[發(fā)明專利]一種基于光纖串聯(lián)的采樣系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810075682.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108233322B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仲浩;文繼鋒;周強(qiáng);趙天恩;周谷慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02H1/00
• 分類號(hào): H02H1/00;H04B10/25;H04B10/275;H04B10/40;H04L29/08;H04L29/12;H04B10/032
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本發(fā)明公開(kāi)一種基于光纖串聯(lián)的采樣系統(tǒng)。該采樣系統(tǒng)由多塊采樣板卡構(gòu)成，采樣板卡與采樣接收板卡通過(guò)光纖首尾串聯(lián)在一起，形成雙向環(huán)網(wǎng)。采樣板卡的采樣數(shù)據(jù)報(bào)文可在光纖環(huán)網(wǎng)內(nèi)雙向傳輸，任一個(gè)板卡故障不影響其他板卡收發(fā)報(bào)文。該系統(tǒng)可組成兩個(gè)完全獨(dú)立的A、B環(huán)網(wǎng)，A、B網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)可提高采樣系統(tǒng)可靠性。光纖串聯(lián)結(jié)構(gòu)的采樣系統(tǒng)，可有效減少光纖使用數(shù)量，既降低系統(tǒng)組網(wǎng)復(fù)雜度，又有效降低成本。各采樣接收板卡可自動(dòng)同步允許在環(huán)網(wǎng)內(nèi)發(fā)送報(bào)文的采樣板卡MAC地址，每個(gè)采樣接收板卡僅需配置其需要接收的采樣板卡MAC地址，降低各采樣板卡間的依賴度，便于后期升級(jí)維護(hù)。采樣系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)所有采樣板卡同步采樣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于光纖串聯(lián)的采樣系統(tǒng)。

背景技術(shù)

特高壓直流輸電控制保護(hù)系統(tǒng)需要采集大量的直流場(chǎng)、交流場(chǎng)等與電壓、電流相關(guān)的電氣量，通過(guò)這些電氣量及設(shè)定的目標(biāo)值計(jì)算換流閥點(diǎn)火脈沖發(fā)生時(shí)刻，從而控制交流與直流電按預(yù)定目標(biāo)相互轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)控制保護(hù)系統(tǒng)各電氣量通過(guò)分布在各屏柜內(nèi)的電壓、電流采樣板卡采樣后轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)光纖或電纜將數(shù)字信號(hào)發(fā)送到控制保護(hù)主機(jī)的采樣接收板卡上。采樣板卡與主機(jī)間光纖都是通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式連接的。由于控制保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)種類繁多，同一個(gè)采樣信號(hào)需要送到多個(gè)主機(jī)，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)所需光纖數(shù)量特別巨大，給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)很大不便。一個(gè)主機(jī)可能要接收多個(gè)采樣板卡的采樣數(shù)據(jù)，導(dǎo)致一臺(tái)主機(jī)可能要配置多塊采樣接收板卡，這樣會(huì)導(dǎo)致裝置功耗增加，并增加了裝置成本。

隨著千兆以太網(wǎng)通訊技術(shù)及高性能處理器技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖串聯(lián)通訊技術(shù)已應(yīng)用到母線保護(hù)裝置間的數(shù)據(jù)信息交互。專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310699567.8，公開(kāi)號(hào)為CN103683218A，專利名稱為：基于HSR環(huán)網(wǎng)的分布式母線保護(hù)裝置的專利申請(qǐng)文件中公開(kāi)了一種基于HSR環(huán)網(wǎng)的分布式母線保護(hù)裝置，每個(gè)母線連接間隔配置一個(gè)間隔單元，各間隔單元間采用雙向環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，每個(gè)間隔單元配置兩個(gè)千兆以太網(wǎng)口，將本間隔的采樣數(shù)據(jù)與開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)口與其他間隔共享，各間隔單元之間采用HSR雙環(huán)網(wǎng)方式連接。該專利申請(qǐng)將光纖串聯(lián)通訊技術(shù)應(yīng)用到了母線保護(hù)裝置間的數(shù)據(jù)信息交互，但其僅將各間隔的合并單元采集的電氣量信息匯集到單元通訊裝置上后，通過(guò)光纖串聯(lián)方式連接到其他間隔的單元通訊裝置，從而實(shí)現(xiàn)間隔間的信息交互。其采樣板卡到單元通訊裝置的通訊還是采用傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式傳輸。

當(dāng)前還沒(méi)有采樣系統(tǒng)能夠理想的解決分布式采樣系統(tǒng)最底層的采樣板卡向控制保護(hù)主機(jī)發(fā)送采樣數(shù)據(jù)的問(wèn)題和采樣板到采樣接收板卡光纖數(shù)量多、所需采樣接收板卡多等帶來(lái)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于提供一種基于光纖串聯(lián)的采樣系統(tǒng)，一方面解決分布式采樣系統(tǒng)中采樣板卡與采樣接收板卡通訊光纖多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的問(wèn)題，另一方面解決采樣系統(tǒng)采樣同步問(wèn)題；并確保系統(tǒng)中任一板卡、任一組光纖故障時(shí)候，不影響其他板卡收發(fā)采樣數(shù)據(jù)報(bào)文，解決采樣系統(tǒng)通訊可靠性問(wèn)題。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于光纖串聯(lián)的采樣系統(tǒng)，包括：

光纖傳輸線、至少一個(gè)采樣板卡、至少一個(gè)采樣接收板卡；

所有的采樣板卡與采樣接收板卡均有至少2個(gè)光纖收發(fā)接口，每?jī)蓚€(gè)光纖收發(fā)接口為一組收發(fā)接口，一個(gè)光纖收發(fā)接口可作為首、另一個(gè)作為尾；采樣板卡與采樣接收板卡的收發(fā)接口通過(guò)光纖傳輸線串聯(lián)，形成雙向環(huán)網(wǎng)。各采樣板卡的采樣數(shù)據(jù)報(bào)文可以在環(huán)網(wǎng)內(nèi)雙向流動(dòng)，確保任一板卡故障均不會(huì)影響其他板卡將采樣數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送給采樣接收板卡。

進(jìn)一步地，所述采樣板卡與采樣接收板卡均有至少4個(gè)光纖收發(fā)接口；采樣板卡與采樣接收板卡的兩組收發(fā)接口分別通過(guò)光纖傳輸線串聯(lián)，形成兩個(gè)獨(dú)立的雙向環(huán)網(wǎng)，構(gòu)成A、B網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述采樣系統(tǒng)內(nèi)采樣板卡及采樣接收板卡數(shù)量根據(jù)使用需要進(jìn)行對(duì)應(yīng)設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述采樣板卡與采樣接收板卡在雙向環(huán)網(wǎng)的位置根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)屏柜安裝位置進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。