[發(fā)明專利]一種檢測超導(dǎo)電纜的失超的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910887524.X
• 申請(qǐng)日: 2019-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN110579661B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張會(huì)明;張宏杰;鄧祥力;諸嘉慧;陳盼盼;丘明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國網(wǎng)上海市電力公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01R27/16
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發(fā)明提供一種檢測超導(dǎo)電纜的失超的方法和系統(tǒng)。所述方法和系統(tǒng)通過采集超導(dǎo)電纜超導(dǎo)傳輸和屏蔽層的電流波形，計(jì)算多個(gè)連續(xù)檢測時(shí)長內(nèi)兩個(gè)波形的Hausdorff距離瞬時(shí)值，并通過計(jì)算所述多個(gè)Hausdorff距離瞬時(shí)值的Hausdorff距離平均值，將所述Hausdorff距離平均值與整定的失超檢測門檻值進(jìn)行比較來判斷超導(dǎo)電纜的失超檢測狀態(tài)。本發(fā)明所述的檢測超導(dǎo)電纜的失超的方法和系統(tǒng)采用電氣量判斷超導(dǎo)電纜的失超，具有較高的靈敏度，能迅速判斷超導(dǎo)電纜失超的發(fā)生，同時(shí)，所述方法和系統(tǒng)不需要另外安裝特殊的電氣量采集裝置，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力檢測技術(shù)領(lǐng)域,并且更具體地，涉及一種檢測超導(dǎo)電纜的失超的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高溫超導(dǎo)電力技術(shù)在實(shí)現(xiàn)電力裝置的輕量化、小型化、低能耗和提高電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和電能質(zhì)量等方面具有重要的意義。其廣泛應(yīng)用將帶來傳統(tǒng)電力工業(yè)的重大革新，尤其是在短距離大電流的場合，如城市配電、發(fā)電廠、變電站母線、電渡電解行業(yè)有很大的應(yīng)用前景。但是，受超導(dǎo)帶材特性、電纜結(jié)構(gòu)參數(shù)、低溫系統(tǒng)、電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的影響，超導(dǎo)電纜可能會(huì)出現(xiàn)局部失超或完全失超的現(xiàn)象，而髙溫超導(dǎo)電纜送電容量大，若發(fā)生失超，不僅可能損壞高溫超導(dǎo)電纜本體，嚴(yán)重情況下，還會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性，因此，根據(jù)高溫超導(dǎo)電纜的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)，開展高溫超導(dǎo)電纜失超保護(hù)的理論和應(yīng)用研究，對(duì)保證電纜的運(yùn)行安全，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和供電可靠性具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

對(duì)于高溫超導(dǎo)電纜，傳輸電能的主體是超導(dǎo)帶材，要使其能夠正常工作，必須防止帶材由無阻的超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮栎^大的失超態(tài)。超導(dǎo)體運(yùn)行在超導(dǎo)態(tài)要同時(shí)滿足三個(gè)條件，即運(yùn)行的電流小于臨界電流，運(yùn)行的溫度小于臨界溫度，運(yùn)行的磁場強(qiáng)度小于臨界磁場強(qiáng)度。超導(dǎo)電纜在電網(wǎng)的運(yùn)行中，難免會(huì)遭受諸如過負(fù)荷、短路故障等各種運(yùn)行工況，承受短路大電流、不平衡電流的沖擊，產(chǎn)生的電磁、機(jī)械應(yīng)力、熱量的作用，從而導(dǎo)致超導(dǎo)電纜失超。超導(dǎo)體運(yùn)行于超導(dǎo)態(tài)時(shí)呈現(xiàn)出感性負(fù)載的性質(zhì)，當(dāng)運(yùn)行條件超出其臨界值出現(xiàn)失超后，阻抗中附加了一部分阻性分量，從而產(chǎn)生燥熱。利用超導(dǎo)體的這些特點(diǎn)，國內(nèi)外科研人員提出了多種用于超導(dǎo)體失超檢測的方法。概括起來，主要分為兩類：基于非電氣量失超檢測方法和基于電氣量失超檢測方法，非電氣量檢測方法有溫升檢測、壓力檢測、流速檢測、超聲波檢測，基于電氣量的失超檢測方法有電壓檢測、電流差值檢測、相位差檢測、改進(jìn)的相位差檢測法。

基于非電氣量的失超檢測方法的非電氣量變化緩慢，不能及時(shí)反映失超的發(fā)生；為了快速、準(zhǔn)確地檢測出失超故障，需要尋找基于電氣量的失超檢測方法。在基于電氣量的失超檢測方法中，只有電流差值檢測法與改進(jìn)的相位差檢測法能有效反映出故障的發(fā)生。在電流差值檢測法中，僅是對(duì)導(dǎo)體層和屏蔽層電流做簡單的相減，不能反映超導(dǎo)電纜在失超過程中復(fù)雜變化時(shí)對(duì)波形的度量。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的超導(dǎo)電纜失超檢測方法不能及時(shí)反映失真的發(fā)生以及超導(dǎo)電纜在失超過程中復(fù)雜變化時(shí)對(duì)波形的度量的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種檢測超導(dǎo)電纜的失超的方法，所述方法包括：

采集超導(dǎo)電纜的超導(dǎo)傳輸層和屏蔽層的電流波形；

在檢測時(shí)長t_m內(nèi)，分別對(duì)超導(dǎo)電纜的超導(dǎo)傳輸層和屏蔽層的電流波形選取n個(gè)采樣點(diǎn)，生成超導(dǎo)傳輸層電流波形采樣點(diǎn)的集合A＝{a₁，a₂，…a_n}和屏蔽層的電流波形采樣點(diǎn)的集合B＝{b₁，b₂，…b_n}，計(jì)算集合A和集合B之間的Hausdorff距離，并將所述Hausdorff距離作為超導(dǎo)電纜的超導(dǎo)傳輸層和屏蔽層電流波形之間的Hausdorff距離瞬時(shí)值，其中，檢測時(shí)長的起始時(shí)間為t₁＝(i-1)×t_m/n，檢測時(shí)長的結(jié)束時(shí)間為t₂＝t_m+(i-1)×t_m/n，i的初始值為1；