CN209148784U - 一种换流站光测量系统远端模块运行状态检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换流站光测量系统远端模块运行状态检测装置，应用于直流输电系统电压检测光测量系统的远端模块与测量屏之间，包括设置于远端模块与测量屏之间的分束器，分束器连接一探测器，探测器再连接一信号采集系统，信号采集系统通过PCIe接口与一工控机互相连通，工控机再通过M.2接口连接数据存储器，并且将检测结果显示于显示器上。通过设置采集器采集光测量系统的光信号，通过信号采集系统将信号转换为脉冲信号，再通过工控机将信号数据存储于数据存储器中，并将监测结果在工控机的显示器上显示，对远端模块进行工作状态的实时监测，确保了系统稳定运行。

Description

一种换流站光测量系统远端模块运行状态检测装置

技术领域

本实用新型涉及超高压直流输电技术，尤其涉及一种直流输电系统换流站进行实时监控技术。

背景技术

在超高压直流输电工程中，主要采用的对直流输电系统换流站进行实时监控的原理框图如图1所示。由于光纤的电绝缘特性，在高电压、强磁场、电磁脉冲存在的情况下不易受干扰，高压直流输电工程采用独立构成的光测量系统，完成直流控制保护所需电压、电流量的采集、分析、预处理、传送等任务。在这个系统中，超高电压被分压降压至±10V，这个电压值被直流测量传感器即图中的远端模块采集、编码、调制为光信号，然后通过数据光纤发送到直流测量屏。直流测量屏主要包含两大模块：激光模块(Laser Module：LM)和光输入、输出模块(Input/Output：IO)。LM模块里的固态激光器用来为直流测量传感器提供能量。激光器通过能量光纤发将能量发送给传感器以提供能量，同时，激光强度经过调制携带了时钟信息。IO模块对接收到的光信号进行光电转换，并报文进行预处理，然后将数据存入缓冲区中以便后续的模块读取。在这个系统中，远端模块是重要设备之一。只有当远端模块具有稳定的工作性能时，才能为极控和极保护提高真实有效的测量数据。因此，针对远端模块进行工作状态实时监测，以确保系统稳定运行，显得尤为关键。然而，目前对远端模块运行状态的实时检测技术的研究及应用在领域内仍属空白。

目前，国内外对于高压直流输电工程中光测量系统的故障以及各种环境因素对远端模块的干扰进行了一定程度的研究。如陆锐等人对特高压直流输电光测量系统实际运行中暴露出来的典型故障进行了分析并探讨了相应对策；朱韬析等人结合实际案例分析了运行中光测量系统暴露出来的一些典型异常及相应处理，如光电传感器故障引起的直流电压异常波动、光CT同轴电缆紧固方式的缺陷、光测量及相关总线系统的切换问题等；李可等人对高坡换流站光测量系统直流保护软件中的缺陷进行了分析；邓茜等人对远端模块的抗干扰性能进行了试验，发现其不能满足对电磁干扰类部分试验项目的要求，揭露了光测量系统设计存在的缺陷，并提出了改进意见。但是，针对换流站光测量系统远端模块运行状态检测技术的相关研究在领域内仍属空白。

实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型提供一种换流站光测量系统远端模块运行状态检测装置。

为达到上述目的，采用以下技术方案：

一种换流站光测量系统远端模块运行状态检测装置，应用于直流输电系统电压检测光测量系统的远端模块与测量屏之间，包括依次连接的分束器、探测器、信号采集系统及工控机，所述分束器设置于远端模块与测量屏之间。

所述信号采集系统包括A/D转换模块，将光信号转换为脉冲信号，再采集该脉冲信号。

所述工控机与所述信号采集系统之间采用PCIe接口连接，所述PCIe接口的采样率为1.25Gs/s。

所述工控机设置有M.2接口，所述M.2接口与数据存储器连接。

所述工控机设置有显示器，所述装置的检测分析结果可显示于所述显示器上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型换流站光测量系统远端模块运行状态检测装置，通过设置采集器采集光测量系统的光信号，通过信号采集系统将信号转换为脉冲信号，再通过工控机将信号数据存储于数据存储器中，并将监测结果在工控机的显示器上显示，对远端模块进行工作状态的实时监测，确保了系统稳定运行。

附图说明

图1为直流输电系统电压检测光测量系统框图。

图2为本实用新型换流站光测量系统远端模块运行状态检测装置框图。

图3为信号采集系统的信号流程图。

图4为工控机的连接关系图。

附图标记：

10-分束器、20-探测器、30-信号采集系统、31-A/D模块、40-工控机、41-PCIe接口、42-M.2接口、43-数据存储器、44-显示器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。

如图2-4所示，一种换流站光测量系统远端模块运行状态检测装置，应用于直流输电系统电压检测光测量系统的远端模块与测量屏之间，包括分束器10、探测器20、信号采集系统30与工控机40。

分束器10设置于远端模块与测量屏之间，用于将光测量系统中的光信号引入远端模块运行状态检测装置。

探测器20连接分束器10，探测到由分束器引入的光信号，将光信号传输给信号采集系统30。

信号采集系统30内设置有A/D模块31，将光信号转换为脉冲信号，并对脉冲信号进行250M～1Gsps的高速采样，数据位数在8位以上。

工控机40设置有PCIe接口41与M.2接口42。PCIe接口41与信号采集系统30连接，采样率为1.25Gs/s；M.2接口42连接数据存储器43，可实现高速采样后的数据的实时存储，选择M.2接口42主要基于两个方面的原因：第一是速度方面的优势，M.2接口有两种类型：Socket 2和Socket 3，其中Socket2支持SATA、PCI-E X2接口，而如果采用PCI-E×2接口标准，最大的读取速度可以达到700MB/s，写入也能达到550MB/s。而其中的Socket 3可支持PCI-E×4接口，理论带宽可达4GB/s，不论是连续读写还是随机，它都比SATA接口的固态硬盘(Solid State Drives，SSD)要快。另一方面原因是，即使在大小相同的情况下，M.2也可以提供更高的存储容量。

工控机40还设置有显示器44，监测到的远端模块各项参数经过分析后，可将结果在显示器44上显示，实现实时直观地监测远端模块的运营状况，保证了换流站光测量系统的稳定性。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1.一种换流站光测量系统远端模块运行状态检测装置，应用于直流输电系统电压检测光测量系统的远端模块与测量屏之间，其特征在于：包括依次连接的分束器、探测器、信号采集系统及工控机，所述分束器设置于远端模块与测量屏之间。

2.根据权利要求1所述的换流站光测量系统远端模块运行状态检测装置，其特征在于：所述信号采集系统包括A/D转换模块，将光信号转换为脉冲信号后再采集该脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的换流站光测量系统远端模块运行状态检测装置，其特征在于：所述工控机与所述信号采集系统之间通过PCIe接口连接，所述PCIe接口的采样率为1.25Gs/s。

4.根据权利要求1所述的换流站光测量系统远端模块运行状态检测装置，其特征在于：所述工控机设置有M.2接口，所述M.2接口与数据存储器连接。

5.根据权利要求1所述的换流站光测量系统远端模块运行状态检测装置，其特征在于：所述工控机设置有显示器，所述装置的检测分析结果可显示于所述显示器上。