CN210804040U - 用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，包括：闭环控制板以及通过光缆与该CLC板连接的阀基接口信号处理单元；该CLC板包括：用于与换流阀控制机箱进行信号交互的换流阀接口、用于与直流控制保护系统机箱进行信号交互的信号接口以及设置在该换流阀接口与该信号接口之间的光电转换驱动电路；该光电转换驱动电路旁路截取由该换流阀接口传输至该信号接口的接口信号并对该接口信号进行光电转换后通过该光缆传输至该BTU‑3设备的接口信号处理与录波模块进行录波，只需将该装置一次性接入直流输电换流阀阀基电子设备，就能实现接口信号自动监测和处理。

Description

用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置

技术领域

本实用新型涉及直流输电领域，尤其涉及一种用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置。

背景技术

高压直流输电适用于远距离大容量输电、大区交流电网的互联以及通过海底电缆向海岛送电等场合。在我国的电网建设规划中，为了把我国几个大区域电网和个别分离的省级电网联接在一起，为了把西北、西南丰富的水火电资源远距离输送到沿海经济发达地区，为了解决三峡电站建成后大量电力的外送等问题，发展直流输电技术是一个重要的、可行的实现手段。

国家从80年代开始进行直流输电工程的示范建设、直流技术的研究和设备的引进，早期直流设备基本为进口，国内厂家通过技术引进的方式进行消化吸收。截止2018年底，国内投运直流工程37回左右。早期的直流工程，如三常直流工程、葛上直流工程、三上直流工程、三广直流工程、天广直流工程、贵广直流工程所涉及设备基本全部进口，主要供货商为ABB公司和西门子公司。2010年以前，约90％阀基电子设备均为ABB、西门子公司设计生产，直到2010年以后，国内换流阀设计生产企业开始逐步实现自主换流阀阀基电子设备的自主设计、生产。在2010年以后国内换流阀厂家(西电、许继、南瑞)也均设计了基于各自技术的阀控设备接口信号录波模块。但针对早期(2010年以前)西门子公司设计的阀基电子设备的缺陷及不足，西门子公司也由于阀基电子设备国产化的原因基本退出中国市场，不进行设备升级，导致接口信号不能得到有效的监测和处理，影响了直流输电的稳定性。

目前，如果要单独对阀基电子设备VBE接口信号进行波形监测，实现的方案只有利用示波器接入阀基电子设备VBE设备闭环控制板卡的相应信号测试孔，从而一定程度上实现阀基电子设备接口信号状态采集的目的，但是，示波器需要操作人员手持示波器探头，接入被测设备实现接口信号波形读取，操作不方便，并且示波器采样通道数量有限，无法实现阀基电子设备所有接口信号(共计62路信号)波形的同时读取。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型提供一种用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，包括：闭环控制板以及通过光缆与该闭环控制板连接的阀基接口信号处理单元；

该闭环控制板包括：用于与换流阀控制机箱进行信号交互的换流阀接口、用于与直流控制保护系统机箱进行信号交互的信号接口以及设置在该换流阀接口与该信号接口之间的光电转换驱动电路；

该光电转换驱动电路旁路截取由该换流阀接口传输至该信号接口的接口信号并对该接口信号进行光电转换后通过该光缆传输至该阀基接口信号处理单元；

该阀基接口信号处理单元包括：接口信号处理与录波模块，该接口信号处理与录波模块用于接收经光缆传输的光信号并将该光信号转换成电信号，对该电信号进行录波。

进一步地，该阀基接口信号处理单元还包括：连接该接口信号处理与录波模块的接口信号状态人机界面；

该接口信号处理与录波模块控制该接口信号状态人机界面显示该电信号。

进一步地，该接口信号状态人机界面包括：接口信号状态记录界面和接口信号状态指示界面；

该接口信号状态记录界面用于显示接口信号状态变化；该接口信号状态指示界面用于显示接口信号当前状态。

进一步地，该接口信号处理与录波模块包括：

光信号接收板，输入端连接该光缆，用于接收并转换该光信号；

录波单元，输入端连接该光信号接收板，用于对该电信号进行录波。

进一步地，该接口信号处理与录波模块还包括：连接该录波单元的手动启动录波开关。

进一步地，该接口信号处理与录波模块还包括：

控制板，输入端连接该光信号接收板，输出端连接该接口信号状态人机界面，用于接收该电信号并控制该接口信号状态人机界面进行显示。

进一步地，该闭环控制板还包括：FPGA芯片，该FPGA芯片并联在该换流阀接口与该信号接口之间，用于根据该接口信号或经该信号接口反馈的信号产生控制指令并将该控制指令反馈至该换流阀接口。

进一步地，该闭环控制板还包括：隔离回路，该隔离回路连接在该FPGA芯片的前端。

进一步地，该接口信号处理与录波模块、该接口信号状态人机界面之间通过CAN总线连接。

进一步地，该光缆包括：大芯径多模光纤以及包覆该大芯径多模光纤的光缆护套。

本实用新型提供的用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，包括：闭环控制板以及通过光缆与该闭环控制板连接的阀基接口信号处理单元；该闭环控制板包括：用于与换流阀控制机箱进行信号交互的换流阀接口、用于与直流控制保护系统机箱进行信号交互的信号接口以及设置在该换流阀接口与该信号接口之间的光电转换驱动电路；该光电转换驱动电路旁路截取由该换流阀接口传输至该信号接口的接口信号并对该接口信号进行光电转换后通过该光缆传输至该阀基接口信号处理单元；该阀基接口信号处理单元包括：接口信号处理与录波模块，该接口信号处理与录波模块用于接收经光缆传输的光信号并将该光信号转换成电信号，对该电信号进行录波，只需将该装置一次性接入直流输电换流阀阀基电子设备，就能实现接口信号自动监测和处理，提高直流输电的稳定性，节省人力，操作方便，采样通道数量充足，实现阀基电子设备所有接口信号(共计62路信号)波形的同时读取。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1示出了现有换流阀控制机箱以及直流控制保护系统机箱之间的连接关系；

图2示出了本实用新型实施例提供的接口信号处理装置与换流阀控制机箱以及直流控制保护系统机箱之间的连接关系；

图3为本实用新型中用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置的实物图；

图4a示出了图3中CLC板的具体结构；

图4b为本实用新型中光电转换驱动电路的电路图；

图5示出了本实用新型实施例中的光缆；

图6为本实用新型中用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置的结构图；

图7示出了本实用新型实施例中的接口信号处理与录波模块的机箱背面；

图8示出了本实用新型实施例中的接口信号状态记录界面；

图9示出了本实用新型实施例中的接口信号状态指示界面。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

以下在实施方式中详细叙述本实用新型的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员，了解本实用新型的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求及图式，任何本领域技术人员可轻易地理解本实用新型相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本实用新型的观点，但非以任何观点限制本实用新型的范畴。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

高压直流输电：是将三相交流电通过换流站整流变成直流电，然后通过直流输电线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。

超高压直流输电工程：是指电压等级为±500KV的直流输电工程。

特高压直流输电工程：是指电压等级为±800KV及以上的直流输电工程。

直流输电换流阀：在直流输电工程中实现电能交直流变换(整流、逆变)的一次设备，本文指超高压、特高压直流工程LCC换流阀。

LCC：电网换相换流器。

阀基电子设备：高压直流输电工程换流阀设备的控制和监测设备，也称VBE设备。

VBE：阀基电子设备的英文缩写。

FCS信号：换流阀触发控制信号，共12个，D桥6个，Y桥6个。

CB_ON信号：换流器进线开关合闸信号。

UNDERVOLTAGE信号：换流器低电压信号。

ACTIVE信号：阀基电子设备值班系统状态信号。

PASSIVE信号：阀基电子设备备用系统状态信号。

BYPASS信号：换流阀旁通指令信号。

DEBLOCK信号：换流阀解锁信号。

VBE_RDY信号：阀基电子设备就绪信号。

EOC信号：电流过零信号。

同主同备：阀基电子设备的异常状态，冗余系统同为主系统或者同为备用系统。

示波器：通用电子测量设备。

图1示出了现有换流阀控制机箱以及直流控制保护系统机箱之间的连接关系如图1所示，VBE设备的换流阀控制机箱通过两个冗余的系统—A系统和B系统的闭环控制板(以下简称CLC板)连接控制保护系统，其中，A系统和B系统中一个为主系统，另一个为备用系统，A系统的CLC板通过控制保护系统上的A系统接口接入直流控制保护系统机箱，以使VBE设备的换流阀控制机箱通过A系统的CLC板以及A系统接口与控制保护系统的直流控制保护系统机箱进行信号传输；B系统的CLC板通过控制保护系统上的B系统接口接入直流控制保护系统机箱，以使VBE设备的换流阀控制机箱通过B系统的CLC板以及A系统接口与控制保护系统的直流控制保护系统机箱进行信号传输。

通过分析现有的系统架构可以得知，VBE设备的接口信号不能得到有效的监测和处理，影响了直流输电的稳定性。如果要单独对阀基电子设备VBE接口信号进行波形监测，只有利用示波器接入阀基电子设备VBE设备CLC板卡的相应信号测试孔，但是，示波器需要操作人员手持示波器探头，接入被测设备实现接口信号波形读取，操作不方便，并且示波器采样通道数量有限，无法实现阀基电子设备所有接口信号(共计62路信号)波形的同时读取。

为至少部分解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，只需将该装置一次性接入直流输电换流阀阀基电子设备，就能实现接口信号自动监测和处理，提高直流输电的稳定性，节省人力，操作方便，采样通道数量充足，实现阀基电子设备所有接口信号(共计62路信号)波形的同时读取。

图2示出了本实用新型实施例提供的接口信号处理装置与换流阀控制机箱以及直流控制保护系统机箱之间的连接关系。如图2所示，在图1所示系统架构的基础上，本实用新型实施例设置阀基接口信号处理单元(以下简称BTU-3设备)对接口信号进行录波和处理并改造A系统和B系统的CLC板，使得A系统的CLC板通过光缆连接BTU-3设备上的A系统接口信号处理及录波模块，B系统的CLC板通过光缆连接BTU-3设备上的B系统接口信号处理及录波模块，在监测和处理VBE设备的接口信号时只需第一次使用时将CLC板替换并接入BTU3设备，进行实现接口信号的旁路自动监测，不影响直流输电稳定性，节省人力，操作方便，采样通道数量充足，实现阀基电子设备所有接口信号(共计62路信号)波形的同时读取。

图3为本实用新型中用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置的实物图。如图3所示，该用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置包括：CLC板1以及通过光缆2与CLC板1连接的BTU-3设备3；

CLC板1为VBE设备内部的接口电路板卡，是VBE和控制保护系统(PCP)之间信号交互传输的接口板卡，现有CLC板主要功能实现VBE设备和控制保护系统接口信号的交互处理，而本实用新型实施例中的CLC板为优化后的CLC板，在实现现有CLC板功能的基础上，CLC板和控制保护系统接口信号可以实现光电转换并通过光器件输出。

本实用新型实施例中的CLC板1具体结构如图4a所示，包括：用于与换流阀控制机箱进行信号交互的换流阀接口X1～X6、用于与直流控制保护系统机箱进行信号交互的信号接口X8和X9以及设置在所述换流阀接口与所述信号接口之间的光电转换驱动电路；

其中，换流阀接口X1～X6通过线缆连接VBE设备中A1～A6机箱(值得说明的是，接口数量以及机箱数量仅是一种举例，本实用新型实施例对此不作限制，可根据实际工作中的机箱数目设置接口数目，也可预制大于机箱数目的接口数目以提升兼容性，空闲接口作为备用)，信号接口X8和X9通过线缆连接直流控制保护系统机箱。VBE设备的机箱的信号通过换流阀接口，经换流阀接口与信号接口之间的电连接，传输至信号接口，进而通过连接在信号接口上的线缆，传输至直流控制保护系统机箱。

光电转换驱动电路旁路截取由换流阀接口传输至所述信号接口的接口信号并对接口信号进行光电转换后通过光缆传输至BTU-3设备，实现接口信号的实时采集。

其中，该光电转换驱动电路由驱动芯片74ABT245PW、光器件OPV302、三极管BC337以及必要的电容电阻等器件组成，具体结构参见图4b。

具体地，CLC板的功能主要包括：

(1)接收控制保护系统至VBE设备的FCS_D1(A1机箱的D桥的FCS信号)、FCS_D2(A3机箱的D桥的FCS信号)、FCS_D3(A2机箱的D桥的FCS信号)、FCS_D4(A1机箱的D桥的FCS信号)、FCS_D5(A3机箱的D桥的FCS信号)、FCS_D6(A2机箱的D桥的FCS信号)、FCS_Y1(A4机箱的Y桥的FCS信号)、FCS_Y2(A6机箱的Y桥的FCS信号)、FCS_Y3(A5机箱的Y桥的FCS信号)、FCS_Y4(A4机箱的Y桥的FCS信号)、FCS_Y5(A6机箱的Y桥的FCS信号)、FCS_Y6(A5机箱的Y桥的FCS信号)、CB_ON、UNDERVOLTAGE、ACTIVE、PASSIVE、BYPASS、DEBLOCK信号并输出至VBE设备A1、A2、A3、A4、A5、A6机箱；

(2)接收A1、A2、A3、A4、A5、A6机箱EOC_D1(A1机箱的D桥的EOC信号)、EOC_D2(A3机箱的D桥的EOC信号)、EOC_D3(A2机箱的D桥的EOC信号)、EOC_D4(A1机箱的D桥的EOC信号)、EOC_D5(A3机箱的D桥的EOC信号)、EOC_D6(A2机箱的D桥的EOC信号)、EOC_Y1(A4机箱的Y桥的EOC信号)、EOC_Y2(A6机箱的Y桥的EOC信号)、EOC_Y3(A5机箱的Y桥的EOC信号)、EOC_Y4(A4机箱的Y桥的EOC信号)、EOC_Y5(A6机箱的Y桥的EOC信号)、EOC_Y5(A6机箱的Y桥的EOC信号)、VBE_RDY信号输出至控制保护系统。

(3)将24V电平信号FCS_D1、FCS_D2、FCS_D3、FCS_D4、FCS_D5、FCS_D6、FCS_Y1、FCS_Y2、FCS_Y3、FCS_Y4、FCS_Y5、FCS_Y6、CB_ON、UNDERVOLTAGE、ACTIVE、PASSIVE、BYPASS、DEBLOCK、EOC_D1、EOC_D2、EOC_D3、EOC_D4、EOC_D5、EOC_D6、EOC_Y1、EOC_Y2、EOC_Y3、EOC_Y4、EOC_Y5、EOC_Y6、VBE_RDY转换成光信号输出至BTU-3设备的VBE500_VMU机箱。

BTU-3设备包括：接口信号处理与录波模块VBE_500-VMU，接口信号处理与录波模块用于接收经光缆传输的光信号并将光信号转换成电信号，对电信号进行录波。

本实用新型提供的用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，能够通过CLC板以及BTU-3设备配合，实现接口信号自动监测和处理，提高直流输电的稳定性，节省人力，操作方便，采样通道数量充足，实现阀基电子设备所有接口信号(共计62路信号)波形的同时读取。

在一个可选的实施例中，继续参见图4a，该CLC板还包括：FPGA芯片，FPGA芯片并联在换流阀接口与所述信号接口之间，用于根据接口信号或经所述信号接口反馈的信号产生控制指令并将所述控制指令反馈至所述换流阀接口，即经换流阀接口驱动VBE设备。

例如，如果在换流阀运行过程中CB_ON信号丢失，则FPGA芯片会在微秒级别的时间段内监测到CB_ON信号丢失，监测CB_ON丢失的逻辑为：如果在DEBLOCK信号为高电平期间发生CB_ON信号出现低电平，则判断CB_ON信号丢失，如果在DEBLOCK信号低电平期间发生CB_ON信号出现低电平，则不判定为CB_ON信号丢失。在CB_ON丢失状态下，为了保证换流阀的正常运行，CLC板会在检测到输入CB_ON信号异常的状态下输出正常的CB_ON信号给VBE机箱。同时，BTU-3设备组件VBE500-VMU通过光缆实时监测接口信号运行状态，并将CB_ON信号丢失告警信号及状态变换信息至人机界面HMI。以便运维人员可以通过信号状态变化记录获悉接口信号变化过程，因此实现CB_ON丢失继续换流阀触发功能。

在一个进一步地实施例中，该CLC板还包括：电源，该电源连接FPGA芯片，用于为FPGA芯片供电。

在一个进一步地实施例中，该CLC板还可以包括：时钟电路，用于为FPGA芯片提供时钟信号。

在一个可选的实施例中，继续参见图4a，CLC板还包括：隔离回路，所述隔离回路连接在所述FPGA芯片的前端，用于隔离干扰等，能够防止瞬时脉冲对FPGA芯片的影响，提高了FPGA芯片的工作可靠性和使用寿命。

值得说明的是，该隔离回路可采用ACPL-K23L-060E隔离电路实现。

在一个可选的实施例中，继续参见图4a，该CLC板还可以包括：冗余系统接口X0，用于连接与CLC板对应的系统互为冗余的系统，例如，若该CLC板为A系统的CLC板，则该X0接口用于连接B系统的CLC板，以便冗余的两个系统进行信号交互。

例如，通过该X0接口获取另一系统的激活状态等，作为FPGA芯片控制依据。

举例来说，FPGA芯片根据X0接口接收到的激活状态信号以及当前系统的激活状态，判断是否存在同主同备问题，即A、B两个系统均激活或者两个系统均未激活，此时，进行同主同备告警。同主时，将后激活的系统作为值班系统；同备时，将后变为备用状态的系统作为值班系统，从而保证换流阀阀基电子设备运行正常。

另外，参见图4a，值得说明的是，X7是EOC信号输入端子，用于连接CLC板和换流阀控制机箱，换流阀控制机箱将EOC信号通过X7端子接入CLC板，CLC板将EOC信号通过X9端子输出给控制保护系统。

ACT_FROMOTH信号为来自冗余系统CLC板的ACTVIE信号，主要作用为本系统获取冗余系统ACTIVE信号状态进行同主同备逻辑判断。

CONV_CB_ON FROM OTH信号为来自冗余系统CLC板的CB_ON信号，主要作用为本系统CLC板获悉冗余系统CB_ON信号状态。

FPGA芯片给X1～X6的ACTIVE、PASSIVE信号作用为FPGA芯片接收X9端子的ACTIVE信号，X0端子的ACTIVE信号并实现同主同备逻辑判断后通过X1～X6端子输出ACTIVE信号状态，PASSIVE信号状态(PASSIVE信号为ACTIVE信号取反)至换流阀控制机箱。

FPGA芯片给X1～X6的CNVE_CB_ON信号作用为FPGA芯片接收X9端子的CB_ON信号，X0端子的CONV_CB_ON FORM OTH信号并实现逻辑判断后通过X1～X6端子输出CB_ON状态至换流阀控制机箱。

OTHER CTRL信号是DEBLOCK信号、BYPASS信号、UNDERVOLTAGE信号的统称。X8端子传输FCS信号。

X9端子传输EOC信号，ACTIVE信号、PASSIVE信号、CB_ON信号，DEBLCOK信号、BYPASS信号、UNDERVOLTAGE信号、VBE_RDY信号。

在一个可选的实施例中，参见图5，光缆采用大芯径多模光纤，光缆护套包覆所述大芯径多模光纤，采用具有低燃烧特性和自熄灭特性的材料。阻燃等级达到UL94V-0级。主要功能为实现FCS_D1、FCS_D2、FCS_D3、FCS_D4、FCS_D5、FCS_D6、FCS_Y1、FCS_Y2、FCS_Y3、FCS_Y4、FCS_Y5、FCS_Y6、CB_ON、UNDERVOLTAGE、ACTIVE、PASSIVE、BYPASS、DEBLOCK、EOC_D1、EOC_D2、EOC_D3、EOC_D4、EOC_D5、EOC_D6、EOC_Y1、EOC_Y2、EOC_Y3、EOC_Y4、EOC_Y5、EOC_Y6、VBE_RDY信号传输。

在一个可选的实施例中，参见图6，该接口信号处理与录波模块VBE_500-VMU包括：光信号接收板以及录波单元。

光信号接收板的输入端连接光缆，用于接收并转换光信号；录波单元的输入端连接光信号接收板，用于对电信号进行录波。

值得说明的是，录波单元在录波时采用队列形式存储数据，当队列存满后，将队列前端的最早存储的数据删除，以后在队列末尾腾出空间存储新的数据，实现数据的持续存储。

当然，录波单元的存储空间根据数据量大小进行设置，一般可满足8个月至一年的使用，不会出现更新周期过于短导致数据不能追溯的问题。

其中，通过设置录波单元实时记录接口信号，用于历史数据追溯，在遇到问题时可根据录波单元中记录的数据进行故障分析，帮助运维人员更好地发现故障。

在一个进一步地实施例中，所述接口信号处理与录波模块还包括：连接所述录波单元的手动启动录波开关。

其中，运维人员可通过触发手动启动录波开关控制录波单元进行录波，将特定时间段的数据单独存储，不与日常实时存储的数据放在同一数据存储结构，以便长期存储用于日后分析处理。

在一个可选的实施例中，接口信号处理与录波模块还包括：控制板。

控制板输入端连接所述光信号接收板，输出端连接所述接口信号状态人机界面，用于接收所述电信号并控制所述接口信号状态人机界面进行显示。

具体地，控制板可根据接收信号以及历史信号判断信号变化情况以及信号是否超过阈值，以对异常或者变化进行报警显示等功能。

其中，该控制板可由CPU+FPGA形式实现。

其中，该接口信号处理与录波模块还包括将板卡连接的总线背板，参见图7。

在一个可选的实施例中，继续参见图6，该BTU-3设备还包括：连接所述接口信号处理与录波模块的接口信号状态人机界面HMI。

其中，人机界面HMI由工业用工控机和组态软件组成。

接口信号处理与录波模块控制所述接口信号状态人机界面HMI显示电信号。

接口信号状态人机界面HMI包括：接口信号状态记录界面(参见图8)和接口信号状态指示界面(参见图9)；

接口信号状态记录界面用于显示接口信号状态变化，如FCS_D1、FCS_D2、FCS_D3、FCS_D4、FCS_D5、FCS_D6、FCS_Y1、FCS_Y2、FCS_Y3、FCS_Y4、FCS_Y5、FCS_Y6、CB_ON、UNDERVOLTAGE、ACTIVE、PASSIVE、BYPASS、DEBLOCK、EOC_D1、EOC_D2、EOC_D3、EOC_D4、EOC_D5、EOC_D6、EOC_Y1、EOC_Y2、EOC_Y3、EOC_Y4、EOC_Y5、EOC_Y6、VBE_RDY、CLC_ALARM、both_ACTIVE、both_PASSIVE、borad_alarm信号状态变化；接口信号状态指示界面用于显示接口信号当前状态，如信号FCS_D1、FCS_D2、FCS_D3、FCS_D4、FCS_D5、FCS_D6、FCS_Y1、FCS_Y2、FCS_Y3、FCS_Y4、FCS_Y5、FCS_Y6、CB_ON、UNDERVOLTAGE、ACTIVE、PASSIVE、BYPASS、DEBLOCK、EOC_D1、EOC_D2、EOC_D3、EOC_D4、EOC_D5、EOC_D6、EOC_Y1、EOC_Y2、EOC_Y3、EOC_Y4、EOC_Y5、EOC_Y6、VBE_RDY、CLC_ALARM、both_ACTIVE、both_PASSIVE、borad_alarm实时状态显示。

其中，接口信号实时运行状态及历史运行状态可利用组态软件图形化界面显示。

综上，接口信号处理与录波模块VBE_500-VMU主要功能为：

接收并将信号：FCS_D1、FCS_D2、FCS_D3、FCS_D4、FCS_D5、FCS_D6、FCS_Y1、FCS_Y2、FCS_Y3、FCS_Y4、FCS_Y5、FCS_Y6、CB_ON、UNDERVOLTAGE、ACTIVE、PASSIVE、BYPASS、DEBLOCK、EOC_D1、EOC_D2、EOC_D3、EOC_D4、EOC_D5、EOC_D6、EOC_Y1、EOC_Y2、EOC_Y3、EOC_Y4、EOC_Y5、EOC_Y6、VBE_RDY、CLC_ALARM(CLC板卡异常信号，CLC板卡异常时会将异常信号发给接口信号处理与录波模块)、both_ACTIVE(同主信号，即当前系统与冗余系统中的另一系统均为激活状态)、both_PASSIVE(同备信号，即当前系统与冗余系统中的另一系统均为未激活状态)录波。

信号FCS_D1、FCS_D2、FCS_D3、FCS_D4、FCS_D5、FCS_D6、FCS_Y1、FCS_Y2、FCS_Y3、FCS_Y4、FCS_Y5、FCS_Y6、CB_ON、UNDERVOLTAGE、ACTIVE、PASSIVE、BYPASS、DEBLOCK、EOC_D1、EOC_D2、EOC_D3、EOC_D4、EOC_D5、EOC_D6、EOC_Y1、EOC_Y2、EOC_Y3、EOC_Y4、EOC_Y5、EOC_Y6、VBE_RDY、CLC_ALARM、both_ACTIVE、both_PASSIVE实时状态进行处理并通过modbus总线上传人机界面HMI。

对FCS信号异常、CB_ON信号异常、EOC信号异常、同主异常、同备异常进行逻辑判断并通过modbus总线上传人机界面HMI。

值得说明的是，如果VBE设备运行过程中由于电缆松动导致个别信号由于接触不良出现短时电平变化，CLC板卡将接口信号实时运行状态通过光缆送至BTU-3设备，BTU-3设备中的VBE_500-VMU单元接收到接口信号的变化后进行逻辑判断并将接口信号变化过程送至人机界面HMI，人机界面HMI将记录并显示信号变化过程，以便运维人员可以通过查阅信号状态变化记录获悉接口信号变化过程。

再者，如果VBE设备运行过程中出现关键接口信号异常(比如FCS信号、DEBLOCK信号、ACTIVE\PASSIVE信号)，VBE设备会由于接口信号异常置位VBE_RDY信号为低电平无效状态，CLC板将VBE_RDY信号变位上传至BTU-3设备中的VBE_500_VMU,则VBE_500_VMU监测到VBE_RDY信号变位则启动接口信号录波，将全部接口信号在变位时刻的前200毫秒至变位后的400毫秒进行录波存储，同时将接口信号异常变位信息上传至人机界面HMI，以便运维人员可以通过查阅信号状态变化记录和录波波形获悉接口信号变化过程。

如果在运维人员想了解VBE设备当前时刻运行状态，则可以通过查阅人机界面HMI可以直观获取接口信号实时运行状态，同时可以在VBE500-VMU单元手动启动按钮进行录波，查看接口信号运行状态波形。

在一个可选的实施例中，接口信号处理与录波模块、接口信号状态人机界面之间通过CAN总线或连接。

综上所述，本实用新型提供的用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，能够实时录波监测，出现接口信号异常时能够准确定位，利于换流阀阀基电子设备异常问题的分析，利于换流阀阀基电子设备接口信号故障的预防，利于换流阀阀基电子设备运维水平的提升，接口信号运行状态及异常运行状态图形化显示，接口信号运行状态变化自动记录，方便运维人员获悉换流阀阀基电子设备历史运行状态，为故障分析提供支撑。

举例：假如FCS信号在换流阀解锁状态下出现异常，如脉冲角度异常，则VBE设备运行异常，但VBE设备没有告警信息，使得问题排查变的困难难以定位，在本实用新型装置投运之后，如果换流阀在解锁状态下FCS信号出现角度异常，则本实用新型装置的录波波形可以记录异常FCS信号波形实际状态，方便问题分析。

另外，如果换流阀在解锁状态下CB_ON信号丢失，则本实用新型装置产生CB_ON信号继续保持换流阀的正常运行，同时上传告警信号。

如果出现接口信号异常(比如FCS信号、DEBLOCK信号、ACTIVE\PASSIVE信号)，则VBE设备出现异常，在进行故障排查时，通过查阅录波单元中的接口信号状态记录信息，结合接口信号录波波形，即可实现故障的定位，确定是信号产生、传输环节还是信号接收环节出现了异常，另外，录波的启动条件可为根据VBE_RDY信号电平变化自动启动录波，HMI通过组态软件实现FCS_D1、FCS_D2、FCS_D3、FCS_D4、FCS_D5、FCS_D6、FCS_Y1、FCS_Y2、FCS_Y3、FCS_Y4、FCS_Y5、FCS_Y6、CB_ON、UNDERVOLTAGE、ACTIVE、PASSIVE、BYPASS、DEBLOCK、EOC_D1、EOC_D2、EOC_D3、EOC_D4、EOC_D5、EOC_D6、EOC_Y1、EOC_Y2、EOC_Y3、EOC_Y4、EOC_Y5、EOC_Y6、VBE_RDY信号历史运行状态变位的存储查阅，基于FPGA芯片实现FCS_D1、FCS_D2、FCS_D3、FCS_D4、FCS_D5、FCS_D6、FCS_Y1、FCS_Y2、FCS_Y3、FCS_Y4、FCS_Y5、FCS_Y6、CB_ON、ACTIVE、PASSIVE、EOC_D1、EOC_D2、EOC_D3、EOC_D4、EOC_D5、EOC_D6、EOC_Y1、EOC_Y2、EOC_Y3、EOC_Y4、EOC_Y5、EOC_Y6信号异常状态的逻辑判断和告警等。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，其特征在于，包括：闭环控制板以及通过光缆与所述闭环控制板连接的阀基接口信号处理单元；

所述闭环控制板包括：用于与换流阀控制机箱进行信号交互的换流阀接口、用于与直流控制保护系统机箱进行信号交互的信号接口以及设置在所述换流阀接口与所述信号接口之间的光电转换驱动电路；

所述光电转换驱动电路旁路截取由所述换流阀接口传输至所述信号接口的接口信号并对所述接口信号进行光电转换后通过所述光缆传输至所述阀基接口信号处理单元；

所述阀基接口信号处理单元包括：接口信号处理与录波模块，所述接口信号处理与录波模块用于接收经光缆传输的光信号并将所述光信号转换成电信号，对所述电信号进行录波。

2.根据权利要求1所述的用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，其特征在于，所述阀基接口信号处理单元还包括：连接所述接口信号处理与录波模块的接口信号状态人机界面；

所述接口信号处理与录波模块控制所述接口信号状态人机界面显示所述电信号。

3.根据权利要求2所述的用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，其特征在于，所述接口信号状态人机界面包括：接口信号状态记录界面和接口信号状态指示界面；

所述接口信号状态记录界面用于显示接口信号状态变化；所述接口信号状态指示界面用于显示接口信号当前状态。

4.根据权利要求2所述的用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，其特征在于，所述接口信号处理与录波模块包括：

光信号接收板，输入端连接所述光缆，用于接收并转换所述光信号；

录波单元，输入端连接所述光信号接收板，用于对所述电信号进行录波。

5.根据权利要求4所述的用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，其特征在于，所述接口信号处理与录波模块还包括：连接所述录波单元的手动启动录波开关。

6.根据权利要求4所述的用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，其特征在于，所述接口信号处理与录波模块还包括：

控制板，输入端连接所述光信号接收板，输出端连接所述接口信号状态人机界面，用于接收所述电信号并控制所述接口信号状态人机界面进行显示。

7.根据权利要求1所述的用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，其特征在于，所述闭环控制板还包括：FPGA芯片，所述FPGA芯片并联在所述换流阀接口与所述信号接口之间，用于根据所述接口信号或经所述信号接口反馈的信号产生控制指令并将所述控制指令反馈至所述换流阀接口。

8.根据权利要求7所述的用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，其特征在于，所述闭环控制板还包括：隔离回路，所述隔离回路连接在所述FPGA芯片的前端。

9.根据权利要求1所述的用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，其特征在于，所述接口信号处理与录波模块、所述接口信号状态人机界面之间通过CAN总线连接。

10.根据权利要求1所述的用于直流输电换流阀阀基电子设备的接口信号处理装置，其特征在于，所述光缆包括：大芯径多模光纤以及包覆所述大芯径多模光纤的光缆护套。

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