智能电网：电子式互感器接口标准亟待统一
2012-08-29 09:47:07 来源：英大网 点击：1380
【哔哥哔特导读】新型电子式互感器在我国已有十多年的研发和应用，已有300多个电站的试验运行或正式运行实例。
摘要： 新型电子式互感器在我国已有十多年的研发和应用，已有300多个电站的试验运行或正式运行实例。
新型电子式互感器在我国已有十多年的研发和应用，已有300多个电站的试验运行或正式运行实例。国内从事电子式互感器技术研发的单位已增至30多家，部分或全系列供货的厂家已接近10家。目前，电子式互感器除了需要继续克服一些应用层面新出现的技术障碍，统一各种接口标准，已成当务之急。
装配在河南某变电站的电子式互感器
●接口标准化的意义
电子式互感器作为一种新型工业电器，其通用性、互换性、可装配性、可维护性是推广应用必备的条件。当产品经历了原理性研发和适用性验证两个重要阶段后，为了适应工业化批量生产、标准化工程选型设计和统一化检测手段的需要，应尽快脱离试品状态，过渡为一种方案固定、接口通用的标准化产品。标准化将大大压缩制造、服务成本，更利于产品走向成熟。
有了标准化接口，互感器各部件就成为可以灵活组装、插接和拆分的模块，具有了现场互换性和可维护性。如果接口标准固守私家协议，在使用中，部件之间成为一种固定搭配，则不具备互换性和通用性。一些电站发生的单个器件故障，往往需要“整系统”拆下返厂维修，这一事实正好说明了接口标准化的必要性和紧迫性。如果部件间具有标准化接口，不但同一厂家的互感器部件可以灵活更换或换代，不同厂家的互感器也可兼容和互换。这不仅为制造厂家带来方便，也为工程设计和用户选型带来灵活性。
●非标化现状
目前，电子式互感器的制造主要依据《IEC60044-8》电子式电流互感器以及《IEC61850-9》数字化电站通信系统两个国际标准，这两个标准仅对合并器的网络输出接口做了规定，但对互感器的采集器与合并器之间数字输出接口以及传感器接口没有明确的规定。这是造成目前产品非标化发展的根源。
合并器的网络接口：由于上述两个国际标准规定上差异，在我国电站上，同时执行“FT3”、“9-1”、“9-2”三种协议，在同一电站，甚至在同一台合并器上也同时执行三种协议，以适应不同厂家对接要求，造成这一现状的原因，一方面是不同厂家设备的现实差异，另一个因素是设计单位在电站保护模式上的方案折中——力求兼而有之、备而全之。这会增加调试和运行时的难度。
采集器的数字输出接口：是指由采集器到合并器之间的数字输出接口，至今没有明确标准，各厂家全部采用私家协议。以西安华伟光电公司为例，目前的采集器被迫采用过6种接口协议，以适配不同的二次厂家对接要求。这给产品技术管理、售前售后服务带来很多麻烦。一个电站选用多家互感器，常因接口标准差异导致兼容性故障，一旦出现问题，由于有标准间的转换，较难快速定位。有的制造厂家将传感器的校准功能移至合并器中，使得合并器与互感器成为唯一固定搭配，失去了部件的通用性和互换性，给后续的维修服务和版本升级带来困难。
私有协议抱残守缺：作为采集器输出接口标准，现有的私有协议均缺乏严格的技术论证，虽然互不兼容，但从源头上大体可分为两类：一类是套用“FT3”框架，另一类是套用异步RS-232框架。由于是借用“框架”，所以对原框架进行了填充，引入了一部分无效位，由于无效位仍需参与CRC校验，通信过程不但要空耗通信资源，而且增大了出错几率。无论采用哪一种框架，均没有对可靠性、有效性、简便性、容错能力做充分论证，事实上选用一个好的标准对增加通信可靠性至关重要，目前大量采用异步插值法代替同步法，原因是异步法省去了同步应答过程，可减少一半出错几率。
商业短视因素：尽管企业都在呼吁建立统一接口标准，但处于商业竞争需要，一些先入市场的厂家希望保留自家的技术作为一种门槛，阻止后来者参与与进入。从长远考虑，统一的竞争平台，更有利于行业整体发展。
片面先进性误区：另一个抵触标准化进程的因素是片面追求所谓的先进性，任意提高设计指标，以示其与众不同。如一些电站将数字采样率提高到200-500点/周波，误以为高采样率意味着高精度，其实保护算法仅需要16-24点/周波，计量算法是一种统计平均值的时间累积，标准规定的48-80点/周波已经是非常高的采样精度，过高的采样率反而会增加无谓的通信负担，引发通信故障而影响计量精度。
●实现接口标准化的建议
制定电子式互感器统一接口标准是促使整个行业的技术进步必须经历的一个重要环节，制定标准本身也属于互感器知识产权的组成部分。由于我国在电子式互感器的研发应用领域已经走在国际的前列，不能等待国际标准的制定，然后进行跟进，需要自己动手完善相关标准。
◆建议以国家互感器标准委员会或行业协会为组织者，对近十年的实践活动进行技术总结，组织相关人员，充分论证，制定适合我国电站实际运行要求的电子式互感器数字输出接口标准。
◆鉴于各种互感器传感原理上的差异，目前暂不规定传感器输出标准。可先对具有共性要求的采集器到合并器的数字输出接口制定统一标准。
◆新标准可先作为推荐标准，建议厂家试用，一年后通过总结修订，公示为正式标准，与此相对应，试验、检验标准也应以新的接口标准为基础，废除私家协议。
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近年来，作为首批建成的示范智能变电站项目核心元器件之一，电子式互感器接二连三被击穿，发生爆炸事件，涉及湖南、云南、福建等地。甚至有人据此判断，国家电网公司可能会放缓智能电网的推进速度，等待新产品成熟。
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详细介绍了关于电子式互感器的定义、分类及原理，分析了有源式和无源式电子式互感器的类型、原理及其存在的主要问题，并就其技术特征进行对比，讨论了电子式互感器是如何在智能变电站中起到关键的作用以及未来电子式互感器的发展趋势。
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电子式互感器的开发与应用前景。
近年来，作为首批建成的示范智能变电站项目核心元器件之一，电子式互感器接二连三被击穿，发生爆炸事件，涉及湖南、云南、福建等地。甚至有人据此判断，国家电网公司可能会放缓智能电网的推进速度，等待新产品成熟。
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