[发明专利]一种检测超导电缆的失超的方法和系统

说明书

本发明提供一种检测超导电缆的失超的方法和系统。所述方法和系统通过采集超导电缆超导传输和屏蔽层的电流波形，计算多个连续检测时长内两个波形的Hausdorff距离瞬时值，并通过计算所述多个Hausdorff距离瞬时值的Hausdorff距离平均值，将所述Hausdorff距离平均值与整定的失超检测门槛值进行比较来判断超导电缆的失超检测状态。本发明所述的检测超导电缆的失超的方法和系统采用电气量判断超导电缆的失超，具有较高的灵敏度，能迅速判断超导电缆失超的发生，同时，所述方法和系统不需要另外安装特殊的电气量采集装置，结构简单，成本低。

技术领域

本发明涉及电力检测技术领域,并且更具体地，涉及一种检测超导电缆的失超的方法和系统。

背景技术

高温超导电力技术在实现电力装置的轻量化、小型化、低能耗和提高电力系统的安全性、稳定性和电能质量等方面具有重要的意义。其广泛应用将带来传统电力工业的重大革新，尤其是在短距离大电流的场合，如城市配电、发电厂、变电站母线、电渡电解行业有很大的应用前景。但是，受超导带材特性、电缆结构参数、低温系统、电网运行状态的影响，超导电缆可能会出现局部失超或完全失超的现象，而髙温超导电缆送电容量大，若发生失超，不仅可能损坏高温超导电缆本体，严重情况下，还会影响整个电力系统的供电稳定性，因此，根据高温超导电缆的结构和运行特点，开展高温超导电缆失超保护的理论和应用研究，对保证电缆的运行安全，提高电力系统运行的稳定性和供电可靠性具有重要的理论和现实意义。

对于高温超导电缆，传输电能的主体是超导带材，要使其能够正常工作，必须防止带材由无阻的超导态转变为电阻较大的失超态。超导体运行在超导态要同时满足三个条件，即运行的电流小于临界电流，运行的温度小于临界温度，运行的磁场强度小于临界磁场强度。超导电缆在电网的运行中，难免会遭受诸如过负荷、短路故障等各种运行工况，承受短路大电流、不平衡电流的冲击，产生的电磁、机械应力、热量的作用，从而导致超导电缆失超。超导体运行于超导态时呈现出感性负载的性质，当运行条件超出其临界值出现失超后，阻抗中附加了一部分阻性分量，从而产生燥热。利用超导体的这些特点，国内外科研人员提出了多种用于超导体失超检测的方法。概括起来，主要分为两类：基于非电气量失超检测方法和基于电气量失超检测方法，非电气量检测方法有温升检测、压力检测、流速检测、超声波检测，基于电气量的失超检测方法有电压检测、电流差值检测、相位差检测、改进的相位差检测法。

基于非电气量的失超检测方法的非电气量变化缓慢，不能及时反映失超的发生；为了快速、准确地检测出失超故障，需要寻找基于电气量的失超检测方法。在基于电气量的失超检测方法中，只有电流差值检测法与改进的相位差检测法能有效反映出故障的发生。在电流差值检测法中，仅是对导体层和屏蔽层电流做简单的相减，不能反映超导电缆在失超过程中复杂变化时对波形的度量。

发明内容

为了解决现有技术中的超导电缆失超检测方法不能及时反映失真的发生以及超导电缆在失超过程中复杂变化时对波形的度量的技术问题，本发明提供一种检测超导电缆的失超的方法，所述方法包括：

采集超导电缆的超导传输层和屏蔽层的电流波形；

在检测时长t_m内，分别对超导电缆的超导传输层和屏蔽层的电流波形选取n个采样点，生成超导传输层电流波形采样点的集合A＝{a₁，a₂，…a_n}和屏蔽层的电流波形采样点的集合B＝{b₁，b₂，…b_n}，计算集合A和集合B之间的Hausdorff距离，并将所述Hausdorff距离作为超导电缆的超导传输层和屏蔽层电流波形之间的Hausdorff距离瞬时值，其中，检测时长的起始时间为t₁＝(i-1)×t_m/n，检测时长的结束时间为t₂＝t_m+(i-1)×t_m/n，i的初始值为1；