[发明专利]一种GIS间隔控制信号传输装置及其信号传输方法

说明书

技术领域

本发明属于高压开关设备智能化领域，尤其是一种GIS间隔控制信号现场传输方法。

背景技术

GIS为气体绝缘开关，又称为六氟化硫封闭式开关，是目前高压输电领域应用最为广泛的一种断路器设备，其通常使用在发电厂、变电站、大型工矿企业等场所。由于气体绝缘开关的控制比较复杂，并且通常是多个间隔同时配置，这样就有大量的控制线路，包括断路器分/合闸信号线、接地开关分/合闸信号和隔离开关分/合闸信号等大量的信号线。所有控制信号都需要从控制室发送到每一个气体绝缘开关上，同时气体绝缘开关的状态信号，包括断路器分/合闸到位信号、接地开关状态信号、隔离开关位置信号、连锁异常信号、控制回路断线报警、三相不同期报警等又都需要从气体绝缘开关回送给控制室。对于所有这些信号目前主流的传输方式为电连接，以标准的100V直流信号或者以5V的电流信号通过电缆线连接。一般情况下总电缆数多达50根，不论是可靠性和经济性都不好。同时电信号在现场的高压环境下受干扰很严重，传输的稳定性很不理想。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种GIS间隔控制信号传输装置及其信号传输方法，该方法使用两路双向的光纤来传输所有信号，这样不但节省了金属耗用量，而且光纤传输的另一个突出优点就是不受高电压电磁辐射的干扰，在复杂的电磁环境下能够稳定传输各种信号。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种GIS间隔控制信号传输装置，包括一个主控制单元和多个分控制单元，其特征在于，所述主控制单元和多个分控制单元通过两路光纤依次串联形成回路，所述两路光纤的信号传输方向相反；所述主控制单元经电缆线连接有GIS间隔控制器，所述分控制单元经继电器连接有GIS装置；所述主控制单元包括信号调理模块和光电转换模块，所述信号调理模块由上传数据处理模块和下发数据处理模块组成，所述光电转换模块与所述信号调理模块通过双向数据线连接，所述分控制单元包括光电转换模块、信号提取加载模块、数据处理模块和信号收发模块，所述分控制单元光电转换模块通过双向数据线与信号提取加载模块连接，信号提取加载模块的输出端与信号收发模块的输入端连接，所述信号收发模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，数据处理模块的输出端与所述信号提取加载模块连接。

上述装置的GIS间隔控制信号传输方法包括如下步骤：

1)在主控制单元中，设定各个分控制单元的编号，主控制单元中的信号调理模块首先读取GIS间隔控制器的控制信号，所述控制信号包括：隔离开关控制合信号、隔离开关控制分信号、接地开关控制合信号、接地开关控制分信号、断路器控制合信号、断路器控制分信号，所述信号调理模块中的下发数据处理模块根据下发数据段帧格式将控制信号编制成下发数据段，每个下发数据段对应一个分控制单元，将各分控制单元对应的下发数据段按照设定的分控制单元编号，根据数据包帧格式将各下发数据段编制成一个数据包，然后由所述信号整理模块将数据包传给光电转换模块，所述光电转换模块将数据包转换成为光信号，然后通过光纤，每一微秒向分控制单元发送一次；

2)所述分控制单元接收到来自主控制单元发送的数据包，首先由分控制单元中的光电转换模块将光信号转换为电信号，然后传输到信号提取加载模块，在信号提取加载模块中读取帧头校验码，如果与自身的校验码一致，则读取数据包中与自己的编号对应的数据段，将数据段中相应的位根据下发数据段帧格式对应到相应的输出位置，从而还原成GIS间隔控制器发出的控制信号，之后通过信号收发模块传送给GIS装置；

3)所述分控制单元在进行上述第2)步骤的同时，信号收发模块从GIS装置读取状态信号，所述状态信号包括：隔离开关位置信号、接地开关位置信号、断路器位置信号、连锁异常信号、控制回路断路信号和三相不同期报警信号，所述信号收发模块将状态信号传送给数据处理模块，数据处理模块将输入的状态信号按照上传数据帧格式编制成上传数据段传输给信号提取加载模块，所述信号提取加载模块将上传数据段加载到分控制单元在数据包中对应的数据段位置，覆盖掉步骤2)中的下传数据段的相应内容，换成需要上传的状态信号数据段，然后数据包传输给分控制单元的光电转换模块，所述分控制单元的光电转换模块将数据包转换成光信号后通过光纤将其传递给下一分控制单元；

4)所述下一分控制单元接收到由上一分控制单元传送来的数据包，重复步骤2)和步骤3)的动作，直至数据包被传送到最后一个分控制单元，最后一个分控制单元将数据包通过光纤传送给主控制单元；