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1. 合并单元及合并单元应用要点
作者：罗振兴

2. 目录
 合并单元简介
 合并单元主要参数
 合并单元主要检测项目

3. 什么是合并单元？
合并单元简介

4. 什么是合并单元？

5. 什么是合并单元？
 最初是电子式互感器的“附属品”
◦ IEC60044-8中首次对合并单元（Merging Unit，简称MU）进行了
定义
 新一代智能变电站中，合并单元的功能包括了“A/D
转换”及“电压并列”、“母线采样值切换”等

6. 什么是合并单元？

7. 合并单元有哪些应用要点？
合并单元功能详解及应用重点介绍

8. 输入信号种类
智能变电站的互感器采用两种方式：
◦ 电子式互感器
 二次输出为数字量，弱信号
 二次输出规约《IEC60044-8》定义的 FT3数字量
◦ 电磁式互感器（主要形式）
 二次输出为模拟量
 电流互感器为1A/5A，电压互感器为57V/100V

9. 输出信号类型
 FT3
◦ 《60044-8》
◦ 基于光纤的串行通信
 SMV
◦ 61850-9-2（Lite Edition）
◦ 以太网百兆光网络（100Base-FX）

10. 合并单元的两种应用形态
两种不同的方式导致合并单元功能的不同：
 电子式 互感器+合并单元（Electronic
Transformers &Merging Unit ，简称 ETMU 模式)
 电磁式 互感器+合并单元 (Transformers
&Merging Unit ，简称 TMU 模式）
 级联方式，先由 母线合并单元 完成电压合并，再由
间隔合并单元 完成电压+电流合并

11. ETMU方式

12. TMU方式

14. 案例 1—南瑞221N母线合并单元

15. 案例 2—思源弘瑞502-G间隔合并单元

16. 母线保护与合并单元

17. 母线保护与合并单元
 原理
◦ 母线故障后，应快速切换至备用线路，以减少损失
◦ 对于接入了两段及以上母线电压的母线电压合并单元， 依据获得的断
路器、 刀闸位置信息， 完成母线电压并列功能。
 与合并单元的连接
◦ 单母线， 一台母线电压合并单元对应一段母线
◦ 双母线， 一台母线电压合并单元宜同时接收两段母线电压
◦ 双母线单分段， 一台母线电压合并单元宜同时接收三段母
线电压
◦ 双母线双分段，按分段划分为两个双母线来配置母线电压合
并单元

18. 同步问题—问题产生原因
 智能变电站的电流电压采集是分布式采集，由各个合并单
元采集电流电压，再上送到间隔层。分布式最大的问题就
是同步问题，而产生同步最根本的原因就是，由于不同信
号所经历的传输环节不同，因而各不同信号到达最终的测
控、保护装置时延时就可能会不相同。

19. 同步问题—延时产生的后果
 一旦电流电压采样值无法同步，电流电压之间的
夹角可能就会出现误差。
 合并单元的采样是一个周波是80点，一秒钟50个
周波，因此一个点是1/4000秒即250us，因此
1us相差的电角度为4.5/250=0.018°，折算从分
就是0.018x60=1.08′≈1′。即，1us误差就意味
着电流电压夹角有1′左右的误差。
 对 测量 和 保护 都有致命的影响。

20. 同步问题—“额定延时”
所有合并单元接收到电磁式互感器输入的电流电压后，都
等待一定的时间（额定延时）再将所有采样值同时输出给
下一级设备；下一级设备解析数据时，再进行相角补偿。
实施时，根据现场实测的
各信号延时，手动调整至
延时一致。需通过试验手
段确保各相信号的相位同
步，使得相位差为零。

21. 同步问题—同步时钟系统
 延时反应了信息的实时性，同步性能决定了合并单元输出的电压及电流
相位是否对齐。
 延时长短将决定保护动作执行是否及时，同步性能将决定二次系统电流
电压数据的质量。

22. 采样值离散性
 对一个采样值序列，采样点为n，输出设定延时为t，每个
点对应的输出时标为Ti，则等间隔离散性是指任意连续两
个输出时标之差应±10us，即Ti+1-Ti ≤±10us。
正常数据 抖动数据

23. 要对合并单元哪些测试？
合并单元主要检测项目

24. 合并单元测试项目列表
 DL/T 860 一致性测试
 精度测试（包括幅值误差和相位误差）
 数字采样值（FT3）输入口性能测试
 采样值输出口（SMV）性能测试
◦ 报文响应时间测试
◦ 报文完整性测试
◦ 报文离散度测试
 时钟同步测试
◦ 对时误差测试
◦ 守时误差测试
 其他性能测试（根据厂商有不同，如母线合并等）