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智能变电站220kV智能终端合并单元一体化装置应用研究

摘要：智能变电站智能终端合并单元一体化装置在110kV电压等级已得到

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。文章在此基础上对220kV智能终端合并单元一体化装置

的应用进行分析，通过对装置集成的可行性、装置集成方案、集成后装置的可靠

性、对运维的影响、经济效益等进行全面的研究，建议220kV采用智能终端合

并单元一体化装置，以推动智能变电站技术的进步。

关键词：智能变电站;二次设备;智能终端;合并单元

智能终端合并单元一体化装置在110kV电压等级已得到广泛应用，达

到节省就地智能控制柜空间、方便运维等目的。

随着智能变电站的广泛建设，220kV智能控制柜内配置独立合并单元、智

能终端，使得智能控制柜柜体增大，柜内布线拥挤，不便于运行维护;并且装置

多，柜内发热量大，影响了设备的安全可靠性及运行寿命;此外，220kV过程层

设备为双套配置，使得过程层设备、柜体、光缆数量远远多于110kV过程层设

备。以上这些因素严重制约了220kV智能变电站二次设备的布置优化。

因此，本文提出在220kV电压等级采用智能终端合并单元一体化装置，以

优化布局，简化接线。下文对采用智能终端合并单元的可行性、技术方案、可靠

性、对运行维护的影响、效益等进行分析。

1装置集成方案

220kV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IEC

61850-9-2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。但由于220kV电压等级二次设备均为双套配置，因此不论

集成前或集成后，即使一套系统故障，另一套二次系统仍能正常运行，不影响可

靠性。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