[发明专利]一种高温超导电缆温度测量系统

说明书

本发明公开了一种高温超导电缆温度测量系统，应用于相互连接的高温超导电缆和终端冷却系统中，其包括设置于高温超导电缆中的低温测温光纤，以及设置于终端冷却系统中的热电阻；光纤测温主机，用于接收来自低温测温光纤的各个测量点的测温信息；热电阻温度监控器，用于接收来自热电阻的温度信息；测温控制装置，其接收测温信息以及温度信息，根据测温信息以及温度信息进行评估和判定，以确定与其连接的电缆运行控制主机的保护动作及保护区域，并控制电缆运行控制主机进行相应操作。本发明具有使用方便以及结构简单等特点，能够准确监控并定位高温超导电缆沿线温度异常点，便于超导电缆维修检测时的故障排除，缩小故障范围，减少故障处理时间。

技术领域

本发明涉及输电技术应用领域，具体涉及一种高温超导电缆温度测量系统。

背景技术

随着我国经济飞速发展，许多城市用电量逐年上升，城市中心区域的电力负荷激增，输配电容量大幅增加，减少电网损耗和提高电网运行稳定性等问题也随之提出。目前电网系统在输配电环节损耗很大，因此各国都在寻找减少电网损耗方案，其中超导材料是减少电网损耗的最重要方案之一，而高温超导带材的商业化生产促进了超导装置在全世界的广泛研究和应用。而与常规电力电缆相比较，高温超导电缆因为其通流能力强、容量大、结构紧凑、无电磁辐射污染等优势受到广泛关注，目前世界范围内已经有多条高温超导电缆挂网运行。

与常规电力电缆的应用不同的是，高温超导电缆运行环境要求至少要在液氮温度(-196℃)以下，并且其尺寸更小、更紧凑。由此，也就使得高温超导电缆在电网中的大规模应用存在以下两个技术难点：

(1)高温超导电缆运行时，需要从外部将超导电缆冷却到临界温度(-196℃)以下，否则便无法运行。但在通电时因为超导电缆部分区域的热扰动等原因使超导电缆部分区域从超导态转变为常态时，产生的焦耳热会使超导电缆温度上升，进而促进其周围的常导转变而使常导状态的区域扩大(失超现象)；

(2)高温超导电缆全线运行在液氮之中，因此其结构与常规电力电缆大为不同，其尺寸更小、结构紧凑，导致传统的温度传感器如热电阻、热电阻等无法安装在超导电缆上对其沿线温度进行监测(电缆绝缘性能被破坏及温度传感器测温性能受电磁干扰)。

以上两点限制了高温超导电缆在电网中的推广应用，而且由于上述难点二，目前超导电缆系统的温度监测范围仅局限于其终端冷却系统的温度监测，尚未出现高温超导电缆沿线温度的测量。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种高温超导电缆温度测量系统，具有使用方便以及结构简单等特点，能够准确监控并定位高温超导电缆沿线温度异常点，便于超导电缆维修检测时的故障排除，缩小故障范围，减少故障处理时间。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种高温超导电缆温度测量系统，应用于相互连接的高温超导电缆和终端冷却系统中，其包括：

设置于所述高温超导电缆中的低温测温光纤，以及设置于终端冷却系统中的热电阻；

光纤测温主机，用于接收来自所述低温测温光纤的各个测量点的测温信息；

热电阻温度监控器，用于接收来自热电阻的温度信息；

测温控制装置，与所述光纤测温主机、热电阻温度监控器相连接，接收所述测温信息以及温度信息，根据所述测温信息以及温度信息进行评估和判定，以确定与其连接的电缆运行控制主机的保护动作及保护区域，所述电缆运行控制主机根据所述保护动作及保护区域对相应的换流系统或断路器进行操作。

优选地，所述光纤测温主机进一步包括：

采集信息接收单元，用于对低温测温光纤的各温度测量点散射的斯托克斯光和反斯托克斯光分别进行采集；

第一计算单元，用于对每一温度测量点的斯托克斯光和反斯托克斯光进行计算，获得所述温度测量点的温度，计算公式如下：