Журнал «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» продолжает внимательно наблюдать за развитием новых технологий в сфере электроэнергетики по всему миру. В стремлении предотвратить масштабные каскадные отключения электроэнергии, наподобие тех, что недавно произошли в сетях Испании, Португалии и Франции, Китай продемонстрировал свою «футуристическую защиту» от катастрофических коллапсов — квантовое всевидящее «Алмазное кольцо», способное обнаруживать нестабильность сети в режиме реального времени с беспрецедентной точностью.
Прорыв, вдохновленный квантовыми свойствами алмазных датчиков, продемонстрирован в то время, когда страны по всему миру борются с отключениями электроэнергии, вызванными волатильностью возобновляемых источников энергии и стареющей инфраструктурой.
Разработанное командой из Университета науки и технологий Китая (USTC) в сотрудничестве с Государственной электросетевой корпорацией (ГЭК 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 процента в линейном диапазоне от 0 до 1000 ампер. Обладая такими характеристиками чувствительности, устройство позволяет обнаруживать опасные колебания в сетях до того, как они разовьются в масштабное технологическое нарушение.
Первое успешное внедрение квантовых ТТ 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 миллиампер до десятков тысяч ампер в широком диапазоне температур от минус 40 градусов до 85 градусов по Цельсию, что является важной возможностью для обеспечения безопасности линий электропередачи постоянного тока сверхвысокого напряжения.
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.
Эти прорывные разработки в области квантовых датчиков не просто модернизируют инфраструктуру электросетей Китая, — они позиционируют Китай как мирового лидера в области применения квантовой физики для решения критически важных инфраструктурных задач в реальном мире.
Подготовлено с использованием материалов: South China Morning Post, Fanatical Futurist, Guosheng Quantum Technology, Global Transmission, SciTechDaily.
Подписывайтесь на Telegram-канал журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»
Подписаться
