光电互感器是利用电磁感应原理的Rogowski线圈以及串行感应分压器实现的混合式交流电流电压互感器。传感头部件包括串行感应分压器、Rogowski线圈、采集器等。传感头部件与电力设备的高压部分等电位，传变后的电压和电流模拟量由采集器就地转换成数字信号。采集器与合并器间的数字信号传输及激光电源的能量传输全部通过光纤来进行。

　　为兼顾光电互感器能够与传统互感器混合应用，合并器除了可以接收并处理来自多个采集器的数字信号外，还可以接受并处理电磁式互感器提供的电压、电流模拟量。合并器提供同步信号输入通道，可以接受变电站信号以同步连接的各采集器；如果变电站同步信号丢失，合并器将告知二次设备采用插值法进行同步。当变电站同步信号源或同步源丢失时，可以手动设定一台合并器工作于同步信号输出，其余合并器接收。

合并器还可以通过辅助CPU和扩展开入开出直接提供保护、测量等功能，同时通过光纤以太网接口给监控、测量等装置提供数据。

　　光电互感器的以上特点决定了其具备以下优点：

　　a) Rogowski线圈实现的大电流传变，使得光电电流互感器具有无磁饱和、频率响应范围宽、精度高、暂态特性好等优点，有利于新型保护原理的实现及提高保护性能。电流互感器测量准确度达0.1级，保护优于5TPE。光电电压互感器采用了串行感应分压器，测量精度达到0.2级，并解决了传统电压互感器可能出现铁磁谐振的问题。

　　b)采集器处于和被测量电压等电位的密闭屏蔽的传感器头部件中，采集器和合并器通过光纤相连，数字信号在光缆中传输，增强了抗干扰性能，数据可靠性大大提高。

　　c)光电互感器通过光纤连接器的高低压部分，绝缘结构大为简单。以绝缘脂替代了传统互感器的油或SF6，互感器性能更加稳定，同时避免了传统充油互感器渗漏油现象，也避免了SF6互感器的SF6气体对环境的影响。无需检压检漏，运行过程中免维护。

　　d)无油设计彻底避免了充油互感器可能出现的燃烧爆炸等事故；高低压部分的光电隔离，使得电流互感器二次开路、电压互感器二次短路可能导致危及设备或人身安全等问题不复存在。

　　e)光电互感器完备的自检功能，若出现通讯故障或光电互感器故障，保护装置将会因收不到校样码正确的数据而可以直接判断出互感器异常。

　　f) 价格低廉的光纤的应用，大大降低了光电互感器的综合使用成本。由于绝缘结构简单，在高压和超高压中，光电互感器这一优点尤其显著。

 

　　（1）在变电站传统的数据采集模式中，为集中处理分布在不同地点的数据，需要铺设大量的电缆，变电站端主机利用计算机插槽中的数据采集卡，通过标准的RS-232/422/485或网络等方式，进行数据的双向传输。数据采集卡与数据处理计算机的数据交换通过计算机内部总线方式，以DMA完成。

但是，数据采集卡有其自身无法克服的缺陷：

　　1、受计算机插槽数量的限制，计算机无法采集较多路的外部数据；

　　2、占用系统资源较多；

　　3、只能为一台主机提供数据；

　　4、外部接线繁琐，无法规整；

　　5、更换串口困难，排除故障效率低。

 

　　（2）为适应数字化变电站的需要，必须开发新型变电站端综合智能采集装置，笔者在此暂定义为多路数据服务器。

　　多路数据服务器，应充分发挥现代网络技术的优势，最好以嵌入式系统为核心，独立完成多路的数据通讯及处理，通过以太网或串口，将数据送往当地的计算机。

　　多路数据服务器应克服数据采集卡的诸多弊病，以一种松耦合的方式，灵活地提供数据传输和处理的有效的方式，在电力系统自动化行业应用中必将得到越来越广的应用。

　　因为嵌入式系统本身具有强大的CPU及存储能力，LINUX操作系统又提供了安全、稳定的基础环境，整体的硬软件性能指标均达到了工业级标准，所以基于嵌入式系统开发的多路数据服务器除了能够满足一般的透明数据传输需求外，还可以借助精心设计的开发环境，独立完成数据预处理及转发任务，并可以灵活满足不同的现场应用需求，以其可靠的性能，为用户提供理想的通讯和数据处理手段。

　　笔者初步设想该多路数据服务器的初级产品：支持8/16个RS-232C/RS422/RS485串行数据通讯端口和8/16个以太网网络通讯端口。与主机间通过2个以太网网络端口通讯（1个10M，一个10/100M）。采用TCP协议实现数据交换。作为单纯的数据服务器，完成数据的透明传输任务， 同时还应提供强大的二次开发环境。用户可利用WINDOWS下的编程工具，编写程序，直接与下端的通讯端口通讯，在调试成功后，再将程序下装至多路服务器中运行。这样，利用多路数据服务器32位CPU、稳定的LINUX嵌入式操作系统和大容量内存，对经过数据服务器的数据进行灵活的数据处理、存储、分发、重定向等操作。从而可以为用户提供异常灵活的解决方案，以完成用户和现场灵活多变并不断增长的需求。

软件系统结构图如下：

　　设备程序软件设计是利用μClinux平台进行的嵌入式系统设计，主要是对各种硬件进行相关操作以保证硬件能正常、协调的工作。主要包括：

　　各硬件通讯模式和工作模式的选定与设置；

　　相关读写的动作实现；

　　流控制的设置与实现；

　　DMA控制器的使用；

　　不同数据格式之间的转换与传输以及与上层软件的通讯接口等等；

 

　　本产品的设计，主要是完成多路数据的接入。而二次开发则是在此基础上的一个应用。通过二次开发，使产品具有规约解析的能力，完成一些比较复杂的工作。由于经过二次开发，产品中含带了规约解析模块，可以接入多种不同的数据格式，转出相同的数据格式，完成通讯管理机的功能。

　　现场情况：一个实际的工程现场，需要接入部CDT,DNP3.0,BUBAN101,MODBUS等类型的规约数据，实际的上位机系统目前只能接收解析部颁CDT规约，如何完成实际工程？

根据实际情况，我们可以通过两种途径来实现工程需求：

　　1．在上位机开发其他几种通讯规约。

　　2．利用多路数据服务器的二次开发功能，开发通讯规约，形成中间数据，并转换成部颁CDT规约发送给上位机。

　　上述两种途径都可以解决问题，但是在上位机修改困难或者无法修改上位机程序的情况下，这时，利用多路数据服务器提供的二次开发功能，就可以完全解决上述问题。在启动其中的另外几个非部颁CDT规约接收并解析数据，存入到多路数据服务器数据缓冲区，形成中间数据，然后在通过部颁CDT规约转发给上位机，完成数据的采集转换功能。