基于光纤的特高压换流站瞬态电磁干扰测量系统及方法技术方案

本发明专利技术提供基于光纤的特高压换流站瞬态电磁干扰测量系统及方法，设置光纤测量监测终端和桌面服务器终端，光纤测量监测终端和桌面服务器终端之间连接；所述光纤测量监测终端包括天线探头、光纤发射器和光纤接收器，天线探头和光纤发射器之间采用光纤屏蔽线连接；所述桌面服务器终端包括特高压换流站立体模型界面模块和电磁干扰测量检测分析界面模块，可以直观反应测量时监测点的实时位置，对光纤接收器接收的电磁数据进行分析处理。本发明专利技术可以为综合治理特高压电磁干扰影响及二次设备抗干扰应对措施提供详实的依据，提升了特高压换流站运行的可靠性、安全性，同时该系统还能与供电生产管理系统进行无缝连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力
，涉及一种测量电磁干扰技术方案，尤其涉及一种基于 光纤的特高压换流站瞬态电磁干扰测量技术方案。
技术介绍
根据国家电网公司总体规划，2015年力争开工"五交八直"特高压工程。这意味着 明年将有13条特高压（一般为±800kv以上）纳入建设目录中。特高压直流输电系统为 双极运行，每极中建立一个换流站，换流站包括高压阀厅、低压阀厅、其他设备。换流站是高 压直流输电的核心，是交直流电能转换的中心，换流站是由各种不同的电气设备相互连接 组成的复杂电网络，其运行状况直接影响整个直流输电系统的安全性和稳定性，由于特高 压直流换流站本身的复杂性，换流阀在周期性导通和阻断过程中，由于换流阀中电压和电 流的急剧变化会产生频谱较宽的电磁干扰。为了防止换流阀所发出的电磁干扰对站内设备 和邻近地区的通信系统形成干扰，需要使用简单易行的方式，对特高压换流站因换流阀的 开断造成的电磁干扰进行了测量监测。同时要求能够简单易行，测量精准，测量结果能够很 好的反映特高压换流站瞬态电磁干扰的情况，为特高压换流站的电磁干扰水平的评估提供 技术性支持。
技术实现思路
为了能够更好的测量电磁干扰，本专利技术提供了一种基于光纤技术的特高压换流站 电磁干扰的实时测量监测系统及方法。 本专利技术技术方案提供一种基于光纤的特高压换流站瞬态电磁干扰测量系统，包括 光纤测量监测终端和桌面服务器终端，光纤测量监测终端和桌面服务器终端之间连接； 所述光纤测量监测终端包括天线探头、光纤发射器和光纤接收器，天线探头和光 纤发射器之间采用光纤屏蔽线连接， 所述天线探头，用于测量特高压换流站中监测点的辐射电磁， 所述光纤屏蔽线，用于传输天线探头测量所得电磁数据； 所述光纤发射器，用于发射光纤屏蔽线传输来的电磁数据； 所述光纤接收器，用于接收光纤发射器发射来的电磁数据，并传输到桌面服务器 终端； 所述桌面服务器终端包括特高压换流站立体模型界面模块和电磁干扰测量检测 分析界面模块， 所述特高压换流站立体模型界面模块，用于直观反应测量时监测点的实时位置； 所述电磁干扰测量检测分析界面模块，用于对光纤接收器接收的电磁数据进行分 析处理。 而且，所述电磁干扰测量检测分析界面模块包括实时测量监测分析单元、数据综 合分析单元和预警单元， 所述实时测量监测分析单元，用于根据光纤接收器传输来的电磁数据进行实时分 析； 所述数据综合分析单元，用于根据一定时间段内光纤接收器传输来的电磁数据进 行综合分析； 所述预警单元，用于在实时分析结果超过安全阈值时进行预警。 而且，所述桌面服务器终端设置电磁干扰预测模块，用于预先分析寻找可能出现 电磁干扰的监测点。 而且，所述电磁干扰预测模块的实现如下， 节点阻抗模型单元，用于根据特高压换流站中各设备的基本信息，分别建立各设 备的节点阻抗模型； 等效电路单元，用于根据特高压换流站的设备连接情况，基于各设备的节点阻抗 模型建立等效电路； 瞬态电流单元，用于获取换流阀导通前电压，并进行电压阶跃处理，根据换流阀导 通前电压的电压阶跃处理结果，确定由于换流阀导通产生的瞬态电流； 所述的电压阶跃形式如下， 其中， t是从换流阀导通的时间； e是自然常数； τ是换流阀从导通到其两端电压变成〇的时间； V。是换流阀导通瞬间其两端的电压； v(t)是换流阀两端的阶跃电压； 进行傅立叶变换如下， 其中， v(f)是v(t)的频域形式； f是频率； 电磁干扰单元，用于所述进行特高压换流站任何位置电磁干扰的计算，包括以下 子单元， 第一子单元，用于读取频率ω ; 第二子单元，用于包括根据换流阀导通产生的瞬态电流Mf)计算相应电流 Μω)，其中，2JTf = ω ; 第三子单元，用于读取当前待计算电磁干扰的位置点的坐标； 第四子单元，用于根据各个载流元件在被测点的各个轴方向上的电磁干扰，得到 换流站被测点的电场强度； 第五子单元，用于计算电磁干扰RI =KfEAf，其中Kf表示强度因子，Δ?·表示频率 间隔，E为第四子模块所得换流站被测点的电场强度； 第六子单元，用于判断是否有其他需要计算电磁干扰的点，是则命令第三子单元 工作，读取下一待计算电磁干扰的位置点的坐标进行处理，否则命令第七子单元工作； 第七子单元，用于判断是否有其他需要计算的频率，是则命令第一子单元工作读 取下一频率，否则结束工作。 而且，第四子单元中，根据各个载流元件在被测点的各个轴方向上的电磁干扰，得 到换流站被测点的电场强度，实现方式如下， 首先进行以下假设， 假设1，所有位于金属槽内部的载流元件都位于屏蔽室内，不产生电磁干扰； 假设2,外部的载流元件都可作为偶极子； 在假设1和假设2条件下，换流站被测点的电场强度E(f)能够由下式计算， Fjf?是距离和方向的函数，利用笛卡尔坐标，z轴方向、y轴方向、X轴方向上的 函数Fjtr)表示如下， 其中， FZ1 (f，r)、Fyl (f，r)、FX1 (f，r)是和载流元件到被测点的距离和方向有关的z轴方 向、y轴方向、X轴方向上相应辐射因子； v是光速； r是载流元件的中点到被测点的坐标； ω是角频率； ε。是真空中的介电常数； /(/")二/sjn(<^ + /;〇，/ 为峰值，β 为初相角； θ = ω?+β-c〇r/v，Θ为传输到被测点时的电流相位； 坐标（X，y, z)为被测点的坐标，（xl, yl, zl)、（x2, y2, z2)、（x0, y0, z0)分别为载流 元件的两端和中点的坐标； 分方向求出特高压换流站z轴方向、y轴方向、X轴方向上相应的电场强度Ez(f)、 Ey(f)、Ex(f)如下， 根据Ez (f)、Ey (f)、Ex (f)得到换流站被测点的电场强度E (f)。 本专利技术还相应提供一种基于光纤的特高压换流站瞬态电磁干扰测量方法，设置光 纤测量监测终端和桌面服务器终端，光纤测量监测终端和桌面服务器终端之间连接； 所述光纤测量监测终端包括天线探头、光纤发射器和光纤接收器，天线探头和光 纤发射器之间采用光纤屏蔽线连接， 采用天线探头测量特高压换流站中监测点的辐射电磁， 采用光纤屏蔽线传输天线探头测量所得电磁数据； 采用光纤发射器发射光纤屏蔽线传输来的电磁数据； 采用光纤接收器用于接收光纤发射器发射来的电磁数据，并传输到桌面服务器终 端； 所述桌面服务器终端包括特高压换流站立体模型界面模块和电磁干扰测量检测 分析界面模块， 采用特高压换流站立体模型界面模块直观反应测量时监测点的实时位置； 采用电磁干扰测量检测分析界面模块对光纤接收器接收的电磁数据进行分析处 理。 而且，所述电磁干扰测量检测分析界面模块包括实时测量监测分析单元、数据综 合分析单元和预警单元， 采用实时测量监测分析单元根据光纤接收器传输来的电磁数据进行实时分析； 采用数据综合分析单元根据一定时间段内光纤接收器传输来的电磁数据进行综 合分析； 采用预警单元在实时分析结果超过安全阈值时进行预警。 而且，在所述桌面服务器终端中设置电磁干扰预测模块，采用电磁干扰预测模块 预先分析寻找可能出现电磁干扰的监测点。 而且，所述电磁干扰预测模块的实现如下， 据特高压换流站中各设备的基本信息，分别建立各设备的节点阻抗模型；根据特 高压换流站的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光纤的特高压换流站瞬态电磁干扰测量系统，其特征在于：包括光纤测量监测终端和桌面服务器终端，光纤测量监测终端和桌面服务器终端之间连接；所述光纤测量监测终端包括天线探头、光纤发射器和光纤接收器，天线探头和光纤发射器之间采用光纤屏蔽线连接，所述天线探头，用于测量特高压换流站中监测点的辐射电磁，所述光纤屏蔽线，用于传输天线探头测量所得电磁数据；所述光纤发射器，用于发射光纤屏蔽线传输来的电磁数据；所述光纤接收器，用于接收光纤发射器发射来的电磁数据，并传输到桌面服务器终端；所述桌面服务器终端包括特高压换流站立体模型界面模块和电磁干扰测量检测分析界面模块，所述特高压换流站立体模型界面模块，用于直观反应测量时监测点的实时位置；所述电磁干扰测量检测分析界面模块，用于对光纤接收器接收的电磁数据进行分析处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗汉武，陈师宽，张丽莉，崔士刚，李猛克，
申请(专利权)人：国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15