发改委两年18亿支持全光纤电流/电压互感器技术

:一、技术名称：全光纤电流/电压互感器技术

二、适用范围：电力行业智能电网、数字化变电站建设

单位节能量：平均50tce/台.年

目前推广比例(%)：1

预计2015 年该技术在行业内的推广比例(%)：50

预计2015 年总投入(万元)：180000

预计2015 年节能能力(万tce/a)：100

主要技术内容

光纤电流互感器利用磁光法拉第效应，通过测量探测器处叠加的光强的变化，得出对应电流的大小。光纤电压互感器利用泡克尔斯效应，当光波通过晶体时，在两个轴上光波之间的相位差会随着电压或电场改变，利用相位差即可测出对应的电压变化值。

三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状

智能电网是国家“十二五”规划重点培育的七大战略性新兴产业之一，而电流互感器和电压互感器是智能电网的基础核心设备之一。目前，我国互感器的需求量以每年12%的速度增长。传统的电磁式电流互感器不仅需要消耗大量的铜、铝等有色金属材料，而且运行过程中能耗量巨大。

与传统互感器相比，全光纤电流互感器技术不需要消耗大量的铜、铝等有色金属，也不会对大气、水等造成污染，是节能环保的高科技产品，将成为未来传统互感器的替代产品。

四、技术内容

1.技术原理

光纤电流互感器利用磁光法拉第效应，通电后，在通电导体周围的磁场作用下，两束光波的传播速度发生相对变化，即出现相位差，最终表现为探测器处叠加的光强发生变化。通过测量光强的大小，即可测出对应的电流大小;光纤电压互感器利用泡克尔斯效应，当光波通过晶体时，在两个轴上光波之间的相位差会随着电压或电场改变，通过监测光强的变化即可测出对应电压的大小。

2.关键技术

(1)相位置零与调制波复位双闭环控制(负反馈)技术;

(2)全光纤电流互感器误差及抑制技术;

(3)共光路、差动信号解调技术。

3.工艺流程

全光纤电流互感器应用于电气系统，需要与电气设备一体化集成，并满足电气设备复杂环境条件要求，同时需解决一系列系统级关键工艺技术问题。主要关键工艺技术如下：

(1)光纤测量装置气密工艺;

(2)光纤复合绝缘子真空浇注常温固化工艺;

(3)特种光纤光路制造工艺。

具体见图1、图2、图3、图4、图5。

五、主要技术指标

1.光纤电流测量装置主要技术指标

(1)工作电压等级：10kV～1000kV;

(2)测量范围：>170kA;

(3)准确级：IEC0.2S;

(4)暂态性能：63kA，5TPE;

(5)工作温度范围：-40℃～+65℃。

2.光学电压测量装置主要技术指标

(1)工作电压等级：10kV～500kV;

(2)准确级：IEC0.2;

(3)保护准确级：3P;

(4)工作温度范围：-40℃～+65℃。

六、技术应用情况

该技术已获得8项国家专利。2009年6月，该技术通过江苏省信息产业厅组织的“NAE-GL系列全光纤电子式电流互感器”科技成果鉴定;2011年12月通过了中国航天科技集团公司组织的技术成果鉴定;2012年4月“电气系统电学参量宽频域光纤精密测量及技术应用”通过了中国机械联合会组织的技术鉴定，其综合技术水平居国内领先、国际先进。

2008年4月，该技术首次在安徽淮北大唐电厂成功应用，截止到目前，产品最长运行时间达4年，该技术已覆盖10kV至750kV电压等级，共计49个工程项目，数量超过1650相，并实现产品向发达国家出口。在高压电力领域，光纤电流互感器已应用于48个智能变电站，光纤电压测量装置应用于6个智能变电站工程项目，其中包含多个国家电网重大示范工程。

七、典型用户及投资效益

典型用户：国电南瑞科技股份有限公司、延安750kV智能变电站、何桥110kV智能变电站

典型案例1

建设规模：1×2100MVA延安750kV智能变电站。主要技改内容：高压设备智能化，主要设备为全光纤电流/电压互感器。节能技改投资额200万元，建设期1年。每年可节能1000tce，年节能经济效益为68万元，投资回收期3年。

典型案例2

建设规模：2×50MVA何桥110kV智能变电站。主要技改内容：智能一次设备，主要设备包括全光纤电流/电压互感器。节能技改投资额1200万元，建设期约1.5年。每年可节能459tce，年节能经济效益240万元，投资回收期5年。

八、推广前景和节能潜力

光纤电流/电压互感器主要应用在110(66)kV及以上电压等级的智能化变电站领域。根据国家电网公司《国家电网公司“十二五”智能化规划》，“十二五”期间，国家电网公司将新建110(66)kV及以上电压等级智能变电站5100座、变电站智能化改造约1000座。预计到2015年，国家电网公司经营区域110(66)kV及以上电压等级智能变电站将占变电站总座数的30%左右。该技术的推广率可达50%，形成的年节能能力约100万tce。