彭澄　周勇　王天鍔

摘要：合并單元是智能變電站將二次電流電壓輸送到間隔層裝置和網(wǎng)絡(luò)最核心的設(shè)備，因此其性能的好壞將直接影響二次系統(tǒng)的可靠運行，而合并單元的延時及抖動性能是其中最關(guān)鍵和最重要的性能指標(biāo)。文章介紹了合并單元延時和抖動性的基本概念和試驗方法，并結(jié)合實際的試驗結(jié)果進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：智能變電站；合并單元；采樣同步；抖動性能

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）02-0121-02

合并單元是智能變電站的一個重要設(shè)備，其功能是接收互感器采集到的電流電壓，并以SMV-9-2的格式通過光纖上送到保護(hù)測控或計量等裝置。因此合并單元的性能將直接影響智能變電站二次系統(tǒng)運行的可靠性。而合并單元的延時和同步這兩個指標(biāo)直接影響合并單元輸出電流電壓角比差。本文對合并單元的延時及抖動性能的測試及常規(guī)互感器結(jié)合合并單元的模式（Transformer MU，簡稱TM模式）進(jìn)行探討，希望能為調(diào)試人員提供幫助。

1 合并單元的延時與同步介紹

合并單元的延時是由于硬件和軟件共同導(dǎo)致的，對于TM模式的延時主要是由合并單元自身延時導(dǎo)致的，即不考慮EVT和ECT的延時。因為合并單元前端采用電磁式互感器，輸入的模擬量采樣值經(jīng)電纜直接并行送入合并，采樣值傳輸延時固定且數(shù)值很小。但當(dāng)電流電壓經(jīng)合并單元轉(zhuǎn)換為SMV-9-2輸出時就會產(chǎn)生延時，過程中電壓到保護(hù)測控經(jīng)過了PT合并單元和線路合并單元延時。首先電流電壓之間的夾角可能就會出現(xiàn)誤差，因為合并單元的采樣是一個周波是80點，每個點對應(yīng)的角度就是°，一個點是1/4000秒即250us，因此1us相差的電角度為4.5/250＝0.018°，折算從分就是0.018×60＝1.08′≈1′，即1us誤差就是1′左右。如果PT合并電壓和線路合并單元之間的延時達(dá)到一定值如2ms就會相差36°，這可能會影響距離保護(hù)的動作邊界值和測控計量值。同時報文在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中也會產(chǎn)生延時，它的延時不是固定的，為了消除不同合并單元延時不一致的問題，通常采用同步的方法來解決，即所有合并單元接收到電磁式互感器輸入的電流電壓后，都等待一定的時間后再同時將電流電壓輸出給保護(hù)測控裝置，保護(hù)測控裝

置解析數(shù)據(jù)報文中的時標(biāo)，在進(jìn)行時間或相角補償。

2 合并單元等間隔離散性（抖動）介紹

圖1 采樣同步

調(diào)試人員不能將延時和同步混淆，延時反映的是信息的時差性，同步是解決數(shù)據(jù)延時的手段。延時長短將決定保護(hù)裝置反應(yīng)故障的快慢，同步性能將決定二次系統(tǒng)電流電壓數(shù)據(jù)的質(zhì)量。測試等間隔離散性（抖動）就是測試合并同步性能的優(yōu)劣。合并單元間隔離散性的定義：對一個波形采樣，采樣點為n，輸出設(shè)定延時為t，每個點對應(yīng)的輸出時標(biāo)為Ti，則等間隔離散性是指任意連續(xù)兩個輸出時標(biāo)之差應(yīng)±10us，即Ti＋1－Ti≤±10us。通過圖1和圖2可以更好地理解延時和間隔離散性即抖動時間的概念。

圖1中系列1為原始波形，設(shè)合并單元的采樣率為1個周波40個點，輸出延時為2ms，系列2為合并單元的輸出波形。從圖1中看出延時2ms時輸出的波形與原始波形很接近。在圖2中第8點的延時2.556ms，與第7、第9點2ms延時相差0.556ms，從圖中可以看出輸出波形在第8點出現(xiàn)了突變，影響了波形質(zhì)量，會影響后端的保護(hù)測控及計量的準(zhǔn)確性。

圖2 抖動性能

對合并單元的延時測量及采樣值發(fā)送間隔離散值是兩個很重要的試驗項目，如果這兩個試驗測試的結(jié)果不符合要求一定要找出原因，并在廠內(nèi)聯(lián)調(diào)時解決，如果留到現(xiàn)場解決可能會影響現(xiàn)場調(diào)試時間，因為這很有可能是合并單元底層配置問題，必須由廠家研發(fā)人員解決。

3 合并單元延時及等間隔性（抖動）測試

合并單元的單裝置延時測試只針對電磁式互感器結(jié)合合并單元的模式，對于電子式互感器結(jié)合合并單元的模式需要和電子式互感器一起進(jìn)行測試。對于TM模式，可以使用NT781模擬量輸入合并單元測試儀進(jìn)行測試。通過下面的PT合并單元計量電壓通道的絕對延時，能發(fā)現(xiàn)該通道存在問題，此合并單元額定延時是1800us，則其角度差應(yīng)為32.4°，而測的時間相差將近50us，角度相差了近1°，計量用的合并單元延時不能相差10us。PT的額定一次線電壓為220kV，后來經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)是該合并單元的一個級聯(lián)延時參數(shù)設(shè)置錯誤導(dǎo)致。

4 對時精度及守時功能測試

目前合并單元一般采用B碼對時，如果合并單元和外部時鐘已經(jīng)對時穩(wěn)定，則可以通過測試儀器比如DM5000解析報文中的時標(biāo)來確定合并單元是否與外部時鐘已經(jīng)對時穩(wěn)定。如果沒有對上，而凱默已經(jīng)對上時，則凱默測量合并單元的延時將是一個相差很大的延時。

對于守時功能的測試：首先將合并單元與外部對時系統(tǒng)斷開，使用DM5000測量合并單元的延時，采樣的同步誤差應(yīng)至少能在10min內(nèi)不大于4us同步精度要求。

5 在測量中應(yīng)注意的事項

（1）不管是ETM模式還是TM模式都應(yīng)加入實際的電流電壓進(jìn)行測試。

（2）對于TM模式，線路合并單元的輸出電壓是通過PT合并單元級聯(lián)過來的，因此這里存在兩個合并單元的延時問題，目前保護(hù)廠家一般會在線路合并單元對電壓進(jìn)行一次延時補償，即如果PT合并單元設(shè)定了t1秒的延時，線路合并單元在收到電壓后會補償t1秒，然后再經(jīng)過線路合并單元設(shè)定的t2秒的延時與電流一起輸出。因此電壓的絕對延時就是t2。但在測量的時候還是要做PT合并單元加電壓。

（3）要確定合并單元接收的是正向?qū)r還是反向?qū)r，如果對時裝置和合并單元的方式相反則合并單元將無法對時。

6 結(jié)語

合并單元是智能變電站將一次電流電壓引入二次系統(tǒng)的橋梁，因此其性能的好壞對整個變電站的運行至關(guān)重要，調(diào)試人員應(yīng)該十分重視合并單元的試驗，在入廠聯(lián)調(diào)時一定要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行測試，特別是延時和抖動性能的測試更是重中之重。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：文 森）