智能電網(wǎng)：電子式互感器接口標準亟待統(tǒng)一
21ic智能電網(wǎng)：新型電子式互感器在我國已有十多年的研發(fā)和應用，已有300多個電站的試驗運行或正式運行實例。國內(nèi)從事電子式互感器技術研發(fā)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(xù)克服一些應用層面新出現(xiàn)的技術障礙，統(tǒng)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(yè)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(chǎn)品經(jīng)歷了原理性研發(fā)和適用性驗證兩個重要階段后，為了適應工業(yè)化批量生產(chǎn)、標準化工程選型設計和統(tǒng)一化檢測手段的需要，應盡快脫離試品狀態(tài)，過渡為一種方案固定、接口通用的標準化產(chǎn)品。標準化將大大壓縮制造、服務成本，更利于產(chǎn)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(xiàn)場互換性和可維護性。如果接口標準固守私家協(xié)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(fā)生的單個器件故障，往往需要“整系統(tǒng)”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?guī)矸奖?，也為工程設計和用戶選型帶來靈活性。
●非標化現(xiàn)狀
目前，電子式互感器的制造主要依據(jù)《IEC60044-8》電子式電流互感器以及《IEC61850-9》數(shù)字化電站通信系統(tǒng)兩個國際標準，這兩個標準僅對合并器的網(wǎng)絡輸出接口做了規(guī)定，但對互感器的采集器與合并器之間數(shù)字輸出接口以及傳感器接口沒有明確的規(guī)定。這是造成目前產(chǎn)品非標化發(fā)展的根源。
合并器的網(wǎng)絡接口：由于上述兩個國際標準規(guī)定上差異，在我國電站上，同時執(zhí)行“FT3”、“9-1”、“9-2”三種協(xié)議，在同一電站，甚至在同一臺合并器上也同時執(zhí)行三種協(xié)議，以適應不同廠家對接要求，造成這一現(xiàn)狀的原因，一方面是不同廠家設備的現(xiàn)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(diào)試和運行時的難度。
采集器的數(shù)字輸出接口：是指由采集器到合并器之間的數(shù)字輸出接口，至今沒有明確標準，各廠家全部采用私家協(xié)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(xié)議，以適配不同的二次廠家對接要求。這給產(chǎn)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(xiàn)問題，由于有標準間的轉(zhuǎn)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(xù)的維修服務和版本升級帶來困難。
私有協(xié)議抱殘守缺：作為采集器輸出接口標準，現(xiàn)有的私有協(xié)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(yè)短視因素：盡管企業(yè)都在呼吁建立統(tǒng)一接口標準，但處于商業(yè)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(tǒng)一的競爭平臺，更有利于行業(yè)整體發(fā)展。
片面先進性誤區(qū)：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(shù)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(tǒng)計平均值的時間累積，標準規(guī)定的48-80點/周波已經(jīng)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(fā)通信故障而影響計量精度。
●實現(xiàn)接口標準化的建議
制定電子式互感器統(tǒng)一接口標準是促使整個行業(yè)的技術進步必須經(jīng)歷的一個重要環(huán)節(jié)，制定標準本身也屬于互感器知識產(chǎn)權的組成部分。由于我國在電子式互感器的研發(fā)應用領域已經(jīng)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(yè)協(xié)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(shù)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(guī)定傳感器輸出標準?？上葘哂泄残砸蟮?strong>采集器到合并器的數(shù)字輸出接口制定統(tǒng)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(xié)議。
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