电力量测设备是监测电网运行状态的重要设备，变电站中测量、监控和保护控制依靠它来获得测量、计量、保护所需的电流、电压等信息。随着电压等级的提高，传统电磁式互感器越发暴露出其自身的缺点，如电气绝缘薄弱、体积笨重、动态范围小、存在铁芯饱和、铁磁谐振过电压等。由于电磁式电流互感器难以在大范围内保持一定的精度和线性度，使测量和保护至少需两组或两组以上独立的互感器。电磁式互感器的输出信号以模拟量的方式传送，不同的信号需不同信号电缆传送，使用电缆较多，远距离传送受到限制，且易受到电磁干扰。特别是，电流互感器的铁芯饱和现象，给继电保护正确识别故障带来许多困难。

    用光电量测设备取代传统的电磁式互感器，以光纤传输数字信号，就地集成继电保护、测控功能，与断路器或全封闭组合电器集成，形成新一代智能化一次设备，可增强变电站自动化系统实时监视和控制的可靠性、灵活性，降低建设和运行投资，方便维护。为新一代智能变电站设计方案的实现提供了技术保障。

    本项目针对新一代智能变电站对电力量测设备新的应用需求，从原理上分析了光学式量测设备技术优势，并针对之前互感器在国家电网公司应用中存在的问题进行了分析和研究。提出以下技术要点：

    1、提出电磁热动力、机械振动，环境温度以及变电站隔离开关操作暂态过程对光学式量测设备可靠性的影响机理，建立了开关暂态扰动模型和光学式量测设备一次振动传导模型，得到与实际工况等效的光学式量测设备抗干扰输出特性理论方法。

    2、在理论研究的基础上，采用传感光纤缠绕过程涂抹低应力材料的方法，首次提出光学式量测设备的传感光纤柔性支撑绕制技术，该技术可减小光纤振动和应力影响。

    3、研制出光学式量测设备的保偏光纤显微对轴系统，可实现在变电站现场光纤熔接过程中对各类型光纤截面的显微观察，并可精密控制和旋转光纤截面角度，实现普通熔接机对HB光纤的对轴熔接，熔接角度误差控制在0.5°以内。

    4、研制出隔离断路器内置集成的光学式测量装置和与隔离断路器套管匹配的小型化光纤传感环装置，并采用内置式保偏光纤集成方案，实现了光学式量测设备与隔离断路器的高度集成。

    最后，研制了110kV、220kV、330kV新型光学式量测设备样机共4台，均能在-40℃~+70℃温度范围内达到0.2级要求，在不同振动条件下能满足计量与保护的要求，2~5次谐波准确度达到标准要求。本项目的研究为新一代智能变电站中光学式量测设备的推广应用奠定了基础。