一種具備在線檢測功能的電壓、電流光測量系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電力電子技術及光纖測量領域，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。
【背景技術】
[0002] 電壓、電流光測量系統是采用光電轉換和電光轉換方式采集電流、電壓的一種專 用回路，在高壓直流輸電系統和數字式變電站較為常見。其基本原理如下：
[0003] 1、電流測量系統
[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換為多個等值信號輸送給多個獨立的遠端模塊（REMOTE TERMINAL UNIT，簡稱RTU)，RTU實現將小電壓信號轉換為光信號并通過光纖傳輸至遠端模塊接口板， 遠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據送至各個直流控 制保護裝置。其中，遠端模塊接口板的作用：一是，實現各個RTU的激光供能；二是，接收各 個RTU的數據并將整合后的數據送至各個直流控制保護裝置；三是，實現對整個測點光纖 回路的監視，及時給予報警信號，并當檢測到光纖回路出現嚴重或緊急故障時，強制該數據 無效以防止直流控制保護裝置誤動。
[0005] 2、電壓測量系統
[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 的精密電阻分壓器將一次高電壓信號轉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換為多路信號并分給多個相互獨立的RTU，RTU實現將小電 壓信號轉換為光信號并通過光纖傳輸至遠端模塊接口板，遠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據送至各個直流控制保護裝置。
[0007] 在電流、電壓光纖測量回路中，遠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在線檢測功能實現方式的影響。
[0009] 上述現有技術中，遠端模塊接口板通過對電壓、電流光測量系統的部分模擬量 (例如驅動電流、數據電平、PWM調制量）、開關量（如RTU置維修、RTU功率低、3. 3V電源異 常等）的實時檢測，實現了光測量系統的部分在線檢測功能。其中，驅動電流值和數據電 平值主要反應光測量系統中的數據光纖、能量光纖、激光器及光纖接口的工作狀態，當其中 任何一個元件工作異常時，驅動電流值或數據電平值均會呈現出現增大或減小的趨勢；PWM 調制量用于直接反應激光器的工作性能，其數值的增大一般會導致驅動電流呈現增大的趨 勢；RTU功率低、3. 3V電源異常等用于反應遠端模塊RTU的工作狀態，其值也會受激光器和 光纖性能的影響。可見，遠端模塊接口板通過自身的檢測系統能夠反應光檢測系統的部分 元件的工作狀態。
[0010] 現階段的光測量系統在線檢測技術能反應光測量系統大致工作情況，并在測量系 統部分元件故障或異常期間能通過相關狀態量給出提示信息，但是該技術存在下述問題： [0011] ⑴在線檢測數據量有限，不能反應整個電壓、電流光測量系統的工作狀態，不能 直接反應單個測點電量測量系統（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)不能直觀地體現出數據光纖、能量光纖、遠端模塊RTU等元件的動態工作性 能，對運維工作缺乏針對性的指導意義。
[0013] (3)缺乏對二次光測量系統輸入信號的檢測，實際運行中無法評估光測量系統輸 入信號的準確性。
[0014] (4)用于故障定位的各模擬量之間、開關量之間大部分存在內部邏輯關系，面向用 戶的信息量沒有完全解耦，進而導致實際工程中這種在線檢測技術不能自動實現異常或故 障的準確、可靠定位，影響了現場故障處理效率，不利于控制保護系統的快速恢復。
【發明內容】
[0015] 本實用新型的目的在于克服上述現有技術存在的問題，提出一種具備在線檢測功 能的電壓電流光測量系統。
[0016] 為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案如下：
[0017] 一種具備在線檢測功能的電壓、電流光測量系統，包括用于輸入電壓或電流信號 的公共部分，以及遠端模塊箱體和遠端模塊接口板，所述遠端模塊箱體內設有輸入端連接 至所述公共部分輸出端的濾波及信號調制單元，該濾波及信號調制單元的輸出端依次連接 A/D轉換單元、數字信號處理單元、電光轉換單元，所述遠端模塊接口板上設有依次連接的 第一光電轉換單元、信號處理單元、驅動電路和激光器，所述信號處理單元同時輸出至外部 直流控制保護裝置中，所述電光轉換單元的輸出端通過數據光纖連接第一光電轉換單元的 輸入端，所述激光器的輸出端通過能量光纖連接設置在遠端模塊箱體內的第二光電轉換單 元，第二光電轉換單元經由穩壓單元分別與所述濾波及信號調制單元、A/D轉換單元、數字 信號處理單元、電光轉換單元相連；還包括從所述公共部分的輸出端引出的用于將電壓的 模擬信號變換為數字信號的信號電壓測量裝置，該信號電壓測量裝置通過數據光纖連接第 一光電轉換單元；所述遠端模塊箱體內還設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換單元輸出端的數據光纖上，另一端連接在所述第二光電轉換單 元輸入端的能量光纖上；所述遠端模塊接口板上設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換單元輸入端的數據光纖上，另一端連接在所述激光 器輸出端的能量光纖上。
[0018] 與現有的電壓、電流光測量系統相比，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信號電壓的測量及信號的變換，即遠端模 塊箱體輸入信號的檢測，以此判斷系統中電量測量部分的工作狀態；第一光功率測量裝置 用于實現測量遠端模塊箱體處能量光纖的接收光功率值，以及遠端模塊箱體端數據光纖的 發射光功率值；第二光功率測量裝置用于實現測量遠端模塊接口板激光器處能量光纖的發 射光功率值，以及遠端模塊接口板處數據光纖的接收光功率值。
[0019] 本實用新型的優點如下：
[0020] (1)提出了一種可實現單個測點電壓、電流光測量系統傳輸介質在線檢測及電量 測量系統工作狀態實時評估的方案；
[0021] (2)解決了光測量系統故障范圍定位的問題，即電量測量系統與傳輸介質異常元 件定位問題；
[0022] (3)解決了電壓、電流光測量系統工作性能動態評估的問題，提高了光測量系統運 維效率，動態及時體現了光測量系統的薄弱環節；
[0023] (4)通過增加光功率和信號電壓測量系統，提高光測量系統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系統的安全運行，進而提高高壓直流輸電系統運行 穩定性。
【附圖說明】
[0024] 圖1是現有的電壓、電流光測量系統的結構示意圖；
[0025] 圖2是本實用新型的結構示意圖；
[0026] 附圖標記說明：1、公共部分；2、遠端模塊箱體；3、遠端模塊接口板；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