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dmu830系列合并单元技术说明书资料

DMU-830系列合并单元

技术说明书

许继电气股份有限公司

XJELECTRICCO.，LTD.

许继电气股份有限公司版权所有（Ver1.00）

本版本说明书适用于DMU-830/R1Ver1.00版本及以上

程序。

许继电气股份公司保留对本说明书进行修改的权利，

当产品与说明书不符时，请以实际产品为准。

前言

1关于智能变电站

传统变电站面临诸如常规互感器的动态量测范围存在局限性、缺乏统一的信息模型和信息交换模型而使电网信息共享难以实现、智能设备之间缺乏互操作、大量二次电缆对可靠性的不利影响等问题。

随着新型光电互感器技术的成熟、光通信技术和以太网智能交换技术的发展，以及IEC61850系列国际标准的颁布实施，为解决以上问题的解决提供了技术支撑，同时为智能变电站的推广应用奠定了基础。

智能变电站是变电站技术的发展方向，是坚强智能电网的建设基础和重要组成部分。

许继符合IEC61850标准体系的智能变电站自动化系统正是在上述背景下应运而生的。

IEC61850标准体系给变电站自动化技术的发展提供了有效的支撑，主要体现在建模的标准化，支持网络通信方式实现智能电子设备之间的信息交互，实现不同设备之间的互操作等。

需求的推动和技术的发展使变电站向着全数字化的方向发展，符合IEC61850的全智能变电站是发展的潮流。

许继的智能变电站产品基于成熟的软、硬件平台，信息模型和信息交换模型完全遵循IEC61850的规范，支持互操作，其突出的特点如下：

（1）数据采集数字化，采用非常规互感器提高了动态量测水平和测量精度，降低了绝缘要求，在高压系统采用节约成本效用明显；

（2）一次设备智能化，IEC61850把变电站分为站控层、间隔层和过程层，过程层的智能接口可以看作是一次设备的延伸和在二次系统中的映射，便于实施精确跳合闸控制和开展设备的状态检修；（3）二次设备网络化，大量的控制电缆被数字通信网络取代，装置冗余被信息冗余取代，降低了工程造价，提高了可靠性；（4）系统建模标准化，统一的信息模型和信息交换模型解决了互操作问题，实现了信息共享，简化了系统维护、工程配置和工程实施。

IEC61850把智能变电站自动化系统分为站控层、间隔层、过程层三层结构，网络化的信息流如下图所示，具体包括：

过程层与间隔层的信息交换，间隔层设备内部的信息交换，间隔层之间的通信，间隔层与变电站层的通信，变电站层不同设备之间的通信。

智能变电站的网络信息流图

与传统相比智能变电站技术给间隔层设备带来哪些影响呢？

间隔层设备的功能模块按照IEC61850标准进行建模，常规的功能装置变成了逻辑的功能模块，不再出现功能重复的I/O接口；间隔层设备具备符合IEC61850的过程层接口和站控层接口，通过高速以太网进行信息交互，实现信息共享；统一的信息模型和信息交换模型使得设备间满足互操作性；在支持互操作性的基础上，自动化功能可以在间隔层设备自由分布，比如取消传统的备自投和低周减载装置，相应功能都分布到若干台间隔层设备中靠互相通信和互操作来完成；另外，原来间隔层的部分功能下放到过程层，比如模拟量的A/D转换、开关量输入和开关量输出等，相应的信息经过程层网络。

IEC61850标准的实施、新型光电互感器的应用以及智能断路器技术的成熟将逐步推进智能变电站的建设，变电站自动化技术将进入全面数字化的新时代。

下面给出智能变电站的典型结构图：

2产品应用范围

DMU-830系列合并单元适用于采用常规互感器、电子式互感器以及常规互感器与电子式互感器混用的系统，它对常规互感器或电子式感器通过采集器输出的数字量进行合并和处理，并按IEC61850-9-2标准转换成以太网数据，再通过光纤输出到过程层网络或相关的智能电子设备。

3产品特点

●支持IEC61850-9-2标准

采样数据以外部同步为基准，按IEC61850-9-2标准传输；国内首家在智能变电站中实现采样值组网传输模式，通过高速以太网信息交换，实现信息共享。

●支持IEC61850-9-2点对点数据

采样值数据不依赖外部同步基准，以点对点的方式通过光纤输出到智能电子设备。

●双同步基准接入

双同步基准接入，提高装置对时的可靠性，在装置丢失一路同步基准时仍有另一路同步基准保证装置输出数据的同步性。

●支持多种同步基准

支持秒脉冲、IRIG-B（DC）码以及IEC61588-2009（IEEE1588-2008）PTP协议。

●强抗干扰能力

软硬件设计上充分考虑过程层相对恶劣的运行环境，采取2U全封闭机箱，装置的抗干扰能力、抗震动能力大大提高。

●工程应用柔性化

采用功能自描述和数据自描述技术，实现了内容可以通过描述文件以不同的形式重组，功能可以通过配置文件形式重构，解决了不同用户差异化需求和软件版本集中管理的矛盾。

●全面支持IEC61850规约

做为新型过程层设备，适用于符合IEC61850规范的智能变电站，实现各配套厂家的无缝联接，真正实现间隔层和过程层智能设备间的数据共享。

目录

1关于智能变电站III

2产品应用范围V

3产品特点V

1概述1

1.1应用范围1

1.2产品特点1

2技术指标2

2.1基本电气参数2

2.1.1额定交流数据2

2.1.2额定直流数据2

2.1.3功率消耗2

2.1.4交流采样准确级2

2.1.5过载能力2

2.1.6采集器接入3

2.1.7开关量接入3

2.1.89-2格式采样值输出3

2.1.9配置接口3

2.1.10同步基准接入3

2.2抗电气干扰能力3

2.3绝缘性能4

2.3.1机械性能4

2.4环境条件4

3原理介绍5

3.1同步基准输入5

3.2晶振误差补偿5

3.3重采样5

4装置说明及应用5

4.1结构与安装5

4.2装置面板6

4.3装置背板7

4.4接线端子定义9

4.4.1DMU-831接线端子定义9

4.4.2DMU-832接线端子定义11

4.4.3DMU-833接线端子定义13

4.4.4DMU-834接线端子定义16

4.5插件说明18

4.5.1电源插件18

4.5.2CPU插件18

4.5.3开入插件18

4.5.4扩展插件18

4.5.5SV插件18

4.5.6FT3插件19

4.5.7采集插件19

4.5.8交流电流插件19

4.5.9交流电压插件19

4.6母线电压并列切换原理19

4.6.1电压并列19

4.6.2母线电压切换功能26

5GOOSE收发信息错误！

未定义书签。

5.1接收GOOSE信息错误！

未定义书签。

5.2DMU-831/832发送GOOSE信息错误！

未定义书签。

5.3DMU-833/834发送GOOSE信息错误！

未定义书签。

6订货须知40

附录1IEC61850-9-2LE规约输出帧格式41

附录2遵循IEC61850-9-2规约系数整定43

4概述

4.1应用范围

DMU-830系列合并单元适用于采用常规互感器、电子式互感器或常规互感器与电子式互感器混用的系统。

装置对常规互感器输出的模拟信号采样后，再与电子式互感器采集单元输出的数字量进行合并和处理，并按IEC61850-9-2标准转换成以太网数据或“支持通道可配置的扩展IEC60044-8”的FT3数据，再通过光纤输出到过程层网络或相关的智能电子设备。

4.2产品特点

✧支持IEC61850-9-2标准

采样数据以外部同步为基准，按IEC61850-9-2标准传输；国内首家在智能变电站中实现采样值组网传输模式，通过高速以太网信息交换，实现信息共享。

✧支持IEC61850-9-2点对点数据

采样值数据不依赖外部同步基准，以点对点的方式通过光纤输出到智能电子设备。

✧支持扩展的IEC60044-8协议

采样值数据不依赖外部同步基准，以点对点的方式通过光纤输出到智能电子设备。

✧双同步基准接入

双同步基准接入，提高装置对时的可靠性，在装置丢失一路同步基准时仍有另一路同步基准保证装置输出数据的同步性。

✧支持多种同步基准

支持秒脉冲、IRIG-B（DC）码以及IEC61588-2009（IEEE1588-2008）PTP协议。

✧强抗干扰能力

软硬件设计上充分考虑过程层相对恶劣的运行环境，采取2U全封闭机箱，装置的抗干扰能力、抗震动能力大大提高。

✧工程应用柔性化

采用功能自描述和数据自描述技术，实现了内容可以通过描述文件以不同的形式重组，功能可以通过配置文件形式重构，解决了不同用户差异化需求和软件版本集中管理的矛盾。

✧全面支持IEC61850规约

做为新型过程层设备，适用于符合IEC61850规范的智能变电站，实现各配套厂家的无缝联接，真正实现间隔层和过程层智能设备间的数据共享。

5技术指标

5.1基本电气参数

5.1.1额定交流数据

✧额定交流电流In：

5A或1A；

✧额定交流电压Un：

100V；

✧额定频率fn：

50Hz。

5.1.2额定直流数据

220V或110V，允许变化范围：

80%～115%。

5.1.3功率消耗

✧交流电压回路：

不大于0.5VA/相（额定电压下）；

✧交流电流回路：

不大于1VA/相（In=5A）；

✧不大于0.5VA/相（In=1A）；

✧直流回路功率消耗：

不大于30W。

5.1.4交流采样准确级

✧电流互感器测量级：

0.2；

✧电流互感器保护级：

5P30；

✧电压互感器测量级：

0.2；

✧电压互感器保护级：

3P。

5.1.5过载能力

✧交流电流回路：

长期运行------2In；

10s---------------10In；

1s---------------40In。

✧交流电压回路：

1.5Un连续工作。

5.1.6采集器接入

✧数据协议：

遵循电力行业标准《合并单元技术条件》中的异步传输方式；

✧光纤类型：

62.5/125um，多模，ST接口；

✧光波长：

850nm；

✧接收灵敏度：

-30dbm。

5.1.7开关量接入

✧输入电压：

DC220V/110V。

5.1.89-2格式采样值输出

✧数据协议：

遵循IEC61850-9-2标准。

✧接口类型：

光纤以太网，带宽10M/100M；

✧光纤类型：

62.5/125um，多模，ST接口；

✧光波长：

1310nm；

✧接收灵敏度：

-30dbm。

5.1.9配置接口

电气以太网，RJ45接口，带宽10M/100M自适应。

5.1.10同步基准接入

✧同步方式：

支持同步脉冲或IRIG-B码或IEC61588-2009（IEEE1588-2008）PTP协议；

✧输入方式：

光纤以太网或光串口；62.5/125um，多模，ST接口；

✧光波长：

光纤以太网，1310nm；光串口，850nm；

✧秒准时沿的时间准确度：

优于1us。

5.2抗电气干扰能力

✧装置能承受GB/T17626.2-2006中表1规定的严酷等级为4级的静电放电。

✧装置能承受GB/T17626.3-2006中表1规定的严酷等级为3级的射频电磁场辐射。

✧装置能承受GB/T17626.4-2008中表1规定的严酷等级为4级的电快速瞬变脉冲群干扰。

✧装置能承受GB/T17626.5-2008中表1规定的严酷等级为3级的浪涌冲击干扰。

✧装置能承受GB/T17626.6-2008中表1规定的严酷等级为3级的射频场感应的传导骚扰干扰。

✧装置能承受GB/T17626.8-2006中表1规定的严酷等级为5级的工频磁场干扰。

✧装置能承受GB/T17626.9-1998中表1规定的严酷等级为5级的脉冲磁场干扰。

✧装置能承受GB/T17626.10-1998中表1规定的严酷等级为4级的阻尼振荡磁场干扰。

✧装置能承受GB/T17626.12-1998中表2规定的严酷等级为3级的100kHz和1MHz脉冲群干扰。

✧装置能承受GB/T17626.11-2008中表1规定的类别为3类的电源电压突降和短时中断干扰。

5.3绝缘性能

✧介质强度

装置所有电路与外壳的介质强度能耐受交流50Hz，电压2kV（有效值），历时1min试验，而无绝缘击穿或闪络现象。

✧冲击电压

装置的导电部分对外露的非导电金属部分外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐受幅值为5kV的标准雷电波短时冲击检验。

5.3.1机械性能

✧工作条件

能承受国家或行业标准规定的严酷等级为Ⅰ级的振动和冲击响应检验。

✧运输条件

能承受国家或行业标准规定的严酷等级为Ⅰ级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。

5.4环境条件

✧工作环境温度：

-25℃～+55℃。

✧储运环境温度：

-40℃～+70℃，在极限值下不加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后装置应能正常工作。

✧相对湿度：

5%～95%（无凝露）。

✧大气压力：

80kPa～110kPa。

6原理介绍

6.1同步基准输入

装置接入两路同步基准，提高装置同步的可靠性。

由同步基准产生秒脉冲，秒脉冲到来时DSP翻转重采样的采样序号。

6.2晶振误差补偿

晶振的精度受环境温度等因素影响，本装置采用先进的自适应晶振误差补偿技术，大大提高了输出数据的均匀性。

6.3重采样

装置所接的采集器发送报文时间要求有固定延时，采集器按固定延时发送报文，装置在接收到各采集器输入的报文后由重采样模块进行重采样，重采样采用二元拉格郎日算法，数据满足电力系统精度及实时性要求。

7装置说明及应用

DMU-830系列合并单元目前包括DMU-831、DMU-832、DMU-833以及DMU-834。

它们均采用相同的软、硬件平台结构。

只是相关的硬件资源及功能有所区别。

DMU-831装置可实现一个间隔内的常规互感器以及电子式互感器同步功能，并能通过硬开入或者GOOSE信号接入本间隔断路器刀闸位置，可实现间隔电压切换功能。

DMU-832装置可实现一个间隔内的电子式互感器同步功能，并能通过硬开入或者GOOSE信号接入本间隔断路器刀闸位置，可实现间隔电压切换功能。

DMU-833装置可实现母线间隔的常规互感器同步功能，支持双母线和单母双分段接线型式。

通过硬开入或者GOOSE信号接入母联的位置，同时接入并列控制的把手位置，可实现母线电压并列功能。

DMU-834装置可实现母线间隔的电子互感器同步功能，支持双母单分段、双母线、单母双分段以及单母三分段母线接线型式。

通过硬开入或者GOOSE信号接入母联的位置，同时接入并列控制的把手位置，可实现母线电压并列功能。

7.1结构与安装

DMU-830系列装置为19吋4U机箱，面板使用LED灯显示装置运行及接入状态，RJ45以太网口用于调试及配置；后端子包含输入输出接口。

图4-1装置的外形尺寸图

7.2装置面板

图4-2DMU-811正视图

●“运行”灯为绿灯，装置正常运行时点亮。

●“检修状态”灯为红灯，装置处于检修状态时点亮。

●“告警”灯为红灯，装置自检异常时点亮。

●“网络异常”灯为红灯，从网络接收信息异常时点亮。

●“对时异常”为红灯，外部同步基准丢失时点亮。

●“采集异常”灯为红灯，接收任一采集器数据异常时点亮。

●“采集器1～采集器12”灯为绿灯，采集器数据通信正常时点亮。

●“刀闸1合”灯为红灯，母线电压由合并单元切换，刀闸1合投入时点亮。

●“刀闸2合”灯为红灯，母线电压由合并单元切换，刀闸2合投入时点亮。

●“刀闸3合”灯为绿灯，母线电压由合并单元切换，刀闸3合投入时点亮。

●“切为1母”灯为绿灯，母线电压由合并单元切换，切换后间隔用1母电压时点亮。

●“切为2母”灯为绿灯，母线电压由合并单元切换，切换后间隔用2母电压时点亮。

●“切为3母”灯为绿灯，母线电压由合并单元切换，切换后间隔用3母电压时点亮。

●“母联1合”灯为红灯，母线电压并列由合并单元实现，母联1与母联1刀闸位置投入时点亮。

●“母联2合”灯为红灯，母线电压并列由合并单元实现，母联2与母联2刀闸位置投入时点亮。

●“2强制1”灯为红灯，母线电压并列由合并单元实现，2母强制1母投入时点亮。

●“1强制2”灯为红灯，母线电压并列由合并单元实现，1母强制2母投入时点亮。

●“2强制3”灯为红灯，母线电压并列由合并单元实现，2母强制3母投入时点亮。

●“3强制2”灯为红灯，母线电压并列由合并单元实现，3母强制2母投入时点亮。

●“并列状态”灯为红灯，母线电压并列由合并单元实现，母线PT为并列状态时点亮。

7.3装置背板

图4-3DMU-831背视图

图4-4DMU-832背视图

图4-5DMU-833背视图

图4-6DMU-834背视图

7.4接线端子定义

7.4.1DMU-831接线端子定义

注1：

根据工程应用不同，CPU插件托的采集器接收板和6#（SV）插件可选择是否配置。

注2：

IEC61558对时报文由CPU插件的光以太网口接入。

注3：

点对点采样数据由SV插件提供。

注4：

SV单独组网时，SV组网数据由SV插件提供，否则由CPU插件的光以太网提供。

注5：

根据PT的特性，保护电压与计量电压可共用一绕组，由交流电压插件中“保护（测量）电压”输入口接入即可；有特殊要求时，也可分开接入。

注6：

间隔侧作为抽取电压时，由UA1接入。

7.4.2DMU-832接线端子定义

注1：

根据工程应用不同，6#（SV）插件可选择是否配置。

注2：

CPU插件的RX9输入口可接电子互感器或母线合并单元级联数据，其余输入口只能接电子互感器。

注3：

IEC61558对时报文由CPU插件的光以太网口接入。

注4：

点对点采样数据由SV插件提供。

注5：

SV单独组网时，SV组网数据由SV插件提供，否则由CPU插件的光以太网提供。

7.4.3DMU-833接线端子定义

注1：

根据工程应用不同，8#（FT3）插件可选择是否配置。

注2：

IEC61558对时报文由CPU插件的光以太网口接入。

注3：

点对点采样数据由SV插件提供。

注4：

SV单独组网时，SV组网数据由SV插件提供，否则由CPU插件的光以太网提供。

注5：

根据PT的特性，保护电压与计量电压可共用一绕组，由交流电压插件中“保护（测量）电压”输入口接入即可；有特殊要求时，也可分开接入。

注6：

当有三条母线接入时，每条母线只可接入相电压。

7.4.4DMU-834接线端子定义

注1：

根据工程应用不同，8#（FT3）插件可选择是否配置。

注2：

IEC61558对时报文由CPU插件的光以太网口接入。

注3：

点对点采样数据由SV插件提供。

注4：

SV单独组网时，SV组网数据由SV插件提供，否则由CPU插件的光以太网提供。

7.5插件说明

7.5.1电源插件

电源插件具有宽温，85VDC～300VDC宽范围输入，83%高效率，抗干扰性能强，并允许交流输入。

其中n01-n02端子为电源输出的失电告警常闭空触点和，n03-n04端子为装置故障告警触点。

LED（+5V）常亮时表示电源5V输出正常；LED（+24V）常亮时表示电源24V输出正常。

7.5.2CPU插件

该插件提供两路光串口输入，用于接入光B码或秒脉冲，灯1、2分别指示两个光串口的工作状态，当B码或秒脉冲正常时，灯1、2每秒闪烁一次。

插件提供2路光纤以太网口：

ETH0和ETH1，ST接口，均支持IEC61588对时，灯3、4分别指示两个网口的状态，当以太网有数据交流时，灯3、4闪烁；另1路电网口作为调试配置用；提供一个PPS测试口，5V电压输出；提供9路FT3接入口（可选择配置）。

7.5.3开入插件

可提供16路开入，工作电压为DC220V或DC110V（插件上有电压规格的标注），当开入电压＜额定工作电压的55%时，开入回路保证导通，当开入电压＞额定工作电压的70%时，开入回路保证不导通。

母联位置、刀闸位置、检修压板等可通过该插件接入，详见4-4装置端子接线定义。

7.5.4扩展插件

扩展插件驱动开入信号。

7.5.5SV插件

SV插件提供6路SV数据发送端口，满足保护等间隔装置的点对点采样要求，也可接入过程层网络。

7.5.6FT3插件

FT3插件提供9路FT3数据发送端口，数据满足”支持通道可扩展的IEC60044-8协议帧格式”的曼码FT3规约或《合并单元技术条件》规定的异步FT3规约。

7.5.7采集插件

采集插件采集交流变换插件输出的小电压信号，保护通道通过两路完全独立的采样回路采样，测量通道采用高精度的模拟回路采样。

7.5.8交流电流插件

支持5路保护电流及3路测量电流接入。

7.5.9交流电压插件

支持6路相电压及1路零序电压接入。

7.6母线电压并列切换原理

常规互感器母线电压切换并列功能是通过刀闸、断路器位置接点驱动继电器实现的。

智能变电站中，位置接点可直采，也可由智能装置采集并以GOOSE形式传输至过程层网络，过程层装置或间隔层装置可根据相关位置信息实现电压切换或并列功能。

7.6.1电压并列

DMU-833/4合并单元用于母线间隔，支持电压并列功能，支持两段或三段母线电压并列。

4.6.1.1双母线

图4-7双母线接线型式

开入量接线配置如下：

图4-8双母线开入接线

JX压板、QK的位置接点为硬开入；母联位置接点采用GOOSE或硬开入，可配置（下同）。

母线柜中配置一个把手，用于控制母线并列。

把手有三个位置，QK1、QK2正常位置位于中间，其左右位置对应如下：

1）1母强制2母

a、1母强制2母充分条件：

“ML1及其刀闸均投入”与“1母强制2母投入”；

b、1母强制2母退出条件：

“ML1或其刀闸任一退出”或“1母强制2母退出”。

2）2母强制1母

a、2母强制1母充分条件：

“ML1及其刀闸均投入”与“2母强制1母投入”；

b、2母强制1母退出条件：

“ML1或其刀闸任一退出”或“2母强制1母退出”。

正常时，合并单元输出各自PT的电压，当电压并列时，即任一条母线被其他母线强制时，报文中该母线电压由强制的母线的PT电压代替，如1母强制2母，2母电压的值由1母PT电压值代替。

4.6.2.2单母双分段

单母双分段并列方式与双母接线类似，二段母线配置一个合并单元。

图4-9单母双分段接线型式

开入量接线配置如下：

图4-10单母双分段开入接线

母线柜中配置一个把手，用于控制母线并列。

把手有三个位置，QK正常位置位于中间，其左右位置对应如下：

并列逻辑同双母线。

4.6.2.3双母单分段

图4-11双母单分段接线型式

开入量接线配置如下：

图4-12双母单分段开入接线

母线柜中配置两个把手，用于控制母线并列。

每个把手有三个位置，QK1、QK2正常位置位于中间，其左右位置对应如下：

1）2母强制1母

a、2母强制1母充分条