2020年能源资源计量服务示范项目入围项目连载3

GSREVT系列电阻分压系列互感器示范项目

一、廊坊电力传感技术有限公司简介

廊坊电力传感技术有限公司位于廊坊经济技术开发区，是河北省高新技术企业，自主研发的纳米导电陶瓷新材料取得国家发明专利（专利号ZL200910135625.8）及电阻分压传感技术相关的4项发明专利，专利产品涵盖10kV、35kV、110kV及以上电压等级的电阻分压系列互感器（包括电阻分压电压互感器和厚膜电阻电流互感器）及高压电能计量费控装置。

企业始终立足于新材料和新技术的研究和开发，2005年成立以来投入大量的研发资金，依托国内知名高校和中国电力科学研究院组成高素质研发团队建立了“新型传感器技术研发中心”和“电力传感与测控研究中心”，建立了国内唯一的电阻分压互感器生产基地。从新材料、新工艺研发和特殊生产能力建设入手，攻克了长期以来受制于国外的高稳定性高压分压电阻这一“卡脖子”的核心元件。主导制定了电阻分压互感器产品相关的多项国家标准、电力行业标准和京津冀地方标准及检定规程，促进了行业的健康发展，维护了我国电阻分压互感器产业的产业链安全。

电阻分压系列互感器产品技术达到国内领先水平，获得了国家重点推广新产品奖、省级科技进步奖、科学技术成果奖、新产品新技术奖及自主创新产品奖。产品于2014年和2019年分别被评定为国家电网重点推广新技术。

2020年10月经河北省市场监督管理局批准，公司建立“廊坊电能计量检测中心”（授权法定计量检定机构）。

二、项目实施背景

提升对清洁能源的接纳能力、降低自身电能损耗是绿色电网建设的重要内容。电能计量设备作为关系国计民生的重要基础设施，支撑公平、有序、多元电力市场构建，支持营商环境优化，服务国家大局是电网供给侧结构性改革的重要方向。相应地电能计量技术应进行创新与优化，为高质量高效能输配电服务提供支撑。

首先，绿色发展的国家战略要求电力互感器节约资源、节能减排。因此，推广资源节约、环境良好、超低能耗的电阻分压组合互感器有重要意义。

其次，需要宽量程电力互感器为提升清洁能源消纳能力、优化能源结构提供计量支撑。清洁能源、尤其是分布式清洁能源受天气、气候影响显著，输出能量频繁地大幅度波动。因此，需要宽量程（原来1%至120%，扩大到0.1%至200%）的电阻分压互感器对超低负荷与高负荷并存、具有非连续负荷特性的清洁能源进行全程精准计量，保证清洁能源消纳的贸易公平。

再次，多元电力市场构建、营商环境优化要求电力互感器可靠性高、宽量程、易于数字化。电阻分压电压传感器和厚膜电阻电流传感器在超低负荷和超高负荷时均能准确计量，维护贸易公平。产品不存在铁磁谐振风险，大大提升供电可靠性和生产安全。这些优点有利于化解供应电双方、电能交易双方矛盾，有利于多元电力市场构建、营商环境优化。

最后，电阻分压系列互感器的核心元件是高精度、高可靠性、高稳定性高压电阻，是交直流特高压计量和配电网计量共用核心元件。推广电阻分压系列互感器，在应用中迭代、优化关键核心元件，对突破国家能源大动脉的计量、测量核心元件受制于国外的困局有着重要意义。

三、具体创新措施

GSREVT电阻分压系列互感器和LPCT型厚膜电阻电流互感器比传统互感器更适合对负荷波动大清洁能源进行精准计量，有利于清洁能源的消纳；没有铁磁谐振隐患，相较于传统互感器可以明显提高电网安全；体积小、重量轻、线性度好，可同时满足计量和保护需求，有利于与电网设备集成融合，减少电网设备重复投资，同时提升电网精细化管理水平。

图1  电阻分压系列互感器

图2  10kV厚膜电阻电流互感器

针对电阻分压互感器温度系数较高的问题，发明了高压静电纺丝和气氛控制高温烧结相结合的导电陶瓷制备工艺。制备的高压电阻，批量产品温度系数优于10ppm/℃。技术达到了国内领先、国际先进的水平。

针对高压分压电阻批量制备一致性欠佳的问题，发明了分压电阻一体化成形工艺并开发了相应的生产线。通过一体成形工艺，批量生产的陶瓷高压分压电阻准确度等级可达0.1级，温度系数优于10ppm/℃。

针对杂散电容干扰的问题，发明了同轴等电位屏蔽的电磁静默结构。利用导电陶瓷成形工艺，制备内外双层电阻结构，使得核心电阻分压器处于电磁静默结构。

由河北省计量院组织河北、北京、天津计量院制定了项目产品的相应地方检定规程。在跨区域标准、规程制定的协同、协作上进行了服务创新。

四、项目取得成效

1.取得的成效

通过新材料、新工艺和新结构的研发，突破了制约电阻分压互感器推广应用的难题。其性能在国家电网公司的电能计量设备典型极端环境测量试验基地西藏-羊八井、新疆-吐鲁番、黑龙江-漠河、福建-湄洲岛的高海拔、极端炎热、极端寒冷、高湿热和超高盐雾极端环境长时间运行测试中的到了验证。自2017年开始至今，产品在上述试验基地长时间通电运行测量，测试结果证明：产品的可靠性、稳定性及准确度均基本保持出厂时的初始水平。

进一步将结合电网线损治理、能源互联网建设和“安全行动计划”，推进电阻分压系列互感器与电网设备的融合。在现有技术基础上，促进核心元件技术优化创新，推动高压、特高压电阻分压互感器的国产化，打造能源计量领域的国家重器。

2.案例实践

国网冀北电力有限公司、国网天津电力有限公司、国网河北电力有限公司、国网宁夏电力有限公司、国网四川电力公司电力用户试点运行数量达5000多套，进行了较长时间的前期试点运行工作，最长的运行时间已达到10年。在“老大难”区域线损治理、新能源接纳能力提升方面成效明显，设备融合方面取得了良好的效果。

图3  示范项目产品安装现场

3.推广示范的意义

(1)互感器自身节能减排

若在配网电能计量方面全面推广电阻分压互感器，预计每年可减少互感器自身电能消耗70.8亿千瓦时，相应地节约标准煤226.6万吨，减少二氧化碳排放约594万吨，减少二氧化硫排放1.926万吨，减少氮氧化物排放1.677万吨。每年可节约铜1.65万吨，节约铁磁材料3.15万吨，同时减少相应铜、铁冶炼导致的能耗和污染物排放。

(2)促进电网节能减排

前期试点区域，线路损耗电量普遍降低3%以上（有的地区10千伏线路达到10%以上）。若通过推广应用电阻分压系列互感器，协助提升电网精细化管理水平，如降低线损0.5%。则我国电网一年可减少线路电量损耗361.3亿千瓦时，相应地节约标准煤1156.4万吨，减少二氧化碳排放3031.3万吨，减少二氧化硫排放9.829万吨，减少氮氧化物排放8.858万吨。

(3) 减少设备重复投资

推广电阻分压组合互感器，按照我国电网20%客户避免重复投资用户分界断路器估算，预计可节约重复投资资金409亿元。

该产品不使用铜和铁，节约了大量的金属材料和绝缘材料，节省了电能损耗，在电能计量低碳转型中发挥了更多重要作用。