智能电网互感器的接口标准现状分析
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
一接口标准化的意义
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
二非标化现状
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FT39-19-2三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
三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
