专利名称：一种hvdc换流阀阀基电子设备系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及高压直流输电(HVDC)领域，特别涉及一种新型的HVDC换流阀阀基电 子设备系统。
背景技术：
在高压直流输电(HVDC)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。传统的换流阀监控设备系统有以下两大缺 点一是对信号的处理不区分信号的重要性，统一经同一硬件系统完成，这样就造成一旦一 处理硬件失效，监视信号和控制信号都不能处理；二是只有远程监视功能，这样就造成一旦 通信线路有问题，设备便完全不能工作。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷提出一种结构简洁清晰、运行稳定可靠、且可实现 远程与就地监控两种工作模式的新型的HVDC换流阀阀基电子设备系统。本发明的一种新型的高压直流输电HVDC换流阀阀基电子设备系统，该设备系统 采用模块化设计，所有模块集成在一控制机柜中，内部由具有各种功能的机箱构成，机箱包 括电源机箱及光控机箱，电源机箱用于为柜内其他机箱提供双电源供电，所述光控机箱用 于实现保护、监视、触发及通信功能；将换流阀阀基电子设备与换流站极控系统之间的交互 信号按不同的功能目标化分为控制信号和监视信号两大类，对应不同类别的交互信号，采 用不同的硬件子系统进行处理，以避免控制信号与监视信号共用同一控制系统硬件而可能 带来的相互影响，该系统具备遥控遥控功能模块和实现就地监视工作模式的就地控制子系 统模块。其中，每个光控机箱内包括检测板及主控板，所述构成阀基电子设备的光控机箱 中两块主控板用于实现系统的双冗余，其与控制保护系统间的主要接口包括触发编码信 号、监测使能信号、阀闭锁信号、跳间信号、跳间请求、通信和若干备用输入输出口；主控板 上有两片微控制器芯片，其中第一微控制器用于完成对其它检测板上报信号的汇总及向极 控系统的通信上报，第二微控制器用于接收极控系统传来的控制信号，并解析重编码后通 过背板发送给各个检测板，两片微控制器间互相发送检测脉冲，该检测脉冲用于芯片间互 检，当其中一片微控制器芯片发现另一片微控制器芯片不能正常工作时，将向控制保护系 统发出跳闸信号；所述光控机箱中的检测板有两个功能一是实现对主控板控制信号的电气复制及 转发，二是对晶间管级上报信息的解析归类存储及与主控板上第一微控制器之间的通信， 每块检测板可实现对6级晶间管级的监视，依据工程不同可灵活配置检测板的数目，完成 对不同规模换流阀的监控，检测板上对应每级晶间管都有相应的指示灯，可就地指示各个 晶闸管级的运行状态，实现在通信中断时的就地监视。
其中，所述将换流阀阀基电子设备与换流站极控系统之间的交互信号按不同的功 能目标化分为控制信号和监视信号两大类是将阀基电子设备与换流站极控系统之间的交 互信号按不同的控制功能化分为两个优先级用于实现换流阀触发、闭锁等控制功能的控 制信号为第一级；实现换流阀运行状态上报的监视信号为第二级，对于不同的交互信号，系 统设置不同的子系统进行处理，以避免控制信号与监视信号共用同一控制系统而可能带来 的相互间的连带影响。其中，所述遥控功能模块和实现就地监视工作模式的就地控制子系统模块是在遥 控功能模块失效不可用的情况下，通过相应机箱的就地通信口配合相应的运行状态指示装 置可就地监控换流阀，为维护和检修调试换流阀提供方便。本发明技术方案的优点是1、对与极控系统间交互信号的分类分系统处理2、遥控与近控两种工作模式。
下面结合附图对本发明进一步说明。图1示出了依据本发明的构成阀基电子设备机箱结构。图2是依据本发明的主控板板卡系统结构示意图。图3是依据本发明的检测板板卡系统结构示意图。
具体实施例方式本发明的阀基电子设备系统方案是将阀基电子设备与换流站极控系统之间的交 互信号按不同的控制功能化分为两个优先级，即，用于实现换流阀触发、闭锁等控制功能的 控制信号及实现换流阀运行状态上报的监视信号。对应不同的交互信号，系统设置不同的 子系统进行处理，以避免控制信号与监视信号共用同一控制系统而可能带来的相互间的连 带影响。构成阀基电子设备机箱结构见附图1。系统功能主要由两种板卡完成主控板及 检测板。板卡系统图见附图2及图3。主控板包含两片微控制器。微控制器1接收来自控制保护的触发编码信号、监测 使能信号、阀闭锁信号及跳间信号。微控制器1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。微控制器2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，微控制器2读取检测板 对晶间管级的监测信息，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间命令。微控制器2同时通过通信接收及发送口与控制保 护通信。微控制器1和微控制器2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。构成阀基电子设备机箱中两块主控板用于实现系统的双冗余。其与控制保护系统 间的主要接口包括触发编码信号、监测使能信号、阀闭锁信号、跳间信号、跳间请求、通信(发送/接收)、若干备用输入输出口。主控板上有两片微控制器芯片，其中微控制器1用 于完成对其它检测板上报信号的汇总及向极控系统的通信上报。微控制器2专门用于接收 极控系统传来的控制信号，并解析重编码后通过背板发送给各个检测板。两片微控制器间 互相发送检测脉冲，这个脉冲用于芯片间互检，当其中一片发现另一片不能正常工作时，将 向控制保护系统发出跳闸信号。检测板有两个功能一是实现对主控板控制信号的电气复制及转发，二是对晶闸 管级上报信息的解析归类存储及与主控板上微控制器1之间的通信。每块检测板可实现对 6级晶间管级的监视，依据工程不同可以灵活配置检测板的数目，完成对不同规模换流阀的 监控。检测板上对应每级晶间管有都有专门的指示灯，可以就地指示各个晶间管级的运行 状态，实现在通信中断时的就地监视。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。
权利要求
一种新型的高压直流输电HVDC换流阀阀基电子设备系统，其特征在于该设备系统采用模块化设计，所有模块集成在一控制机柜中，内部由具有各种功能的机箱构成，机箱包括电源机箱及光控机箱，电源机箱用于为柜内其他机箱提供双电源供电，所述光控机箱用于实现保护、监视、触发及通信功能；将换流阀阀基电子设备与换流站极控系统之间的交互信号按不同的功能目标化分为控制信号和监视信号两大类，对应不同类别的交互信号，采用不同的硬件子系统进行处理，以避免控制信号与监视信号共用同一控制系统硬件而可能带来的相互影响，该系统具备遥控遥控功能模块和实现就地监视工作模式的就地控制子系统模块。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于每个光控机箱内包括检测板及主控板，所述 构成阀基电子设备的光控机箱中两块主控板用于实现系统的双冗余，其与控制保护系统间 的主要接口包括触发编码信号、监测使能信号、阀闭锁信号、跳间信号、跳间请求、通信和 若干备用输入输出口 ；主控板上有两片微控制器芯片，其中第一微控制器(1)用于完成对 其它检测板上报信号的汇总及向极控系统的通信上报，第二微控制器(2)用于接收极控系 统传来的控制信号，并解析重编码后通过背板发送给各个检测板，两片微控制器间互相发 送检测脉冲，该检测脉冲用于芯片间互检，当其中一片微控制器芯片发现另一片微控制器 芯片不能正常工作时，将向控制保护系统发出跳闸信号；所述光控机箱中的检测板有两个功能一是实现对主控板控制信号的电气复制及转 发，二是对晶间管级上报信息的解析归类存储及与主控板上第一微控制器(1)之间的通 信，每块检测板可实现对6级晶间管级的监视，依据工程不同可灵活配置检测板的数目，完 成对不同规模换流阀的监控，检测板上对应每级晶间管都有相应的指示灯，可就地指示各 个晶闸管级的运行状态，实现在通信中断时的就地监视。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于所述将换流阀阀基电子设备与换流站极控系 统之间的交互信号按不同的功能目标化分为控制信号和监视信号两大类是将阀基电子设 备与换流站极控系统之间的交互信号按不同的控制功能化分为两个优先级用于实现换流 阀触发、闭锁等控制功能的控制信号为第一级；实现换流阀运行状态上报的监视信号为第 二级，对于不同的交互信号，系统设置不同的子系统进行处理，以避免控制信号与监视信号 共用同一控制系统而可能带来的相互间的连带影响。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于所述遥控功能模块和实现就地监视工作模式 的就地控制子系统模块是在遥控功能模块失效不可用的情况下，通过相应机箱的就地通信 口配合相应的运行状态指示装置可就地监控换流阀，为维护和检修调试换流阀提供方便。
全文摘要
本发明涉及高压直流输电(HVDC)领域，特别涉及一种新型的HVDC换流阀阀基电子设备系统。本发明的系统将换流阀阀基电子设备与换流站极控系统之间的交互信号按不同的功能目标化分为控制信号和监视信号两大类。对应不同类别的交互信号，本发明设计不同的硬件子系统进行处理，以避免控制信号与监视信号共用同一控制系统硬件而可能带来的相互影响。另外，除了具备传统的遥控功能外，还具备实现就地监视工作模式的就地控制子系统模块。
文档编号H02J13/00GK101964543SQ20101028840
公开日2011年2月2日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者张娟, 查鲲鹏, 王华锋, 郝长城 申请人:中国电力科学研究院