CN114814397A

CN114814397A - 一种用于换流站现场瞬态干扰的监测系统及方法

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Publication number: CN114814397A
Application number: CN202111092625.1A
Authority: CN
Inventors: 林珊珊; 赵明敏; 杨志超; 李谦; 赵鹏; 鞠勇; 林文彬; 林国栋; 李智诚
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI; Electric Power Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI; Electric Power Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Priority date: 2021-09-17
Filing date: 2021-09-17
Publication date: 2022-07-29

Abstract

本发明公开了一种用于换流站现场瞬态干扰的监测系统及方法，属于换流站瞬态干扰测试技术领域。本发明系统，包括：瞬态干扰测试装置，对换流站现场产生的瞬态干扰信号进行测量，并获取测量数据；数据存储终端，对测量数据进行保存和转换，获取频域波形，并将频域波形上传至无线网络模块；无线网络终端，将频域波形以预设的传输方式，传输至云终端；云终端、接收频域波形，通过所述频域波形对换流站现场的瞬态干扰进行监控。本发明可以长期实时采集存储换流站暂态干扰信号，为换流站的电磁环境积累数据，为其他设备的防护研究提供基础数据，提高了换流站运行的安全可靠性。

Description

一种用于换流站现场瞬态干扰的监测系统及方法

技术领域

本发明涉及换流站瞬态干扰测试技术领域，并且更具体地，涉及一种用于换流站现场瞬态干扰的监测系统及方法。

背景技术

随着换流站建设的深入，超高压/特高压换流站内的电磁环境测试工作显得越来越重要。换流站内的电磁环境复杂多变，复杂电磁环境是指在换流站的广域空间中有稳态电磁效应和宽频域暂态电磁效应的引起的电磁现象的总和。稳态电磁效应是指换流站在常规正常工作条件下，在变电站周围产生的典型稳定的电磁环境频谱其中以工频电磁场强最为突出；瞬态电磁效应是指换流站中交流和直流场中开关操作、断路器操作、交直流滤波器投切以及短路故障产生的瞬态电磁场。

另外，在换流站中IGBT阀体周期性的通断过程中，阀体两端的电压和通过阀体的电流产生极快的变化并产生前后沿很陡的脉冲。此高幅值、快速变化的电压和电流通过换流阀本体、整流或逆变回路、交流侧和直流侧导线向空间辐射电磁能量，形成空间电磁辐射骚扰；由于换流阀系统存在寄生电容和寄生电感，传导电磁骚扰通过寄生电容及寄生电感后产生瞬态电流和瞬态电压脉冲，也会形成辐射电磁骚扰。

此外，换流站的开关操作、拉合刀闸等操作产生的高频电压电流信号能够在空间中激发瞬态空间电磁场。由于瞬态电磁场干扰的上升沿时间很短，且干扰具有偶发性，因此目前尚没有瞬态电磁干扰的长期监测方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于换流站现场瞬态干扰的监测系统，包括：

瞬态干扰测试装置，所述瞬态干扰测试装置对换流站现场产生的瞬态干扰信号进行测量，并获取测量数据；

数据存储终端，所述数据存储终端对测量数据进行保存和转换，获取频域波形，并将频域波形上传至无线网络模块；

无线网络终端，所述无线网络终端将频域波形以预设的传输方式，传输至云终端；

云终端、所述云终端接收频域波形，通过所述频域波形对换流站现场的瞬态干扰进行监控。

可选的，系统还包括：互联线缆及金属屏蔽箱；

所述互联线缆，包括电源线和通信线，通信线用于无线网络终端、数据存储终端及瞬态干扰测试装置间的数据传输，电源线为无线网络终端、数据存储终端及瞬态干扰测试装置间输送电能；

所述金属屏蔽箱用于所述装置与金属屏蔽箱外部的电磁环境隔离。

可选的，瞬态干扰测试装置，包括：蓄电池、逆变器、数据采集单元、瞬态测试探头、光纤发送模块及光纤接收模块；

所述蓄电池为瞬态干扰测试装置隔离供电；所述蓄电池具备开关及报警单元，通过控制开关使用蓄电池输出直流电，电量低于预设值时，发出报警，所述蓄电池可使用电源线进行充电；

所述逆变器将蓄电池输出的直流电转换为交流电，所述逆变器具备开关，通过控制开关的开合控制蓄电池输出的直流电的转换；

所述瞬态测试探头与光纤发送模块安装在金属屏蔽箱的外部，所述瞬态测试探头用于测试换流站现场的瞬态干扰信号，通过光纤发送模块将瞬态干扰信号转换为光信号，并将所述光信号传输至光纤接收模块；

所述数据采集单元接收光纤接收模块传输的光信号，将光信号作为测试数据。

可选的，数据存储终端通过GPIB或RS232与示波器相连，将测试数据存储至示波器中，通过终端软件读取示波器存储的测试数据，即将光信号转换为瞬态干扰信号，并对瞬态干扰信号进行傅里叶变换，将瞬态干扰信号转换为频域波形。

可选的，无线网络终端内置或者外置于数据存储终端，以预设的工作频率将频域波形上传至云终端。

本发明还提出了一种用于换流站现场瞬态干扰的监测方法，包括：

对换流站现场产生的瞬态干扰信号进行测量，并获取测量数据；

对测量数据进行保存和转换，获取频域波形；

将频域波形以预设的传输方式，传输至云终端，通过频域波形对换流站现场的瞬态干扰进行监控。

可选的，对测量数据的保存和转换具体为：将测试数据存储至示波器中，通过终端软件读取示波器存储的测试数据，即将光信号转换为瞬态干扰信号，并对瞬态干扰信号进行傅里叶变换，将瞬态干扰信号转换为频域波形。

本发明可以长期实时采集存储换流站暂态干扰信号，为换流站的电磁环境积累数据，为其他设备的防护研究提供基础数据，提高了换流站运行的安全可靠性。

附图说明

图1为本发明系统的结构图；

图2为本发明系统的实施例图；

图3为本发明方法的流程图；

其中，1、屏蔽箱；2、蓄电池；3、逆变器；4、数据采集单元；5、连接通道；6、探头；7、光纤发送模块；8、光纤接收模块；9、数据存储终端；10、无线网络模块；11、云终端。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

本发明提出了一种用于换流站现场瞬态干扰的监测系统，如图1所示，包括：

下面结合实施例对本发明进行进一步的说明：

本发明包括：瞬态干扰测试装置，数据存储终端，无线网络终端，云终端、器件之间的互联线缆。

其中，瞬态干扰测试装置用于测试换流站现场产生的瞬态电磁辐射；

其中，数据存储终端能够将瞬态干扰测试装置测得的数据进行实时保存并上传；

其中无线网络终端能够将数据存储终端保存的数据以特定的频率通过无线的方式进行发送；

其中，云终端能够接收无线网络模块发送的数据，并能够对数据进行整理和处理。

其中，器件之间的互联线缆，包括电源线和通信线，通信线能完成数据的传输，电源线为测试装置输送电能。

其中，金属屏蔽箱能有效地实现外界电磁环境与金属屏蔽箱内部环境的隔离。

其中，金属屏蔽箱门经过特殊的屏蔽设计，关闭后能有效的隔绝外部电磁骚扰；

其中，可以通过特殊设计的屏蔽门对瞬态干扰测试装置进行检查和维护；

其中，所述金属屏蔽箱开设有多个连接通道，所述连接通道开设在金属屏蔽箱侧壁上，与金属屏蔽箱端接处采用360°屏蔽环接。

其中各个装置，又包括多个部件，如图2所示，包括：

瞬态干扰测试装置包括蓄电池，逆变器，数据采集单元，瞬态测试探头，光纤发送模块、光纤接收模块。

其中，蓄电池为瞬态干扰测试长期监测装置提供电能，使瞬态干扰测试装置能够隔离供电。

其中蓄电池有开关，在使用时将开关打开，蓄电池输出直流电，蓄电池有警报功能，在电量低时能够提醒工作人员。

所述逆变器能够将蓄电池输出的直流电逆变为交流电，

其中，逆变器有开关电源，使用时需闭合开关。

所述数据采集单元具有四个通道，能够与瞬态干扰测试探头的光纤接收模块进行连接，可以同时捕获换流站内的不同测试位置的瞬态干扰波形，并能够将数据上传至存数据存储终端；

所述瞬态测试探头曝露在换流站电磁环境下，能够对换流站内产生的瞬态干扰进行测试，并将测试数据上传至光纤发送模块；

所述光纤发送模块与瞬态测试探头相连接，能够将瞬态测试探头测得信号转变为光信号，并将光信号上传至光纤接收模块。使用光纤进行数据传输，能够有效地避免换流站内空间电磁骚扰对传输线的影响作用，使得数据更加真实准确。

数据存储终端通过GPIB或RS232与示波器相连，通过终端软件读取存储示波器采集到的瞬态电磁干扰信号，并能够进行傅里叶变换，将时域干扰信号转换为频域波形。

数据存储终端与无线网络模块相连接，能够将处理的数据传送至无线网络模块。

无线网络终端内置或者外置于数据存储终端，将数据存储终端软件处理后的瞬态干扰信号通过无线网络形式上传到云终端。

无线网络模块以特定工作频率将数据上传至云终端。

云终端能够存储并实时远程调用暂态干扰数据，支持远程数据分析与查看。

所述云终端可以通过远程操作实现对数据采集单元的设置。

器件之间的互联线缆

所述器件之间的互联线缆，包括电源线和通信线，

其中，通信线用于连接探头和光纤发送模块、光纤发送模块和光纤接收模块、光纤接收模块和数据采集单元，能完成采集数据的传输；

其中，电源线用于连接蓄电池和逆变器、逆变器和数据采集单元，为瞬态测试装置输送电能。

本发明还提出了一种用于换流站现场瞬态干扰的监测方法，如图3所示，包括：

对测量数据进行保存和转换，获取频域波形；

其中，对测量数据的保存和转换具体为：将测试数据存储至示波器中，通过终端软件读取示波器存储的测试数据，即将光信号转换为瞬态干扰信号，并对瞬态干扰信号进行傅里叶变换，将瞬态干扰信号转换为频域波形。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本发明实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种用于换流站现场瞬态干扰的监测系统，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：互联线缆及金属屏蔽箱；

3.根据权利要求1所述的系统，所述瞬态干扰测试装置，包括：蓄电池、逆变器、数据采集单元、瞬态测试探头、光纤发送模块及光纤接收模块；

4.根据权利要求1所述的系统，所述数据存储终端通过GPIB或RS232与示波器相连，将测试数据存储至示波器中，通过终端软件读取示波器存储的测试数据，即将光信号转换为瞬态干扰信号，并对瞬态干扰信号进行傅里叶变换，将瞬态干扰信号转换为频域波形。

5.根据权利要求1所述的系统，所述无线网络终端内置或者外置于数据存储终端，以预设的工作频率将频域波形上传至云终端。

6.一种用于换流站现场瞬态干扰的监测方法，所述方法包括：

对测量数据进行保存和转换，获取频域波形；

7.根据权利要求6所述的方法，所述对测量数据的保存和转换具体为：将测试数据存储至示波器中，通过终端软件读取示波器存储的测试数据，即将光信号转换为瞬态干扰信号，并对瞬态干扰信号进行傅里叶变换，将瞬态干扰信号转换为频域波形。