«Алмазное кольцо» для энергетической системы Китая

Для предотвращения масштабных каскадных отключений электроэнергии, наподобие тех, что недавно произошли в сетях Испании, Португалии и Франции, Китай продемонстрировал свою «футуристическую защиту» — «Алмазное кольцо», способное обнаруживать нестабильность сети в режиме реального времени с беспрецедентной точностью.

Изобретение на основе квантовых свойств алмазных датчиков продемонстрировано в то время, когда страны по всему миру борются с отключениями электроэнергии, вызванными волатильностью ВИЭ и стареющей инфраструктурой.

Разработанное командой из Университета науки и технологий Китая (USTC) в сотрудничестве с Государственной электросетевой корпорацией Китая «Алмазное кольцо» представляет собой трансформатор тока в форме тора (кольца), в который встроены азото-замещенные вакансии в алмазе. Эти квантовые дефекты в кристаллической решетке алмаза действуют как высокочувствительные датчики, реагирующие на мельчайшие колебания магнитных и электрических полей в широком диапазоне температур и токов.

Созданный на основе этих технологий квантовый трансформатор тока (QCT) оснащен четырьмя интегрированными в волокно алмазными датчиками, равномерно расположенными в тороидальной магнитной экранирующей петле. В лабораторных испытаниях QCT показал впечатляющие результаты, достигнув максимальной точности измерения тока 0,05% в линейном диапазоне от 0 до 1000 А. Обладая такими характеристиками чувствительности, устройство позволяет обнаруживать опасные колебания в сетях до того, как они разовьются в масштабное технологическое нарушение.

Первое успешное внедрение QCT было осуществлено на подстанции напряжением 110 кВ в Хэфэй, провинция Аньхой. Устройства продемонстрировали возможность реального мониторинга электросети и были одобрены для более широкого внедрения. В настоящее время установлено уже более 85 комплектов.

Для сетей сверхвысокого напряжения (UHVDC) разработан квантовый датчик постоянного тока напряжением ±800 кВ. Он использует квантовые функции для измерения токов в диапазоне от 1 мА до 10 000 А в широком диапазоне температур от –40°С до +85°С.

Первый такой датчик был установлен на преобразовательной станции Лючжоу на юго-западе Китая. В ходе опытных испытаний он был успешно протестирован на стабильную работу и сертифицирован на национальном уровне.

Подробности