一種具備在線檢測功能的電壓、電流光測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電力電子技術(shù)及光纖測量領(lǐng)域，特別是涉及一種具備在線檢測功 能的電壓電流光測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電壓、電流光測量系統(tǒng)是采用光電轉(zhuǎn)換和電光轉(zhuǎn)換方式采集電流、電壓的一種專 用回路，在高壓直流輸電系統(tǒng)和數(shù)字式變電站較為常見。其基本原理如下：
[0003] 1、電流測量系統(tǒng)
[0004] 直流光電流互感器（Current transformer，簡稱CT)通過一次傳感器（分流器， 微歐級電阻）將大電流信號轉(zhuǎn)換成小電壓信號（二次額定輸出5V或75mV)，再由電阻盒 將分流器的輸出信號轉(zhuǎn)換為多個等值信號輸送給多個獨立的遠(yuǎn)端模塊（REMOTE TERMINAL UNIT，簡稱RTU)，RTU實現(xiàn)將小電壓信號轉(zhuǎn)換為光信號并通過光纖傳輸至遠(yuǎn)端模塊接口板， 遠(yuǎn)端模塊接口板完成信號處理后再通過光纖將其整合后的多個測點數(shù)據(jù)送至各個直流控 制保護(hù)裝置。其中，遠(yuǎn)端模塊接口板的作用：一是，實現(xiàn)各個RTU的激光供能；二是，接收各 個RTU的數(shù)據(jù)并將整合后的數(shù)據(jù)送至各個直流控制保護(hù)裝置；三是，實現(xiàn)對整個測點光纖 回路的監(jiān)視，及時給予報警信號，并當(dāng)檢測到光纖回路出現(xiàn)嚴(yán)重或緊急故障時，強制該數(shù)據(jù) 無效以防止直流控制保護(hù)裝置誤動。
[0005] 2、電壓測量系統(tǒng)
[0006] 直流光電壓互感器（potential transformer，簡稱PT)通過基于等電位屏蔽技術(shù) 的精密電阻分壓器將一次高電壓信號轉(zhuǎn)換為二次低電壓信號（二次額定輸出50V)，由電阻 盒將分壓器輸出的低壓信號轉(zhuǎn)換為多路信號并分給多個相互獨立的RTU，RTU實現(xiàn)將小電 壓信號轉(zhuǎn)換為光信號并通過光纖傳輸至遠(yuǎn)端模塊接口板，遠(yuǎn)端模塊接口板完成信號處理后 再通過光纖將其整合后的多個測點數(shù)據(jù)送至各個直流控制保護(hù)裝置。
[0007] 在電流、電壓光纖測量回路中，遠(yuǎn)端模塊接口板的作用相同。
[0008] 從上述分析可知，電流、電壓光纖測量回路的組成及原理基本相同，故可不必考慮 電流和電壓的測量回路的差異性對光測量系統(tǒng)在線檢測功能實現(xiàn)方式的影響。
[0009] 上述現(xiàn)有技術(shù)中，遠(yuǎn)端模塊接口板通過對電壓、電流光測量系統(tǒng)的部分模擬量 (例如驅(qū)動電流、數(shù)據(jù)電平、PWM調(diào)制量）、開關(guān)量（如RTU置維修、RTU功率低、3. 3V電源異 常等）的實時檢測，實現(xiàn)了光測量系統(tǒng)的部分在線檢測功能。其中，驅(qū)動電流值和數(shù)據(jù)電 平值主要反應(yīng)光測量系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)光纖、能量光纖、激光器及光纖接口的工作狀態(tài)，當(dāng)其中 任何一個元件工作異常時，驅(qū)動電流值或數(shù)據(jù)電平值均會呈現(xiàn)出現(xiàn)增大或減小的趨勢；PWM 調(diào)制量用于直接反應(yīng)激光器的工作性能，其數(shù)值的增大一般會導(dǎo)致驅(qū)動電流呈現(xiàn)增大的趨 勢；RTU功率低、3. 3V電源異常等用于反應(yīng)遠(yuǎn)端模塊RTU的工作狀態(tài)，其值也會受激光器和 光纖性能的影響?？梢姡h(yuǎn)端模塊接口板通過自身的檢測系統(tǒng)能夠反應(yīng)光檢測系統(tǒng)的部分 元件的工作狀態(tài)。
[0010] 現(xiàn)階段的光測量系統(tǒng)在線檢測技術(shù)能反應(yīng)光測量系統(tǒng)大致工作情況，并在測量系 統(tǒng)部分元件故障或異常期間能通過相關(guān)狀態(tài)量給出提示信息，但是該技術(shù)存在下述問題： [0011] ⑴在線檢測數(shù)據(jù)量有限，不能反應(yīng)整個電壓、電流光測量系統(tǒng)的工作狀態(tài)，不能 直接反應(yīng)單個測點電量測量系統(tǒng)（如公共部分：一次傳感器、電阻盒及信號連接線）的工作 情況。
[0012] (2)不能直觀地體現(xiàn)出數(shù)據(jù)光纖、能量光纖、遠(yuǎn)端模塊RTU等元件的動態(tài)工作性 能，對運維工作缺乏針對性的指導(dǎo)意義。
[0013] (3)缺乏對二次光測量系統(tǒng)輸入信號的檢測，實際運行中無法評估光測量系統(tǒng)輸 入信號的準(zhǔn)確性。
[0014] (4)用于故障定位的各模擬量之間、開關(guān)量之間大部分存在內(nèi)部邏輯關(guān)系，面向用 戶的信息量沒有完全解耦，進(jìn)而導(dǎo)致實際工程中這種在線檢測技術(shù)不能自動實現(xiàn)異?；蚬?障的準(zhǔn)確、可靠定位，影響了現(xiàn)場故障處理效率，不利于控制保護(hù)系統(tǒng)的快速恢復(fù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種具備在線檢測功 能的電壓電流光測量系統(tǒng)。
[0016] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案如下：
[0017] 一種具備在線檢測功能的電壓、電流光測量系統(tǒng)，包括用于輸入電壓或電流信號 的公共部分，以及遠(yuǎn)端模塊箱體和遠(yuǎn)端模塊接口板，所述遠(yuǎn)端模塊箱體內(nèi)設(shè)有輸入端連接 至所述公共部分輸出端的濾波及信號調(diào)制單元，該濾波及信號調(diào)制單元的輸出端依次連接 A/D轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字信號處理單元、電光轉(zhuǎn)換單元，所述遠(yuǎn)端模塊接口板上設(shè)有依次連接的 第一光電轉(zhuǎn)換單元、信號處理單元、驅(qū)動電路和激光器，所述信號處理單元同時輸出至外部 直流控制保護(hù)裝置中，所述電光轉(zhuǎn)換單元的輸出端通過數(shù)據(jù)光纖連接第一光電轉(zhuǎn)換單元的 輸入端，所述激光器的輸出端通過能量光纖連接設(shè)置在遠(yuǎn)端模塊箱體內(nèi)的第二光電轉(zhuǎn)換單 元，第二光電轉(zhuǎn)換單元經(jīng)由穩(wěn)壓單元分別與所述濾波及信號調(diào)制單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字 信號處理單元、電光轉(zhuǎn)換單元相連；還包括從所述公共部分的輸出端引出的用于將電壓的 模擬信號變換為數(shù)字信號的信號電壓測量裝置，該信號電壓測量裝置通過數(shù)據(jù)光纖連接第 一光電轉(zhuǎn)換單元；所述遠(yuǎn)端模塊箱體內(nèi)還設(shè)有第一光功率測量裝置，第一光功率測量裝置 的一端連接在所述電光轉(zhuǎn)換單元輸出端的數(shù)據(jù)光纖上，另一端連接在所述第二光電轉(zhuǎn)換單 元輸入端的能量光纖上；所述遠(yuǎn)端模塊接口板上設(shè)有第二光功率測量裝置，第二光功率測 量裝置的一端連接在所述第一光電轉(zhuǎn)換單元輸入端的數(shù)據(jù)光纖上，另一端連接在所述激光 器輸出端的能量光纖上。
[0018] 與現(xiàn)有的電壓、電流光測量系統(tǒng)相比，本實用新型增加了信號電壓測量裝置及兩 個光功率測量裝置。信號電壓測量裝置用于實現(xiàn)信號電壓的測量及信號的變換，即遠(yuǎn)端模 塊箱體輸入信號的檢測，以此判斷系統(tǒng)中電量測量部分的工作狀態(tài)；第一光功率測量裝置 用于實現(xiàn)測量遠(yuǎn)端模塊箱體處能量光纖的接收光功率值，以及遠(yuǎn)端模塊箱體端數(shù)據(jù)光纖的 發(fā)射光功率值；第二光功率測量裝置用于實現(xiàn)測量遠(yuǎn)端模塊接口板激光器處能量光纖的發(fā) 射光功率值，以及遠(yuǎn)端模塊接口板處數(shù)據(jù)光纖的接收光功率值。
[0019] 本實用新型的優(yōu)點如下：
[0020] (1)提出了一種可實現(xiàn)單個測點電壓、電流光測量系統(tǒng)傳輸介質(zhì)在線檢測及電量 測量系統(tǒng)工作狀態(tài)實時評估的方案；
[0021] (2)解決了光測量系統(tǒng)故障范圍定位的問題，即電量測量系統(tǒng)與傳輸介質(zhì)異常元 件定位問題；
[0022] (3)解決了電壓、電流光測量系統(tǒng)工作性能動態(tài)評估的問題，提高了光測量系統(tǒng)運 維效率，動態(tài)及時體現(xiàn)了光測量系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)；
[0023] (4)通過增加光功率和信號電壓測量系統(tǒng)，提高光測量系統(tǒng)故障定位及異常處理 的效率，有利于高壓直流輸電控制保護(hù)系統(tǒng)的安全運行，進(jìn)而提高高壓直流輸電系統(tǒng)運行 穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0024] 圖1是現(xiàn)有的電壓、電流光測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 附圖標(biāo)記說明：1、公共部分；2、遠(yuǎn)端模塊箱體；3、遠(yuǎn)端模塊接口板；4、第一光功率 測量裝置；5、第二光功率測量裝置；6、信號電壓測量裝置；7、一次傳感器。
【具體實施方式】
[0027] 為使本實用新型的上述