電子式互感器接口標準亟待統一
http://www.debgrams.com 2012-08-29 11:15 來源：亮報
新型電子式互感器在我國已有十多年的研發和應用，已有300多個電站的試驗運行或正式運行實例。國內從事電子式互感器技術研發的單位已增至30多家，部分或全系列供貨的廠家已接近10家。目前，電子式互感器除了需要繼續克服一些應用層面新出現的技術障礙，統一各種接口標準，已成當務之急。
裝配在河南某變電站的電子式互感器。楊淼 攝
●接口標準化的意義
電子式互感器作為一種新型工業電器，其通用性、互換性、可裝配性、可維護性是推廣應用必備的條件。當產品經歷了原理性研發和適用性驗證兩個重要階段后，為了適應工業化批量生產、標準化工程選型設計和統一化檢測手段的需要，應盡快脫離試品狀態，過渡為一種方案固定、接口通用的標準化產品。標準化將大大壓縮制造、服務成本，更利于產品走向成熟。
有了標準化接口，互感器各部件就成為可以靈活組裝、插接和拆分的模塊，具有了現場互換性和可維護性。如果接口標準固守私家協議，在使用中，部件之間成為一種固定搭配，則不具備互換性和通用性。一些電站發生的單個器件故障，往往需要“整系統”拆下返廠維修，這一事實正好說明了接口標準化的必要性和緊迫性。如果部件間具有標準化接口，不但同一廠家的互感器部件可以靈活更換或換代，不同廠家的互感器也可兼容和互換。這不僅為制造廠家帶來方便，也為工程設計和用戶選型帶來靈活性。
●非標化現狀
目前，電子式互感器的制造主要依據《IEC60044-8》電子式電流互感器以及《IEC61850-9》數字化電站通信系統兩個國際標準，這兩個標準僅對合并器的網絡輸出接口做了規定，但對互感器的采集器與合并器之間數字輸出接口以及傳感器接口沒有明確的規定。這是造成目前產品非標化發展的根源。
合并器的網絡接口：由于上述兩個國際標準規定上差異，在我國電站上，同時執行“FT3”、“9-1”、“9-2”三種協議，在同一電站，甚至在同一臺合并器上也同時執行三種協議，以適應不同廠家對接要求，造成這一現狀的原因，一方面是不同廠家設備的現實差異，另一個因素是設計單位在電站保護模式上的方案折中——力求兼而有之、備而全之。這會增加調試和運行時的難度。
采集器的數字輸出接口：是指由采集器到合并器之間的數字輸出接口，至今沒有明確標準，各廠家全部采用私家協議。以西安華偉光電公司為例，目前的采集器被迫采用過6種接口協議，以適配不同的二次廠家對接要求。這給產品技術管理、售前售后服務帶來很多麻煩。一個電站選用多家互感器，常因接口標準差異導致兼容性故障，一旦出現問題，由于有標準間的轉換，較難快速定位。有的制造廠家將傳感器的校準功能移至合并器中，使得合并器與互感器成為唯一固定搭配，失去了部件的通用性和互換性，給后續的維修服務和版本升級帶來困難。
私有協議抱殘守缺：作為采集器輸出接口標準，現有的私有協議均缺乏嚴格的技術論證，雖然互不兼容，但從源頭上大體可分為兩類：一類是套用“FT3”框架，另一類是套用異步RS-232框架。由于是借用“框架”，所以對原框架進行了填充，引入了一部分無效位，由于無效位仍需參與CRC校驗,通信過程不但要空耗通信資源，而且增大了出錯幾率。無論采用哪一種框架，均沒有對可靠性、有效性、簡便性、容錯能力做充分論證，事實上選用一個好的標準對增加通信可靠性至關重要，目前大量采用異步插值法代替同步法，原因是異步法省去了同步應答過程，可減少一半出錯幾率。
商業短視因素：盡管企業都在呼吁建立統一接口標準，但處于商業競爭需要，一些先入市場的廠家希望保留自家的技術作為一種門檻，阻止后來者參與與進入。從長遠考慮，統一的競爭平臺，更有利于行業整體發展。
片面先進性誤區：另一個抵觸標準化進程的因素是片面追求所謂的先進性，任意提高設計指標，以示其與眾不同。如一些電站將數字采樣率提高到200-500點/周波，誤以為高采樣率意味著高精度，其實保護算法僅需要16-24點/周波，計量算法是一種統計平均值的時間累積，標準規定的48-80點/周波已經是非常高的采樣精度，過高的采樣率反而會增加無謂的通信負擔，引發通信故障而影響計量精度。
●實現接口標準化的建議
制定電子式互感器統一接口標準是促使整個行業的技術進步必須經歷的一個重要環節，制定標準本身也屬于互感器知識產權的組成部分。由于我國在電子式互感器的研發應用領域已經走在國際的前列，不能等待國際標準的制定，然后進行跟進，需要自己動手完善相關標準。
◆建議以國家互感器標準委員會或行業協會為組織者，對近十年的實踐活動進行技術總結，組織相關人員，充分論證，制定適合我國電站實際運行要求的電子式互感器數字輸出接口標準。
◆鑒于各種互感器傳感原理上的差異，目前暫不規定傳感器輸出標準?？上葘哂泄残砸蟮牟杉鞯胶喜⑵鞯臄底州敵鼋涌谥贫ńy一標準。
◆新標準可先作為推薦標準，建議廠家試用，一年后通過總結修訂，公示為正式標準，與此相對應，試驗、檢驗標準也應以新的接口標準為基礎，廢除私家協議。
【 鏈 接 】
電子式互感器接口種類
電子式互感器無論原理如何，總體上可分為：電量傳感、絕緣隔離、數字采集、網絡通信四大部件（或稱四段）。其中，除去絕緣隔離部件外，與信息傳輸相關的三大部件由三種接口相互連接，即：傳感器輸出接口、數字采集器輸出接口、合并器網絡通信輸出接口，即所謂“四段三口”體系結構。
（作者系西安華偉光電公司總工程師）
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