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科技立项结题论文.docx科技立项结题论文基于相位变化的超导电力装置失超检测仪的软件设计项目负责人姓名 培养单位 导师姓名及职称 教授 专 业电气工程及其自动化论文提交日期 201012 摘要随着中国经济的高速发展,电力等基础设施的的规模在急剧扩人,电能传输的容量也需不断提高;特别是在工厂聚集和人口密集的城市,现有的输电线路传输容量已不能满足日益增长的负荷需求,己显露传统输电线路的大容量传输瓶颈。高温超导电缆、高温超导变压器等超导电力装置具冇传输容量大、损耗小、灵活性高、体积小、无污染等显著优点,随着高温超导电力技术的发展,将为解决传统电力系统的瓶颈提供新的方案。为了保证超导装置的安全性,对超导装置的监控和保护是非常需要的,所以对超导的保护这项工作的研究是非常有意义的。本论文主要针对课题“基丁•相位变化的超导电力装置失超检测的软件设计”的研究,参考了邙江华学长的毕业论文《含超导电力装置的电力系统失超检测研究》,利用图书馆及相关资料进行了研究,主要研究了相位测量方法,相位相关函数法以及关超件设计的齡妲里方法,通过应用MATLAB软件中的Simulink组件进行仿真,指出其可行性。立项的背景和依据随着中国经济的高速发展,电力等基础设施的的规模在急剧扩大,电能传输的容量也需不断提高;特别是在工厂聚集和人口密集的城市,现有的输电线路传输容量已不能满足FI益增长的负荷需求,已显露传统输电线路的大容量传输瓶颈。高温超导电缆、高温超导变压器等超导电力装置具有传输容量大、损耗小、灵活性高、体积小、无污染等显著优点,随着高温超导电力技术的发展,将为解决传统电力系统的瓶颈提供新的方案。由于超导设备也会产生各种各样的问题,这种问题不容易被检测到,所以必须设计一种专门用来检测超导状态的装置,而我们项H组主耍针对利用相位变化来检测的检测仪的软件设计來研究。对于高温超导电缆、超导变压器绕组在交流过电流下的失超特性的研究,主要是寻找电压、电流、温度和压力等参数在失超过程中的变化规律。然而一些参数在工业应用上并不是理想的失超预警参数,如温度和压力的变化滞后于失超的产生。文献[50]屮通过实验表明了超导电缆在交流下的电压电流之间的相角差是指示超导电缆运行状况的最皱感参数,在其实验系统中相角10°的变化可对应10%电阻的变化;而2000A电流吋,10%,电压、电流在亚超导态时变化量极小,不易用于监控,而相角则变化明显,因此,本文从相位差方面入手研究超导失超的测量方法。处于超导态的超导电缆,电阻很小,主要來源于接头电阻,而电感较大,因此电缆呈感性,相角接近90%实验中,超导态吋相角为78。。电缆进入亚超导态后,,是监控电缆运行状况避免热溃式失超的理想参数。主要的研究内容和研究方法相位测量方法对于高温超导电缆、超导变压器绕组在交流过电流下的失超特性的研究,主要是寻找电压、电流、温度和压力等参数在失超过程屮的变化规律。然而一些参数在工业应用上并不是理想的失超预警参数,如温度和压力的变化滞后于失超的产生。文献[50]中通过实验表明了超导电缆在交流下的电压电流之间的相角差是指示超导电缆运行状况的最敏感参数,在其实验系统中相角10°的变化可对应l(y'Q电阻的变化;而2000A电流时,10'。可见,电压、电流在亚超导态时变化量极小,不易用于监控,而相角则变化明显,因此,本文从相位差方而入手研究超导失超的测量方法。处于超导态的超导电缆,电阻很小,主要來源于接头电阻,而电感较大,因此电缆呈感性,相角接近90。。实验中,超导态时相角为78°。电缆进入亚超导态后,,是监控电缆运行状况避免热溃式失超的理想参数。、幅值相等、相角差小的正弦电压波Z间的相角差的方法。如图1,满足上述条件的两个止弦波可以分别表示为:图1两个具有相同幅度和小相角差的止弦波“]=sincot()“2=&sin(ef+0)()则任何时刻的电压羌为:=“2_ =4sin(曲+(p)-4sincot()由于A]=A2=A,则上式为:“3=A[sin(cot+炉)一sincot]=Bcos(M+0/2)()式中:B=2/sin@/2)。当口)时,式()为u3=Asin(p;于是:(p~arcsin(w3/A)。该方法特点是电路简单,对启动采样电路A/D转换电路要求不高,且以过零点附近两个正弦波的平均电压差来评价两个正弦波的相位差,所以抗干扰能力强,但要求满足的测量条件十分苛刻,如耍求两个被测的正弦波谐波分量和谐波相位相等,增大了测量的难度。当满足2个被比较电压