智能变电站合并单元智能终端集成技术研究

智能变电站合并单元智能终端集成技术研究

张英

（国网新疆电力公司阿克苏供电公司新疆省阿克苏地区842000）

摘要：随着智能变电站建设的深入，合并单元和智能终端的应用更为广泛，相应的产品在性能上日趋稳定和完善，且积累了大量工程应用的实际经验，由于合并单元和智能终端都是服务于一次设备，尤其是同一间隔内更为突出，因此，从设计角度就提出了将两者进行集成的思路，合并单元智能终端集成装置能够通过设备的集成和功能的整合，有效简化全站设计、降低设备数量、减少占地面积和建设成本，满足生产运行和检修的要求。本文从合并单元的意义和作用入手，浅论智能变电站合并单元智能终端集成中的关键问题。

关键词：智能变电站；智能终端；集成技术

智能变电站智能终端合并单元一体化装置已得到广泛的应用，达到节省就地智能控制柜空间、节约占地、节省投资的目的，也积累了大量的运行经验。

一、合并单元的作用与意义

伴随着传统变电站向智能变电站转变的同时就产生了合并单元装置，从某种角度来说，合并单元属于一个物理单元，简称MU，合并单元装置它是智能变电站二次系统的最为核心的设备，在智能变电站中具有很高的地位并且它本身也有着很重要的作用。例如与常规变电站相比将光纤作为继电保护装置的主通道，采用了集成化的设备，因此集成化程度更高。

首先合并单元装置能够合并处理电压互感器和电子式电流通过采集器输出的数字量，然后将这些合并处理过的数字量提供给类似于继电保护装置或者测控装置之类的装置使用。其次合并单元装置能够进行约束转换。这一作用是指能够将电流采集器和电压采集器上面的FT3通信规约数据转换成标准的IEC61850-9-2规约，这样可以提供很多便利，比如方便不同的厂家的二次设备都能够和它通信。第三合并单元装置能够使变电站增加电压切换和并列的功能，根据一次设备的运行方式，能够灵活地切换或者并列二次设备，使得电压能够供继电保护、故障录波等设备装置使用。最后合并单元还能够对数据进行拓展，它能够将一组电流或者电压的数据拓展成为多组输出，然后提供给多个不同的二次设备使用。

二、智能终端集成技术的作用

智能终端集成装置是智能变电站二次系统的核心设备之一，它在智能变电站中有着突出且不可动摇的地位，也有着很大的作用，主要是有以下几个方面的作用：一是智能终端集成技术是智能变电站中设备一种开关量数据采集与转换的设备。智能终端集成装置通过强弱电转换方式将隔离开关、断路器等一次设备运行位置及断路器本体的报警及状态信号转换为弱电信号，并通过光电转换元件转换为光数字信号上送给继电保护、测控装置及合并单元等设备。二是智能终端集成装置是一种断路器的操作箱。终端箱内除了配置断路器控制回路监视、防跳回路、断路器操作回路的同时还具有自我状态检测功能，能够检测自身所有光通道及开入或者开出元件的完好性。三是智能终端集成装置是一种继电保护装置的跳闸出口装置。由于数字化继电保护装置没有出口插件，当继电保护装置动作出口时，继电保护装置将跳闸命令数字信号传送给智能终端装置，由智能终端装置驱动有关元件实现断路器的跳闸。四是智能终端集成装置是一种监控遥控的执行装置。运行人员进行远方遥控操作时，遥控命令通过站控层网络传送给测控装置后，测控装置经过逻辑五防校验后发出遥控操作指令，遥控操作指令由间隔层光通道传送至智能终端由智能终端实现断路器分、隔离开关拉及挡位调节等操作功能。

三、装置集成方案与可靠性分析

1.装置集成方案

智能变电站合并单元智能终端一体化置采用双CPU配置方式。其中，CPU1主要负责智能终端功能，实现对一次设备控制驱动与状态采集、GOOSE点对点或组网收发功能；CPU2主要负责合并单元功能，实现对电流电压模拟量或数字量采样、SV点对点或组网收发功能。双CPU独立工作、互不影响，同时又通过内部高速总线交互实时采样和GOOSE信息，实现双CPU复采、SV、GOOSE共口传输等功能。合并单元智能终端一体化装置主要安装在GIS本体汇控柜或一次设备就地智能柜中，既可通过模拟量输入方式实现传统互感器的数字化，也可通过IEC61850-9-2或FT3等规约接入电子式互感器的数字采样信息；可以点对点或组网方式为多个装置共享采样数据。与此同时，装置还可作为一次开关设备的数字接口，提供GOOSE点对点和组网用的以太网口。由于合并单元与智能终端在装置内通过板卡级的总线互通，因此可以实现SV、GOOSE报文通过同一接口输出，节省了交换机与装置的光口数量，减少了发热量。一体化装置内的合并单元与智能终端模块之间，共用电源模块、人机接口模块、光纤数据收发模块与对时模块，进一步节约了站内资源，减少了站内设备之间的接线。

2.可靠性分析

在性能与停运影响方面，合并单元、智能终端在集成前，数据处理与命令执行均独立进行、互不影响，但其中一台装置停运，单间隔本套内的所有二次装置（包括保护、测控）均要陪停。集成后，合并单元与智能终端CPU独立，数据处理与命令执行与集成前同样相互独立。一体化装置停运，与集成前的影响范围完全相同。因此，在性能方面与停运的影响范围方面，一体化装置与集成前相同。在与一次设备接口方面，合并单元、智能终端在集成前，与一次设备的接口相互独立。一体化装置中二者与一次设备的接口仍是相互独立，互不影响。因此在与一次设备接口方面，一体化装置与集成前相同。在对时与电源方面，若在时间同步主机或电源主机端出现故障，则与之相连的设备均停运，集成前与集成后情况相同。若故障出现在装置内的对时模块或电源模块中时，集成前的独立装置虽然不会相互影响，但是合并单元装置停运或智能终端的停运，均会导致该间隔本套内的其他所有装置陪停，因此集成后的影响范围与集成前相同。此外，由于电源与对时模块公用，减少了电源电缆与对时光缆，减少对时主机与电源主机负荷的同时，也提高了设备稳定性，降低设备成本。

在光缆连接方面，装置集成后，由于SV、GOOSE可以共口传输，装置用于组网的光口、光纤熔接点及光缆数量可以减少一半，同时可减少过程层网络交换机光口数量，甚至减少交换机数量。光口的减少可大幅改善装置散热，同时减少连接点故障概率，有效提高可靠性。

3.设备检修调试

合并单元智能终端集成后，其检修的工作量及主要检修调试内容与合并单元和智能终端分开配置时相同，但在检修调试的相关规程上却有些改变，如集成装置模型配置文件的下装问题，合并单元智能终端独立配置时会有各自独立的配置文件，而集成装置是采用汇总的配置文件还是分别独立的配置文件给检修调试也带来了新的问题。因此，建议对此集成装置应有针对性地制定检修指导规范，以便于针对性地指导检修调试人员的工作。

四、结论

作为输电和配电系统的信息源和执行终端，这就对变电站的要求越来越高，不仅提供的信息量要越来越多，而且对它控制程度的要求也是越来越高。因此我们不能就满足于现有的技术，我们仍然要努力探索，继续进步发展，为我们智能变电站的未来添砖加瓦，贡献力量。

参考文献

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