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1、 特高压直流输电工程控制保护系统上海管理处金华换流站二二三年二月修订历史日期版本说明作者校核2013/9/251.0文档建立黎慧HCM3000测量系统插件培训教材1. HCM3000测量机箱功能概述PMI1A机箱布置图以极1测量接口屏PMI1A机箱为例，极测量数据换流变进线电压、直流电压、极区域除光CT之外的CT测量电流都会经由ESP10B板卡面板下方的X1模拟量输入接入口送进板卡内，光CT测量数据和BMI送过来的双极区域测量数据（包括极中性母线零磁通CT）经由EOT11B合并之后再发送到ESP10B板卡中。在ESP10B板卡中对测量数据进行接收和处理。多块ESP10B通过其上的ITM11B插
2、件级联组建成一个TDM通道，该TDM通道传输的测量数据最后通过EOT10B分配板卡发送到极的控制主机和保护主机当中去。2. HCM3000测量系统各插件功能说明EOT11B插件EOT11B插件是一种光分配插件，具有TDM 输入接口和光互感器IEC60044-8 接口，用于转发测量系统的TDM 总线信号，接入光互感器数据并转换插入到TDM 总线中。EOT11B必须作为TDM 总线的最后一个站号使用，可以通过面板上的10 位旋转码开关TS1完成站号设置（旋转码开关TS2为备用），仅可工作在数据插入模式，且已经固定设置为从模式。EOT11B 不使用背板总线。EOT11B面板示意图EOT11B 插件有
3、一个TDM 输入接口X1，一个光互感器输入接口X2。BMI1A送到PMI1A的TDM 总线信号从X1 接收，光互感器数据从X2 接收。EOT11B 解码转换接收的光互感器数据，并根据旋转码开关设置的站号插入到TDM 总线中。HCM3000系统模拟量采集传输所采用的是插入式TDM总线，每块TDM采集板块作为一个节点形式存在与数据结构中，每个节点最多可采集25个模拟量，最多10个节点，每个节点依次分配了从0-9的站号，按相应的站号插入到TDM总线报文中。PMI1A上EOT11B 板卡上旋转码开关设置的站号，根据BMI1A上ITM11B的上一站号来决定。现场的BMI1A上ITM11B站号为0-1，则
4、光CT数据应在时隙2插入，EOT11B的TS1旋码开关旋转到2。图为TDM总线报文结构格式。同步后的TDM数据通过八路TDM 扩展输出接口输出。八路扩展输出接口X3-X10输出的数据完全一致，满足TDM总线复杂组网和信号分配的需求。EOT11B发送的TDM总线报文结构格式ESP10B插件ESP10B 插件是一种数字信号处理插件，具有数字量输入和模拟量输入接口，和扩展插件PMC 接口。ESP10B 是直流输电工程中的特殊功能插件，主要用于快速和复杂数字信号处理，适用于快速闭环控制和数字信号计算，以及与直流输电系统换流阀的控制和保护有关的特殊功能，包括电压过零点测量、熄弧角测量等直流输电专用功能。
5、ESP10B面板示意图ESP10B 的前面板上布置有一个9 路模拟量输入接口X1，物理接口均采用26针miniD 型连接器；一个16 路数字量输入接口X2，物理接口均采用36 针miniD 型连接器；一个PMC 扩展接口PMC，用于嵌入专用扩展插件，例如TDM 总线插件ITM11B，ESP10B 与ITM10B 或ITM11B 进行数据交换，保证测量系统的数据发送到控制保护系统，确保直流闭环控制的实时性和快速性；一个七段数码管LED，用于显示TDM 总线站号；一个10M/100M 自适应以太网接口和V.24 协议的RS232 串口，物理接口合并为一个RJ45 插座X3。换流变电压及光CT以外的
6、电流测量量通过ESP10B前面板上的模拟量输入接口X1输入到ESP10B当中，BMI通过TDM送过来的模拟量及光CT测量量由EOT11B合并后，再经由板载ITM11B插件输入到ESP10B当中，在板卡内部通过软件进行处理，并通过ITM11B插件插入TDM总线相应站号发出。图为ESP10B内部测量信号处理程序中的交流低电压逻辑。ESP10B内部程序的交流低电压逻辑ITM11B插件ITM11B是一种TDM通讯插件，需要与数字信号处理插件（ESP10B）配合使用，为ESP10B和HCM3000平台的测量系统提供TDM通讯通道。ITM11B面板示意图ITM11B 的功能就是将测量系统中，ESP 插件获
7、取或处理的测量数据，经TDM 协议打包后，通过TDM 总线发送到控制保护系统。ITM11B仅可以工作在数据插入模式。每块 ITM11B插件作为一个TDM 数据插入节点，需要配置和占用一个站号，节点的多少取决于系统中配置的ITM 插件的数量，最多10个。每个节点的数据还加入了CRC 校验信息，保证了数据的正确性，提高了抗干扰和通道故障监测的能力，降低了数据误码率。ITM11B前面板布置有旋转码开关TS，光发送接口T1、T2，光接收发接口R1、R2，其中T1和R1、T2和R2一般成对使用。R1由TDM总线接收的数据不会在ESP板卡内进行软件处理，会原封不动的继续传递下去。而R2接收的数据和ESP内
8、经过软件处理的数据则一起按照ITM11B旋转码开关的站号插入到从R1接收到的上一节点数据后面。因此R1和R2光纤无法互换，否则测量数据的接收和处理都会收到影响。（是否会报警？可以在后期通过试验来证明。）根据在TDM 总线中所处的位置，ITM11B 插件可以设置为主模式或从模式。一般机箱最左边的ITM11B 插件工作在主模式（站号为0），其它则都工作于从模式（站号为19）。工作在主模式（站号0）的ITM11B 插件启动一次TDM 总线的数据发送，同时将本地数据插入到数据帧中；从模式（站号1-9）的ITM11B 插件则将收到的TDM 数据沿着链路发送出去，同时将本地数据插入到上一节点的数据后面。
9、ITM11B对TDM进行数据插入 ITM11B级联工作方式当一个系统内有多块 ITM 插件需要组建一个TDM 通道时，需要级联ITM 插件进行数据传输，此时使用光纤将多块 ITM 插件按上右图所示方式互连起来。EOT10B插件EOT10B插件是一种光分配插件，具有TDM输入接口和多个分配输出接口，用于分配和校正测量系统的TDM总线信号，满足TDM总线复杂组网、多个测量系统和控制保护系统TDM连接的需求。EOT10A不使用背板总线，一般用在测量系统机箱中，可插入SR系列机箱中的任意插槽。EOT10B面板示意图EOT10B插件有两个TDM输入接口X1-X2(IN1-IN2)，八个输出接口X3-X1
10、0(OUT1-OUT8)。TDM总线信号可仅从IN1接收，或分别从IN1和IN2接收。EOT10B支持三种工作模式。前面板上有两个旋转码开关TS1和TS2，用于选择TDM总线的工作模式，共有10位数字，可以根据网络需要选择为09。其中TS1用于设置IN1和 IN2通道的工作模式；TS2保留暂未使用。TS11，设置为“两组模式”，每组四个输出接口。其中IN1和OUT14组成一组，输入通道IN1的数据发送到输出通道OUT14；IN2和OUT58组成一组，输入通道IN2的数据发送到输出通道OUT58。TS12，设置为“一组模式”，全部八个输出接口作为一组，输入通道IN1的数据发送到输出通道OUT18，IN2未使用。TS13，设置为“冗余模式”，全部八个输出接口作为一组，输入通道IN1的数据发送到输出通道OUT18，IN2 是IN1的冗余备份。一般首先使用IN1通道，如果IN1故障或通道未启动，持续300us超时情况下，内部的控制开关自动从IN1切换到IN2。现场工作中，EOT10B的旋码开关TS1一律打到2的位置，即选择一组模式，将IN1输入的数据直接经由OUT发出去送往控制保护系统。EOT10B上电前，必须设置好旋转开关位置。设置开关必须在掉电状态下进行，带电设置可能会损坏插件，且设置后必须复位插件或机箱才能生效，否则会造成TDM总线通讯异常和错误，不利于系统正常稳定运行。
