專利名稱：換流站兩控制保護(hù)系統(tǒng)與兩閥基電子設(shè)備間信號(hào)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流輸電工程中換流站不同控制保護(hù)系統(tǒng)與不同閥基電子設(shè)備之間各種信號(hào)的傳輸方法。
背景技術(shù)：
目前，直流輸電技術(shù)在國(guó)際上已經(jīng)相當(dāng)成熟，國(guó)內(nèi)各直流輸電線路基本都是引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)的直流輸電技術(shù)。在以前的直流輸電工程中，一個(gè)換流站所有的包括控制保護(hù)系統(tǒng)及閥基電子設(shè)備基本上都是采用引進(jìn)同一廠家技術(shù)。但是，在如今的國(guó)內(nèi)直流輸電背靠背工程中同樣出現(xiàn)了同一個(gè)換流站采用不同控制保護(hù)系統(tǒng)及閥基電子設(shè)備的情況。這種換流站的具體配置如下對(duì)于二次控制保護(hù)系統(tǒng)，擬采用兩套基于不同技術(shù)的設(shè)備，每套控制保護(hù)設(shè)備都能夠獨(dú)立的完成對(duì)兩側(cè)閥基電子設(shè)備的控制。對(duì)于閥基電子設(shè)備則采用基于不同技術(shù)的電觸發(fā)閥(VCU系統(tǒng))和光觸發(fā)閥(VBE系統(tǒng))，從而構(gòu)成一個(gè)完整的換流站系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)兩套控制保護(hù)系統(tǒng)分時(shí)對(duì)兩側(cè)換流站閥的控制，必須保證來自不同控制保護(hù)系統(tǒng)與閥基電子設(shè)備之間接口的統(tǒng)一。
由于彼此采用的是不同的技術(shù)，所以控制保護(hù)系統(tǒng)與閥基電子設(shè)備之間存在不同的接口。一方面是物理接口的不同，另一方面就是通訊協(xié)議及接口信號(hào)的不同。其中電觸發(fā)閥(閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng))與其相應(yīng)的控制保護(hù)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱控制保護(hù)系統(tǒng)B)的接口形式為光纜連接方式，接口信號(hào)包括下行的12個(gè)點(diǎn)火脈沖，2個(gè)極控系統(tǒng)有效信號(hào)，以及上行的12個(gè)點(diǎn)火脈沖回報(bào)信號(hào)；其次，該控制保護(hù)系統(tǒng)與VCU系統(tǒng)之間的通訊采用的是基于HDLC協(xié)議的通訊方式，以上所有信號(hào)的連接都是采用光纜連接方式。
而對(duì)于光觸發(fā)閥(閥基電子設(shè)備VBE系統(tǒng))與其相應(yīng)的控制保護(hù)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱控制系統(tǒng)A)的接口形式則為電纜連接方式；接口信號(hào)的數(shù)量及類型有異于上一個(gè)系統(tǒng)，其接口信號(hào)包括下行的12個(gè)點(diǎn)火脈沖，6個(gè)來自控制系統(tǒng)的控制信號(hào)，2個(gè)來自保護(hù)系統(tǒng)的封脈沖信號(hào)，及上行的12個(gè)電流過零(EOC)信號(hào)、1個(gè)VBE正常信號(hào)、2個(gè)跳閘信號(hào)、2個(gè)VBE系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)；其次，該控制保護(hù)系統(tǒng)與閥基電子設(shè)備之間的通訊采用的是基于PROFIBUS DP協(xié)議的通訊方式，所有的信號(hào)連接都是通過電纜連接。
由上可見，為了實(shí)現(xiàn)兩套控制保護(hù)系統(tǒng)的分時(shí)對(duì)兩套閥基電子設(shè)備的可靠、準(zhǔn)確控制，必須解決由于不同技術(shù)帶來的接口形式，接口信號(hào)，及通訊協(xié)議不同所帶來的接口連接問題。換流站如果按以上配置，則存在以下4種接口組合1.換流站控制系統(tǒng)A與光觸發(fā)閥(VBE系統(tǒng))進(jìn)行接口。
2.換流站控制系統(tǒng)A與電觸發(fā)閥(VCU系統(tǒng))進(jìn)行接口。
3.換流站控制系統(tǒng)B與電觸發(fā)閥(VCU系統(tǒng))進(jìn)行接口。
4.換流站控制系統(tǒng)B與光觸發(fā)閥(VBE系統(tǒng))進(jìn)行接口。
以上4種組合中，換流站控制系統(tǒng)B與電觸發(fā)閥(VCU系統(tǒng))采用相同的技術(shù)，換流閥控制系統(tǒng)A與光觸發(fā)閥(VBE系統(tǒng))采用相同的技術(shù)。所以，采用1，3方案時(shí)，換流站控制系統(tǒng)與換流閥系統(tǒng)不需做額外的接口工作，既可實(shí)現(xiàn)換流站控制系統(tǒng)與換流閥系統(tǒng)的可靠連接。當(dāng)采用上述2，4方案時(shí)，因?yàn)閾Q流站控制系統(tǒng)與換流閥系統(tǒng)引進(jìn)不同廠家的技術(shù)，所以在接口形式、電氣特性、物理特性方面不完全相同，因此均不能直接進(jìn)行連接，需要由換流站控制系統(tǒng)或換流閥系統(tǒng)生產(chǎn)廠家做額外的接口工作，才能實(shí)現(xiàn)換流站控制系統(tǒng)與換流閥系統(tǒng)之間的連接。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種換流站兩控制保護(hù)系統(tǒng)與兩閥基電子設(shè)備間信號(hào)傳輸方法，以完成各信號(hào)的切換與轉(zhuǎn)換功能，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)間的可靠接口。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種換流站兩控制保護(hù)系統(tǒng)與兩閥基電子設(shè)備間信號(hào)傳輸方法，該方法為，在包括兩套控制保護(hù)系統(tǒng)A、B及其閥基電子設(shè)備VBE、VCU的系統(tǒng)中，其中控制保護(hù)系統(tǒng)A及其配套的閥基電子設(shè)備VBE所基于的技術(shù)與控制保護(hù)系統(tǒng)B及其配套的閥基電子設(shè)備VCU所基于的技術(shù)不同，將兩控制保護(hù)系統(tǒng)與兩閥基電子設(shè)備之間設(shè)置有一套信號(hào)轉(zhuǎn)換與切換裝置，利用該裝置實(shí)現(xiàn)兩個(gè)控制保護(hù)系統(tǒng)分時(shí)完成對(duì)換流站內(nèi)兩側(cè)閥基電子設(shè)備的控制。
完成兩控制保護(hù)系統(tǒng)A、B分時(shí)控制閥基電子設(shè)備VBE時(shí)的下行或上行并行信號(hào)及現(xiàn)場(chǎng)總線的切換；采集閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)的上行信號(hào)，進(jìn)行必要的接口形式的轉(zhuǎn)換，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并且將信號(hào)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為換流站控制系統(tǒng)A要求的格式后，送到控制系統(tǒng)A；接收換流站控制系統(tǒng)A的下行信號(hào)，以閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)格式以及相應(yīng)的接口形式，把信號(hào)送到閥基電子設(shè)備VCU；接口系統(tǒng)與閥基電子設(shè)備VBE間的并行信號(hào)通過電纜形式進(jìn)行，總線接口采用PROFIBUS總線技術(shù)，與閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)間的信號(hào)交換通過光纜形式進(jìn)行，總線接口采用HDLC總線技術(shù)；對(duì)于兩個(gè)控制系統(tǒng)之間的切換采用手動(dòng)方式。
該裝置利用FPGA技術(shù)完成來自控制保護(hù)系統(tǒng)的對(duì)閥基電子設(shè)備的各種控制信號(hào)的信號(hào)數(shù)據(jù)格式，信號(hào)物理接口，信號(hào)電氣特性的轉(zhuǎn)換，保證信號(hào)的可靠傳輸及系統(tǒng)的可靠正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)基于不同技術(shù)的閥基電子設(shè)備的控制。
該裝置采用PROFIBUS總線接口卡、HDLC接口模塊及單片機(jī)聯(lián)合設(shè)計(jì)技術(shù)，完成兩種通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換及物理接口之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)與基于不同技術(shù)的閥基電子設(shè)備之間的通訊。
該裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，不同的功能塊采用不同的印制板實(shí)現(xiàn)，完成信號(hào)轉(zhuǎn)換及信號(hào)切換，該裝置包括軟件和硬件部分，其中硬件部分按功能劃分為控制系統(tǒng)A及控制系統(tǒng)B到VBE系統(tǒng)的并行信號(hào)及串行信號(hào)的切換、控制系統(tǒng)A與VCU系統(tǒng)之間信號(hào)的轉(zhuǎn)換以及控制系統(tǒng)A與VCU系統(tǒng)串行總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換三部分。
對(duì)于并行信號(hào)及串行總線的切換部分，采用快速電平轉(zhuǎn)換電路及邏輯開關(guān)實(shí)現(xiàn)，來自控制系統(tǒng)A的下行信號(hào)signaln form sysA和來自控制系統(tǒng)B的下行信號(hào)signaln from sysB通過使能信號(hào)sysA active及sysB active信號(hào)的控制完成兩個(gè)控制系統(tǒng)之間信號(hào)的切換，保證同一時(shí)間只有一個(gè)控制系統(tǒng)對(duì)兩側(cè)閥基電子設(shè)備進(jìn)行控制，來自閥基電子設(shè)備的上行信號(hào)的切換采用相反的方式完成，在信號(hào)切換的過程中，換通道的電路采用納秒級(jí)的集成電路。
來自控制系統(tǒng)A的下行控制信號(hào)，主要包括12路120度寬的點(diǎn)火脈沖以及極控系統(tǒng)的狀態(tài)信號(hào)，原始信號(hào)都是24V電平信號(hào)，采用快速光偶完成24V/5V電平轉(zhuǎn)換，然后按照閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)的要求通過一個(gè)FPGA對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，信號(hào)處理完后，要以閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)的要求進(jìn)行轉(zhuǎn)化，主要是物理特性的轉(zhuǎn)化，包括電平轉(zhuǎn)化(5V/24V)、接口形式(電接口轉(zhuǎn)化為光接口)的轉(zhuǎn)化。
對(duì)來自閥基電子設(shè)備的上行狀態(tài)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，通過12路點(diǎn)火脈沖回報(bào)信號(hào)的狀態(tài)通過一個(gè)FPGA來產(chǎn)生控制系統(tǒng)需要的系統(tǒng)切換CHANGE、丟脈沖保護(hù)跳閘TRIP信號(hào)及表征閥基電子設(shè)備正常與否VCUOK的信號(hào)，處理后的信號(hào)經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后，以控制系統(tǒng)A要求的24V電平信號(hào)的格式傳輸。
控制系統(tǒng)A的通訊接口采用PROFIBUS DP協(xié)議的電接口，而閥基電子設(shè)備的VCU系統(tǒng)則采用HDLC協(xié)議的光接口，該裝置采用高速集成電路的組合設(shè)計(jì)完成了PROFIBUS DP與HDLC協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，并通過電光及光電轉(zhuǎn)換電路完成物理接口的轉(zhuǎn)化。
本方法將來自兩個(gè)控制保護(hù)系統(tǒng)的點(diǎn)火脈沖及電流過零等信號(hào)通過切換邏輯電路分時(shí)送到閥基電子設(shè)備，將來自控制保護(hù)系統(tǒng)的點(diǎn)火脈沖，極控狀態(tài)信號(hào)通過物理接口的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換后送到基于不同技術(shù)的閥基電子設(shè)備，同時(shí)采集閥基電子設(shè)備的點(diǎn)火脈沖回報(bào)信號(hào)，經(jīng)過數(shù)據(jù)格式及物理接口的轉(zhuǎn)換后送到基于不同技術(shù)背景的控制保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了基于不同物理接口、不同通訊協(xié)議的控制保護(hù)系統(tǒng)與閥基電子設(shè)備之間的接口連接及通訊，從而構(gòu)成一個(gè)完整的換流站系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了兩套控制保護(hù)系統(tǒng)分時(shí)對(duì)兩側(cè)換流站閥的控制，保證了來自不同控制保護(hù)系統(tǒng)與閥基電子設(shè)備之間接口的統(tǒng)一。


圖1為換流站控制保護(hù)系統(tǒng)及閥基電子設(shè)備的系統(tǒng)配置圖；圖2為本發(fā)明的切換電路原理框圖；圖3為本發(fā)明的信號(hào)轉(zhuǎn)換原理圖；圖4為本發(fā)明的串行總線轉(zhuǎn)換原理圖；圖5為FPGA實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)A到閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)的點(diǎn)火脈沖的處理部分功能程序框圖；圖6為FPGA實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)A狀態(tài)顯示信號(hào)的處理部分功能程序框圖；圖7為FPGA實(shí)現(xiàn)對(duì)于來自閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)的點(diǎn)火脈沖回報(bào)信號(hào)(FP)的處理部分功能的程序框圖。
具體實(shí)施方法本發(fā)明的主要功能具體可分為以下幾項(xiàng)任務(wù)完成控制系統(tǒng)A、B分時(shí)控制閥基電子設(shè)備(VBE系統(tǒng))時(shí)的下行或上行并行信號(hào)及現(xiàn)場(chǎng)總線的切換；采集電觸發(fā)閥(VCU系統(tǒng))的上行信號(hào)，進(jìn)行必要的接口形式的轉(zhuǎn)換(將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào))，并且將信號(hào)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為換流站控制系統(tǒng)A要求的格式后，送到控制系統(tǒng)A；接收換流站控制系統(tǒng)A的下行信號(hào)，以電觸發(fā)閥(VCU系統(tǒng))要求的數(shù)據(jù)格式以及相應(yīng)的接口形式(光信號(hào))把信號(hào)送到閥基電子設(shè)備(VCU系統(tǒng))；接口系統(tǒng)與VBE系統(tǒng)間的并行信號(hào)通過電纜形式進(jìn)行，總線接口采用PROFIBUS總線技術(shù)，與VCU系統(tǒng)間的信號(hào)交換通過光纜形式進(jìn)行，總線接口采用HDLC總線技術(shù).對(duì)于兩個(gè)控制系統(tǒng)之間的切換采用手動(dòng)方式。
針對(duì)以上幾項(xiàng)任務(wù)，本發(fā)明(VBE接口裝置)采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)該VBE接口裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，即不同的功能塊采用不同的印制板實(shí)現(xiàn)，完成附圖1中信號(hào)轉(zhuǎn)換及信號(hào)切換部分的功能。該VBE接口裝置包括軟件和硬件部分，其中硬件部分按功能劃分為控制系統(tǒng)A及控制系統(tǒng)B到VBE系統(tǒng)的并行信號(hào)及串行信號(hào)的切換、控制系統(tǒng)A與VCU系統(tǒng)之間信號(hào)的轉(zhuǎn)換以及控制系統(tǒng)A與VCU系統(tǒng)串行總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換三部分功能。
下面按功能對(duì)相應(yīng)的硬件功能塊做介紹。
a、信號(hào)切換對(duì)于并行信號(hào)及串行總線的切換部分，主要采用典型的快速電平轉(zhuǎn)換電路及邏輯開關(guān)實(shí)現(xiàn)，原理框圖見附圖2。如圖所示，來自控制系統(tǒng)A的下行信號(hào)(signaln form sysA)和來自控制系統(tǒng)B的下行信號(hào)(signalnfrom sysB)通過使能信號(hào)sysA active及sysB active信號(hào)的控制完成了兩個(gè)控制系統(tǒng)之間信號(hào)的切換，保證同一時(shí)間只有一個(gè)控制系統(tǒng)對(duì)兩側(cè)閥基電子設(shè)備進(jìn)行控制。來自閥基電子設(shè)備的上行信號(hào)的切換采用同樣的原理完成，指示信號(hào)方向不同。在信號(hào)切換的過程中，因?yàn)樗袚Q的信號(hào)都是關(guān)鍵的點(diǎn)火脈沖及閥基電子設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)信號(hào)，系統(tǒng)要求這些信號(hào)在傳輸過程中要快速，所以切換通道的電路設(shè)計(jì)都采用納秒級(jí)的集成電路完成，而且切換后各個(gè)通道的一致性良好。
b、并行信號(hào)轉(zhuǎn)換對(duì)于信號(hào)轉(zhuǎn)換部分，原理框圖見附圖3。如圖所示，來自控制系統(tǒng)A的下行控制信號(hào)，主要包括12路120度寬的點(diǎn)火脈沖以及極控系統(tǒng)的狀態(tài)信號(hào)。原始信號(hào)都是24V電平信號(hào)，為了能夠?qū)ζ溥M(jìn)行處理以及信號(hào)的隔離，采用快速光偶完成24V/5V電平轉(zhuǎn)換，然后按照閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)的要求對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理。信號(hào)處理完后，要以閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)的要求進(jìn)行轉(zhuǎn)化，主要是物理特性的轉(zhuǎn)化，包括電平轉(zhuǎn)化(5V/24V)、接口形式(電接口轉(zhuǎn)化為光接口)的轉(zhuǎn)化。
附圖3中還包括對(duì)來自閥基電子設(shè)備的上行狀態(tài)信號(hào)的轉(zhuǎn)換。這些信號(hào)主要是來自閥基電子設(shè)備的12路相對(duì)于點(diǎn)火脈沖的回報(bào)信號(hào)。信號(hào)的原始狀態(tài)為經(jīng)過調(diào)制的光信號(hào)，系統(tǒng)要求通過12路回報(bào)信號(hào)的狀態(tài)產(chǎn)生控制系統(tǒng)需要的系統(tǒng)切換(CHANGE)、丟脈沖保護(hù)跳閘(TRIP)信號(hào)及表征閥基電子設(shè)備正常與否(VCUOK)的信號(hào)。處理后的信號(hào)經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后，以控制系統(tǒng)A要求的24V電平信號(hào)的格式傳輸。
附圖3中還包括對(duì)來自控制系統(tǒng)A的表征極控狀態(tài)的兩個(gè)信號(hào)的處理。處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為閥基電子設(shè)備要求的光信號(hào)。
c、串行總線協(xié)議轉(zhuǎn)換以上完成的是控制系統(tǒng)與閥基電子設(shè)備之間并行信號(hào)的切換及信號(hào)格式轉(zhuǎn)換，對(duì)于系統(tǒng)之間現(xiàn)場(chǎng)總線的接口設(shè)計(jì)，具體原理框圖參考附圖4。由附圖4可以得知，控制系統(tǒng)A的通訊接口采用PROFIBUS DP協(xié)議的電接口，而閥基電子設(shè)備的VCU系統(tǒng)則采用HDLC協(xié)議的光接口，為了保證控制系統(tǒng)A與閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)之間的通訊，必須完成通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換以及相應(yīng)的物理接口的轉(zhuǎn)化，該VBE接口裝置采用高速集成電路的組合設(shè)計(jì)完成了PROFIBUS DP與HDLC協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，并通過電光及光電轉(zhuǎn)換電路完成物理接口的轉(zhuǎn)化。
該方法主要功能就是完成控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B對(duì)閥基電子設(shè)備系統(tǒng)的分時(shí)控制，同時(shí)完成控制系統(tǒng)A對(duì)閥基電子設(shè)備系統(tǒng)的控制信號(hào)的轉(zhuǎn)換。信號(hào)切換部分用硬件電路直接實(shí)現(xiàn)，信號(hào)的轉(zhuǎn)換部分涉及到信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)過程，故選擇可編程器件FPGA來實(shí)現(xiàn)。
參考附圖3，按類型可分為3個(gè)功能塊1.對(duì)于控制系統(tǒng)A到閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)的點(diǎn)火脈沖的處理。
系統(tǒng)要求來自控制系統(tǒng)A的點(diǎn)火脈沖為12個(gè)120度脈寬的信號(hào)，要求送到閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)的點(diǎn)火脈沖為經(jīng)1MHz調(diào)制的120度寬脈沖。同時(shí)當(dāng)收到來自控制保護(hù)系統(tǒng)A的封脈沖使能(ENBALE)信號(hào)后，閉鎖所有的點(diǎn)火脈沖。
圖5為FPGA實(shí)現(xiàn)的該部分功能程序框圖。圖中，CP為來自控制系統(tǒng)A的其中一路點(diǎn)火脈沖，CLK1MHz為外部提供的1MHz的脈沖信號(hào)，OE為來自控制保護(hù)系統(tǒng)A的封脈沖使能信號(hào)，為了保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，要求該信號(hào)延時(shí)2ms后有效。
2.對(duì)于控制系統(tǒng)A狀態(tài)顯示信號(hào)的處理。
系統(tǒng)要求

圖6為FPGA實(shí)現(xiàn)的該部分功能程序框中POLE_ACTIVE，POLE_OK為來自控制系統(tǒng)A的狀態(tài)信號(hào)，CLK1為外部提供的時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)過內(nèi)部分頻電路產(chǎn)生1MHz和1OKHz兩種頻率的脈沖信號(hào)，OUT信號(hào)即為閥基電子設(shè)備需要的能表征極控狀態(tài)的信號(hào)。
3.對(duì)于來自閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)的點(diǎn)火脈沖回報(bào)信號(hào)(FP)的處理。
系統(tǒng)要求

圖7為FPGA實(shí)現(xiàn)該部分功能的程序框圖。
圖中TRIP，CHANGE兩個(gè)信號(hào)只是模擬了單一通道，VCUOK信號(hào)為12通道綜合后的信號(hào)輸出。由圖可知，功能模塊MONO100US是一個(gè)100us的單穩(wěn)觸發(fā)器；功能模塊risedelay10us完成信號(hào)上升沿10us的延時(shí)；功能模塊backdelay80ms，backdelay100ms分別完成對(duì)信號(hào)后沿進(jìn)行80ms，100ms的延時(shí)；功能模塊fiter20us則完成了對(duì)fp信號(hào)的濾波，主要率去1MHz及20us的脈沖信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種換流站兩控制保護(hù)系統(tǒng)與兩閥基電子設(shè)備間信號(hào)傳輸方法，其特征在于，該方法為，在包括兩套控制保護(hù)系統(tǒng)A、B及其閥基電子設(shè)備VBE、VCU的系統(tǒng)中，其中控制保護(hù)系統(tǒng)A及其配套的閥基電子設(shè)備VBE所基于的技術(shù)與控制保護(hù)系統(tǒng)B及其配套的閥基電子設(shè)備VCU所基于的技術(shù)不同，將兩控制保護(hù)系統(tǒng)與兩閥基電子設(shè)備之間設(shè)置有一套信號(hào)轉(zhuǎn)換與切換裝置，利用該裝置實(shí)現(xiàn)兩個(gè)控制保護(hù)系統(tǒng)分時(shí)完成對(duì)換流站內(nèi)兩側(cè)閥基電子設(shè)備的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸方法，其特征在于，所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換與切換包括完成兩控制保護(hù)系統(tǒng)A、B分時(shí)控制閥基電子設(shè)備VBE時(shí)的下行或上行并行信號(hào)及現(xiàn)場(chǎng)總線的切換；采集閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)的上行信號(hào)，進(jìn)行必要的接口形式的轉(zhuǎn)換，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并且將信號(hào)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為換流站控制保護(hù)系統(tǒng)A要求的格式后，送到控制保護(hù)系統(tǒng)A；接收換流站控制保護(hù)系統(tǒng)A的下行信號(hào)，以閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)格式以及相應(yīng)的接口形式，把信號(hào)送到閥基電子設(shè)備VCU；接口系統(tǒng)與閥基電子設(shè)備VBE間的并行信號(hào)通過電纜形式進(jìn)行，總線接口采用PROFIBUS總線技術(shù)，與閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)間的信號(hào)交換通過光纜形式進(jìn)行，總線接口采用HDLC總線技術(shù)；對(duì)于兩個(gè)控制保護(hù)系統(tǒng)之間的切換采用手動(dòng)方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳輸方法，其特征在于，該裝置利用FPGA技術(shù)完成來自控制保護(hù)系統(tǒng)的對(duì)閥基電子設(shè)備的各種控制信號(hào)的信號(hào)數(shù)據(jù)格式，信號(hào)物理接口，信號(hào)電氣特性的轉(zhuǎn)換，保證信號(hào)的可靠傳輸及系統(tǒng)的可靠正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)基于不同技術(shù)的閥基電子設(shè)備的控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳輸方法，其特征在于，該裝置采用PROFIBUS總線接口卡、HDLC接口模塊及單片機(jī)聯(lián)合設(shè)計(jì)技術(shù)，完成兩種通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換及物理接口之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)與基于不同技術(shù)的閥基電子設(shè)備之間的通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳輸方法，其特征在于，該裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，不同的功能塊采用不同的印制板實(shí)現(xiàn)，完成信號(hào)轉(zhuǎn)換及信號(hào)切換，該裝置包括軟件和硬件部分，其中硬件部分按功能劃分為控制保護(hù)系統(tǒng)A及控制保護(hù)系統(tǒng)B到VBE系統(tǒng)的并行信號(hào)及串行信號(hào)的切換、控制保護(hù)系統(tǒng)A與VCU系統(tǒng)之間信號(hào)的轉(zhuǎn)換以及控制保護(hù)系統(tǒng)A與VCU系統(tǒng)串行總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換三部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳輸方法，其特征在于，對(duì)于并行信號(hào)及串行總線的切換部分，采用快速電平轉(zhuǎn)換電路及邏輯開關(guān)實(shí)現(xiàn)，來自控制保護(hù)系統(tǒng)A的下行信號(hào)signaln form sysA和來自控制保護(hù)系統(tǒng)B的下行信號(hào)signalnfrom sysB通過使能信號(hào)sysA active及sysB active信號(hào)的控制完成兩個(gè)控制保護(hù)系統(tǒng)之間信號(hào)的切換，保證同一時(shí)間只有一個(gè)控制保護(hù)系統(tǒng)對(duì)兩側(cè)閥基電子設(shè)備進(jìn)行控制，來自閥基電子設(shè)備的上行信號(hào)的切換采用相反的方式完成，在信號(hào)切換的過程中，換通道的電路采用納秒級(jí)的集成電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳輸方法，其特征在于，來自控制保護(hù)系統(tǒng)A的下行控制信號(hào)，主要包括12路120度寬的點(diǎn)火脈沖以及極控系統(tǒng)的狀態(tài)信號(hào)，原始信號(hào)都是24V電平信號(hào)，采用快速光偶完成24V/5V電平轉(zhuǎn)換，然后按照閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)的要求通過一個(gè)FPGA對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，信號(hào)處理完后，要以閥基電子設(shè)備VCU系統(tǒng)的要求進(jìn)行轉(zhuǎn)化，主要是物理特性的轉(zhuǎn)化，包括電平轉(zhuǎn)化(5V/24V)、接口形式(電接口轉(zhuǎn)化為光接口)的轉(zhuǎn)化。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳輸方法，其特征在于，對(duì)來自閥基電子設(shè)備的上行狀態(tài)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，通過12路點(diǎn)火脈沖回報(bào)信號(hào)的狀態(tài)通過一個(gè)FPGA來產(chǎn)生控制保護(hù)系統(tǒng)需要的系統(tǒng)切換CHANGE、丟脈沖保護(hù)跳閘TRIP信號(hào)及表征閥基電子設(shè)備正常與否VCUOK的信號(hào)，處理后的信號(hào)經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后，以控制保護(hù)系統(tǒng)A要求的24V電平信號(hào)的格式傳輸。
9.根據(jù)權(quán)利要求5、6、7、8、9任一條所述的傳輸方法，其特征在于，控制保護(hù)系統(tǒng)A的通訊接口采用PROFIBUS DP協(xié)議的電接口，而閥基電子設(shè)備的VCU系統(tǒng)則采用HDLC協(xié)議的光接口，該裝置采用高速集成電路的組合設(shè)計(jì)完成了PROFIBUS DP與HDLC協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，并通過電光及光電轉(zhuǎn)換電路完成物理接口的轉(zhuǎn)化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直流輸電工程中換流站不同控制保護(hù)系統(tǒng)與不同閥基電子設(shè)備之間各種信號(hào)的傳輸方法。該方法為，在包括兩套控制保護(hù)系統(tǒng)A、B及其閥基電子設(shè)備VBE、VCU的系統(tǒng)中，其中控制保護(hù)系統(tǒng)A及其配套的閥基電子設(shè)備VBE所基于的技術(shù)與控制保護(hù)系統(tǒng)B及其配套的閥基電子設(shè)備VCU所基于的技術(shù)不同，將兩控制保護(hù)系統(tǒng)與兩閥基電子設(shè)備之間設(shè)置有一套信號(hào)轉(zhuǎn)換與切換裝置，利用該裝置實(shí)現(xiàn)兩個(gè)控制保護(hù)系統(tǒng)分時(shí)完成對(duì)換流站內(nèi)兩側(cè)閥基電子設(shè)備的控制。
文檔編號(hào)H02M7/66GK1881731SQ20051001770
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者楊敏, 曾麗麗, 趙明淵, 戴國(guó)安 申請(qǐng)人:許繼集團(tuán)有限公司, 許繼電氣股份有限公司