CN201096849Y - 一种用于高压直流输电换流阀的高电位电压测量系统 - Google Patents

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李成榕
查鲲鹏
温家良
贺之渊
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本实用新型公开了一种用于高压直流输电换流阀的高电位电压测量系统,包括:第一测点、第二测点、高电位电压传感器和光电测试系统,所述光电测试系统包括:电光转换单元、光纤、光电转换单元及计算机系统。本实用新型所述用于高压直流输电换流阀的高电位电压测量系统通过就地将电压信号转化为模拟光信号,然后通过光纤传输,并将所述模拟光信号转化为电压信号,从而解决了高电位隔离问题以保护上位机的安全运行,并避免了光信号传送过程中干扰问题。

Description

一种用于高压直流输电换流阀的高电位电压测量系统技术领域本实用新型涉及电力技术领域,尤其涉及一种用于高压直流输电换流阀试 验的高电位电压测量系统。背景技术随着超高压和特高压直流工程建设在我国的快速发展,HVDC阀试验方法 的研究和试验装置的开发需求日趋增强,高电位电压系统是在HVDC岡试验装 置中对试品晶闸管阀(多重阀)不同电位点的电压进行测量和监视的重要手段。 在当前电力电子试验装置极少的情况下,适用于晶闸管阀的高电位电压测量系 统在国内仍是空白。由于杂散参数的影响,在HVDC阀试验中必须精确测量试品晶闸管阀不同 测点的电压值,以保证试品晶闸管阀的安全和试验的顺利进行。由于试品阀晶闸 管阀处于高电位,电压等级为500kV,随着特高压应用将会达到800kV,采用 传统的测量方法将难以满足要求,主要体现在以下三个方面:由于晶闸管阀位于高电位,与处于地面的系统不同,必须解决接触式测量 系统的供电问题;晶闸管阀在试验中位于高电位,其所处电磁环境比较恶劣, 一方面试验中 的大电流、高场强会对测量系统造成较大的电磁干扰,另一方面,晶闸管阀快 速开关过程也会产生大量的强电磁干扰,因此必须解决测量系统的抗干扰设计 问题和测量精度问题;系统采用接触式电压测量,必须解决测量系统与地面设备间由于电位不同 的而造成的通讯隔离问题。实用新型内容本实用新型提供一种用于高压直流输电换流阀的高电位电压测量系统,解 决了高电位隔离问题以保护上位机的安全运行,并避免了光信号传送过程中的 干扰问题。本实用新型所述用于高压直流输电换流阀的高电位电压测量系统包括:至 少两个测点、高电位电压传感器3和光电测试系统,所述两个测点包括:第一 测点1、第二测点2;所述光电测试系统包括:电光转换单元4、光纤5、光电 转换单元6及计算机系统8;其中,所述第一测点l和第二测点2,分别通过测量引线将电压信号输入到 高电位电压传感器3;所述高电位电压传感器3,与电光转换单元4连接,将从第一测点l和第二 测点2接收到的电压信号进行预处理,得到检测用的电压信号,并将所述检测 用的电压信号输出给位于高电位的电光转换单元4;电光转换单元4,与光电转换单元6连接,所述光电转换单元6接收高位电 压传感器3传输来的所述检测用的电压信号,并将所述检测用的电压信号转变 成模拟光信号后,通过光纤5传送至地电位的光电转换单元6;光电转换单元6,与示波器7连接,所述光电转换单元接收电光转换单元4 通过光纤5传送过来的模拟光信号,然后将所述模拟光信号进行转换,还原成 检测用的电压信号,并将所述还原后的电压信号输入至计算机系统8;计算机系统8,对于从光电转换单元6得到的电压信号进行数据计算及后处 理分析,得到需要的测量结果。进一步地,所述系统还包括:示波器7, 一端与所述光电转换单元6连接,另一端与计算机系统8连接。 进一步地,所述第一测点1作为参考点,第二测点2作为相对参考点;或 者,所述第二测点2作为参考点,第一测点l作为相对参考点。进一步地,所述系统还包括:支撑座9,所述支撑座9一端固接于所述高电位电流传感器3,另一端底部安装有滑轮,且与地绝缘。进一步地,所述系统还包括:支撑座IO,所述支撑座IO—端固接于所述电 光转换单元4,另一端底部安装有滑轮,其与地绝缘 进一步地,所述高电位电压传感器3具体包括:电压信号预处理模块,接收第一测点1和第二测点2传输来的电压信号, 将所述电压信号进行分压处理,得到适合于测试所用的电压信号;放大模块,将从电压信号预处理模块得到的所述测试用的电压信号进行隔 离处理,除去噪声。进一步地,所述高电位电压传感器3位于金属的屏蔽罩中,所述电光转换 单元4也位于金属的屏蔽罩中。综上所述,本实用新型所述用于高压直流输电换流阀的高电位电压测量系 统通过就地将电压信号转化为模拟光信号,然后通过光纤传输,并将所述模 拟光信号转化为电压信号,从而解决了高电位隔离问题以保护上位机的安全 运行,并避免了光信号传送过程中干扰问题。附图说明图1为本实用新型所述用于高压直流输电换流阀的高电位电压测量系统的 结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本实用新型所述的用于高压直流输电换流阀的高电位电压 测试系统进行详细说明。如图1所示,如图1为本实用新型所述用于高压直流输电换流阀的高电位 电压测量系统的结构示意图,具体包括:第一测点1、第二测点2、高电位电压 传感器3和光电测试系统,所述光电测试系统具体包括:电光转换单元4、光纤 5、光电转换单元6、示波器7及计算机系统8,其中,第一测点l、第二测点2、高电位电压传感器3和电光转换单元4都位于高电位,而光电转换单元6、示波 器7及计算4几系统8都位于地电位,下面对各个部分进行进一步说明。第一测点1和第二测点2,分别通过测量引线将电压信号输入到高电位电压 传感器3, 一个测点作为参考点,另一个测点作为相对参考点,在本实用新型的 具体实施过程中,可以根据情况指定第一测点1为参考点,第二测点2为相对 参考点,也可以指定第二测点2为参考点,第一测点l为相对参考点。高电位电压传感器3, 一端通过测量引线与第一测点l和第二测点2连接, 另一端与电光转换单元4连接,所述高电位电压接收第一测点1和第二测点2 输出的电压信号,对所述电压信号进行处理后得到检测用的电压信号,然后将 所述检测用的电压信号输出给电光转换单元4;具体的说,所述高电位电压传感 器3具体包括:电压信号预处理模块,用于接收第一测点1和第二测点2传输来的电压信 号,将所述电压信号进行分压处理,得到适合于测试用的电压信号;放大模块,用以将从电压信号预处理模块得到的所述测试用的电压信号进 行隔离处理,除去噪声。电光转换单元4,接收高位电压传感器3传输来的所述测试用的电压信号, 将所述测试用的电压信号转变成模拟光信号后,通过光纤5传送至地电位的光 电转换单元6;光电转换单元6, 一端通过光纤与电光转换单元4连接, 一端与示波器7连 接,所述光电转换单元6接收电光转换单元4通过光纤5传送过来的模拟光信 号,然后将所述模拟光信号进行转换,还原成测试用的电压信号,将所述还原 后的电压信号其输入至示波器7进行显示;示波器7, 一端与光电转单元6相连,另一端通过数字接口与计算机系统8 连接,所述示波器7将从光电转换单元6得到的电压信号进行显示,并通过数 字接口将所述电压信号的数据输入到后置的计算机系统8;计算机系统8,与示波器7相连,用于将从示波器7采集到的电压信号的数据,经过计算及后处理分析,得到需要的测量结果。对于高电位电流传感器3和电光转换单元4,由于二者都位于高电位,所以可以将高电位电流传感器3固定于与地绝缘的支撑座9上;将电光转换单元4 固定于与地绝缘的支撑座10上。所述支撑座9和支撑座10的底部都设置有滑 轮,以方便高电位电流传感器3和电光转化单元4的移动。另外,为了隔离外界的强电磁场干扰,保证各环节的测量及电光转换精度, 故将其高电位电流传感器3和电光转换单元4分为置于金属的屏蔽罩中。为了解决模块供电隔离问题,避免高压引入市电产生危害,对于高电位 电流传感器和电光转换单元4都采用大容量独立锂电池供电,并且所述锂电 池配有过充电和过i文电保护,避免电池损坏。本实用新型所述电压测量系统的整体测量频带可达到10MHz,输入范围± 100mV〜土100V,测量i吴差在3%以内,直流不确定度0.1%;由于所述系统就 地将电压信号转化为模拟光信号,然后通过光纤传输,并将所述模拟光信号 转化为电压信号,从而解决了高电位隔离问题以保护上位机的安全运行,并 避免了光信号传送过程中干扰问题。此外,本实用新型采用了体积小,高输入阻抗的便携式高电位电压传感 器,对晶闸管阀片电压分布的影响小于1%。处于高电位电压传感器和光电转换 模块对地绝缘,通过光纤传输信号,能够承受特高压工程中所需的各种试验电 压。本实用新型还采用小体积、低功耗、宽频带的电压信号转换和放大电路, 并采用抗电磁干扰能力强的高精度高可靠性数据采集及处理电路,减小高频、 高压电石兹场的电》兹干扰。显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离 本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实 用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动 和变型在内。

Claims (8)

1. 一种用于高压直流输电换流阀的高电位电压测量系统,其特征在于,所述高电位电压测量系统包括:至少两个测点、高电位电压传感器(3)和光电测试系统,所述两个测点包括:第一测点(1)、第二测点(2);所述光电测试系统包括:电光转换单元(4)、光纤(5)、光电转换单元(6)及计算机系统(8); 其中,所述第一测点(1)和第二测点(2),分别通过测量引线将电压信号输入到高电位电压传感器(3); 所述高电位电压传感器(3),与电光转换单元(4)连接,将从第一测点(1)和第二测点(2)接收到的电压信号进行预处理,得到检测用的电压信号,并将所述检测用的电压信号输出给位于高电位的电光转换单元(4); 电光转换单元(4),与光电转换单元(6)连接,所述光电转换单元(6)接收高位电压传感器(3)传输来的所述检测用的电压信号,并将所述检测用的电压信号转变成模拟光信号后,通过光纤(5)传送至地电位的光电转换单元(6); 光电转换单元(6),与示波器(7)连接,所述光电转换单元(6)接收电光转换单元(4)通过光纤(5)传送过来的模拟光信号,然后将所述模拟光信号进行转换,还原成检测用的电压信号,并将所述还原后的电压信号输入至计算机系统; 计算机系统(8),对于从光电转换单元(6)得到的电压信号进行数据计算及后处理分析,得到需要的测量结果。
2、 根据权利要求l所述系统,其特征在于,所述光电测试系统还包括: 示波器(7), —端与所述光电转换单元(6)连接,另一端与计算机系统(8 )连接。
3、 根据权利要求1所述系统,其特征在于,所述第一测点(1 )作为参考 点,第二测点(2)作为相对参考点;或者,所述第二测点(2)作为参考点,第一测点(1 )作为相对参考点。
4、 根据权利要求1到3中任意一项所述系统,其特征在于,所述高电位 电压测量系统还包括:支撑座(9),所述支撑座(9) 一端固接于所述高电位 电流传感器3,另一端底部安装有滑轮,且与地绝缘。
5、 根据权利要求1到3中任意一项所述系统,其特征在于,所述光电测 试系统还包括:支撑座(IO),所述支撑座(10) —端固接于所述电光转换单 元(4),另一端底部安装有滑轮,且与地绝缘。
6、 根据权利要求1到3中任意一项所述系统,其特征在于,所述高电位 电压传感器具体包括:电压信号预处理模块,接收第一测点(1 )和第二测点(2)传输来的电压 信号,并将所述电压信号进行分压处理,得到适合于测试所用的电压信号;放大模块,将从所述电压信号预处理模块得到的所述测试用的电压信号进 行隔离处理,除去噪声。
7、 根据权利要求1到3中任意一项所述系统,其特征在于,所述高电位 电压传感器(3)位于金属的屏蔽罩中。
8、 根据权利要求1到3中任意一项所述系统,其特征在于,所述电光转 换单元(4)位于金属的屏蔽罩中。
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