精心打造電網(wǎng)“守護(hù)神”

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近日，2018年第11屆“中國國際專利技術(shù)與產(chǎn)品交易會”（簡稱“專交會”）在遼寧省大連市召開，中國航天科工集團(tuán)有限公司三院33所研制的全光纖電流互感器作為三院軍民融合產(chǎn)品代表參展，受到了廣泛好評。

這種被稱之為電網(wǎng)“守護(hù)神”的產(chǎn)品，其核心技術(shù)來自33所光纖陀螺研究室。該研究室深諳光纖產(chǎn)品的特點與特性，并將這項軍用自主導(dǎo)航傳感技術(shù)成功應(yīng)用到國家智能電網(wǎng)中，促進(jìn)了國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，造福了一方人民。

▲ 貴州大山里的變電站

“懸絲診脈”進(jìn)大山

全光纖電流互感器是用來保障電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定工作的關(guān)鍵監(jiān)測設(shè)備，可安裝于變壓器的中性點和間隙保護(hù)點等檢測部位。在數(shù)字化變電站應(yīng)用現(xiàn)場，互感器肩負(fù)著電力測量和保護(hù)兩個重要使命，它能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、記錄和電能計量，同時還能在電力系統(tǒng)非正常運(yùn)行和故障狀態(tài)下，將故障電流信息傳遞給斷路器等裝置來啟動保護(hù)動作，實現(xiàn)故障監(jiān)視和對電力設(shè)備的防護(hù)。

研制人員楊懌博士表示，有了這個產(chǎn)品就像是給智能電網(wǎng)戴上了一個“懸絲診脈”的“手鐲”。沒有它，將無法對整個電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)營狀態(tài)進(jìn)行判斷，一旦出現(xiàn)線路異常，可能會造成無法估量的安全事故，給國家和人民經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)造成重大損失。

如今，33所的光纖電流互感器已經(jīng)先后在河北、貴州、浙江、遼寧等四個省市地區(qū)的20余座數(shù)字智能變電站完成了投運(yùn)工作，這種由航天慣性傳感器衍生而來的智能電網(wǎng)監(jiān)測設(shè)備，正在國家電力資源生命線上發(fā)揮著重要作用。

2011年，33所與國電南京自動化股份有限公司（簡稱：國電南自）合作，借鑒多年光纖陀螺技術(shù)優(yōu)勢，其研制的全光纖電流互感器在國家電網(wǎng)武漢高壓研究院順利通過型式試驗，取得了進(jìn)軍電力行業(yè)的準(zhǔn)入資格。同年，產(chǎn)品首次在河北省邯鄲市賈河口村110KV智能變電站掛網(wǎng)應(yīng)用。同年年底，33所與國電南自合作，在貴州省畢節(jié)、六盤水、凱里、遵義等多個城市的十幾座智能變電站完成了70余套光纖電流互感器的生產(chǎn)與安裝調(diào)試工作，并全部投入試運(yùn)行。

33所產(chǎn)品技術(shù)人員向強(qiáng)介紹：與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)進(jìn)一步優(yōu)化了各級電網(wǎng)控制，通過集中與分散相結(jié)合的模式，能夠?qū)崿F(xiàn)靈活變換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、智能重組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等功能，具備兼容好、經(jīng)濟(jì)性佳等特點，將有效優(yōu)化電力系統(tǒng)效能配置、提升電網(wǎng)整體服務(wù)質(zhì)量。而全光纖電流傳感器憑借結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)范圍寬、適用面廣、綠色環(huán)保的特點，成為智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢之路上的“天選”之材。

2016年11月，33所的技術(shù)人員來到貴州省遵義市官井區(qū)，完成了他們在貴州境內(nèi)最后一個全光纖電流互感器的熔接和調(diào)試工作。

五年間，他們先后十余次走進(jìn)貴州大山，將航天產(chǎn)品帶到這里，為當(dāng)?shù)氐臄?shù)字智能變電站服務(wù)，造福當(dāng)?shù)厝嗣瘛?/p>

▲ 光纖電流互感器戶外長期測試平臺

數(shù)載磨礪結(jié)“電緣”

2015年7月，國家發(fā)改委、能源局聯(lián)合發(fā)布關(guān)于促進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)的指導(dǎo)意見，提出到2020年，初步建成智能電網(wǎng)體系，全面支撐現(xiàn)代能源體系建設(shè)，帶動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成有國際競爭力的智能電網(wǎng)裝備體系。

國家電網(wǎng)公司計劃今年在國內(nèi)建設(shè)“六交八直”14條特高壓線路，并于2020年以前在國內(nèi)建成“五縱五橫”共27條特高壓線路，數(shù)字化變電站的普及率要達(dá)到80%。每一個數(shù)字化變電站都需要近百只電流互感器作為各個支干路電流的檢測和保護(hù)，全光纖電流互感器是當(dāng)之無愧的首選。

面對國家能源體系建設(shè)的迫切需求，33所積極響應(yīng)中國航天科工集團(tuán)公司“三服務(wù)”戰(zhàn)略號召，持續(xù)依托自身多年來在光纖傳感領(lǐng)域積累的技術(shù)優(yōu)勢，著力突破全數(shù)字閉環(huán)信號處理、環(huán)圈和光路的溫度敏感性、長期穩(wěn)定性等多項關(guān)鍵技術(shù)，產(chǎn)品順利通過了武漢高壓研究院220KV交流光纖電流互感器研制和型式鑒定試驗。

2018年年初，在武漢高壓研究院組織的長期帶電考核試驗過程中，33所兩臺樣機(jī)測試結(jié)果均非常穩(wěn)定，精度優(yōu)于國標(biāo)要求一倍以上，在所有參試產(chǎn)品中表現(xiàn)突出，航天軍用傳感技術(shù)在國家能源系統(tǒng)建設(shè)領(lǐng)域有了用武之地。

永不止步攀“高峰”

目前，我國已進(jìn)入特高壓電大規(guī)模建設(shè)時期。據(jù)統(tǒng)計，從目前到“十三五”末，特高壓建設(shè)線路長度將達(dá)到8.9萬公里，變電（換流）容量分別達(dá)到7.8億千伏安（千瓦）。高強(qiáng)度、大規(guī)模的智能電網(wǎng)建設(shè)將貫穿整個“十三五”。

33所將持續(xù)堅持軍民融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并密切服務(wù)國家戰(zhàn)略、服務(wù)國計民生的基本宗旨，圍繞國家在交流智能變電站、特高壓直流輸電網(wǎng)線和柔性直流輸電網(wǎng)線等方面的應(yīng)用需求，持續(xù)開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、制造工藝優(yōu)化和安裝調(diào)試能力提升。

面向“點對點”輸電的特高壓直流電網(wǎng)，33所研制開發(fā)了針對直流換流站的1A小電流光纖互感器試驗樣機(jī)，精度達(dá)到0.2級。其間，為滿足第二代傳感環(huán)圈的制造需求，技術(shù)人員完成了互感器用平繞繞環(huán)機(jī)研制。同時，還完成了光口調(diào)試裝置研制，大大縮短了調(diào)試時間，為產(chǎn)品批量化工程應(yīng)用做好技術(shù)攻關(guān)和儲備。

隨著特高壓交直流電網(wǎng)快速發(fā)展和清潔能源大規(guī)模開發(fā)，電網(wǎng)運(yùn)行特性的深刻改變呼喚更加安全、可控的柔性能源網(wǎng)絡(luò)檢測與控制系統(tǒng)，而33所多型全光纖電流互感器在此領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間，將踏著軍民融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大潮，更加有效地推動國家能源系統(tǒng)智能化升級和安全保護(hù)進(jìn)程。