到更好的支撐作用。

參考文獻

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