一种用于测量超导单元的过电流冲击特性的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于测量超导单元的过电流冲击特性的方法及系统，通过波形发生装置产生过电流波形；通过采集控制装置控制波形发生装置将电流波形输入可控波形冲击电源；控制可控波形冲击电源接收电流波形，并控制可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的电流波形进行放大处理，在预定时长内产生稳定运行区、冲击区和失超恢复区的电流波形施加于超导单元。

A Method and System for Measuring Overcurrent Shock Characteristics of Superconducting Units

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量超导单元的过电流冲击特性的方法及系统
本专利技术涉及电力测量
，更具体地，涉及一种用于测量超导单元的过电流冲击特性的方法及系统。
技术介绍
超导带材是一种在特定环境下具有零电阻特性的材料，一般分为低温超导材料和高温超导材料。其中，高温超导材料以铋系和钇系(YBCO涂层导体)两种材料应用最为广泛。YBCO涂层导体是目前液氮温区强电应用的理想超导材料。在液氮温区，其临界电流比铋系带材的临界电流高出一个量级以上，电磁特性、机械特性比铋系带材高得多。目前世界上主要技术发达国家投入大量人力和物力研发YBCO涂层导体，随着高温超导材料制备技术的不断提升，高温超导带材的性价比大幅提升，极大促进了高温超导电力技术的发展。目前，国内外已经有较多超导电力设备实现并网运行，但超导电力装置在并网运行中可能会遭遇诸如系统短路等各种动态过程，导致超导带材在短路故障中承载较大的电流冲击。超导电力装置可能因承受过大的短路电流作用而失超，此时，超导带材因严重过流而转入正常的有电阻状态，称之为“失超”；超导带材因电阻发热产生热量累积，累积的热量将导致温度显著增加，进一步失超。超导电力装置的失超不仅会改变超导电力设备的电气参数，对超导电力系统的安全、稳定、经济运行也将产生一定的影响。在电力应用中，超导电力装置中的超导单元必须满足在短时间内能够承受数倍甚至数十倍于额定电流的能力，因此迫切需要一种技术能够模拟实际运行工况，在与实际工况运行相符的情况下，重点研究不同结构的超导单元在不同短路电流下的过电流冲击特性。因此，需要一种技术，以实现对于超导单元过电流冲击特性的测量。专利技术内容本专利技术技术方案提供一种用于测量超导单元过电流冲击特性的方法及系统，以解决如何对超导单元的过电流冲击特性进行测量的问题。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种用于测量超导单元的过电流冲击特性的方法，所述方法包括：通过波形发生装置产生过电流波形；通过采集控制装置控制所述波形发生装置将所述电流波形输入可控波形冲击电源；通过采集控制装置控制所述可控波形冲击电源接收所述电流波形，并控制所述可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的电流波形进行放大处理，产生稳定运行区的电流波形，在第一预定时长内将所述稳定运行区的电流波形施加于超导单元；当到达第一预定时长后，通过采集控制装置控制所述可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的所述电流波形进行放大处理，产生冲击区的电流波形，在第二预定时长内将所述冲击区的电流波形施加于超导单元；当到达第二预定时长后，通过采集控制装置控制所述可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的电流波形进行放大处理，产生失超恢复区的电流波形，在第三预定时长内，将所述失超恢复区的电流波形施加于超导单元；记录所述超导单元的电阻恢复为0欧的时刻，所述第三预定时长开始的时刻至所述电阻恢复为0欧的时刻的时长，作为所述超导单元的失超恢复时间。优选地，所述波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，包括：所述比例关系进行预先设定。优选地，将电流大于预设初始值的时刻作为稳定运行区的开始时刻；将电流大于所述超导单元临界电流的时刻作为冲击区的开始时刻；将电流降至恢复电流的时刻作为失超恢复区的开始时刻，当电流降至预设初始值的时刻作为失超恢复区的截止时刻。优选地，所述稳定运行区的运行电流保持稳定，所述稳定运行区的电流小于所述超导单元的临界电流；所述冲击区的最大电流大于所述超导单元的临界电流；所述失超恢复区的失超恢复电流大于预设初始值，并且小于超导单元的临界电流。优选地，对所述稳定运行区的电流、所述冲击区的电流和所述失超恢复区的失超恢复电流的大小、持续时长和波形类型进行预先设定。优选地，通过采集控制装置测量所述超导单元的电流和端对端的电压，获取所述超导单元的冲击电压、电流和电阻波形。基于本专利技术的另一方面，提供一种用于测量超导单元的过电流冲击特性的系统，所述系统包括：波形发生装置，所述波形发生装置用于产生过电流波形；采集控制装置，通过采集控制装置控制所述波形发生装置将所述电流波形输入可控波形冲击电源；通过采集控制装置控制所述可控波形冲击电源接收所述电流波形，并控制所述可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的电流波形进行放大处理，产生稳定运行区的电流波形，在第一预定时长内将所述稳定运行区的电流波形施加于超导单元；当到达第一预定时长后，通过采集控制装置控制所述可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的所述电流波形进行放大处理，产生冲击区的电流波形，在第二预定时长内将所述冲击区的电流波形施加于超导单元；当到达第二预定时长后，通过采集控制装置控制所述可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的电流波形进行放大处理，产生失超恢复区的电流波形，在第三预定时长内，将所述失超恢复区的电流波形施加于超导单元；记录所述超导单元上的电压和电流波形，得到所述超导单元上的冲击电阻波形；所述第三预定时长开始的时刻至所述电阻恢复为0欧的时刻的时长，作为所述超导单元的失超恢复时间。优选地，所述波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，包括：所述比例关系进行预先设定。优选地，将电流大于预设初始值的时刻作为稳定运行区的开始时刻；将电流大于所述超导单元临界电流的时刻作为冲击区的开始时刻；将电流降至恢复电流的时刻作为失超恢复区的开始时刻，当电流降至预设初始值的时刻作为失超恢复区的截止时刻。优选地，所述稳定运行区的运行电流保持稳定，所述稳定运行区的电流小于所述超导单元的临界电流；所述冲击区的最大电流大于所述超导单元的临界电流；所述失超恢复区的失超恢复电流大于预设初始值，并且小于超导单元的临界电流。优选地，所述采集控制装置用于对所述稳定运行区的电流、所述冲击区的电流和所述失超恢复区的失超恢复电流的大小、持续时长和波形类型进行预先设定。优选地，所述采集控制装置用于测量所述超导单元的电流和端对端的电压，获取所述超导单元的冲击电压、电流和电阻波形。本专利技术技术方案提供一种用于测量超导单元的过电流冲击特性的方法及系统，其中方法包括：通过波形发生装置产生过电流波形；通过采集控制装置控制波形发生装置将电流波形输入可控波形冲击电源；通过采集控制装置控制可控波形冲击电源接收电流波形，并控制可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的电流波形进行放大处理，产生稳定运行区、冲击区和失超恢复区的电流波形，施加于超导单元。记录所述超导单元上的冲击电压、电流和电阻波形，记录超导单元上的电压和电流波形，得到超导单元上的冲击电阻波形；第三预定时长开始的时刻至电阻恢复为0欧的时刻的时长，作为超导单元的失超恢复时间。本专利技术技术方案解决了超导单元过电流冲击特性如何测量的问题，提供了一种测量超导单元过电流冲击特性的装置和方法，能够模拟实际运行工况，方便快捷的获取超导电力装置中的超导单元在过电流冲击下的失超和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量超导单元的过电流冲击特性的方法，所述方法包括：通过波形发生装置产生过电流波形；通过采集控制装置控制所述波形发生装置将所述电流波形输入可控波形冲击电源；通过采集控制装置控制所述可控波形冲击电源接收所述电流波形，并控制所述可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的电流波形进行放大处理，产生稳定运行区的电流波形，在第一预定时长内将所述稳定运行区的电流波形施加于超导单元；当到达第一预定时长后，通过采集控制装置控制所述可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的所述电流波形进行放大处理，产生冲击区的电流波形，在第二预定时长内将所述冲击区的电流波形施加于超导单元；当到达第二预定时长后，通过采集控制装置控制所述可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的电流波形进行放大处理，产生失超恢复区的电流波形，在第三预定时长内将所述失超恢复区的电流波形施加于超导单元；记录所述超导单元上的电压和电流波形，得到所述超导单元上的冲击电阻波形；所述第三预定时长开始的时刻至所述电阻恢复为0欧的时刻的时长，作为所述超导单元的失超恢复时间。...

【技术特征摘要】
1.一种用于测量超导单元的过电流冲击特性的方法，所述方法包括：通过波形发生装置产生过电流波形；通过采集控制装置控制所述波形发生装置将所述电流波形输入可控波形冲击电源；通过采集控制装置控制所述可控波形冲击电源接收所述电流波形，并控制所述可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的电流波形进行放大处理，产生稳定运行区的电流波形，在第一预定时长内将所述稳定运行区的电流波形施加于超导单元；当到达第一预定时长后，通过采集控制装置控制所述可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的所述电流波形进行放大处理，产生冲击区的电流波形，在第二预定时长内将所述冲击区的电流波形施加于超导单元；当到达第二预定时长后，通过采集控制装置控制所述可控波形冲击电源根据波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，对接收到的电流波形进行放大处理，产生失超恢复区的电流波形，在第三预定时长内将所述失超恢复区的电流波形施加于超导单元；记录所述超导单元上的电压和电流波形，得到所述超导单元上的冲击电阻波形；所述第三预定时长开始的时刻至所述电阻恢复为0欧的时刻的时长，作为所述超导单元的失超恢复时间。2.根据权利要求1所述的方法，所述波形发生装置输出电流与可控波形冲击电源输出电流的比例关系，包括：所述比例关系进行预先设定。3.根据权利要求1所述的方法，将电流大于预设初始值的时刻作为稳定运行区的开始时刻；将电流大于所述超导单元临界电流的时刻作为冲击区的开始时刻；将电流降至恢复电流的时刻作为失超恢复区的开始时刻，当电流降至预设初始值的时刻作为失超恢复区的截止时刻。4.根据权利要求1所述的方法，所述稳定运行区的运行电流保持稳定，所述稳定运行区的电流小于所述超导单元的临界电流；所述冲击区的最大电流大于所述超导单元的临界电流；所述失超恢复区的失超恢复电流大于预设初始值，并且小于超导单元的临界电流。5.根据权利要求1所述的方法，对所述稳定运行区的电流、所述冲击区的电流和所述失超恢复区的失超恢复电流的大小、持续时长和波形类型进行预先设定。6.根据权利要求1所述的方法，通过采集控制装置测量所述超导单元的电流和端对端的电压，获取所述超导单元的冲击电压、电流和电阻波形。7.一种用于测量超导单元的过电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈盼盼，诸嘉慧，张宏杰，丘明，杨艳芳，赵勇青，于建成，刘桂华，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网天津市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11