智能变电站合并单元现场测试技术研究

黄 未，周家旭，张武洋

(国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

智能变电站合并单元现场测试技术研究

黄 未，周家旭，张武洋

(国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

合并单元是智能变电站数字化信息传输的基础和保证，肩负着一次设备参量和间隔层设备的正确信息通信功能。目前电力行业标准只提出了合并单元应具备的性能指标和要求，并未对合并单元性能指标具体的测试方法给予说明。在综合分析合并单元性能指标的基础上，提出了合并单元现场测试的关键性能指标，并制定了相应的测试方案，通过实际工程的测试结果进行了验证，证明了该测试方案的有效性和准确性。

合并单元;测试技术;指标;时间同步

智能变电站与传统变电站的主要区别就是实现了过程层传感设备与间隔层通信的无缝连接，在传统电流、电压互感器和二次设备之间引入了合并单元，将电量信息传输数字化［1-3］。合并单元采用IEC61850-9-2标准对传统互感器的模拟量进行时间相关的采集处理，以数字量的形式将互感器的电量信息传递至二次设备，从而实现全站信息传输数字化。IEC61850标准定义的合并单元及系统结构图如图1所示。

EVTa的SC1为A相电子式电压互感器二次转换器的AD1;EVTa的SC2为A相电子式电压互感器二次转换器的AD2;以此类推 (ECT为电子式电流互感器二次转换器的输出)。

合并单元是智能变电站信息传输数字化的基础，其性能指标在相应的电力行业标准中都已有明确的规定，但是目前在工程现场针对标准中规定的性能指标该如何测试还没有形成统一规范的方案，本文在综合分析合并单元性能指标的基础上，针对传统互感器的模拟量合并单元，并结合现有的测试设备，制定了相应指标的现场测试方案，测试结果旨在为现场运行维护人员提供参考，为合并单元性能指标的现场测试提供依据。

1 合并单元现场测试指标

对于合并单元的性能指标和技术要求在GDW426—2010《智能变电站合并单元技术规范》、Q/GDW441—2010《智能变电站继电保护技术规范》和Q/GDW431—2010《智能变电站自动化系统现场调试导则》已作了明确的规定和要求，其中Q/GDW426—2010《智能变电站合并单元技术规范》中对合并单元的工作环境、工作电源、绝缘性能、耐湿热性能、抗干扰性能、接口类型、功能要求、同步性能和精度等方面给出了详细的测试指标要求和技术参数。

合并单元的型式试验中已经针对其工作环境、工作电源、绝缘性能等内容进行了专项的测试，不需要在工程现场重复进行，只需要设备供应商提供相关的型式试验报告即可，但对于合并单元的同步性能和精度两方面的性能指标仍需在现场进行复检，从而获得合并单元性能指标的现场第一手资料。由于合并单元的精度测试应由专业的机构进行，所以本文并未对此方面进行论述，只是针对合并单元同步性能指标的现场测试提出了解决方案，指导工程现场的测试［4-5］。

2 合并单元同步性能现场测试必要性

合并单元作为智能变电站过程层设备，主要是针对数字化输出的电子式互感器而定义的，但现在也普遍应用于传统互感器的变电站，其主要功能是同步采集三相电流和电压信息，并按照一定的格式汇总输出给二次保护控制设备。在电力系统应用中，各路模拟量采样值在同一时刻是跨间隔的保护和测量算法准确性的必要条件。合并单元单装置的时间同步是多间隔合并单元采样同步的基础，决定了变电站二次设备能否准确、可靠运行，同时当合并单元的外部授时信号短时 (小于1 min)丢失后，合并单元应具备一定的守时能力，以保证合并单元在外部授时信号抖动或短时中断时工作的可靠性，所以合并单元的时间同步精度和守时精度必须在工程现场进行测试，以确保合并单元工作的准确性。

3 合并单元同步性能指标现场测试方案及结果

3.1 合并单元同步性能测试

合并单元现场同步性能指标测试主要包括合并单元的时间同步精度测试和守时精度测试两个方面，本文结合国内某座500 kV智能变电站的过程层设备合并单元的时间同步精度和守时精度两个指标进行了实际测试 并依据相关的标准进行了比对，验证了本文提出的测试方案在工程现场的可实施性和准确性。

3.2 合并单元同步性能测试方案

a. 合并单元时间同步精度测试

合并单元时间同步精度测试接线见图2，测试结果见图3，测试统计见表1。时间同步精度测试仪的同步精度为ns级。

b. 合并单元守时精度测试

合并单元守时精度测试接线见图4，测试结果见图5，测试统计见表2。

图3 某500 kV智能变电站合并单元同步精度结果

表1 某500 kV智能变电站合并单元同步精度测试统计表

图5 某500 kV智能变电站合并单元守时精度测试结果

表2 某500 kV智能变电站合并单元守时精度测试统计表

4 结束语

按照本文所述的合并单元时间同步精度和守时精度测试方案，对国内某500 kV智能变电站合并单元进行测试，结果达到了预期的效果，满足测试目标和相关标准的要求。

随着智能变电站建设的全面开展，合并单元的同步性能已经成为了制约智能变电站的关键问题之一，也是变电站验收的关键环节之一。本文提出的合并单元时间同步精度和守时精度测试方案，可以为现场运行人员提供此方面的测试依据。

［1］ 马成久，张武洋.智能化变电站时钟同步精度测试方法研究［J］.东北电力技术，2011，32(8):8-9.

［2］ 张武洋，张文楷，李 伟.智能化变电站时钟同步方案应用研究［J］.东北电力技术，2011，32(9):15-16.

［3］ 刘 巍，熊浩清，石 光，等.IEEE1588时钟同步系统应用分析与现场测试［J］.电力自动化设备，2012，32(2):127-131.

［4］ 刘慧源，郝后堂，李延新，等.数字化变电站同步方案分析［J］.电力系统自动化，2009，33(3):55-58.

［5］ 卜宪德，石秋生，张 浩，等.数字化变电站中通信设备时钟同步技术的研究［J］.电力系统通信，2010，31(7)5-9.

Study on Testing Technology for Merging Unit in Smart Substation

HUANG Wei，ZHOU Jia-xu，ZHANG Wu-yang
(Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China)

The merging unit is the foundation and guarantee of smart substation digital information transmission，and it is charged with the correct information communication between the state of high voltage equipment and bay level equipment.The merging unit indexes and requirements are pointed out in the standard of power industry，yet specific testing method are not available in it.On the basis of analysis of the merging unit indexes，this paper proposes the merging uint indexes in local test and verifies them.The effectiveness and the acuracy of the plan is proved.

Merging unit;Testing technology;Index;Time synchronization

TM76;TM63

A

1004-7913(2014)01-0011-03

黄 未 (1985—)，男，学士，助理工程师，从事电力系统仿真、智能变电站技术研究。

2013-09-20)