航天技術打造智能電網(wǎng)“守護衛(wèi)士”

重點推介轉(zhuǎn)化項目：光纖電流監(jiān)測技術

產(chǎn)品素描：新型光纖電流互感器技術是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的關鍵核心技術。它通過兩束物理性能不同的光在磁場作用下產(chǎn)生的光強變化測量出相應電流大小，解決了傳統(tǒng)互感器因絕緣可靠性差及電磁飽和、電磁諧振等缺陷造成的爆炸或測量失準問題。

技術突破：共光路、差動信號解調(diào)方式調(diào)高了抗干擾能力，閉環(huán)控制技術擴大了準確度下的動態(tài)范圍，全光纖結(jié)構提高了系統(tǒng)的可靠性。

轉(zhuǎn)化領域：電力領域

轉(zhuǎn)化模式：技術轉(zhuǎn)讓、風險投資、許可使用、合作開發(fā)。

互感器是電網(wǎng)安全與穩(wěn)定運行的關鍵所在。我國每年因傳統(tǒng)互感器爆炸或測量失準造成的損失常高達數(shù)十億甚至數(shù)百億元，嚴重威脅電網(wǎng)安全運行和社會穩(wěn)定。北京航天時代光電科技有限公司研發(fā)的新型互感器正是在此背景下誕生的。

新型光纖電流互感器技術打破了長期制約我國電網(wǎng)互感器高壓一次設備安全精密測量的技術瓶頸，解決了傳統(tǒng)互感器因絕緣可靠性差及電磁飽和、電磁諧振等缺陷造成的爆炸或測量失準問題，從根本上保障了我國電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性，是當之無愧的“智能電網(wǎng)守護衛(wèi)士”。

成本降低30%

智能電網(wǎng)是國家“十二五”規(guī)劃重點培育的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，到2020年我國將全面建成智能電網(wǎng)�；�于磁光、電光效應的新型光纖電流互感器技術是智能電網(wǎng)革命性技術的出路。它解決了傳統(tǒng)互感器因絕緣可靠性差及電磁飽和、電磁諧振等缺陷造成的爆炸或測量失準問題，同時與傳統(tǒng)互感器相比，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(jié)能環(huán)保的高科技產(chǎn)品。

其研制單位航天時代隸屬中國航天科技集團公司第九研究院，擁有超過30年的光纖陀螺及光纖傳感儀器儀表研制經(jīng)驗，產(chǎn)品廣泛應用于載人飛船、探月工程、運載火箭、衛(wèi)星和國防武器等領域。光纖電流互感器正是在光纖陀螺的基礎上研制成功的。

據(jù)航天時代鄭春雷介紹，項目團隊結(jié)合電力系統(tǒng)的需求，深入研究了光纖電流電壓互感器溫度、振動引起的干涉儀光路非互易性誤差機理，提出并實現(xiàn)了時間與空間全互易光學干涉儀方案；提出了寬頻域、全數(shù)字閉環(huán)自適應調(diào)制解調(diào)技術，解決了開環(huán)檢測線性范圍小的難題，實現(xiàn)了光纖電流互感器107~108大動態(tài)范圍。

同時，項目團隊還解決了在電力系統(tǒng)應用中光纖電流互感器的環(huán)境適應性和長期穩(wěn)定性問題。結(jié)合電力系統(tǒng)的環(huán)境適應性要求，發(fā)明了光纖低應力繞制工藝及設備，解決了光纖扭轉(zhuǎn)、張力精確控制等難題。突破集成光學器件芯片和尾纖制備技術，解決了光纖電流互感器器件環(huán)境穩(wěn)定性問題。發(fā)明了光學干涉儀全數(shù)字閉環(huán)調(diào)制解調(diào)及增益自適應控制技術，解決了光纖電流電壓互感器調(diào)制系數(shù)隨溫度漂移的難題。在互感器長期穩(wěn)定性方面，對影響互感器長期穩(wěn)定性的基礎光電子器件展開深入的研究，對新的集成光學器件進行加速壽命和精度試驗，性能漂移減小1個量級以上。

與世界范圍內(nèi)應用最廣的Nxtphase公司產(chǎn)品相比，航天時代的光纖電流互感器的準確級、帶寬、溫度范圍等關鍵指標更優(yōu)，且價格僅為其70%還不到。

目前，項目團隊實現(xiàn)了應用面可覆蓋220V~1000kV光纖電流互感器系列化、型譜化產(chǎn)品，互感器可以與高壓斷路器、氣體絕緣開關、變壓器等高壓儀器設備一體化集成，解決了高壓絕緣及氣密問題，節(jié)省安裝空間80%以上。共申請17項發(fā)明專*（含國際發(fā)明專*3項），已授權8項，獲授權軟件著作權4項。

預期經(jīng)濟效益上千億

隨著智能電網(wǎng)的大踏步發(fā)展，作為基礎核心設備之一的電流互感器也迎來了高速發(fā)展期。專家預計，到2015年，國內(nèi)相關市場容量會達到20000相，年產(chǎn)值達到30億元。

據(jù)了解，航天時代新型光纖電流互感器已在我國26個省區(qū)共49座智能化變電站中進行了應用。其中包括上海世博會國家電網(wǎng)永久展示工程、上海蒙自變電站和國家物聯(lián)網(wǎng)展示工程無錫西涇變電站，創(chuàng)造了同技術領域不同電壓等級、不同設備形態(tài)的13項世界首次應用、18項國內(nèi)首次應用，實現(xiàn)了產(chǎn)品在德國本土的應用。電壓等級覆蓋220V~1000kV，最長應用5年，數(shù)量超過1700相，在同類產(chǎn)品中應用量居世界首位。

在節(jié)能環(huán)保方面體現(xiàn)出的顯著效益也是光纖電流互感器能夠迅速得到應用的一大原因。鄭春雷透露，互感器項目在環(huán)保節(jié)能、節(jié)約城市占地及變電站綜合效益方面所產(chǎn)生的間接經(jīng)濟效益超過12億元，推廣應用后更是可創(chuàng)造千億元以上的經(jīng)濟效益。

目前，電氣系統(tǒng)電學參量寬頻域光纖精密測量技術已實現(xiàn)核心產(chǎn)品銷售收入1.8億元，新增稅收1180萬元，系統(tǒng)設備銷售收入3.5億元。

該系統(tǒng)成果除應用于智能電網(wǎng)外，還成功應用于艦船電氣系統(tǒng)、電網(wǎng)行波測距、高壓直流輸變電、直流融冰、電源品質(zhì)監(jiān)測等多個工業(yè)領域，實現(xiàn)了電流、電壓為基礎的多種電學參量的測量應用。目前項目正在我國1000kV最高電壓等級、新能源并網(wǎng)柔性直流輸變電、軌道交通電力及熱核聚變國際合作大科學工程等領域正在開展應用。