高温超导电缆监测与保护系统的研究

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1、劣宝未交硕士学位论文高温超导电缆监测与保护系统的研究TheResearchofMonitoringandProtectionSystemforHTSCable作者：董大磊导师：方进北京交通大学2014年3月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：础藿吣磊签字日期：∞即年弓月乙-7E

2、l＼导师签名：_石签字日期：伽坤年=；月7日中图分类号：TM249．7UDC：621．3学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文高温超导电缆监测与保护系统的研究TheResearchofMonitoringandProtectionSystemforHTSCable作者姓名：董大磊导师姓名：方进学位类别：工学学科专业：电气工程学号：11121587职称：教授学位级别：硕士研究方向：超导电力北京交通大学2014年3月致谢本论文的工作是在我的导师方进教授和中国电力科学研究院魏斌博士的悉心指导下完成的，方进教授和魏斌博士严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和

3、影响。在此衷心感谢方迸老师和魏斌博士对我的关心和指导。方进老师渊博的学识，诚恳的待人方式，饱满的工作热情，以及对学生无微不至的关怀，高度负责的精神，时时感动和激励着我，使我受益匪浅，将会深远地影响我的一生。魏斌博士扎实的专业知识，丰富的科研经验，对工作一丝不苟，对学生严格要求，将使我终生受益。两位老师对我的学习，科研和生活都给予了很大的关心和帮助，在此谨向辛勤培养和关心我的方进教授和魏斌博士，致以崇高的敬意和最衷心的感谢!在中国电力科学研究院电工与新材料所实习期间，超导电力技术室丘明教授对我的科研工作提出-了许多宝贵意见，并提供了很好的实验条件；感谢陈盼盼、杨艳芳、申政、李云

4、贤、于涛、栗会峰、霍英杰、陈晓宇和刘良峰等同学对我在实验室工作和撰写论文期间给予的帮助和支持在此向他们表达我的感激之情。另外在读研期间得到了家人的充分理解和支持，在此感谢我的父母，他们是我最坚强和最可靠的后盾，他们永远是我最大的精神支持，在此向他们表达我最深情的谢意。111中文摘要近年来，电力系统规模不断扩大，传输容量大幅提高，对电力系统的安全运行提出了新的更高的要求。随着高温超导技术的不断发展，高温超导电力装置在电力系统中的应用将会越来越广泛，其中，由于高温超导电缆具有传输容量大、运行损耗低、占地空间紧凑、对环境污染小等显著优势，超导电缆输电技术极有可能率先在电力系统中实现

5、大规模的工程应用。超导体只有满足特定条件才呈现出超导态，一旦任意一个特征参量超出其临界值，超导体将会产生很高的电阻，即失超现象。高温超导电缆失超故障的检测和保护是超导电缆实用化过程中需要亟需解决的关键技术难题之一。引起超导体失超故障的机理复杂，涉及到的问题很多，其中，由过电流引起的失超故障对超导电缆的安全运行影响最为严重，是超导电缆失超保护研究的重点和难点。目前国内外应用于超导体失超检测的方法主要有基于温度、压力、流量等非电气量参数，这些方法存在的突出问题是非电气量信号变化缓慢，难以及时有效地反映出故障情况，当流过超导电缆过电流较大时，由失超产生的焦耳热将使超导电缆运行温度急

6、剧上升，严重情况下会造成超导电缆不可恢复的损坏。针对上述问题，本文首先分析了可能应用于超导电缆失超故障检测的电气量方法，并进行了适当的改进。通过建立超导电缆矩阵方程，对不同类型的失超故障进行了仿真分析，比较各失超检测方法的有效性。高温超导电缆通流能力强，输送容量大，为了保证电力系统的稳定运行，不易频繁地将其从电力系统中切除。本文提出了基于不同电流水平的分层式失超保护方案。最后，本文介绍了高温超导电缆监测系统总体实现方案，在LabVIEW开发环境下，编写了监测系统程序，实现对各监测参量的采集、处理、显示以及数据库保存等功能，并通过超导带材特性试验对该监测系统部分功能进行了试验验

7、证。关键词：高温超导电缆：失超检测；过电流保护；虚拟仪器；监测系统分类号：TM249．7ABSTRACTABSTRACT：Inrecentyears，thehigherrequirementforthesafeopemtlono士theDowersystemhasbeenputforwardduetothescaleexpandingandthe咖s皿sslon二apacityimprov吨ofthepowersystem．Withmedevelopm耐ofK曲tempe献吣supercondu幽g(H