合并单元智能终端运维-国电南自课件

合并单元、智能终端运行与维护

2015-5-20，

合并单元、智能终端运行与维护

2015-5-20，

七、运维中的常见缺陷及处理措施六、户外智能控制柜技术五、合并单元、智能终端信号释义三、智能终端工作原理及关键技术二、合并单元工作原理及关键技术主要内容一、合并单元、智能终端概况四、合并单元与智能终端的功能及应用七、运维中的常见缺陷及处理措施六、户外智能控制柜技术五、合并合并单元、智能终端概况1、合并单元、智能终端概况合并单元（MergingUnit，简称MU）是对一次互感器传输过来的电气量进行合并和同步处理，并将处理后的数字信号按照特定格式转发给间隔层设备使用的装置。智能终端（SmartTerminal）与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光钎连接，实现对一次设备（如：断路器、刀闸、主变压器等）的测量、控制等功能的装置。智能变电站与传统变电站的一个重要区别就是在过程层增加了合并单元及智能终端等设备，实现了一次设备智能化，其网络结构如图1所示。合并单元做为CT/PT电流电压量的采集设备，是全站保护、测量等功能实现的基础，智能终端既是开关、刀闸、变压器等一次设备的信号采集设备，同时也是保护动作、控制的执行设备。智能变电站网络结构示意图开关智能化互感器智能化合并单元、智能终端概况1、合并单元、智能终端概况智能变电站网合并单元、智能终端概况1、合并单元、智能终端概况常规变电站二次回路示意图合并单元、智能终端概况1、合并单元、智能终端概况常规变电站二合并单元、智能终端概况1、合并单元、智能终端概况智能变电站二次回路示意图合并单元智能终端合并单元、智能终端概况1、合并单元、智能终端概况智能变电站二合并单元、智能终端概况2、合并单元、智能终端的演变过程智能终端传统微机保护交流输入组件A/D转换组件保护逻辑(CPU)开入开出组件人机对话模件端子箱

IED数字化保护SV光纤GOOSE光纤一次设备的智能化改变了传统变电站继电保护设备的结构：1、互感器智能化，将传统保护的AD采集与转换集成至合并单元。2、开关智能化，将开入开出集成至智能终端，保护装置发布命令，由智能终端来执行操作。电缆电缆合并单元合并单元、智能终端概况2、合并单元、智能终端的演变过程智能终合并单元、智能终端概况2、合并单元、智能终端类型2.1合并单元的分类根据应用场合的不同，合并单元大致可分为两大类：1.电压合并单元：用于采集母线PT、线路PT电压量；2.间隔合并单元：用于采集CT电流量，同时级联电压合并单元采集电压信号；2.2智能终端的分类根据应用场合的不同，智能终端大致可分为如下四类：1.分相智能终端：用于分相开关间隔；2.三相智能终端：用于三相开关间隔；3.PT智能终端：用于PT的信号采集及控制；4.变压器智能终端：用于变压器间隔；注：实际应用中，三相智能终端亦常作为PT智能终端使用。合并单元、智能终端概况2、合并单元、智能终端类型合并单元工作原理及关键技术1、合并单元的基本工作原理

合并单元的交流模件从互感器采集模拟量信号，对一次互感器传输的电气量进行合并和同步处理。母线合并单元称为一级合并单元,间隔合并单元称为二级合并单元。二级合并单元接收一级合并单元级联的数字量采样，再通过插值法对模拟量信号和数字量信号进行同步处理。同步处理的作用是消除模拟量采样与数字量采样之间的延时误差，从而消除相位误差。

对于需要做电压并列和切换的合并单元，需采集开关量信号（断路器、隔刀位置）。装置完成并列、切换功能后，将采样数据以IEC61850-9-2或IEC60044-7/8格式输出。在组网模式下，为了使不同合并单元的采样数据能够同步，还需接入同步信号。

合并单元原理图合并单元工作原理及关键技术1、合并单元的基本工作原理合并单元工作原理及关键技术2、数据同步-插值同步

装置在接收到上一级合并单元的数字量采样后，首先读取其额定延时，根据额定延时回推数据，再根据自身的采样时间序列进行插值。

装置的采样时间序列往往与接收到的数字量采样不在一个节拍上，装置按照固定的采样时间序列采样，但接收到的离散数据并不与该序列重合。此时就需要用插值算法对数据进行重采样，使其每个采样点都落在装置的采样序列上。采样插值示意图线性插值算法示意图采样延时回推示意图虚线为装置自身采样频率实点为接收采样值频率A、B为已知点，C为线性插值点D为该时刻实际点合并单元工作原理及关键技术2、数据同步-插值同步采样插值合并单元工作原理及关键技术3、插值的不足

插值算法是对原始采样数据的重采样，必然会造成对原始采样的失真。经对线性插值算法的研究，影响插值精度的最主要因素为采样频率和插值位置。各次谐波（80点）线性插值后的幅值增益各次谐波（256点）线性插值后的幅值增益各次谐波（80点）线性插值后的相角偏移各次谐波（256点）线性插值后的相角偏移合并单元工作原理及关键技术3、插值的不足各次谐波（80点合并单元工作原理及关键技术4、数据同步-序号同步

由于组网方式下存在较大的网络延时抖动，采样值报文到达时间不具有确定性，因此插值同步方式不再适用组网方式下的采样值同步。组网方式下的采样值同步必须满足一个前提条件，即所有间隔合并单元必须保证采样时刻一致，且对应整秒时刻为0采样序号。因此所有间隔合并单元需要外接同一个外同步信号源，包括IRIG-B、IEEE1588、GPS等。在此前提条件下组网方式采样值同步可采用采样序号同步实现FIFO（FirstInputFirstOutput）：先进先出数据缓存器组网序号同步示意图合并单元工作原理及关键技术4、数据同步-序号同步FIFO智能终端工作原理及关键技术1、智能终端工作原理智能终端通过开关量采集模块采集开关、刀闸、变压器等设备的信号量，通过模拟量小信号采集模块采集环境温湿度等直流模拟量信号，这些信号经处理后，以GOOSE报文形式输出。智能终端还接收间隔层发来的GOOSE命令，这些命令包括保护跳合闸、闭锁重合闸、遥控开关/刀闸、遥控复归等。装置在接收到命令后执行相应操作。同时，智能终端还具备操作箱功能，支持就地手动的开关操作。智能终端原理图智能终端工作原理及关键技术1、智能终端工作原理智能终端原理图1.合并单元功能1.1模拟量信号输入功能

合并单元通过自身的交流模件采集一次互感器的电流、电压量。根据接入互感器的不同类型，合并单元的模拟量输入通道可分为保护电流、测量电流、电压（对于合并单元而言，一般不必区分保护电压和测量电压）、零序电压等四种。1.2数字量输入功能

在作为二级合并单元时，装置需要接收上一级合并单元发送的数字量采样。通常该采样以IEC61850-9-2或IEC60044-7/8（FT3）的报文格式发送。装置对输入的数字量采样需要做插值同步。1.3开关量输入功能

为了完成电压并列和电压切换功能，装置需要接收母联/分段开关及其刀闸的位置信号、PT道闸位置信号、母线侧隔刀位置信号。合并单元、智能终端的功能及应用1.合并单元功能合并单元、智能终端的功能及应用合并单元、智能终端的功能及应用1.4

母线合并单元的电压并列功能智能站不在独立配置电压并列装置。以双母线主接线为例，母线电压合并单元集成电压并列逻辑，需采集母联断路器、Ⅰ母隔刀、Ⅱ母隔刀位置。同时配置并列把手。并列把手采用硬电缆接入母线合并单元；断路器、刀闸位置通过电缆接入PT智能终端转发GOOSE报文，母线合并单元通过GOOSE报文接入。此接入方式下母联断路器位置及Ⅰ母、Ⅱ母刀闸位置GOOSE报文采用双点信息（00:中间态、01:分位、10:合位、11:无效态）。并列逻辑：并列把手位置&母联断路器位置，母联断路器位置=断路器位置&Ⅰ母隔刀位置&Ⅱ母隔刀位置。逻辑真值表如右图所示。合并单元、智能终端的功能及应用1.4母线合并单元的电压并列合并单元、智能终端的功能及应用1.5

间隔合并单元的电压切换功能智能变电站保护装置不再集成电压切换，由间隔合并单元集成切换逻辑。如右图所示：母线合并单元通过光纤级联，将两段母线电压传递给间隔合并单元，间隔合并单元接收电压数字信号，同时采集Ⅰ母隔刀、Ⅱ母隔刀位置，完成切换功能。数字信号级联采用（IEC9-2报文格式或IEC60044-7/8格式）。Ⅰ母隔刀、Ⅱ母隔刀位置通过电缆接入间隔智能终端，转发GOOSE报文，间隔合并单元通过GOOSE报文接入，此接入方式下Ⅰ母、Ⅱ母隔刀位置GOOSE报文采用双点信息（00:中间态、01:分位、10:合位、11:无效态）。逻辑真值表如右图所示。合并单元、智能终端的功能及应用1.5间隔合并单元的电压切换1.6

数字量输出功能

在完成对采样数据的处理后，装置将采样数据以IEC61850-9-2或IEC60044-7/8形式输出。

为满足采样数字信号离散性要求，发送的采样报文间的间隔时间应是基本固定的，以4kHz采样频率为例，采样报文帧与帧间的时间间隔应为250μs，误差不超过±10μs。

合并单元采样响应时间不大于1ms，两级级联母线合并单元的间隔合并单元采样响应时间不大于2ms。1.7同步信号输入及守时功能

装置能接收外部同步信号完成同步功能，目前最常用的同步信号为IRIG-B码，其它常见的同步信号有IEEE1588及PPS。

同时，装置在满足守时条件后（通常是对时时间达到一定要求后）应能进行守时，守时的指标要求为时钟信号丢失后10min内时钟误差不超过±4μs。合并单元、智能终端的功能及应用注：采样频率为每周波80点。推算两点间时间间隔20mS/80点=250µS1.6数字量输出功能合并单元、智能终端的功能及应用注：采样2智能终端功能2.1开关量输入功能

智能终端支持接入从开关、变压器等引来的强电信号，并能在自身日志中对这些开入信号的动作时间等信息进行记录。开入功能主要的几个性能指标如下：（1）开入消抖：为防止因干扰等因素造成的信号抖动、误报，装置需对开入进行消抖处理，未达到消抖时间的开入信号认为是无效信号，不记录、不上送。通常消抖时间默认设置为5ms。（2）开入动作时间：为了保证信号能快速上送，须保证开入信号从硬接点动作到GOOSE报文输出总时间不超过10ms。（3）开入分辨率：装置应能区别不同时间到来的开入信号，严格区分其动作先后顺序；为此，要求装置能区分间隔时间1ms以上的开入信号。合并单元、智能终端的功能及应用2智能终端功能合并单元、智能终端的功能及应用2.2模拟量小信号输入功能

智能终端一般安装在智能户外柜中，对于户外设备需要监视其环境温度和环境湿度，这些信号通过传感器接入到装置终端中，再由智能终端上送给测控等装置。对于变压器，同时还需监视其油温等数据，这些数据亦通过传感器接入到智能终端。以上这些信号通常采用4-24mA和0-5V的弱电信号传输，对于模拟量小信号，其主要考核采样精度，合格指标为误差不超过满量程的千分之五。2.3GOOSE输入功能

智能终端需接收保护、测控等装置发送的GOOSE信号，并根据GOOSE命令执行相应的操作，同时装置应能记录接收的GOOSE命令。（1）开出动作时间：为了保证信号能快速上送，须保证开入信号从硬接点动作到GOOSE报文输出总时间不超过10ms。（2）开入分辨率：装置应能区别不同时间到来的开入信号，严格区分其动作先后顺序；为此，要求装置能区分间隔时间1ms以上的开入信号。2.4GOOSE输出功能

智能终端采集到的开入信号、模拟量小信号以及自身告警信号等都需要上送给间隔层装置，以供保护、测控等装置使用监控。合并单元、智能终端的功能及应用2.2模拟量小信号输入功能合并单元、智能终端的功能及应用2.5

操作箱功能

智能终端集成传统变电站中的操作箱的功能。对于断路器智能终端，应具备分合闸回路、分合刀闸回路、合后监视、事故总信号、闭锁重合闸、操作电源监视、控制回路断线监视、三相不一致和直跳信号监视等断路器操作箱功能。对于本体智能终端应具备合（分）刀闸，升档（降档、急停），闭锁调压，启动风冷等功能。2.6

本体保护功能

变压器智能终端通常还可集成本体保护功能。装置在收到本体重瓦斯、冷控失电等非电量跳闸信号后，非电量保护应能立即或延时出口动作。

为防止非电量保护误动作，非电量保护的启动继电器动作功率应不低于5W；动作电压应在55~70%直流额定电压范围内。2.7

对时功能

智能终端需要具备对时功能。开入时间记录等功能的实现依赖于对时功能。目前实际使用中最常见的对时信号为IRIG-B码，另外有少量变电站使用IEEE1588对时。合并单元、智能终端的功能及应用2.5操作箱功能合并单元、智能终端的功能及应用合并单元、智能终端的功能及应用2.8、三相不一致告警三相不一致保护功能以及各种压力闭锁功能宜在断路器本体操作机构中实现。智能终端具备告警功能。逻辑如下图所示。分为软件合成方式和硬开入方式。硬开入方式：智能终端具备三相不一致开入。机构及操作回路完成继电器搭接。软合成方式：由智能终端辅助接点按照三相不一致逻辑合成。2.9、事故总智能终端事故总逻辑：KKJ&TWJ。TWJ采用硬开入方式和软合成方式。硬开入方式：智能终端具备事故总开入。KKJ与TWJ辅助接点串接后直接接入该开入点。软合成方式：KKJ采硬开入，TWJ采用开关机构辅助接点，内部按照事故总逻辑合成。事故总逻辑示意图（分相）事故总逻辑示意图（三相）三相不一致告警逻辑示意图合并单元、智能终端的功能及应用2.8、三相不一致告警2.9、合并单元、智能终端的功能及应用2.10控制回路断线闭锁另一套智能终端重合闸逻辑示意图闭锁本套保护重合闸逻辑示意图2.11闭锁重合闸控制回路断线逻辑示意图（三相）控制回路断线逻辑示意图（分相）合并单元、智能终端的功能及应用2.10控制回路断线闭锁另一合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义1检修指示装置是否处于检修状态2配置错装置内部配置解析错误3光耦异常装置开入模件正电源消失4模块异常装置模件故障5对时异常GPS对时不成功6GOOSE接收中断合并单元接收测控、智能终端等GOOSE中断合并单元公用信号：序号信号名称释义1SV接收中断间隔合并单元接收母线电压合并单元SV中断2PT切换刀闸位置无效刀闸位置存在00或11无效状态3切换于Ⅰ母/Ⅱ母该间隔PT切换至Ⅰ/Ⅱ母运行4同时动作PT切换中Ⅰ、Ⅱ母刀闸均为合位5同时返回PT切换中Ⅰ、Ⅱ母刀闸均为分位间隔合并单元信号：合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义1检修指示装置是否合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义1Ⅰ母并Ⅱ母I母和II母均使用I母电压2Ⅱ母并Ⅰ母I母和II母均使用II母电压3Ⅰ、Ⅱ母不并I、II母分别使用各自电压4Ⅱ母并Ⅲ母三段母线PT并列时使用，II母和III母均使用II母电压5Ⅲ母并Ⅱ母三段母线PT并列时使用，II母和III母均使用III母电压6Ⅱ、Ⅲ母不并三段母线PT并列时使用，II母和III母分别使用各自电压7PT并列异常PT并列条件出现异常，如把手位置矛盾，PT并列中母联断路器与刀闸位置出现00或11等无效态。8PT并列指示灯异常母联/分段断路器等相关位置异常，需检查报文中位置是否存在00或11等无效状态。母线PT合并单元信号：合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义1Ⅰ母并Ⅱ母I母和合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义1检修指示装置是否处于检修状态2配置错装置内部配置解析错误3光耦异常装置开入模件正电源消失4模块异常装置模件故障5对时异常GPS对时不成功6GOOSE接收中断智能终端接收保护、测控等装置GOOSE中断7位置指示信号间隔智能终端断路器（A、B、C分相及三相）、隔刀、地刀；PT智能终端PT刀闸、地刀位置；本体智能终端中性点刀闸、地刀位置8保护用GOOSE信号闭锁重合闸、开关压力低禁止重合闸、KKJ合后位置、SHJ、STJ、TJR、TJF等智能终端信号：合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义1检修指示装置是否合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义9监视信号控回断线、操作电源失电、事故总、另一套合并单元闭锁（告警）、另一套智能终端闭锁（告警）灯10间隔层五防闭锁状态间隔五防满足条件，测控装置五防节点闭合，通过GOOSE发送智能终端，智能终端收到命令后转发闭锁状态GOOSE信号。11命令确认信号智能终端收到GOOSE命令时，相应确认命令置位，通过GOOSE发送给测控等装置。12继电器反校信号智能终端接收到保护跳合闸命令，跳合闸继电器动作后，相应反校信号置位，通过GOOSE发送给测控等装置。13温湿度信号监视户外柜内环境温度和环境湿度，这些信号通过传感器接入到装置终端中，再由智能终端上送给测控等装置。14本体智能终端中非电量跳闸、告警信号非电量跳闸、告警信号动作时，相应GOOSE信号置位。智能终端信号：合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义9监视信号控回断线户外智能控制柜一、目的和意义

合并单元、智能终端需就地安装在户外智能控制柜内。户外温度、湿度、日照、雨水等大气环境及一次设备电磁干扰因素均会对智能设备稳定运行带来不利影响。户外智能控制柜技术要求柜体本身能承担和消除这些不利影响,为设备提供接近室内的工作环境,提供全方位的防护,从而保证智能设备在户外条件下正常稳定运行。二、主要标准和技术指标1、机柜外壳防护等级达到GB4208外壳防护等级（IP代码）IP56的要求。2、环境等级达到GB/T19183的环境等级2的气候条件要求。3、EMC性能达到GB18663.3中的2级。4、抗生物侵害能力达到GB/T19183生物试验等级2要求。5、抗化学活性能力达到GB/T19183抗化学活性试验2要求。6、机械动载荷能力达到GB/T19183振动与冲击等级2要求户外智能控制柜一、目的和意义二、主要标准和技术指标户外智能控制柜三、关键技术

户外控制柜需具备的关键技术包括：1、控制柜冷却技术；2、防水设计；3、空气滤网的自动除尘技术；4、完备的信息交互技术。1、控制柜冷却技术控制柜冷却技术包括空调冷却技术和强迫风冷技术。1.1空调冷却技术右图显示的是空调在控制柜内的降温原理与效果。空调的优点是温控效果好，可有效的将柜内温度控制在相对温度的状态。但其缺点是价格昂贵、能耗高，不符合当前绿色环保的科技主题。同时，空调有一定的损坏率，一般空调厂家对户外空调的质保承诺均为1年，如空调发生故障，不仅现场维护困难，且由于没有冗余设计，会使柜内温控系统失效，产生重大安全隐患。图

空调冷却技术示意图户外智能控制柜三、关键技术1、控制柜冷却技术图空调冷却技术户外智能控制柜1.2热交换器技术右图显示的是热交换器技术的降温原理与效果。采用热交换器来进行对机柜内部工作环境进行调节，防护等级可做到IP66。但该方案的价格较高，能耗低，但其热交换散热效率低、热传递方向不受控。特别是如果调试时空气湿度较大，则当柜门关闭后，潮湿的空气将始终在柜内循环，导致湿气无法散出柜外，当白天温度较高时，水蒸气溶解在空气中，而夜晚温度较低的情况下，潮湿的空气极易产生凝露现象，对柜内设备产生不利影响。图

强迫风冷技术示意图户外智能控制柜1.2热交换器技术图强迫风冷技术示意图户外智能控制柜1.3强迫风冷技术右图显示的是强制风冷散热技术的降温原理与效果。强迫风冷散热技术是属于直接散热技术，他是将柜外冷空气直接输送到柜内，再将发热设备进行冷却后形成的热空气直接排除柜外。强迫风冷技术最关键的是保证机柜进出空气的通风孔的防水和防尘设计上，同时还要做到空气过滤装置的自动除尘和免维护。

根据现场试验，在环境温度为40℃时，空调冷却技术可使柜内温度达到30℃，使用强制风冷散热技术的柜内顶部温度最高大约为45℃，底部温度最低约为空气外部环境温度。图

强迫风冷技术示意图户外智能控制柜1.3强迫风冷技术图强迫风冷技术示意图户外智能控制柜2防水设计

户外智能控制柜如采用迷宫式多重防水户外机柜技术，防护等级可达到IP56。该技术是利用同为流体的空气与水特性上的差异，设计出阻止水通过而允许空气通过的通道。由于空气与水受重力影响的不同特性，采用多重插指型防水结构，使得外部的水经过多次折射后无法流入柜顶的通风口，而是自机柜四周的泄水槽排除柜外。同时由于空气不受该结构的影响，仍可自由的排除柜外，从而达到防水的效果，经试验防护等级可达IP56，即可防止下图所示角度的猛烈喷水进入柜内。当出现风沙大，冰雪颗粒细小等极端气候条件时也可为柜内装置提供可靠的防护。图

多重插指型防水结构技术户外智能控制柜2防水设计图多重插指型防水结构技术户外智能控制柜3

空气滤网的自动除尘技术

为防止进气口的通风防尘滤网被沙尘堵塞，造成空气流通不畅，户外智能控制柜可采用了空气滤网积尘的自动除尘系统,利用可自动控制的振动马达，对防尘滤网进行定期的除尘处理，免去了人工现场开门拆卸滤网进行除尘的工作，大大提高了系统的可靠性和现场的工作效率。自动除尘技术工作原理如右图所示。图

风扇反吹震动落灰状态图

正常工作状态控制信号户外智能控制柜3空气滤网的自动除尘技术图风扇反吹震动落灰户外智能控制柜4、完备的信息交互技术控制柜内安装智能温控装置，对柜体内部环境温度、环境湿度，温控电源、风扇状态、加热除湿状态的实时监控和信息上传，保证运行人员在后台能随时了解和记录柜体内部环境，实现机柜及柜内工作环境及工作状态的后台可视化。智能温控装置工作原理图如下图所示。图

智能温控装置工作原理户外智能控制柜4、完备的信息交互技术图智能温控装置工作原理运维中的常见缺陷及处理措施一、异常告警报文处理措施1合并单元SV接收中断：检查SV级联光纤连接是否正常，是否有出现断线、脱落现象，如发现光纤连接问题，更换备用光纤。GOOSE接收中断：检查GOOSE通讯光纤连接是否正常，是否有出现断线、脱落现象，如发现光纤连接问题，更换备用光纤。PT切换刀闸同时动作/返回：确认现场刀闸位置是否与报文一致。PT刀闸位置异常：确认现场刀闸位置是否正确，检查报文中隔刀位置是否存在00或11等无效状态。对时异常:检查对时装置是否运行正常，对时光纤连接是否正常，是否有出现断线、脱落现象，如发现光纤连接问题，更换备用光纤。检修压板状态：确认现场是否需要处于检修状态，对于与现场运行状态不一致的应确认影响。运维中的常见缺陷及处理措施一、异常告警报文处理措施1合并单运维中的常见缺陷及处理措施2智能终端GOOSE接收中断：检查GOOSE通讯光纤连接是否正常，是否有出现断线、脱落现象，如发现光纤连接问题，更换备用光纤。跳合闸命令确认：检查跳合闸命令与实际是否一致。闭锁重合闸/压力低闭锁重合闸:检查信号状态是否与现场状态一致。控回失电/控回断线：确认操作电源是否正常，跳合闸回路有无断线、脱落现象。运维中的常见缺陷及处理措施2智能终端运维中的常见缺陷及处理措施1合并单元SV级联断链

SV接收状态指示灯异常：检查SV级联光纤连接是否正常，是否有出现断线、脱落现象，如发现光纤连接问题，更换备用光纤。二级合并单元对级联光纤通讯状态进行监视，通讯状态异常时SV接收状态指示灯闪烁。合并单元级联示意图如下图所示。合并单元SV采样级联回路示意图二、信号指示灯异常处理措施运维中的常见缺陷及处理措施1合并单元SV级联断链合并单元S运维中的常见缺陷及处理措施2合并单元GOOSE断链GOOSE接收状态指示灯异常：检查GOOSE通讯光纤连接是否正常，是否有出现断线、脱落现象，如发现光纤连接问题，更换备用光纤。

以双母线间隔合并单元为例，其接收的GOOSE信息较少，一般为从组网口接收智能终端刀闸位置，需检查四个点的光功率。合并单元GOOSE接收回路示意图运维中的常见缺陷及处理措施2合并单元GOOSE断链合并单元运维中的常见缺陷及处理措施3智能终端GOOSE断链GOOSE断链时GOOSE接收状态指示灯异常。检测GOOSE通讯链路。智能终端的GOOSE数据集可能有多个，每个GOOSE数据集均有对应的中断告警信号，如右图所示。智能终端GOOSE中断，需要根据后台信号名称，依据装置背面标签所示，找到通讯异常的端口，进行通讯故障排查。检测故障光纤回路。检查GOOSE通讯光纤连接是否正常，是否出现断线、脱落、松动、光口发送、接收功率是否异常。

运维中的常见缺陷及处理措施3智能终端GOOSE断链运维中的常见缺陷及处理措施4断链检测方法

合并单元级联通讯状态异常的本质原因是光纤传输衰耗大，导致数据通讯中断。衰耗过大的原因包括：光纤折损、光纤曲率半径过大、光纤熔接质量不合格、光纤与装置光口连接松动等。

光纤弯曲过大是光衰耗大的常见原因，光纤常规要求不大于45°的弯曲走线，禁止折叠或大于45°的弯曲走线。

级联光纤断线、折损的检测方法可在光纤一端强光射入，另一端人工肉眼观察是否有光源来判断，但有时光纤衰耗过大也会造成链路中断或通讯时好时断，另外光器件也有一定故障几率，这是肉眼无法判断的，此时就需要光功率计来测试级联光纤两端的光功率。

实际接收光功率=发送光功率-光传输距离*衰耗系数/km-衰耗裕度。

光纤的衰耗系数：1310nm波长0.4dB/km，衰耗裕度：一般每个法兰头衰耗

为0.5dB，经过法兰头个数N*0.5dB即为衰耗裕度。

规范中近一步明确了具体参数要求，发送端光功率：-20dBm~-14dBm，接收端光功率接收灵敏度：-31dBm~-14dBm。在发送端与接收端测试光功率均应能在上述范围内。运维中的常见缺陷及处理措施4断链检测方法运维中的常见缺陷及处理措施5PT切换灯异常

PT切换逻辑是根据间隔刀闸位置判断的，主要是在双母线接线时间隔对所在母线的识别。刀闸1.刀闸2位置用双点表示，智能终端同时采集刀闸的合位和分位，根据合位和分位共同判断出刀闸实际位置。在倒闸操作中，两把刀闸同时挂在母线上，装置报警“同时动作”，两把刀闸同时分开，装置报警“同时返回”，两把隔刀位置任一出现00或11状态时，装置报警“位置异常”。

装置报警“位置异常”时，PT切换逻辑仍按上一正常位置状态逻辑保持，此时不可对合并单元断电，因断电后因初始上电不能获取正确的位置状态，发送的电压值品质无效，保护装置有失压危险，必须将“位置异常”信号消除后，才可对合并单元进行断电操作。运维中的常见缺陷及处理措施5PT切换灯异常运维中的常见缺陷及处理措施6PT并列指示灯异常PT并列功能是在PT一次设备检修时，在一次设备并列情况下，二次电压共用使用运行PT采集到的电压，PT并列逻辑在PT合并单元中实现。PT并列使用手动并列方式，由现场人员根据一次设备检修情况，选择并列方式。母联或分段断路器和刀闸同时为合位时并列，母联或分段及其刀闸1、刀闸2使用双点来表示，三者均为合位时才可并列，任一分位即解列。三者位置出现无效态时，不可对PT合并单元进行断电操作，PT合并单元初始上电不能获得正确的位置状态，不能完成并列功能，对PT检修的母线上间隔有失压危险。7对时指示灯异常

检查对时装置是否运行正常，对时光纤连接是否正常，是否有出现断线、脱落现象，如发现光纤连接问题，更换备用光纤。保护采样采用直采方式时，对时异常不会影响保护功能。运维中的常见缺陷及处理措施6PT并列指示灯异常运维中的常见缺陷及处理措施状态合并单元不检修合并单元检修保护装置不检修正常判别检修异常，闭锁保护保护装置检修检修异常，闭锁保护正常判别，报文置检修合并单元与保护检修判别机制状态智能终端不检修智能终端检修保护装置不检修正常判别检修异常，闭锁保护保护装置检修检修异常，闭锁保护正常判别，报文置检修智能终端与保护检修判别机制8检修异常

确认现场是否需要处于检修状态，对于与现场运行状态不一致的应确认影响。智能变电站检修的含义有了很大的改变，检修不一致会闭锁保护，现场不能轻易投退检修压板。合并单元、智能终端的检修判别机制如下表所示。运维中的常见缺陷及处理措施状态合并单元不检修合并单元检修保护运维中的常见缺陷及处理措施1检修案例分析选取线路典型间隔，如右图所示。按照检修机制判别原理分析。1.1误投入母线合并单元检修压板对本合并单元的影响发送的报文为检修态，只处理检修态报文对间隔合并单元的影响级联后的电压值为检修态对线路保护装置的影响线路保护按PT断线处理，闭锁纵联和距离保护，开放复压闭锁对母差保护的影响母差保护按PT断线处理，开放两段母线电压复压闭锁三、合并单元、智能终端检修及安措运维中的常见缺陷及处理措施1检修案例分析三、合并单元、智能运维中的常见缺陷及处理措施1检修案例分析选取线路典型间隔，如右图所示。按照检修机制判别原理分析。1.2误投入间隔合并单元检修压板对本合并单元的影响发送的报文为检修态，只处理检修态报文对母线合并单元的影响将收到的正常母线电压置检修位对线路保护装置的影响闭锁线路保护所有保护功能对母差保护的影响闭锁母差差动保护思考：此时能否退出母差装置该间隔SV接收软压板？跨间隔保护装置，一次设备停运后后，才可退出对应SV接收软压板运维中的常见缺陷及处理措施1检修案例分析思考：此时能否退出运维中的常见缺陷及处理措施1检修案例分析选取线路典型间隔，如右图所示。按照检修机制判别原理分析。1.3误投入间隔智能终端检修压板对本智能终端的影响发送的报文为检修态，只处理检修态报文对间隔合并单元的影响保持PT切换状态对线路保护装置的影响线路保护装置收到的位置信息保持为检修前状态，线路保护逻辑正常动作，但不能跳开断路器对母差保护的影响母差保护装置收到的位置信息保持为检修前状态，保护逻辑正常动作，但不能跳开该间隔断路器运维中的常见缺陷及处理措施1检修案例分析运维中的常见缺陷及处理措施2

检修安措选取线路典型间隔，如右图所示。分析安措注意事项。2.1不停电母线合并单元检修按措母线合并单元检修，该套对应所有保护相当于失压运行，根据情况选择是否投退该套和电压相关保护运维中的常见缺陷及处理措施2检修安措运维中的常见缺陷及处理措施

2

检修安措

选取线路典型间隔，如右图所示。分析安措注意事项。2.2不停电间隔合并单元检修按措退出该套母线保护所有GOOSE发送软压板、功能软压板退出该套线路保护所有GOOSE发送软压板、功能软压板投入该套母线保护、线路保护检修硬压板投入间隔合并单元检修硬压板对该合并单元进行试验。试验结束后，依次倒序恢复运维中的常见缺陷及处理措施

2检修安措运维中的常见缺陷及处理措施2

检修安措

选取线路典型间隔，如右图所示。分析安措注意事项。2.3不停电间隔智能终端检修按措退出该智能终端所有出口硬压板退出该套线路保护所有GOOSE出口软压板、母差保护所有GOOSE出口软压板退出该套线路保护所有保护功能软压板、母差保护所有保护功能软压板投入该套母线保护、线路保护检修硬压板投入智能终端检修压板，对该智能终端进行检修试验试验结束后，依次倒序恢复运维中的常见缺陷及处理措施2检修安措运维中的常见缺陷及处理措施2

检修安措

选取线路典型间隔，如右图所示。分析安措注意事项。2.4间隔合并单元检修，一次陪停按措退出该套母线保护此MU的SV接收软压板，该间隔GOOSE开入软压板投入间隔合并单元检修硬压板，对该合并单元进行试验。运维中的常见缺陷及处理措施2检修安措运维中的常见缺陷及处理措施3思考题：

某智能变电站220kV母差保护配置按现运行配置，现新增一个线路间隔。母差保护需要的安措和完成的工作？安措：退出母差保护所有GOOSE跳闸出口软压板、GOOSE接收软压板、SV接收软压板退出母差保护所有功能软压板退出线路保护、主变保护来自母差的GOOSE开入软压板投母差保护装置检修硬压板母差保护相关工作结束后退出检修压板，并按要求恢复各软压板新增间隔压板按实际要求投退运维中的常见缺陷及处理措施3思考题：运维中的常见缺陷及处理措施3思考题：

某智能变电站220kV母差保护配置按现运行配置，现新增一个线路间隔。母差保护需要的安措和完成的工作？工作（检修状态下）：更新母差保护装置配置投入该支路SV接收压板，在该支路合并单元加相应电流，核对母线保护装置显示的电流幅值和相位信息；投入相应出口软压板开出传动，验证跳闸回路、启线路远跳回路的正确性；投入失灵开入接收软压板，核对GOOSE信息输入的正确性；保护功能逻辑验证，各间隔均需

验证运维中的常见缺陷及处理措施3思考题：南京国电南自自动化有限公司NANJINGSACAUTOMATIONCO.,LTD.END谢谢！南京国电南自自动化有限公司END南京国电南自自动化有限公司NANJINGSACAUTOMATIONCO.,LTD.“10H”企业文化是公司战略不可缺少的基石"10H"cultureistheindispensablefoundationofthecompanystrategy南京国电南自自动化有限公司“10H”企业文化是公司战略不可缺合并单元、智能终端运行与维护

2015-5-20，

合并单元、智能终端运行与维护

2015-5-20，

七、运维中的常见缺陷及处理措施六、户外智能控制柜技术五、合并单元、智能终端信号释义三、智能终端工作原理及关键技术二、合并单元工作原理及关键技术主要内容一、合并单元、智能终端概况四、合并单元与智能终端的功能及应用七、运维中的常见缺陷及处理措施六、户外智能控制柜技术五、合并合并单元、智能终端概况1、合并单元、智能终端概况合并单元（MergingUnit，简称MU）是对一次互感器传输过来的电气量进行合并和同步处理，并将处理后的数字信号按照特定格式转发给间隔层设备使用的装置。智能终端（SmartTerminal）与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光钎连接，实现对一次设备（如：断路器、刀闸、主变压器等）的测量、控制等功能的装置。智能变电站与传统变电站的一个重要区别就是在过程层增加了合并单元及智能终端等设备，实现了一次设备智能化，其网络结构如图1所示。合并单元做为CT/PT电流电压量的采集设备，是全站保护、测量等功能实现的基础，智能终端既是开关、刀闸、变压器等一次设备的信号采集设备，同时也是保护动作、控制的执行设备。智能变电站网络结构示意图开关智能化互感器智能化合并单元、智能终端概况1、合并单元、智能终端概况智能变电站网合并单元、智能终端概况1、合并单元、智能终端概况常规变电站二次回路示意图合并单元、智能终端概况1、合并单元、智能终端概况常规变电站二合并单元、智能终端概况1、合并单元、智能终端概况智能变电站二次回路示意图合并单元智能终端合并单元、智能终端概况1、合并单元、智能终端概况智能变电站二合并单元、智能终端概况2、合并单元、智能终端的演变过程智能终端传统微机保护交流输入组件A/D转换组件保护逻辑(CPU)开入开出组件人机对话模件端子箱

IED数字化保护SV光纤GOOSE光纤一次设备的智能化改变了传统变电站继电保护设备的结构：1、互感器智能化，将传统保护的AD采集与转换集成至合并单元。2、开关智能化，将开入开出集成至智能终端，保护装置发布命令，由智能终端来执行操作。电缆电缆合并单元合并单元、智能终端概况2、合并单元、智能终端的演变过程智能终合并单元、智能终端概况2、合并单元、智能终端类型2.1合并单元的分类根据应用场合的不同，合并单元大致可分为两大类：1.电压合并单元：用于采集母线PT、线路PT电压量；2.间隔合并单元：用于采集CT电流量，同时级联电压合并单元采集电压信号；2.2智能终端的分类根据应用场合的不同，智能终端大致可分为如下四类：1.分相智能终端：用于分相开关间隔；2.三相智能终端：用于三相开关间隔；3.PT智能终端：用于PT的信号采集及控制；4.变压器智能终端：用于变压器间隔；注：实际应用中，三相智能终端亦常作为PT智能终端使用。合并单元、智能终端概况2、合并单元、智能终端类型合并单元工作原理及关键技术1、合并单元的基本工作原理

合并单元的交流模件从互感器采集模拟量信号，对一次互感器传输的电气量进行合并和同步处理。母线合并单元称为一级合并单元,间隔合并单元称为二级合并单元。二级合并单元接收一级合并单元级联的数字量采样，再通过插值法对模拟量信号和数字量信号进行同步处理。同步处理的作用是消除模拟量采样与数字量采样之间的延时误差，从而消除相位误差。

对于需要做电压并列和切换的合并单元，需采集开关量信号（断路器、隔刀位置）。装置完成并列、切换功能后，将采样数据以IEC61850-9-2或IEC60044-7/8格式输出。在组网模式下，为了使不同合并单元的采样数据能够同步，还需接入同步信号。

合并单元原理图合并单元工作原理及关键技术1、合并单元的基本工作原理合并单元工作原理及关键技术2、数据同步-插值同步

装置在接收到上一级合并单元的数字量采样后，首先读取其额定延时，根据额定延时回推数据，再根据自身的采样时间序列进行插值。

装置的采样时间序列往往与接收到的数字量采样不在一个节拍上，装置按照固定的采样时间序列采样，但接收到的离散数据并不与该序列重合。此时就需要用插值算法对数据进行重采样，使其每个采样点都落在装置的采样序列上。采样插值示意图线性插值算法示意图采样延时回推示意图虚线为装置自身采样频率实点为接收采样值频率A、B为已知点，C为线性插值点D为该时刻实际点合并单元工作原理及关键技术2、数据同步-插值同步采样插值合并单元工作原理及关键技术3、插值的不足

插值算法是对原始采样数据的重采样，必然会造成对原始采样的失真。经对线性插值算法的研究，影响插值精度的最主要因素为采样频率和插值位置。各次谐波（80点）线性插值后的幅值增益各次谐波（256点）线性插值后的幅值增益各次谐波（80点）线性插值后的相角偏移各次谐波（256点）线性插值后的相角偏移合并单元工作原理及关键技术3、插值的不足各次谐波（80点合并单元工作原理及关键技术4、数据同步-序号同步

由于组网方式下存在较大的网络延时抖动，采样值报文到达时间不具有确定性，因此插值同步方式不再适用组网方式下的采样值同步。组网方式下的采样值同步必须满足一个前提条件，即所有间隔合并单元必须保证采样时刻一致，且对应整秒时刻为0采样序号。因此所有间隔合并单元需要外接同一个外同步信号源，包括IRIG-B、IEEE1588、GPS等。在此前提条件下组网方式采样值同步可采用采样序号同步实现FIFO（FirstInputFirstOutput）：先进先出数据缓存器组网序号同步示意图合并单元工作原理及关键技术4、数据同步-序号同步FIFO智能终端工作原理及关键技术1、智能终端工作原理智能终端通过开关量采集模块采集开关、刀闸、变压器等设备的信号量，通过模拟量小信号采集模块采集环境温湿度等直流模拟量信号，这些信号经处理后，以GOOSE报文形式输出。智能终端还接收间隔层发来的GOOSE命令，这些命令包括保护跳合闸、闭锁重合闸、遥控开关/刀闸、遥控复归等。装置在接收到命令后执行相应操作。同时，智能终端还具备操作箱功能，支持就地手动的开关操作。智能终端原理图智能终端工作原理及关键技术1、智能终端工作原理智能终端原理图1.合并单元功能1.1模拟量信号输入功能

合并单元通过自身的交流模件采集一次互感器的电流、电压量。根据接入互感器的不同类型，合并单元的模拟量输入通道可分为保护电流、测量电流、电压（对于合并单元而言，一般不必区分保护电压和测量电压）、零序电压等四种。1.2数字量输入功能

在作为二级合并单元时，装置需要接收上一级合并单元发送的数字量采样。通常该采样以IEC61850-9-2或IEC60044-7/8（FT3）的报文格式发送。装置对输入的数字量采样需要做插值同步。1.3开关量输入功能

为了完成电压并列和电压切换功能，装置需要接收母联/分段开关及其刀闸的位置信号、PT道闸位置信号、母线侧隔刀位置信号。合并单元、智能终端的功能及应用1.合并单元功能合并单元、智能终端的功能及应用合并单元、智能终端的功能及应用1.4

母线合并单元的电压并列功能智能站不在独立配置电压并列装置。以双母线主接线为例，母线电压合并单元集成电压并列逻辑，需采集母联断路器、Ⅰ母隔刀、Ⅱ母隔刀位置。同时配置并列把手。并列把手采用硬电缆接入母线合并单元；断路器、刀闸位置通过电缆接入PT智能终端转发GOOSE报文，母线合并单元通过GOOSE报文接入。此接入方式下母联断路器位置及Ⅰ母、Ⅱ母刀闸位置GOOSE报文采用双点信息（00:中间态、01:分位、10:合位、11:无效态）。并列逻辑：并列把手位置&母联断路器位置，母联断路器位置=断路器位置&Ⅰ母隔刀位置&Ⅱ母隔刀位置。逻辑真值表如右图所示。合并单元、智能终端的功能及应用1.4母线合并单元的电压并列合并单元、智能终端的功能及应用1.5

间隔合并单元的电压切换功能智能变电站保护装置不再集成电压切换，由间隔合并单元集成切换逻辑。如右图所示：母线合并单元通过光纤级联，将两段母线电压传递给间隔合并单元，间隔合并单元接收电压数字信号，同时采集Ⅰ母隔刀、Ⅱ母隔刀位置，完成切换功能。数字信号级联采用（IEC9-2报文格式或IEC60044-7/8格式）。Ⅰ母隔刀、Ⅱ母隔刀位置通过电缆接入间隔智能终端，转发GOOSE报文，间隔合并单元通过GOOSE报文接入，此接入方式下Ⅰ母、Ⅱ母隔刀位置GOOSE报文采用双点信息（00:中间态、01:分位、10:合位、11:无效态）。逻辑真值表如右图所示。合并单元、智能终端的功能及应用1.5间隔合并单元的电压切换1.6

数字量输出功能

在完成对采样数据的处理后，装置将采样数据以IEC61850-9-2或IEC60044-7/8形式输出。

为满足采样数字信号离散性要求，发送的采样报文间的间隔时间应是基本固定的，以4kHz采样频率为例，采样报文帧与帧间的时间间隔应为250μs，误差不超过±10μs。

合并单元采样响应时间不大于1ms，两级级联母线合并单元的间隔合并单元采样响应时间不大于2ms。1.7同步信号输入及守时功能

装置能接收外部同步信号完成同步功能，目前最常用的同步信号为IRIG-B码，其它常见的同步信号有IEEE1588及PPS。

同时，装置在满足守时条件后（通常是对时时间达到一定要求后）应能进行守时，守时的指标要求为时钟信号丢失后10min内时钟误差不超过±4μs。合并单元、智能终端的功能及应用注：采样频率为每周波80点。推算两点间时间间隔20mS/80点=250µS1.6数字量输出功能合并单元、智能终端的功能及应用注：采样2智能终端功能2.1开关量输入功能

智能终端支持接入从开关、变压器等引来的强电信号，并能在自身日志中对这些开入信号的动作时间等信息进行记录。开入功能主要的几个性能指标如下：（1）开入消抖：为防止因干扰等因素造成的信号抖动、误报，装置需对开入进行消抖处理，未达到消抖时间的开入信号认为是无效信号，不记录、不上送。通常消抖时间默认设置为5ms。（2）开入动作时间：为了保证信号能快速上送，须保证开入信号从硬接点动作到GOOSE报文输出总时间不超过10ms。（3）开入分辨率：装置应能区别不同时间到来的开入信号，严格区分其动作先后顺序；为此，要求装置能区分间隔时间1ms以上的开入信号。合并单元、智能终端的功能及应用2智能终端功能合并单元、智能终端的功能及应用2.2模拟量小信号输入功能

智能终端一般安装在智能户外柜中，对于户外设备需要监视其环境温度和环境湿度，这些信号通过传感器接入到装置终端中，再由智能终端上送给测控等装置。对于变压器，同时还需监视其油温等数据，这些数据亦通过传感器接入到智能终端。以上这些信号通常采用4-24mA和0-5V的弱电信号传输，对于模拟量小信号，其主要考核采样精度，合格指标为误差不超过满量程的千分之五。2.3GOOSE输入功能

智能终端需接收保护、测控等装置发送的GOOSE信号，并根据GOOSE命令执行相应的操作，同时装置应能记录接收的GOOSE命令。（1）开出动作时间：为了保证信号能快速上送，须保证开入信号从硬接点动作到GOOSE报文输出总时间不超过10ms。（2）开入分辨率：装置应能区别不同时间到来的开入信号，严格区分其动作先后顺序；为此，要求装置能区分间隔时间1ms以上的开入信号。2.4GOOSE输出功能

智能终端采集到的开入信号、模拟量小信号以及自身告警信号等都需要上送给间隔层装置，以供保护、测控等装置使用监控。合并单元、智能终端的功能及应用2.2模拟量小信号输入功能合并单元、智能终端的功能及应用2.5

操作箱功能

智能终端集成传统变电站中的操作箱的功能。对于断路器智能终端，应具备分合闸回路、分合刀闸回路、合后监视、事故总信号、闭锁重合闸、操作电源监视、控制回路断线监视、三相不一致和直跳信号监视等断路器操作箱功能。对于本体智能终端应具备合（分）刀闸，升档（降档、急停），闭锁调压，启动风冷等功能。2.6

本体保护功能

变压器智能终端通常还可集成本体保护功能。装置在收到本体重瓦斯、冷控失电等非电量跳闸信号后，非电量保护应能立即或延时出口动作。

为防止非电量保护误动作，非电量保护的启动继电器动作功率应不低于5W；动作电压应在55~70%直流额定电压范围内。2.7

对时功能

智能终端需要具备对时功能。开入时间记录等功能的实现依赖于对时功能。目前实际使用中最常见的对时信号为IRIG-B码，另外有少量变电站使用IEEE1588对时。合并单元、智能终端的功能及应用2.5操作箱功能合并单元、智能终端的功能及应用合并单元、智能终端的功能及应用2.8、三相不一致告警三相不一致保护功能以及各种压力闭锁功能宜在断路器本体操作机构中实现。智能终端具备告警功能。逻辑如下图所示。分为软件合成方式和硬开入方式。硬开入方式：智能终端具备三相不一致开入。机构及操作回路完成继电器搭接。软合成方式：由智能终端辅助接点按照三相不一致逻辑合成。2.9、事故总智能终端事故总逻辑：KKJ&TWJ。TWJ采用硬开入方式和软合成方式。硬开入方式：智能终端具备事故总开入。KKJ与TWJ辅助接点串接后直接接入该开入点。软合成方式：KKJ采硬开入，TWJ采用开关机构辅助接点，内部按照事故总逻辑合成。事故总逻辑示意图（分相）事故总逻辑示意图（三相）三相不一致告警逻辑示意图合并单元、智能终端的功能及应用2.8、三相不一致告警2.9、合并单元、智能终端的功能及应用2.10控制回路断线闭锁另一套智能终端重合闸逻辑示意图闭锁本套保护重合闸逻辑示意图2.11闭锁重合闸控制回路断线逻辑示意图（三相）控制回路断线逻辑示意图（分相）合并单元、智能终端的功能及应用2.10控制回路断线闭锁另一合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义1检修指示装置是否处于检修状态2配置错装置内部配置解析错误3光耦异常装置开入模件正电源消失4模块异常装置模件故障5对时异常GPS对时不成功6GOOSE接收中断合并单元接收测控、智能终端等GOOSE中断合并单元公用信号：序号信号名称释义1SV接收中断间隔合并单元接收母线电压合并单元SV中断2PT切换刀闸位置无效刀闸位置存在00或11无效状态3切换于Ⅰ母/Ⅱ母该间隔PT切换至Ⅰ/Ⅱ母运行4同时动作PT切换中Ⅰ、Ⅱ母刀闸均为合位5同时返回PT切换中Ⅰ、Ⅱ母刀闸均为分位间隔合并单元信号：合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义1检修指示装置是否合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义1Ⅰ母并Ⅱ母I母和II母均使用I母电压2Ⅱ母并Ⅰ母I母和II母均使用II母电压3Ⅰ、Ⅱ母不并I、II母分别使用各自电压4Ⅱ母并Ⅲ母三段母线PT并列时使用，II母和III母均使用II母电压5Ⅲ母并Ⅱ母三段母线PT并列时使用，II母和III母均使用III母电压6Ⅱ、Ⅲ母不并三段母线PT并列时使用，II母和III母分别使用各自电压7PT并列异常PT并列条件出现异常，如把手位置矛盾，PT并列中母联断路器与刀闸位置出现00或11等无效态。8PT并列指示灯异常母联/分段断路器等相关位置异常，需检查报文中位置是否存在00或11等无效状态。母线PT合并单元信号：合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义1Ⅰ母并Ⅱ母I母和合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义1检修指示装置是否处于检修状态2配置错装置内部配置解析错误3光耦异常装置开入模件正电源消失4模块异常装置模件故障5对时异常GPS对时不成功6GOOSE接收中断智能终端接收保护、测控等装置GOOSE中断7位置指示信号间隔智能终端断路器（A、B、C分相及三相）、隔刀、地刀；PT智能终端PT刀闸、地刀位置；本体智能终端中性点刀闸、地刀位置8保护用GOOSE信号闭锁重合闸、开关压力低禁止重合闸、KKJ合后位置、SHJ、STJ、TJR、TJF等智能终端信号：合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义1检修指示装置是否合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义9监视信号控回断线、操作电源失电、事故总、另一套合并单元闭锁（告警）、另一套智能终端闭锁（告警）灯10间隔层五防闭锁状态间隔五防满足条件，测控装置五防节点闭合，通过GOOSE发送智能终端，智能终端收到命令后转发闭锁状态GOOSE信号。11命令确认信号智能终端收到GOOSE命令时，相应确认命令置位，通过GOOSE发送给测控等装置。12继电器反校信号智能终端接收到保护跳合闸命令，跳合闸继电器动作后，相应反校信号置位，通过GOOSE发送给测控等装置。13温湿度信号监视户外柜内环境温度和环境湿度，这些信号通过传感器接入到装置终端中，再由智能终端上送给测控等装置。14本体智能终端中非电量跳闸、告警信号非电量跳闸、告警信号动作时，相应GOOSE信号置位。智能终端信号：合并单元、智能终端信号释义序号信号名称释义9监视信号控回断线户外智能控制柜一、目的和意义

合并单元、智能终端需就地安装在户外智能控制柜内。户外温度、湿度、日照、雨水等大气环境及一次设备电磁干扰因素均会对智能设备稳定运行带来不利影响。户外智能控制柜技术要求柜体本身能承担和消除这些不利影响,为设备提供接近室内的工作环境,提供全方位的防护,从而保证智能设备在户外条件下正常稳定运行。二、主要标准和技术指标1、机柜外壳防护等级达到GB4208外壳防护等级（IP代码）IP56的要求。2、环境等级达到GB/T19183的环境等级2的气候条件要求。3、EMC性能达到GB18663.3中的2级。4、抗生物侵害能力达到GB/T19183生物试验等级2要求。5、抗化学活性能力达到GB/T19183抗化学活性试验2要求。6、机械动载荷能力达到GB/T19183振动与冲击等级2要求户外智能控制柜一、目的和意义二、主要标准和技术指标户外智能控制柜三、关键技术

户外控制柜需具备的关键技术包括：1、控制柜冷却技术；2、防水设计；3、空气滤网的自动除尘技术；4、完备的信息交互技术。1、控制柜冷却技术控制柜冷却技术包括空调冷却技术和强迫风冷技术。1.1空调冷却技术右图显示的是空调在控制柜内的降温原理与效果。空调的优点是温控效果好，可有效的将柜内温度控制在相对温度的状态。但其缺点是价格昂贵、能耗高，不符合当前绿色环保的科技主题。同时，空调有一定的损坏率，一般空调厂家对户外空调的质保承诺均为1年，如空调发生故障，不仅现场维护困难，且由于没有冗余设计，会使柜内温控系统失效，产生重大安全隐患。图

空调冷却技术示意图户外智能控制柜三、关键技术1、控制柜冷却技术图空调冷却技术户外智能控制柜1.2热交换器技术右图显示的是热交换器技术的降温原理与效果。采用热交换器来进行对机柜内部工作环境进行调节，防护等级可做到IP66。但该方案的价格较高，能耗低，但其热交换散热效率低、热传递方向不受控。特别是如果调试时空气湿度较大，则当柜门关闭后，潮湿的空气将始终在柜内循环，导致湿气无法散出柜外，当白天温度较高时，水蒸气溶解在空气中，而夜晚温度较低的情况下，潮湿的空气极易产生凝露现象，对柜内设备产生不利影响。图

强迫风冷技术示意图户外智能控制柜1.2热交换器技术图强迫风冷技术示意图户外智能控制柜1.3强迫风冷技术右图显示的是强制风冷散热技术的降温原理与效果。强迫风冷散热技术是属于直接散热技术，他是将柜外冷空气直接输送到柜内，再将发热设备进行冷却后形成的热空气直接排除柜外。强迫风冷技术最关键的是保证机柜进出空气的通风孔的防水和防尘设计上，同时还要做到空气过滤装置的自动除尘和免维护。

根据现场试验，在环境温度为40℃时，空调冷却技术可使柜内温度达到30℃，使用强制风冷散热技术的柜内顶部温度最高大约为45℃，底部温度最低约为空气外部环境温度。图

强迫风冷技术示意图户外智能控制柜1.3强迫风冷技术图强迫风冷技术示意图户外智能控制柜2防水设计

户外智能控制柜如采用迷宫式多重防水户外机柜技术，防护等级可达到IP56。该技术是利用同为流体的空气与水特性上的差异，设计出阻止水通过而允许空气通过的通道。由于空气与水受重力影响的不同特性，采用多重插指型防水结构，使得外部的水经过多次折射后无法流入柜顶的通风口，而是自机柜四周的泄水槽排除柜外。同时由于空气不受该结构的影响，仍可自由的排除柜外，从而达到防水的效果，经试验防护等级可达IP56，即可防止下图所示角度的猛烈喷水进入柜内。当出现风沙大，冰雪颗粒细小等极端气候条件时也可为柜内装置提供可靠的防护。图

多重插指型防水结构技术户外智能控制柜2防水设计图多重插指型防水结构技术户外智能控制柜3

空气滤网的自动除尘技术

为防止进气口的通风防尘滤网被沙尘堵塞，造成空气流通不畅，户外智能控制柜可采用了空气滤网积尘的自动除尘系统,利用可自动控制的振动马达，对防尘滤网进行定期的除尘处理，免去了人工现场开门拆卸滤网进行除尘的工作，大大提高了系统的可靠性和现场的工作效率。自动除尘技术工作原理如右图所示。图

风扇反吹震动落灰状态图

正常工作状态控制信号户外智能控制柜3空气滤网的自动除尘技术图风扇反吹震动落灰户外智能控制柜4、完备的信息交互技术控制柜内安装智能温控装置，对柜体内部环境温度、环境湿度，温控电源、风扇状态、加热除湿状态的实时监控和信息上传，保证运行人员在后台能随时了解和记录柜体内部环境，实现机柜及柜内工作环境及工作状态的后台可视化。智能温控装置工作原理图如下图所示。图

智能温控装置工作原理户外智能控制柜4、完备的信息交互技术图智能温控装置工作原理运维中的常见缺陷及处理措施一、异常告警报文处理措施1合并单元SV接收中断：检查SV级联光纤连接是否正常，是否有出现断线、脱落现象，如发现光纤连接问题，更换备用光纤。GOOSE接收中断：检查GOOSE通讯光纤连接是否正常，是否有出现断线、脱落现象，如发现光纤连接问题，更换备用光纤。PT切换刀闸同时动作/返回：确认现场刀闸位置是否与报文一致。PT刀闸位置异常：确认现场刀闸位置是否正确，检查报文中隔刀位置是否存在00或11等无效状态。对时异常:检查对时装置是否运行正常，对时光纤连接是否正常，是否有出现断线、脱落现象，如发现光纤连接问题，更换备用光纤。检修压板状态：确认现场是否需要处于检修状态，对于与现场运行状态不一致的应确认影响。运维中的常见缺陷及处理措施一、异常告警报文处理措施1合并单运维中的常见缺陷及处理措施2智能终端GOOSE接收中断：检查GOOSE通讯光纤连接是否正常，是否有出现断线、脱落现象，如发现光纤连接问题，更换备用光纤。跳合闸命令确认：检查跳合闸命令与实际是否一致。闭锁重合闸/压力低闭锁重合闸:检查信号状态是否与现场状态一致。控回失电/控回断线：确认操作电源是否正常，跳合闸回路有无断线、脱落现象。运维中的常见缺陷及处理措施2智能终端运维中的常见缺陷及处理措施1合并单元SV级联断链

SV接收状态指示灯异常：检查SV级联光纤连接是否正常，是否有出现断线、脱落现象，如发现光纤连接问题，更换备用光纤。二级合并单元对级联光纤通讯状态进行监视，通讯状态异常时SV接收状态指示灯闪烁。合并单元级联示意图如下图所示。合并单元SV采样级联回路示意图二、信号指示灯异常处理措施运维中的常见缺陷及处理措施1合并单元SV级联断链合并单元S运维