CN102035358A - 一种新型的高压直流输电换流阀阀基电子设备机柜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于电力系统的控制装置，特别涉及一种新型的高压直流输电HVDC换流阀阀基电子设备机柜。包括信号传输路径无结合性触点和电源模块具有双冗余的结构。本发明中对机柜整体布局做了规定，从抗干扰及信号可靠性传输角度对机箱及机柜结构做了规定。从而可以有效避免或减小阀基电子设备出现以上结构缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于电力系统的控制装置，特别涉及一种新型的高压直流输电(HVDC)换流阀阀基电子设备机柜。
背景技术
在高压直流输电中，换流阀阀基电子设备是对换流阀的第一级监控设备。该设备按照接收到的极控系统控制命令直接实现对换流阀的触发、闭锁等操作，并实时收集各个晶闸管级的上报信息，反馈给极控系统。阀基电子设备能否可靠的接收、解码并传输极控系统命令对直流输电换流站的正常运行至关重要。传统的阀基电子设备在机柜内部结构设计上采用传统工业控制通常采用的多个工控机箱内置于威图机柜内的基本结构方式。机箱上主要3种板卡：检测板、主控板及连接背板。检测板用于对晶闸管级进行一对一的监控，主控板向检测板转发极控系统命令，并收集检测板信息完成与极控系统间的通信，连接背板用于完成主控板与检测板间必要的电气信号的传输连接。运行经验表明，这种机柜结构虽然能使更换板卡操作简单，但由于信号传输通道中结合性触点多，尤其控制板卡与背板间拔插操作很容易造成背板上针座的磨损或松动，而由此造成结合点不可靠，进而造成信号传输时好时坏，使系统运行不稳定。另外，机柜电源设计往往只做到对应冗余极控系统的双电源供电方式，在单系统并未再次双冗余，这会造成电源模块故障即会要求切换整个极控系统，造成微小故障的扩大化。
本发明中对机柜整体布局做了规定，从抗干扰及信号可靠性传输角度对机箱及机柜结构做了创新性规定。这些设计原则可以有效避免或减小阀基电子设备出现以上结构缺陷。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提出一种稳定、可靠的新型的高压直流输电(HVDC)换流阀阀基电子设备机柜，电子设备机柜内包括换流阀触发命令光电转换机箱、换流阀触发与监控机箱、电源机箱、电源滤波电路、机柜照明电路、数字电信号输入输出电路和通信板卡；所述光电转换机箱位于电子设备机柜顶部电源机箱下部，功能是将控制保护装置发来的触发脉冲控制信号实现光电转换后下发给各个换流阀触发与监控机箱的主控板并实现对阀基电子 设备VBE的其他功能机箱的远程或就地复位操作；所述换流阀触发与监控机箱是阀基电子设备VBE的主体部分，其接收光电转换机箱的信号实现对换流阀的控制和监视保护作用；所述换流阀触发与监控机箱的数量可灵活配置；通信板卡位于电子设备机柜侧梁上，用于汇总所有触发与监控机箱的监控信息，并实时与控制保护通信；所述机柜照明电路位于设备机柜的上部用于给机柜的照明设备供电；
所述数字电信号输入输出电路置于通信板卡上，用于对数字电信号的电平进行转换，在远距离传输下，该电路可以提高数字电信号的抗干扰能力；
信号线通过压接方法与接线器接触件连接，从而有效避免传统连接背板由于信号结合点裸露在外，污损后造成的信号传输不稳定问题；
为保障机柜电源供电可靠性，采用传统的对应双系统的冗余设计，和在每个单系统内用将双电源模块通过DC/DC隔离后，并联连接共同为机柜供电。
其中，所述信号线的压接连接方式为信号线线芯剥出后，插入接线器接触件，接线器接触件为实心细铜棒整体用车床车成，接触件通过专用工具推入绝缘外壳，从而保证接触件之间的绝缘性良好。
其中，在设备机柜的内部，所述换流阀触发命令光电转换机箱和每个换流阀触发与监控机箱均由两套彼此独立的直流电源供电，每套电源包括24V、5V和12V三个电压等级，其中，24V和5V直流电源由一个6U电源机箱提供，12V直流电源由一个3U电源机箱提供。
本发明技术方案的优点是：
本发明在大量运行经验和分析基础上，对HVDC换流阀阀基电子设备的机柜提出了一些原则性的规定。根据这些原则设计阀基电子设备机柜可以大大降低由于机柜内部信号传输结合点的不可靠性、机柜电源单系统单电源模块故障引起的极控系统切换等机柜问题所可能带来的阀基电子设备运行不稳定问题。并且信号传输路径无结合性触点。电源模块具有双冗余的结构。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是依据本发明的传输板间信号的接线器接触件压接效果示意图，其中图1a为接线器中接触件的结构示意图，图1b为接触件压接信号线线芯的截面示意图，其中1-压接点，2-观察孔，3-导线绝缘，4-导线束。
图2是依据本发明的机柜的电源双冗余设计。
图3是依据本发明的设备机柜的结构示意图。
具体实施方式
如图1a和图1b所示，接线器的接触件后端设有一导线绝缘3，接触件的压接外观可见导线导体与接触件间无金属线束外露，确保了线芯不会被腐蚀，接触件上设有8个压接点1，各压接点1保证了导线束4被牢固的压接在接触件中，观察孔2保证线芯压接到位。从截面图可见压接后线芯能与接触件良好的接触。
图2是机柜的电源双冗余设计。站用电在经过DC/DC隔离后进入机柜。每个光控制机箱(包括1各换流阀触发命令光电转换机箱和3个每个换流阀触发与监控机箱)均由两套彼此独立的直流电源供电，每套电源包括24V、5V和12V三个电压等级。这种供电方式保证电源的稳定性和可靠性。
本发明的阀基电子设备机柜原则有：
(1)取消控制机箱内用背板传递信号的设计方案，采用接线器作为板卡间的信号连接介质，信号线通过压接方法与接线器接触件连接。这种方式可以有效避免传统连接背板由于信号结合点裸露在外，污损后造成的信号传输不稳定问题。
(2)为保障机柜电源供电可靠性，除采用传统的对应双系统的冗余设计外，在单系统内用将双电源模块通过单向二极管并联连接共同为机柜供电。这种方式可以避免由于但系统单电源供电造成电源模块损坏即切换系统的问题。
图3是依据本发明的设备机柜的结构示意图。电子设备机柜内包括换流阀触发命令光电转换机箱、换流阀触发与监控机箱、电源机箱、电源滤波电路、机柜照明电路、数字电信号输入输出电路和通信板卡；所述光电转换机箱位于电子设备机柜顶部电源机箱下部，功能是将控制保护装置发来的触发脉冲控制信号实现光电转换后下发给各个换流阀触发与监控机箱的主控板并实现对阀基电子设备VBE的其他功能机箱的远程或就地复位操作；所述换流阀触发与监控机箱是阀基电子设备VBE的主体部分，其接收光电转换机箱的信号实现对换流阀的控制和监视保护作用；所述换流阀触发与监控机箱的数量可灵活配置；通信板卡位于电子设备机柜侧梁上，用于汇总所有触发与监控机箱的监控信息，并实时与控制保护通信；所述机柜照明电路位于设备机柜的上部用于给机柜的照明设备供电。
换流阀触发与监控机箱包括置于箱体内的主控板、检测板及连接背板，主控板和检测板均插接于连接背板上。主控板包含两片微控制器，即第一微控制器和第二微控制器，第一微控制器接收来自控制保护的触发编码信号、监测使能信号、阀闭锁信号及跳闸信号。第一微控 制器将触发编码信号和监测使能信号相与后再编码，输出到机箱的连接背板转给各个检测板上的微控制器。第二微控制器通过机箱连接背板将数据总线、地址总线及读数据使能等信号连接到各个检测板，第二微控制器读取检测板对晶闸管级的监测信息，通过内部程序汇总分类，并据此判断换流阀运行状态，在换流阀发生故障时向控制保护系统发送跳闸命令。第二微控制器同时通过通信接收及发送口与控制保护通信。第一微控制器和第二微控制器之间连接有交互信号，用于芯片间的互检，以便芯片出现运行异常时及时通过通信网络告知控制保护。检测板上只包含一片微控制器，其对应6级晶闸管的触发和回报光纤接口，并通过背板与主控板相连，传输回报数据和接收触发编码。微控制器将状态检测信息实时显示在背板的指示灯上，便于就地监控换流阀运行状态。
此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
Claims (3)
1.一种新型的高压直流输电换流阀阀基电子设备机柜，其特征在于：
电子设备机柜内包括换流阀触发命令光电转换机箱、换流阀触发与监控机箱、电源机箱、电源滤波电路、机柜照明电路、数字电信号输入输出电路和通信板卡；所述光电转换机箱位于电子设备机柜顶部电源机箱下部，功能是将控制保护装置发来的触发脉冲控制信号实现光电转换后下发给各个换流阀触发与监控机箱的主控板并实现对阀基电子设备VBE的其他功能机箱的远程或就地复位操作；所述换流阀触发与监控机箱是阀基电子设备VBE的主体部分，其接收光电转换机箱的信号实现对换流阀的控制和监视保护作用；所述换流阀触发与监控机箱的数量可灵活配置；通信板卡位于电子设备机柜侧梁上，用于汇总所有触发与监控机箱的监控信息，并实时与控制保护通信；所述机柜照明电路位于设备机柜的上部用于给机柜的照明设备供电；
所述数字电信号输入输出电路置于通信板卡上，用于对数字电信号进行电平转换，在远距离传输下，该电路可以提高电信号的抗干扰能力；
信号线通过压接方法与接线器接触件连接，从而有效避免传统连接背板由于信号结合点裸露在外，污损后造成的信号传输不稳定问题；
为保障机柜电源供电可靠性，采用传统的对应双系统的冗余设计，和在每个单系统内用将双电源模块通过DC/DC隔离后，并联连接共同为机柜供电。
2.如权利要求1所述的设备机柜，其特征在于：所述信号线的压接连接方式为信号线线芯剥出后，插入接线器接触件，接线器接触件为实心细铜棒整体用车床车成，接触件通过专用工具推入绝缘外壳，从而保证接触件之间的绝缘性良好。
3.如权利要求2所述的设备机柜，其特征在于：在设备机柜的内部，所述换流阀触发命令光电转换机箱和每个换流阀触发与监控机箱均由两套彼此独立的直流电源供电，每套电源包括24V、5V和12V三个电压等级，其中，24V和5V直流电源由一个6U电源机箱提供，12V直流电源由一个3U电源机箱提供。
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| CN103731209A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-04-16 | 国家电网公司 | 一种用于高压直流输电的单光纤双向通信方法 |
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