專利名稱：在高壓直流輸電設(shè)備中采集和處理多個(gè)測(cè)量值的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在高壓直流輸電設(shè)備中采集和處理多個(gè)測(cè)量值的 裝置。
背景技術(shù)：
在高壓直流輸電設(shè)備中，在第 一 逆變站(Umrichterstation )中從多相交 流電壓中產(chǎn)生直流電壓。該第 一變流站在直流電壓一側(cè)與第二變流站連接， 該第二變流站將直流電壓再次轉(zhuǎn)換成多相交流電壓。這種高壓直流4命電i殳 備的可靠運(yùn)行，要求既在交流電一側(cè)又在直流電一側(cè)對(duì)電流和電壓進(jìn)行監(jiān) 視。因此，多個(gè)測(cè)量單元將所述電流和電壓的測(cè)量值提供給控制、調(diào)節(jié)和 監(jiān)視系統(tǒng)。 一方面，借助于該控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)視整個(gè)設(shè)備，從而 可以在故障的情況下迅速和可靠地?cái)嚅_(kāi)高壓直流輸電設(shè)備。另一方面，控 制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)被設(shè)置用于調(diào)節(jié)變流站。變流站包括多個(gè)功率電子開(kāi) 關(guān)元件、例如可控硅?？煽毓璞仨毟鶕?jù)交流電壓的相位而被精確地觸發(fā)。 因此，在控制單元中必須根據(jù)由測(cè)量單元提供的多相交流電壓信號(hào)確定電 網(wǎng)頻率，并且在相位調(diào)節(jié)電路中根據(jù)該電網(wǎng)頻率計(jì)算可控硅的觸發(fā)時(shí)刻。 因?yàn)閷?duì)于多個(gè)可控硅需要多個(gè)控制單元，這種控制系統(tǒng)的硬件開(kāi)銷是極其 高的。此外，每個(gè)控制單元包含對(duì)于多相交流電壓信號(hào)的輸入端以及用于 該交流電壓信號(hào)的信號(hào)處理邏輯。單個(gè)的測(cè)量單元最終直接地連接到各自 的控制單元上。這點(diǎn)帶來(lái)極其高的布線開(kāi)銷，其中，由于采用常規(guī)的傳輸 導(dǎo)線而造成了相對(duì)于電磁干擾的高靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，這樣構(gòu)造本文開(kāi)始部分所述類型的裝置 在減小硬件和布線開(kāi)銷的條件下，改善傳輸可靠性并由此改善整個(gè)設(shè)備的 可用性。
按照本發(fā)明，上述技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)一種用于在高壓直流輸電設(shè)備中采
集和處理多個(gè)測(cè)量值的裝置解決的，該裝置包括測(cè)量單元，用于在獲得
測(cè)量值的條件下采集高壓直流輸電設(shè)備的測(cè)量參數(shù)；以及相互串聯(lián)的預(yù)處 理單元，其分別與至少一個(gè)測(cè)量單元連接，并且借助于接在其它預(yù)處理單 元之后的最后預(yù)處理單元與一個(gè)控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)連接，其中，每個(gè) 預(yù)處理單元被設(shè)置用于在獲得光學(xué)測(cè)量值的條件下對(duì)測(cè)量值進(jìn)行接收和預(yù) 處理，并且將由其產(chǎn)生的以及由前接的預(yù)處理單元接收的光學(xué)測(cè)量值傳輸 至后接的預(yù)處理單元，使得所述最后預(yù)處理單元為該控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系 統(tǒng)提供所有的測(cè)量值。
通過(guò)這種預(yù)處理單元， 一方面顯著地減少了整個(gè)設(shè)備的布線開(kāi)銷，因 為各個(gè)測(cè)量單元僅僅需要與為其配設(shè)的預(yù)處理單元連接，并且各個(gè)預(yù)處理 單元通過(guò)光學(xué)總線系統(tǒng)將其數(shù)據(jù)傳輸至控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)。由此，減 小了相對(duì)于電磁干擾的靈敏度。同時(shí)，通過(guò)將預(yù)處理單元構(gòu)造為對(duì)分配給 其的測(cè)量值進(jìn)行采集和預(yù)處理，顯著地減小了在控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)中 的硬件開(kāi)銷。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述預(yù)處理單元具有用于對(duì)多相交流電壓 信號(hào)進(jìn)行頻率和相位測(cè)量的裝置。優(yōu)選地，通過(guò)預(yù)處理單元之一進(jìn)行對(duì)頻 率和相位的測(cè)量，使得可以將所有的測(cè)量數(shù)據(jù)根據(jù)交流電壓的相位(即， 相位同步地)傳輸?shù)娇刂啤⒄{(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)。在本發(fā)明的這種擴(kuò)展中，省 略了對(duì)于控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)的每個(gè)子單元的相位跟蹤。
所述預(yù)處理單元可以被配置為主控器單元或者從動(dòng)器單元。這是優(yōu)選 的，因?yàn)榭梢元?dú)立于其隨后的功能地制造可配置的預(yù)處理單元，由此降低 了制造成本。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，每個(gè)預(yù)處理單元具有多個(gè)用于采集分配給 其的測(cè)量值的模擬和數(shù)字輸入端，以及至少兩個(gè)用于傳輸測(cè)量值的光學(xué)輸 出端。在合適的擴(kuò)展中，每個(gè)預(yù)處理單元具有至少一個(gè)光學(xué)輸入端。由此， 一方面可以構(gòu)造一種用于傳輸測(cè)量值的光學(xué)數(shù)據(jù)總線，而另一方面可以借 助于光波導(dǎo)將測(cè)量值傳輸至獨(dú)立工作的控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)。
在本發(fā)明的預(yù)處理單元的一種優(yōu)選的設(shè)置中，所述預(yù)處理單元相互之
間以及最后預(yù)處理單元與所述控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)均是借助于光波導(dǎo)連 接的。通過(guò)采用光波導(dǎo)保證了對(duì)被預(yù)處理后的測(cè)量值的低廉和可靠的傳輸， 該被預(yù)處理后的測(cè)量值相對(duì)于電磁干擾是特別不靈敏。
在一種合適的實(shí)施方式中，前面沒(méi)有連接預(yù)處理單元的第一預(yù)處理單 元被配置為主控器單元，而連接在該第一預(yù)處理單元之后的預(yù)處理單元一皮 配置為從動(dòng)器單元。這是特別優(yōu)選的，因?yàn)樵撝骺仄鲉卧鐖?zhí)行對(duì)于多 相交流電壓信號(hào)的頻率和相位的測(cè)量就足夠了 。
優(yōu)選地，所述主控器單元被構(gòu)造為，用于為所述從動(dòng)器單元以及控制、 調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)產(chǎn)生同步信號(hào)。例如，該主控器單元可以通過(guò)頻率倍增根 據(jù)所測(cè)量到的多相交流電壓信號(hào)的頻率產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘，該系統(tǒng)時(shí)鐘對(duì)于/人 動(dòng)器單元來(lái)說(shuō)起到了用于對(duì)分配給該從動(dòng)器單元的測(cè)量值進(jìn)行預(yù)處理的時(shí) 鐘，同時(shí)使得可以同步地傳輸被預(yù)處理后的測(cè)量值。
在一種適當(dāng)?shù)膶?shí)施方式中，所述主控器單元被構(gòu)造為，用于為在所述 控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)中設(shè)置的相位調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生輸入信號(hào)。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，每個(gè)預(yù)處理單元具有多個(gè)用于測(cè)量值的 輸入端，用于選擇作為主控器單元或者從動(dòng)器單元的功能的配置裝置，用 于對(duì)測(cè)量值進(jìn)行預(yù)處理的裝置，用于將被預(yù)處理后的測(cè)量值轉(zhuǎn)換為光學(xué)數(shù) 據(jù)的電光轉(zhuǎn)換器，以及發(fā)送和接收裝置，其中，用于進(jìn)行預(yù)處理的裝置包 括用于采集模擬測(cè)量值并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的輸入電路，以及可編程門 陣列和數(shù)字信號(hào)處理單元。利用這種電路裝置該設(shè)備適合于靈活的應(yīng)用，
因?yàn)橥ㄟ^(guò)采用諸如可編程門陣列和數(shù)字信號(hào)處理單元(例如數(shù)字信號(hào)處理 器)的電子部件，可以通過(guò)改變對(duì)該可編程門陣列或數(shù)字信號(hào)處理單元的 編程實(shí)現(xiàn)多方面的應(yīng)用，例如作為主控器單元或從動(dòng)器單元。
優(yōu)選地，所述輸入電路包括運(yùn)算放大器、低通濾波器、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換 器以及采樣裝置。利用這種輸入電路可以將模擬電子信號(hào)轉(zhuǎn)換成在可編程 門陣列或數(shù)字信號(hào)處理單元中被進(jìn)一步處理的數(shù)字值。
在一種合適的實(shí)施方式中，所述數(shù)字信號(hào)處理單元被構(gòu)造為，用于對(duì) 多相交流電壓信號(hào)進(jìn)行頻率確定。這點(diǎn)是特別優(yōu)選的，因?yàn)槔脭?shù)字信號(hào) 處理單元(例如數(shù)字信號(hào)處理器)根據(jù)數(shù)字值簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了這種確定，并 且可以將該頻率用于產(chǎn)生主控器同步信號(hào)。


下面參考附圖根據(jù) 一 種實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一 步的說(shuō)明。附圖中 圖1示出了按照本發(fā)明的裝置的一種實(shí)施例；圖2示出了按照?qǐng)D1的裝置的預(yù)處理單元； 圖3示出了按照?qǐng)D1的裝置的數(shù)據(jù)處理的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了作為高壓直流輸電設(shè)備(HG(J設(shè)備) 一部分的、按照本發(fā) 明的裝置的 一 種實(shí)施例。該裝置在高壓直流輸電設(shè)備的交流電壓以及直流 電壓一側(cè)具有多個(gè)用于測(cè)量電流和電壓的測(cè)量單元2a至2n,在這些測(cè)量單 元中在圖1中僅僅示出了一個(gè)冗余配置的電流轉(zhuǎn)換器，該電流轉(zhuǎn)換器的次 級(jí)電流與流過(guò)交流匯流排1的交流電流成正比。預(yù)處理單元3a至3i通過(guò)導(dǎo) 線與測(cè)量單元2a至2n連接。當(dāng)然， 一個(gè)預(yù)處理單元也可以與多個(gè)測(cè)量單元 連接。預(yù)處理單元3a至3i具有用于與各個(gè)測(cè)量單元連接的輸入接口 4,以 及光學(xué)輸入端5和輸出端6和7。預(yù)處理單元的該光學(xué)輸出端6分別通過(guò)光 波導(dǎo)8與各自的下一個(gè)預(yù)處理單元的光學(xué)輸入端5連接。最后預(yù)處理單元 3i在其光學(xué)輸出端6上通過(guò)光波導(dǎo)9與控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)10連接。該 預(yù)處理單元3i的第二光學(xué)輸出端7可以通過(guò)另一個(gè)光波導(dǎo)12與獨(dú)立的第二 控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)ll連接。在該最后預(yù)處理單元3i的兩個(gè)光學(xué)輸出端 6和7上輸出相同的測(cè)量值組。光學(xué)輸出端7與第二控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng) ll的連接，為該第二控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)11和為控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng) 10提供了相同的測(cè)量值組。為了提供冗余，測(cè)量單元2a至2n與預(yù)處理單 元3a'至3i'的第二裝置連接。由此，通過(guò)相互串聯(lián)的預(yù)處理單元3a至3i以 及同樣相互串聯(lián)的預(yù)處理單元3a'至3i'，才是供了兩個(gè)相互獨(dú)立的測(cè)量系統(tǒng)3 和3'。第一測(cè)量系統(tǒng)3的預(yù)處理單元3i的光學(xué)輸出端6與控制、調(diào)節(jié)和監(jiān) 視系統(tǒng)10的光學(xué)輸入端連接，該預(yù)處理單元3i的光學(xué)輸出端7與第二控制、 調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)11連接。第二測(cè)量系統(tǒng)3'的預(yù)處理單元3i'的光學(xué)輸出端 6'與第二控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)11的光學(xué)輸入端連接。該預(yù)處理單元3i'的 光學(xué)輸出端7與控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)10的第二光學(xué)輸入端連接。通過(guò)獨(dú) 立的測(cè)量系統(tǒng)3和3'以及獨(dú)立的控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)10和11的這種設(shè) 置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓直流輸電設(shè)備完全冗余的控制和監(jiān)視，因?yàn)樵跍y(cè)量系 統(tǒng)3和3'中的一個(gè)出故障時(shí)提供了了另一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，同樣，在控制、調(diào) 節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)10或11之一出故障時(shí)也還要提供另一個(gè)控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視 系統(tǒng)。測(cè)量以及控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)的這種冗余的結(jié)構(gòu)，帶來(lái)了整個(gè)設(shè) 備的可用性和可靠性的顯著地改善。從圖1中可以看出，本發(fā)明的預(yù)處理 單元的應(yīng)用導(dǎo)致了布線開(kāi)銷的顯著的減小，并且由此減小了相對(duì)于電磁干 擾的靈敏度，因?yàn)樵谠撛O(shè)置中預(yù)處理單元通過(guò)光學(xué)數(shù)據(jù)總線與控制、調(diào)節(jié) 和監(jiān)視系統(tǒng)連接。反之，如果不采用本發(fā)明的預(yù)處理單元，則每個(gè)測(cè)量單
元2a至2n必須與各自的控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)10和11相連接，由此除了 提高了布線開(kāi)銷之外，也顯著地提高了用于控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)的硬件 開(kāi)銷，因?yàn)榭刂啤⒄{(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)需要是用于各個(gè)測(cè)量單元信號(hào)的輸入端 的倍數(shù)。控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)10和11通過(guò)沒(méi)有示出的導(dǎo)線裝置與高壓 直流輸電設(shè)備的可調(diào)節(jié)部件連接。
在圖2中示出了按照本發(fā)明的預(yù)處理單元14的結(jié)構(gòu)。該預(yù)處理單元14 包括可以用其將預(yù)處理單元的功能設(shè)定為主控器單元或者從動(dòng)器單元的 配置裝置15,以及帶有模擬輸入端的輸入接口 4,和輸入電路，該輸入電 路包括運(yùn)算放大器16、低通濾波器17、采樣裝置18以及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器 19。與輸入電路連接的可編程門陣列20通過(guò)數(shù)據(jù)線21與數(shù)字信號(hào)處理單 元22 (例如數(shù)字信號(hào)處理器22 )相連接，以及為了發(fā)送和接收光學(xué)數(shù)據(jù)而 通過(guò)另外的導(dǎo)線23與光電轉(zhuǎn)換器25和電光轉(zhuǎn)換器26連接。此外，預(yù)處理 單元14還包括帶有通信導(dǎo)線31、 32的一系列診斷裝置27至30。通過(guò)這些 診斷裝置的通信導(dǎo)線31、 32,可以取樣在需要時(shí)對(duì)可編程門陣列20或者數(shù) 字信號(hào)處理單元22進(jìn)行重新編程，或者在出現(xiàn)干擾時(shí)進(jìn)行故障查找或者故 障診斷。
帶有運(yùn)算放大器16、低通濾波器17、采樣裝置18以及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換 器19的輸入電路用于將所接收到的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字測(cè)量值，該數(shù)字測(cè) 量值在可編程門陣列20以及在數(shù)字信號(hào)處理單元22中4皮處理。通過(guò)可編 程門陣列20將數(shù)字測(cè)量值傳遞到數(shù)字信號(hào)處理器22中，在該數(shù)字信號(hào)處 理器中進(jìn)行分析和預(yù)處理。該數(shù)字信號(hào)處理器22從測(cè)量值中確定所測(cè)量的 交流電壓的頻率以及電流和電壓值，并且通過(guò)數(shù)據(jù)線21將這些值返回到可 編程門陣列20?？删幊涕T陣列20。該可編程門陣列20可以通過(guò)光學(xué)總線 接頭24和光電轉(zhuǎn)換器26從另外的測(cè)量單元接收和臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在可編 程門陣列20中，將由數(shù)字信號(hào)處理器22得到的測(cè)量值與從其它預(yù)處理單 元中接收的測(cè)量值匯總為測(cè)量值組，并且通過(guò)電光轉(zhuǎn)換器25發(fā)送至光學(xué)總 線接頭24上，用于至下一個(gè)預(yù)處理單元或控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)的進(jìn)一步
的數(shù)據(jù)傳輸。
圖3示出了通過(guò)預(yù)處理單元3a…3i對(duì)測(cè)量值的預(yù)處理以及向控制、調(diào) 節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D。由測(cè)量單元傳輸?shù)臏y(cè)量值通過(guò)未示出 的變換器被變換成可以處理的電壓并且被送至一個(gè)反失真濾波器 (Antialiasingfilter) 33,該濾波器與一個(gè)用于對(duì)測(cè)量值進(jìn)行采樣和數(shù)字化的 A/D轉(zhuǎn)換器34連接。隨后，借助于低通濾波器35對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以便壓 制起干擾作用的高頻成分。在數(shù)字信號(hào)測(cè)量單元22中對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行如下 的預(yù)處理通過(guò)將三相信號(hào)至兩相信號(hào)的變換36以及進(jìn)一步的濾波37,計(jì) 算信號(hào)的相位38以及另外的值(例如信號(hào)的幅度和模值)。這種被預(yù)處理 或的數(shù)據(jù)作為用于傳輸至控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)的測(cè)量值39出現(xiàn)。
在圖3中將第一預(yù)處理單元3a配置為主控器單元，而將其它的預(yù)處理 單元3b至3i配置為從動(dòng)器單元。在該主控器單元3a中，在數(shù)字信號(hào)處理 單元22中執(zhí)行附加的處理步驟。在對(duì)交流電壓信號(hào)的相位38的上述的確 定之后，在主控器單元3a中進(jìn)行頻率測(cè)量40,其后跟隨著通過(guò)頻率倍增器 41的頻率倍增。在此，將所測(cè)量的交流電壓信號(hào)的頻率乘以系數(shù)128。該 被倍增的頻率用作用于在各個(gè)從動(dòng)器單元3b…3i中的數(shù)字信號(hào)處理以及用 于至控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸以及在該系統(tǒng)中的進(jìn) 一 步處理的時(shí) 鐘頻率。由此，通過(guò)以系數(shù)128的倍增允許以每個(gè)交流電壓信號(hào)周期128 個(gè)值對(duì)該交流電壓信號(hào)進(jìn)行采樣。主控器單元3a借助根據(jù)被倍增后的頻率 計(jì)算出的系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生主控器同步信號(hào)42,該信號(hào)被傳輸至其它的從動(dòng)器 單元3b.,.3i,使得這些從動(dòng)器單元通過(guò)該主控器同步信號(hào)42被同步。根據(jù) 該在主控器單元3a中所產(chǎn)生的系統(tǒng)時(shí)鐘，在各個(gè)從動(dòng)器單元3b.,.3i中進(jìn)行 上述的數(shù)字信號(hào)處理。同時(shí)，主控器同步信號(hào)42被用于對(duì)各個(gè)預(yù)處理單元 3a…3i的通過(guò)光學(xué)數(shù)據(jù)總線43向控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)10的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn) 行同步。在控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)10中，將光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)值39轉(zhuǎn)換為數(shù) 字電子信號(hào)。根據(jù)在預(yù)處理單元3a中確定的交流電壓信號(hào)的頻率，在從用 于計(jì)算和預(yù)處理以及用于傳輸所需要的時(shí)間中給出的、對(duì)于相位的校正系
數(shù)44之后，在相位調(diào)節(jié)電路45中計(jì)算出對(duì)于功率電子開(kāi)關(guān)元件的操縱。 為此，在相位調(diào)節(jié)電路45中確定所測(cè)量的交流電壓信號(hào)的相位與一個(gè)可調(diào) 振蕩器的相位之間的偏差，并且將該振蕩器對(duì)應(yīng)于該偏差進(jìn)行跟蹤，使得 在相位調(diào)節(jié)電路45的輸出端46上施加一個(gè)與所測(cè)量的頻率相匹配的信號(hào)，
借助于該信號(hào)可以進(jìn)行對(duì)于高壓直流輸電設(shè)備的功率電子開(kāi)關(guān)元件的精確 控制。為了處理從預(yù)處理單元所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，自然地在控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視 系統(tǒng)中設(shè)置了其它處理、控制和調(diào)節(jié)元件，這些元件在此用參考標(biāo)記47、
48、 49示意地表示。 參考標(biāo)記清單
1交;克匯ifb才非
2a至2n測(cè)量單元
3a至3i預(yù)處理單元3a至3i
4輸入接口
5數(shù)字光學(xué)輸入端
6、 7數(shù)字光學(xué)輸出端
8光波導(dǎo)
9光波導(dǎo)
10控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)
11控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)
12光波導(dǎo)
13導(dǎo)線裝置
14預(yù)處理單元
15配置裝置
16運(yùn)算放大器
174氐通濾波器
18采樣裝置
19模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
20可編程門陣列
21數(shù)據(jù)線
22數(shù)字信號(hào)處理器
23導(dǎo)線
25電光轉(zhuǎn)換器
26光電轉(zhuǎn)換器
27至30診斷裝置31、 32通信導(dǎo)線
33反失真濾波器
34A/D轉(zhuǎn)換器
35低通濾波器
36變換
37濾波
38相位
39測(cè)量數(shù)據(jù)值
40頻率測(cè)量
41頻率倍增
42主控器同步信號(hào)
43光學(xué)數(shù)據(jù)總線
44相位校正
45相位調(diào)節(jié)電路
46輸出端
47、 48、 49處理、控制和調(diào)節(jié)元件
權(quán)利要求
1.一種用于在高壓直流輸電設(shè)備中采集和處理多個(gè)測(cè)量值的裝置，該裝置包括測(cè)量單元(2a...2n)，該測(cè)量單元用于在獲得測(cè)量值的條件下采集所述高壓直流輸電設(shè)備的測(cè)量參數(shù)；以及相互串聯(lián)的預(yù)處理單元(3a...3i)，其分別與至少一個(gè)測(cè)量單元(2a...2n)連接，并且借助于接在其它預(yù)處理單元之后的最后預(yù)處理單元(3i)與一個(gè)控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)(10，11)相連接，其中，每個(gè)預(yù)處理單元(3a...3i)被設(shè)置用于在獲得光學(xué)測(cè)量值的條件下對(duì)測(cè)量值進(jìn)行接收和預(yù)處理，并且將由其產(chǎn)生的以及由前接的預(yù)處理單元接收的光學(xué)測(cè)量值傳輸至后接的預(yù)處理單元或所述控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)(10，11)，使得所述最后預(yù)處理單元(3i)為該控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)(10，11)提供所有的測(cè)量值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)處理單元(3&...31) 具有用于對(duì)多相交流電壓信號(hào)進(jìn)行頻率和相位測(cè)量的裝置(20， 22)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)處理單元(3a…3i) 可以被配置為主控器單元(3a)或者從動(dòng)器單元(3b…3i)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)處理單元(3a.,.3i) 具有多個(gè)用于采集分配給其的測(cè)量值的模擬輸入端(4)和數(shù)字輸入端，以 及至少兩個(gè)用于傳輸測(cè)量值的光學(xué)輸出端(6， 7)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)處理單元具有至 少一個(gè)光學(xué)輸入端(5)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)處理單元(3a…3i) 相互之間以及最后預(yù)處理單元(3i)與所述控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)(10)均 借助于光波導(dǎo)(8, 9)相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，前面沒(méi)有連接預(yù)處理單 元的第一預(yù)處理單元(3a)被配置為主控器單元，而連接在該第一預(yù)處理 單元之后的預(yù)處理單元(3b…3i)被配置為從動(dòng)器單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述主控器單元(3a) 被構(gòu)造為，用于為所述從動(dòng)器單元(3b.,.3i)以及所述控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系 統(tǒng)(10)產(chǎn)生同步信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述主控器單元(3a)被構(gòu)造為，用于為在所述控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)(10)中設(shè)置的相位調(diào)節(jié)電路(45)產(chǎn)生輸入信號(hào)。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，每個(gè)預(yù)處理 單元(3a.,.3i)具有多個(gè)用于測(cè)量值的輸入端(4 )，用于選擇作為主控器 單元或者從動(dòng)器單元的功能的配置裝置(15),用于對(duì)測(cè)量值進(jìn)行預(yù)處理的 裝置(16, 17， 18, 19， 20， 21， 22),用于將被預(yù)處理后的測(cè)量值轉(zhuǎn)換為 光學(xué)數(shù)據(jù)的電光轉(zhuǎn)換器(25),以及發(fā)送和接收裝置，其中，所述用于進(jìn)行 預(yù)處理的裝置(16, 17, 18, 19， 20， 21, 22)包括用于采集模擬測(cè)量 值并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的輸入電路(16, 17， 18, 19),以及可編程門陣列(20)和數(shù)字信號(hào)處理單元(22)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述輸入電路包4舌運(yùn) 算放大器(16)、低通濾波器(17)、采樣裝置(18)以及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(19)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理單 元(22)被構(gòu)造為，用于對(duì)多相交流電壓信號(hào)進(jìn)行頻率和相位確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在高壓直流輸電設(shè)備中采集和處理多個(gè)測(cè)量值的裝置，包括測(cè)量單元(2a…2n)，用于在獲得測(cè)量值的條件下采集高壓直流輸電設(shè)備的測(cè)量參數(shù)；以及相互串聯(lián)的預(yù)處理單元(3a…3i)，其分別與至少一個(gè)測(cè)量單元(2a…2n)連接，并且借助于接在其它預(yù)處理單元之后的最后預(yù)處理單元(3i)與一個(gè)控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)(10，11)連接，其中，每個(gè)預(yù)處理單元(3a…3i)被設(shè)置用于在獲得光學(xué)測(cè)量值的條件下對(duì)測(cè)量值進(jìn)行接收和預(yù)處理，并且將由其產(chǎn)生的以及由前接的預(yù)處理單元接收的光學(xué)測(cè)量值傳輸至后接的預(yù)處理單元或所述控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)(10，11)，使得所述最后預(yù)處理單元(3i)為該控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)(10，11)提供所有的測(cè)量值。
文檔編號(hào)G01R19/25GK101194171SQ200580049983
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月2日
發(fā)明者岡特·尤恩澤爾曼, 安德烈亞斯·熱納, 安賈·阿克曼, 約翰·斯特勞斯, 約翰·梅斯納, 路德維格·休格爾謝弗 申請(qǐng)人:西門子公司