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申请/专利权人：南京南瑞继保电气有限公司;南京南瑞继保工程技术有限公司

摘要：本发明公开一种集中式采样系统，包括采样电流互感器15、分压器16，光电测量设备14，光纤绝缘子23和合并单元装置26。光电测量设备14将模拟量信号转换为数字量信号，并通过光纤绝缘子23发送到合并单元装置26。合并单元装置26发出的激光为光电测量设备14提供电源，优选增加取能电流互感器17和取能电源板18。本发明还公开一种集中式采样系统电源切换控制方法。本发明测量设备功耗降低、供电可靠性高、采样数据可靠性高、整体采样延时小。

主权项：1.一种集中式采样系统对应的电源切换控制方法，所述的集中式采样系统包括采样电流互感器，分压器，光电测量设备，光纤绝缘子和合并单元装置，其特征在于：所述采样电流互感器、分压器通过电缆与所述光电测量设备连接，所述光电测量设备包括两路独立的回路，两路独立回路进行采样和监视，两路独立回路的采样和监视数据经两个独立的光纤绝缘子发送到所述合并单元装置，所述合并单元装置根据监视数据实时调节并发送至少两路激光，并经两个光纤绝缘子发送到所述光电测量设备，为光电测量设备提供至少两路激光电源；在光电测量设备上的至少3路电源并联环节采用储能电容器进行储能，保证当线路电流互感器取能电源降低或消失时，储能回路中电容放电时间小于合并单元装置上的激光器启动的时间；所述集中式采样系统对应的电源切换控制方法，包括下列步骤：1所述合并单元装置上电启动；2所述合并单元装置默认采用激光为光电测量设备供电；3光电测量设备实时对激光供能回路输出电压U1进行监视并发送到合并单元装置；若检测到U1＜Umin，则执行步骤4，若检测到U1Umax，则执行步骤5；实时对合并单元装置激光发射器驱动电流进行调节，直至Umin≤U1≤Umax，执行步骤6；4合并单元装置增大激光发射器驱动电流，返回步骤3；5合并单元装置降低激光发射器驱动电流，返回步骤3；6光电测量设备实时对电流互感器取能回路输出电压U2进行监视，若U2＜Umin，则执行步骤7，若U2＞Umax，光电测量装置发出告警信号并发送到合并单元装置；若Umin≤U2≤Umax，则执行步骤8；7判断是否为激光供能，判断结果为否，则返回步骤4；判断结果为是，则返回步骤3；8合并单元装置开始计时，并计时至少30分钟，若未达到设定计时，则返回步骤6；若达到设定计时，则执行步骤9，9降低合并单元装置所有激光发射器驱动电流至小电流状态，但不关闭激光器，并返回步骤6，持续监视电流互感器取能回路输出电压。

全文数据：一种集中式采样系统技术领域[0001]本发明属于柔性交流输电FACTSFlexibleACTransmissionSystems领域，特别涉及一种串联型FACTS用集中式采样系统。背景技术[0002]随着经济的发展，电力负荷不断增长，对电网的输送能力提出了更高的要求。尤其是对电力系统潮流控制及电压控制的需求越来越多，因此柔性交流输电装置在电力系统中的应用越来越多。[0003]柔性交流输电装置从结构上可以分为串联型、并联型和混合型。对于并联型柔性交流^电装置，可以通过变压器将其电压降低，因此并联型柔性交流输电装置的测量系统可以采用常规电磁式电流互感器和电压互感器。[0004]图1为串联型柔性交流输电装置接入电力系统示意图，311和316表示两侧变电站母线，312和315为线路两侧的开关，313表示输电线路，314表示串联型柔性交流输电装置。由图1可以看出，由于串联型柔性交流输电装置串联在输电线路中，如不采用变压器设备降压，如固定或可控串联电容补偿装置、串联谐振型故障限流器等柔性交流输电装置，其对地电压一般即为输电线路电压，设备对地绝缘要求高，因此为降低设备的绝缘水平，一般将串联型柔性输电装置安装在钢结构绝缘平台上，钢结构绝缘平台采用支撑绝缘子进行支撑和斜拉绝缘子进行固定，支撑绝缘子和斜拉绝缘子保证平台上的设备对地绝缘满足要求。安装在绝缘平台上的串联型柔性交流输电装置的一端与绝缘平台连接，绝缘平台上所有设备与地面无电气联系。因此其测量设备的模拟量必须转换为数字量光信号传输到地面的控制保护装置。[0005]此外，由于串联型柔性交流输电装置一般串联在线路中，因此当线路发生故障时，串联型柔性交流输电装置上将承受很大的过电压，因此一般都配置各种过电压保护设备，并配置各种保护功能，典型的固定串补装置配置电流互感器如图2所示。由图2看以看出，单相绝缘平台上的测量电流互感器高达8个，分压器1个，由于绝缘平台对地的绝缘要求，所有待测模拟量电流量和电压量需要转换为数字量发送到地面，若每个电流互感器配置一个光电测量系统，则单相采样系统的造价将升高。若将所有电流互感器二次电缆接至同一个光电转换装置处进行统一转换，则造价将大大降低，且可以采用线路电流互感器进行取能，并与激光供电方式同时使用，使供电可靠性大大提高。[0006]综上所述，对于部分串联型柔性交流输电装置如串联电容器补偿装置、串联谐振型故障限流装置），由于绝缘平台对地绝缘要求、采样系统供电可靠性和整体造价综合考虑，采用集中式采样系统将大大降低采样系统的造价并提高采样系统供电的可靠性，但考虑到集中式采样系统供电方式的限制，要求集中式采样系统在高压绝缘平台上的设备的功耗要低。[0007]目前的集中式采样系统主要存在光电测量设备功耗高、采样数据可靠性低、采样系统供电可靠性低、整体采样延时大或不明确等问题。[0008]专利“ZL〇323e27.9”设计的高压超高压输电系统平台用数据采集系统并未给出其功耗水平，但根据公开文献《激光供能在串补站平台测量系统的应用》（云南电力技术，2〇12年第40卷第3期）中列出的数据显示，专利“ZL〇323627•9”设计的单相串补集中式采样系统的平台激光驱动器（用于激光供能数量多达7个，而西门子设计的单相集中式采样系统激光驱动器仅为1个。此外，专利“ZL200620012632•0”和专利“ZL0323627•9”的专利权利人相同，专利“ZL200620012632•0”中具体实施方式第7段内容：“图5所示为平台激光接收及电源检测电路。图中PV1〜PV7为多只光伏转换器件，它们并联将送能光纤传输来的激光能量转换为电能”。从中也可以看出，专利“ZL200620012632.0”设计的单相平台采样系统的供能光纤高达7根。因此，专利“ZL〇323627.9”中发明的集中式采样系统的功耗水平相当高，有待进一步改进以降低集中采样系统的功耗水平。而西门子设计的集中式采样系统采用单根激光进行供能，一旦发生单根光纤故障，其激光供电的冗余度不够，供电可靠性低，也有进一步改进空间。[0009]此外，专利“210323627.9”设计的集中式数据采集系统，其么041^1叫七〇digital采样环节仅为单路采样，若该AD采样发生错误，将直接导致保护误动，因此其设计的集中式采样系统的可靠性有待进一步提高。发明内容[0010]本发明的目的，在于设计一种串联型柔性交流输电装置用集中式采样系统，所述集中式采样系统可以有效解决高压绝缘平台与地面不能有电气联系的技术难题，降低了串联型柔性交流输电装置用采样系统的造价，且高压绝缘平台上的光电测量设备功耗低、整体采样延时小，具有强抗电磁干扰能力，供电回路和模拟量采样回路可靠性高。[0011]本发明采用如下技术方案：[0012]一种集中式采样系统，包括采样电流互感器，分压器，光电测量设备，光纤绝缘子和合并单元装置，其特征在于:所述采样电流互感器、分压器通过电缆与所述光电测量设备连接，所述光电测量设备包括两路独立的回路进行采样和监视，两路独立回路的采样和监视数据经两个独立的光纤绝缘子发送到所述合并单元装置，所述合并单元装置根据所述监视数据实时调节并发送至少两路激光，并经两个光纤绝缘子发送到所述光电测量设备，为光电测量设备提供至少两路激光电源。[0013]作为本发明的进一步优选方案，所述光电测量设备整体功耗Umax，光电测量装置发出告警信号并发送到合并单元装置;若UminUmax，则执行步骤403，降低激光发射器驱动电流，直到激光供能输出电压Umin彡U1Umax，执行步骤408，光电测量装置发出告警信号并发送到合并单元装置。[0060]在步骤406中，若Umin彡U2彡Umax，则执行步骤407,程序内部开始计时，并计时至少30分钟，若未达到设定计时，则执行步骤406,即持续监视取能电源板输出电压。若达到设定计时，则执行步骤409,即降低所有激光发射器驱动电流至小电流状态，但不关闭激光发射器，以避免激光发射器多次启动降低其使用寿命。并持续执行步骤406,以监视电流互感器取能电源板输出电压是否满足光电测量设备正常工作电压要求。[0061]为保证取能电源与激光电源之间无缝切换，在光电测量设备上的至少3路电源并联环节采用储能电容器进行储能，保证电流互感器取能电源与激光电源之间无缝切换。[0062]最后应该说明的是:结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到:本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的专利要求保护范围之内。

权利要求：1.一种集中式采样系统，包括采样电流互感器，分压器，光电测量设备，光纤绝缘子和合并单元装置，其特征在于:所述采样电流互感器、分压器通过电缆与所述光电^量设备连接，所述光电测量设备包括两路独立的回路进行采样和监视，两路独立回路的采样和监视数据经两个独立的光纤绝缘子发送到所述合并单元装置，所述合并单元装置根据所述监视数据实时调节并发送至少两路激光，并经两个光纤绝缘子发送到所述光电测量设备，为光电测量设备提供至少两路激光电源。2.如权利要求1所述的一种集中式采样系统，其特征在于:所述光电测量设备整体功耗^150mff；所述光电测量设备米用统一的时钟信号，对多路所述电流互感器或分压器输出至光电测量设备的信号同时进行并行采样，多路采样数据之间严格同步；所述光电测量设备的采样频率多10kHz。3.如权利要求1所述集中式采样系统，其特征在于:所述采样电流互感器的数量至少为两个，所述分压器的数量至少为一个。4.如权利要求1所述集中式采样系统，其特征在于:所述光电测量设备还包括高精度微型电流互感器或取样电阻，还包括高精度微型电压互感器或取样电阻，上述设备将所述采样电流互感器和分压器输入的信号变换为小电压信号。5.如权利要求1所述的集中式采样系统，其特征在于:所示集中式采样系统还包括取能电流互感器和取能电源板，所述取能电流互感器与取能电源板经电缆连接，取能电源板与所述光电测量设备连接，为光电测量设备供能。6.如权利要求1所述的集中式采样系统，其特征在于:所述光电测量设备包括至少3路电源，一路电流互感器取能回路和至少两路激光供能回路，根据需要在电源之间无缝切换。7.如权利要求1和5所述的集中式采样系统，其特征在于:所述光电测量设备的激光供能回路采用闭环控制逻辑，所述合并单元装置中的激光发射的驱动电流将根据所述光电测量设备返回的的激光供能回路的监视信号自动调节。8.如权利要求1所述的集中式采样系统，其特征在于:所述合并单元装置包括电源板、液晶显示板、CPU板、DSP板和至少三块激光供能板，所述每个激光供能板发送至少两路激光至所述光电测量设备，所述DSP板接收光电测量设备发送的采样和监视数据。9.如权利要求1或6所述的集中式采样系统对应的电源切换控制方法，其特征在于，包括下列步骤：1所述合并单元装置上电启动；2所述合并单元装置默认采用激光为光电测量设备供电；3光电测量设备实时对激光供能回路输出电压U1进行监视并发送到合并单元装置。若检测到UlUmax，光电测量装置发出告警彳目号并发送到合并单元装置;若UminU2SUmax，则执行步骤8;7判断是否为激光供能，判断结果为否，则返回步骤4;判断结果为是，则返回步骤3；8合并单元装置开始计时，并计时至少3〇分钟，若未达到设定计时，则返回步骤6;若达到设定计时，则执行步骤9，、、9降低合并单元装置所有激光发射器驱动电流至小电流状态，但不关闭激光器，并返回步骤6，持续监视电流互感器取能回路输出电压。

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