江苏电力研制全系列国家工频高电压标准装置

3月16日，工作人员使用1000千伏特高压互感器试验车完成了±800千伏锡盟—泰州特高压直流工程泰州换流站第30台交流互感器的现场交接试验。

这台试验车是国网江苏省电力公司牵头完成的“全系列国家工频高电压标准装置研制与应用”项目成果之一。该项目首创基于互感器电压比例串联加法原理的工频高电压量值溯源方法，研制了首套1000千伏高精度串联式工频高电压计量标准装置，发明了一种车载式1000千伏电压互感器校验装置和GIS中电压互感器校验系统，实现了我国高电压计量领域重大突破。日前，该项目荣获2016年度国家电网公司专利一等奖和江苏省科学技术一等奖。

立足创新 特高压计量破难题

计量关系国计民生。“全系列国家工频高电压标准装置研制与应用”项目主要完成人之一、国网江苏电力科学研究院计量中心副主任杨世海说，“作为关键电学计量标准，国家工频高电压标准装置是统一全国工频高电压量值的权威依据。高电压计量装置测量准确与否，关系到电网安全和发电、供电、用电三方电能贸易结算的公平公正。”

杨世海解释说：“高精测量技术，是跨区输电结算的需要。一般居民家中用电每月有上百千瓦时，但特高压工程一年输电量可达上百亿千瓦时，精准结算显得尤为重要。”

“但在这个项目实施前，我国高电压计量存在三个问题。”杨世海介绍，随着电压等级的提升，绝缘和结构对误差影响显著增加，传统方法研制的国家计量标准装置准确度低;特高压国家计量标准存在技术空白;开展高电压计量装置现场检测时，传统计量标准装置易受作业环境限制，安全隐患大，准确度难以保证，无法将高电压标准量值准确传递到现场计量装置。

怎样才能安全、准确、便捷地测量电压?杨世海说：“我们的创新点主要是寻找提高测量精准度的新方法，研制了最高等级的计量标准来给特高压电网赋值;做出一个集成设备，将分散的重达数十吨的庞杂设备集成到一辆试验车内。”

填补空白 测量精度国际领先

此前，我国主要采用“全绝缘电磁式电压互感器”和“压缩气体电容器”建立工频高电压计量标准，电压等级和准确性难以提升，长期稳定性难以保证。

该项目团队首先要攻克的难关是，让标准装置的电压等级顺利从此前的500千伏提升至1000千伏。“在冲击750千伏电压时，标准装置绝缘多次出现击穿现象。”杨世海介绍，为此，该项目团队创新采用分级绝缘、多重结构协调优化技术，解决了因电压等级从500千伏提升至1000千伏引起的电场磁场分布严重不均匀、泄漏电流急剧增大影响准确测量的难题;采用可调电容柔性分压方法，解决了因上下两级分压比例漂移造成的绝缘击穿难题。

在此基础上，该团队从1千伏电压等级入手，到10千伏、20千伏、110千伏、220千伏、500千伏、750千伏，再从750千伏到1000千伏。“随着电压等级的提升，我们将测量不确定度控制在万分之二以内，实现了标准装置各项关键指标均优于国际同行水平。”杨世海说。

极限集成 车载化测量更高效

解决了测得准的问题，该项目团队将目光转向了更高效。

“以往，需将实验室建立的特高压互感器溯源标准及重型辅助设备运至特高压现场，在大型吊机的配合下，仅搭建临时试验平台就需要两天以上，存在检测时间长、工作效率低、安全隐患大等问题。”杨世海说。

“如今，我们只需驾驶这辆1000千伏电压互感器移动试验车抵达特高压现场，就可以顺利完成所有工作。”杨世海说，该试验车装备了高绝缘强度重型举升系统及机械型可开放式车舱、操作控制室、滑移轨道、液压(电动)支撑腿等机械装置，实现了设备机械化安装布置;装备了互感器现场检验设备，实现了智能化远距离操控，能精准定位不同的校验点。

“1000千伏淮南—南京—上海特高压交流工程南京、泰州和苏州3座交流变电站内的54台电压互感器、108台电流互感器检定工作，全部借助这台试验车完成，工作效率提高了5倍。”杨世海说，该试验车在上海、山西等多地得到了应用。