發改委兩年18億支持全光纖電流/電壓互感器技術
2013-01-05 22:18:17 本站原創:一、技術名稱：全光纖電流/電壓互感器技術
二、適用范圍：電力行業智能電網、數字化變電站建設
單位節能量：平均50tce/臺.年
目前推廣比例(%)：1
預計2015 年該技術在行業內的推廣比例(%)：50
預計2015 年總投入(萬元)：180000
預計2015 年節能能力(萬tce/a)：100
主要技術內容
光纖電流互感器利用磁光法拉第效應，通過測量探測器處疊加的光強的變化，得出對應電流的大小。光纖電壓互感器利用泡克爾斯效應，當光波通過晶體時，在兩個軸上光波之間的相位差會隨著電壓或電場改變，利用相位差即可測出對應的電壓變化值。
三、與該節能技術相關生產環節的能耗現狀
智能電網是國家“十二五”規劃重點培育的七大戰略性新興產業之一，而電流互感器和電壓互感器是智能電網的基礎核心設備之一。目前，我國互感器的需求量以每年12%的速度增長。傳統的電磁式電流互感器不僅需要消耗大量的銅、鋁等有色金屬材料，而且運行過程中能耗量巨大。
與傳統互感器相比，全光纖電流互感器技術不需要消耗大量的銅、鋁等有色金屬，也不會對大氣、水等造成污染，是節能環保的高科技產品，將成為未來傳統互感器的替代產品。
四、技術內容
1.技術原理
光纖電流互感器利用磁光法拉第效應，通電后，在通電導體周圍的磁場作用下，兩束光波的傳播速度發生相對變化，即出現相位差，最終表現為探測器處疊加的光強發生變化。通過測量光強的大小，即可測出對應的電流大小;光纖電壓互感器利用泡克爾斯效應，當光波通過晶體時，在兩個軸上光波之間的相位差會隨著電壓或電場改變，通過監測光強的變化即可測出對應電壓的大小。
2.關鍵技術
(1)相位置零與調制波復位雙閉環控制(負反饋)技術;
(2)全光纖電流互感器誤差及抑制技術;
(3)共光路、差動信號解調技術。
3.工藝流程
全光纖電流互感器應用于電氣系統，需要與電氣設備一體化集成，并滿足電氣設備復雜環境條件要求，同時需解決一系列系統級關鍵工藝技術問題。主要關鍵工藝技術如下：
(1)光纖測量裝置氣密工藝;
(2)光纖復合絕緣子真空澆注常溫固化工藝;
(3)特種光纖光路制造工藝。
具體見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5。
五、主要技術指標
1.光纖電流測量裝置主要技術指標
(1)工作電壓等級：10kV～1000kV;
(2)測量范圍：>170kA;
(3)準確級：IEC0.2S;
(4)暫態性能：63kA，5TPE;
(5)工作溫度范圍：-40℃～+65℃。
2.光學電壓測量裝置主要技術指標
(1)工作電壓等級：10kV～500kV;
(2)準確級：IEC0.2;
(3)保護準確級：3P;
(4)工作溫度范圍：-40℃～+65℃。
六、技術應用情況
該技術已獲得8項國家專利。2009年6月，該技術通過江蘇省信息產業廳組織的“NAE-GL系列全光纖電子式電流互感器”科技成果鑒定;2011年12月通過了中國航天科技集團公司組織的技術成果鑒定;2012年4月“電氣系統電學參量寬頻域光纖精密測量及技術應用”通過了中國機械聯合會組織的技術鑒定，其綜合技術水平居國內領先、國際先進。
2008年4月，該技術首次在安徽淮北大唐電廠成功應用，截止到目前，產品最長運行時間達4年，該技術已覆蓋10kV至750kV電壓等級，共計49個工程項目，數量超過1650相，并實現產品向發達國家出口。在高壓電力領域，光纖電流互感器已應用于48個智能變電站，光纖電壓測量裝置應用于6個智能變電站工程項目，其中包含多個國家電網重大示范工程。
七、典型用戶及投資效益
典型用戶：國電南瑞科技股份有限公司、延安750kV智能變電站、何橋110kV智能變電站
典型案例1
建設規模：1×2100MVA延安750kV智能變電站。主要技改內容：高壓設備智能化，主要設備為全光纖電流/電壓互感器。節能技改投資額200萬元，建設期1年。每年可節能1000tce，年節能經濟效益為68萬元，投資回收期3年。
典型案例2
建設規模：2×50MVA何橋110kV智能變電站。主要技改內容：智能一次設備，主要設備包括全光纖電流/電壓互感器。節能技改投資額1200萬元，建設期約1.5年。每年可節能459tce，年節能經濟效益240萬元，投資回收期5年。
八、推廣前景和節能潛力
光纖電流/電壓互感器主要應用在110(66)kV及以上電壓等級的智能化變電站領域。根據國家電網公司《國家電網公司“十二五”智能化規劃》，“十二五”期間，國家電網公司將新建110(66)kV及以上電壓等級智能變電站5100座、變電站智能化改造約1000座。預計到2015年，國家電網公司經營區域110(66)kV及以上電壓等級智能變電站將占變電站總座數的30%左右。該技術的推廣率可達50%，形成的年節能能力約100萬tce。
