变电站保护装置合并单元简介

变电站保护装置合并单元简介 传统变电站中所需要的电气量都通过电缆直接接入常规互感器 的二次侧电流 电压 再通过保护 测控等装置自身的采样模块实 现对模拟量的采样的 A D 转换 智能变电站则是通过某个装置专门 完成电气量的采样和 A D 转换 再通过光纤将采样的数字量直接传 送给保护 测控装置 这个专门的装置就是我们本期要了解的 合 并单元 1 功能 功能 合并单元 Merging Unit 的功能主要是将互感器输出的电压 电流信号合并 输出同步采样数据 并为互感器提供统一的输出接 口 使不同类型的互感器于不同类型的二次设备之间能够互相通信 按照功能 合并单元一般可以分为间隔合并单元和母线合并单 元 间隔合并单元用于线路 变压器和电容器等间隔电气量的采集 只发送本间隔的电气量数据 一般包括三相电压 Uabc 三相保护电 流 Iabc 三相测量用电流 I 同期电压 UL 零序电压 U0 零序电 流 I0 对于双母线接线的间隔 合并单元根据本间隔隔离开关的位 置 自动实现电压切换的功能 母线合并单元一般采集母线电压或者同期电压 在需要电压并 列时 可通过软件自动实现个母线电压的并列 目前智能站中合并单元的采样频率和输出频率统一为 4kHz 即 每工频周期 80 个采样点 这可以保护 测量装置的需求 对于计量 用的合并单元需要专门设计 其采样和输出频率为 12 8kHz 2 技术原理 技术原理 1 电气量采集 电气量采集 由互感器输入合并单元的电气量可能是模拟量 也可能是数字 量 对于传统互感器输出的模拟量 模拟信号通过电缆输入合并单 元 经过隔离变换 低通滤波后进入 CPU 进行 A D 转换后 变为 数字量输出至 SV 接口 对于电子式互感器输出地数字量 合并单元有同步和异步两种方式 同步方式 合并单元向个电子式互感器发送同步脉冲信号 电 子式互感器接收到同步信号后 对一次电气量开始采集处理 并将 采样数字量发送至合并单元 异步方式 电子互感器按照自己的采样频率进行电气量采集处 理 并将每次的采样值发送至合并单元 2 状态量的采集 状态量的采集 对于状态量的采集 合并单元可自身直接采集 也可经 GOOSE 通信采集 自采集方式 状态量通过硬接点输入合并单元 通过光电隔离 变换 将强电信号转化为数字量 0 1 GOOSE 采集方式 合并单元接受智能终端经 GOOSE 上传的 就地采集到的状态量 比如刀闸位置 也可以通过 GOOSE 通信 上传装置状态 告警信息 比如合并单元装置告警信号 3 采样数据同步问题 采样数据同步问题 由于数据从互感器输出到合并单元存在延时 且考虑到电磁式 互感器和电子式互感器混合接入情况 不同的采样通道之间的延时 也不完全相同 为了保证输出给保护装置的采样数据的同步性 在 合并单元获得原始采样数据后 需要对其进行重构 也就是我们所 说的 重采样 过程 以保证输出数据的同步性 这也是智能站在 验收过程中必须注意的一个问题 常用的有插值法 脉冲同步法等 具体的原理这里不详细介绍 4 合并单元时钟同步 合并单元时钟同步 合并单元接管了采样处理工作后 传统的采样过程其实就变成 了保护 测控装置与合并单元之间的通信过程 那么各个合并单元 时钟同步的精度就直接决定了合并单元采样值输出的相位精度 通 常主要需要测试的有 对时精度 合并单元与标准时钟误差不大于 1 s 守时精度 合并单元在时钟丢失 10min 内 其内部时钟与绝对 时间偏差在 4 s 以内 5 电压并列 切换功能 电压并列 切换功能 电压并列电压并列 单母分段 双母线等主接线形式的母线电压合并单元都具备电 压并列功能 而无需额外的电压并列装置 母线电压合并单元通过采集母联 分段 断路器位置和母线电 压并列控制命令 I 母强制并列到 II 母命令 II 母强制并列到 I 母命令 从而实现电压并列功能 这一采集过程可以通过硬接点开入 也 可以通过 GOOSE 采集 电压切换电压切换 当合并单元对应间隔接双母线时 期间各电压根据运行方式取 I 母或 II 母电压 这是需要合并单元完成本间隔的电压切换功能 母线电压合并单元可通过刀闸辅助接点采集隔离开关位置 也 可由智能终端经 GOOSE 将隔离开关位置发送过来 根据 S1 S2 的位置来切换选择取 I 母或 II 母电压 3 装置结构 装置结构 装置结构如图所示 应用主要功能模块包括采集 处理 发送 三个部分 智能采集模块 主