精心打造電網“守護神”

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近日，2018年第11屆“中國國際專利技術與產品交易會”（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品代表參展，受到了廣泛好評。

這種被稱之為電網“守護神”的產品，其核心技術來自33所光纖陀螺研究室。該研究室深諳光纖產品的特點與特性，并將這項軍用自主導航傳感技術成功應用到國家智能電網中，促進了國家經濟發展，造福了一方人民。

▲ 貴州大山里的變電站

“懸絲診脈”進大山

全光纖電流互感器是用來保障電力系統正常穩定工作的關鍵監測設備，可安裝于變壓器的中性點和間隙保護點等檢測部位。在數字化變電站應用現場，互感器肩負著電力測量和保護兩個重要使命，它能夠對電網運行狀態進行監視、記錄和電能計量，同時還能在電力系統非正常運行和故障狀態下，將故障電流信息傳遞給斷路器等裝置來啟動保護動作，實現故障監視和對電力設備的防護。

研制人員楊懌博士表示，有了這個產品就像是給智能電網戴上了一個“懸絲診脈”的“手鐲”。沒有它，將無法對整個電網系統的運營狀態進行判斷，一旦出現線路異常，可能會造成無法估量的安全事故，給國家和人民經濟財產造成重大損失。

如今，33所的光纖電流互感器已經先后在河北、貴州、浙江、遼寧等四個省市地區的20余座數字智能變電站完成了投運工作，這種由航天慣性傳感器衍生而來的智能電網監測設備，正在國家電力資源生命線上發揮著重要作用。

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優勢，其研制的全光纖電流互感器在國家電網武漢高壓研究院順利通過型式試驗，取得了進軍電力行業的準入資格。同年，產品首次在河北省邯鄲市賈河口村110KV智能變電站掛網應用。同年年底，33所與國電南自合作，在貴州省畢節、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與安裝調試工作，并全部投入試運行。

33所產品技術人員向強介紹：與傳統電網相比，智能電網進一步優化了各級電網控制，通過集中與分散相結合的模式，能夠實現靈活變換網絡結構、智能重組系統結構等功能，具備兼容好、經濟性佳等特點，將有效優化電力系統效能配置、提升電網整體服務質量。而全光纖電流傳感器憑借結構簡單、動態范圍寬、適用面廣、綠色環保的特點，成為智能電網發展趨勢之路上的“天選”之材。

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

五年間，他們先后十余次走進貴州大山，將航天產品帶到這里，為當地的數字智能變電站服務，造福當地人民。

▲ 光纖電流互感器戶外長期測試平臺

數載磨礪結“電緣”

2015年7月，國家發改委、能源局聯合發布關于促進智能電網建設的指導意見，提出到2020年，初步建成智能電網體系，全面支撐現代能源體系建設，帶動戰略性新興產業發展，形成有國際競爭力的智能電網裝備體系。

國家電網公司計劃今年在國內建設“六交八直”14條特高壓線路，并于2020年以前在國內建成“五縱五橫”共27條特高壓線路，數字化變電站的普及率要達到80%。每一個數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，全光纖電流互感器是當之無愧的首選。

面對國家能源體系建設的迫切需求，33所積極響應中國航天科工集團公司“三服務”戰略號召，持續依托自身多年來在光纖傳感領域積累的技術優勢，著力突破全數字閉環信號處理、環圈和光路的溫度敏感性、長期穩定性等多項關鍵技術，產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所兩臺樣機測試結果均非常穩定，精度優于國標要求一倍以上，在所有參試產品中表現突出，航天軍用傳感技術在國家能源系統建設領域有了用武之地。

永不止步攀“高峰”

目前，我國已進入特高壓電大規模建設時期。據統計，從目前到“十三五”末，特高壓建設線路長度將達到8.9萬公里，變電（換流）容量分別達到7.8億千伏安（千瓦）。高強度、大規模的智能電網建設將貫穿整個“十三五”。

33所將持續堅持軍民融合產業發展，并密切服務國家戰略、服務國計民生的基本宗旨，圍繞國家在交流智能變電站、特高壓直流輸電網線和柔性直流輸電網線等方面的應用需求，持續開展關鍵技術攻關、制造工藝優化和安裝調試能力提升。

面向“點對點”輸電的特高壓直流電網，33所研制開發了針對直流換流站的1A小電流光纖互感器試驗樣機，精度達到0.2級。其間，為滿足第二代傳感環圈的制造需求，技術人員完成了互感器用平繞繞環機研制。同時，還完成了光口調試裝置研制，大大縮短了調試時間，為產品批量化工程應用做好技術攻關和儲備。

隨著特高壓交直流電網快速發展和清潔能源大規模開發，電網運行特性的深刻改變呼喚更加安全、可控的柔性能源網絡檢測與控制系統，而33所多型全光纖電流互感器在此領域有著廣闊的應用空間，將踏著軍民融合產業發展的大潮，更加有效地推動國家能源系統智能化升級和安全保護進程。