阅读说明：本技术 一种超导磁体的失超检测方法、装置、设备及存储介质 (Quench detection method, device and equipment for superconducting magnet and storage medium ) 是由 罗运松 李达义 薛曼玉 龚杰 于 2020-07-09 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种超导磁体的失超检测方法、装置、设备及存储介质,本申请按预置升流方法将励磁电流分段设定,并计算得出不同励磁电流对应的标准磁体回路电阻值,再根据不同的励磁电流与对应的标准磁体回路电阻值拟合出磁体回路电阻随励磁电流的变化曲线,根据变化曲线拟合出保护动作设定值曲线,判断当前磁体回路电阻值是否大于当前励磁电流对应的保护动作设定值,或当前磁体回路电阻值与历史磁体回路电阻值的差值是否大于预置阈值,若是,则触发失超后备保护动作,利用超导磁体的励磁系统实现失超检测以及失超后备保护,解决了现有通过电压仪表进行失超检测,需要额外增加硬件检测回路和检测设备,从而增加了失超检测成本的技术问题。(The application discloses a quench detection method, a device, equipment and a storage medium of a superconducting magnet, the application sets exciting currents in segments according to a preset current rising method, calculates standard magnet loop resistance values corresponding to different exciting currents, fits a change curve of magnet loop resistance along with the exciting currents according to the different exciting currents and the corresponding standard magnet loop resistance values, fits a protection action set value curve according to the change curve, judges whether the current magnet loop resistance value is larger than a protection action set value corresponding to the current exciting current or whether the difference value of the current magnet loop resistance value and the historical magnet loop resistance value is larger than a preset threshold value, if so, triggers a quench backup protection action, realizes quench detection and quench backup protection by using an exciting system of the superconducting magnet, and solves the problem that the quench detection is carried out by a voltage instrument, an additional hardware detection loop and detection equipment are required, so that the technical problem of the quench detection cost is increased.)

一种超导磁体的失超检测方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及超导技术领域，尤其涉及一种超导磁体的失超检测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

超导限流器是一种短路电流限制装置，在发生短路故障时，能够迅速将短路电流限制到可接受的水平，从而避免电网中的短路电流对电网和电气设备的安全稳定运行造成重大危害；超导调相机是一种无功补偿装置，在发生电压暂降等故障时，超导调相机可以快速响应并输出无功功率支撑电压恢复，两种装备均可以大大提高了电网的稳定性，改善供电的可靠性和安全性。该装备中的核心部件均包含超导磁体，其温度、磁场及电流中的任一参数超过临界值，超导磁体都会发生相变，成为常导体，此过程称为失超。失超过程释放出的磁体能量将使磁体局部温度迅速升高，若温升过高，会破坏超导体内部的结构甚至烧毁磁体。因此为了避免超导磁体的过热和损坏，需要对超导磁体进行失超检测和保护，给磁体提供保护，防止磁体受到不可恢复的损害。

现有失超检测方法是通过精密仪表检测超导磁体的电压，根据电压的大小判断是否失超，然而现有的通过电压仪表进行失超检测，需要额外增加硬件检测回路和检测设备，从而增加了失超检测成本。

发明内容

本申请提供了一种超导磁体的失超检测方法、装置、设备及存储介质，用于解决了现有通过电压仪表进行失超检测，需要额外增加硬件检测回路和检测设备，从而增加了失超检测成本的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种超导磁体的失超检测方法，包括：

按预置升流方法，将励磁电流从0逐渐升至额定励磁电流；

根据实际励磁输出电压、实际交流输入电压、实际励磁电流和实际延迟触发角计算每一次升流后的标准磁体回路电阻值；

根据每一次升流后的励磁电流和每一次升流后的所述标准磁体回路电阻值拟合出磁体回路电阻随励磁电流的变化曲线；

根据所述变化曲线拟合出保护动作设定值曲线，所述保护动作设定值曲线包括若干个保护动作设定值，每一个所述保护动作设定值为大于每一次升流后的励磁电流对应的所述标准磁体回路电阻值的预置比例的值；

根据当前的励磁输出电压、交流输入电压、励磁电流和延迟触发角计算得到当前磁体回路电阻值；

获取历史磁体回路电阻值，并计算所述当前磁体回路电阻值与所述历史磁体回路电阻值的差值；

判断所述当前磁体回路电阻值是否大于当前励磁电流对应的保护动作设定值，或所述差值是否大于预置阈值，若是，则触发失超后备保护动作。

可选地，所述判断所述当前磁体回路电阻值是否大于当前励磁电流对应的保护动作设定值，或所述差值是否大于预置阈值，若是，则触发失超后备保护动作，包括：

判断所述当前磁体回路电阻值是否大于当前励磁电流对应的保护动作设定值，或所述差值是否大于预置阈值；

若是，则计算所述当前磁体回路电阻值大于所述保护动作设定值或所述差值大于预置阈值的持续时间；

判断所述持续时间是否大于预置时间，若是，则触发失超后备保护动作。

可选地，所述按预置升流方法，将励磁电流从0逐渐升至额定励磁电流，具体包括：

根据升流步长为额定励磁电流*5％，将励磁电流从0逐渐升至额定励磁电流。

本申请第二方面提供了一种超导磁体的失超检测装置，包括：

升流单元，用于按预置升流方法，将励磁电流从0逐渐升至额定励磁电流；

第一计算单元，用于根据实际励磁输出电压、实际交流输入电压、实际励磁电流和实际延迟触发角计算每一次升流后的标准磁体回路电阻值；

第一拟合单元，用于根据每一次升流后的励磁电流和每一次升流后的所述标准磁体回路电阻值拟合出磁体回路电阻随励磁电流的变化曲线；

第二拟合单元，用于根据所述变化曲线拟合出保护动作设定值曲线，所述保护动作设定值曲线包括若干个保护动作设定值，每一个所述保护动作设定值为大于每一次升流后的励磁电流对应的所述标准磁体回路电阻值的预置比例的值；

第二计算单元，用于根据当前的励磁输出电压、交流输入电压、励磁电流和延迟触发角计算得到当前磁体回路电阻值；

获取单元，用于获取历史磁体回路电阻值，并计算所述当前磁体回路电阻值与所述历史磁体回路电阻值的差值；

触发单元，用于判断所述当前磁体回路电阻值是否大于所述当前励磁电流对应的保护动作设定值，或所述差值是否大于预置阈值，若是，则触发失超后备保护动作。

可选地，所述触发单元包括：

第一判断子单元，用于判断所述当前磁体回路电阻值是否大于当前励磁电流对应的保护动作设定值，或所述差值是否大于预置阈值；

计算子单元，用于若是，则计算所述当前磁体回路电阻值大于所述保护动作设定值或所述差值大于阈值的持续时间；

第二判断子单元，用于判断所述持续时间是否大于预置时间，若是，则触发失超后备保护动作。

可选地，所述升流单元具体用于：

根据升流步长为额定励磁电流*5％，将励磁电流从0逐渐升至额定励磁电流。

本申请第三方面提供了一种超导磁体的失超检测设备，包括存储器以及处理器；

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行本申请第一方面中任一项所述的超导磁体的失超检测方法。

本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行本申请第一方面所述的超导磁体的失超检测方法。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请公开了一种超导磁体的失超检测方法，包括：按预置升流方法，将励磁电流从0逐渐升至额定励磁电流；根据实际励磁输出电压、实际交流输入电压、实际励磁电流和实际延迟触发角计算每一次升流后的标准磁体回路电阻值；根据每一次升流后的励磁电流和每一次升流后的标准磁体回路电阻值拟合出磁体回路电阻随励磁电流的变化曲线；根据变化曲线拟合出保护动作设定值曲线，保护动作设定值曲线包括若干个保护动作设定值，每一个保护动作设定值为大于每一次升流后的励磁电流对应的标准磁体回路电阻值的预置比例的值；根据当前的励磁输出电压、交流输入电压、励磁电流和延迟触发角计算得到当前磁体回路电阻值；获取历史磁体回路电阻值，并计算当前磁体回路电阻值与历史磁体回路电阻值的差值；判断当前磁体回路电阻值是否大于当前励磁电流对应的保护动作设定值，或差值是否大于预置阈值，若是，则触发失超后备保护动作。

本申请按预置升流方法将励磁电流分段设定，并计算得出不同励磁电流对应的标准磁体回路电阻值，再根据不同的励磁电流与对应的标准磁体回路电阻值拟合出磁体回路电阻随励磁电流的变化曲线，根据变化曲线拟合出保护动作设定值曲线，即所得出的保护动作设定值是根据不同的励磁电流分段设定的，并不是固定的，使得保护动作设定值更加精确，判断当前磁体回路电阻值是否大于当前励磁电流对应的保护动作设定值，或当前磁体回路电阻值与历史磁体回路电阻值的差值是否大于预置阈值，若是，则触发失超后备保护动作，增加了一种采用了冗余数据的判断方法，将当前磁体回路电阻值与历史磁体回路电阻值进行比较，提高了失超检测的准确性和失超后备保护的可靠性，利用超导磁体的励磁系统实现失超检测以及失超后备保护，不需要增加额外硬件回路和设备，解决了现有通过电压仪表进行失超检测，需要额外增加硬件检测回路和检测设备，从而增加了失超检测成本的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种超导磁体的失超检测方法的第一实施例的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种超导磁体的失超检测方法的第二实施例的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种超导磁体的失超检测装置的实施例的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种超导磁体的失超检测方法，用于解决现有通过电压仪表进行失超检测，需要额外增加硬件检测回路和检测设备，从而增加了失超检测成本的技术问题。

励磁系统是超导故障限流器励磁电流的电源及其附属设备统称，励磁系统包括励磁功率单元和励磁调节器这两个主要部分，励磁功率单元向超导故障限流器提供励磁电流，励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出，通过励磁系统的励磁调节器可测量电压和电流。

为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，本申请实施例提供了一种超导磁体的失超检测方法，包括：

步骤S101、按预置升流方法，将励磁电流从0逐渐升至额定励磁电流。

需要说明的是，因为超导磁体在不同的电流下，线圈实际电阻值会有变化，磁体回路电阻也随之变化，因此，需要对励磁电流进行分段设定，通过励磁功率单元将励磁电流从0逐渐升至额定励磁电流。

步骤S102、根据实际励磁输出电压、实际交流输入电压、实际励磁电流和实际延迟触发角计算每一次升流后的标准磁体回路电阻值。

需要说明的是，将励磁电流从0升至额定励磁电流后，通过励磁调节器获取实际励磁输出电压、实际交流输入电压、实际励磁电流和实际延迟触发角，并根据实际励磁输出电压、实际交流输入电压、实际励磁电流和实际延迟触发角计算每一次升流后的标准磁体回路电阻，例如，将励磁电流从0升至额定励磁电流的10％时，计算在励磁电流为额定励磁电流的10％时，标准磁体回路电阻值的大小。

步骤S103、根据每一次升流后的励磁电流和每一次升流后的标准磁体回路电阻值拟合出磁体回路电阻随励磁电流的变化曲线。

需要说明的是，计算每一次升流后的标准磁体回路电阻值，根据每一升流后的励磁电流和标准磁体回路电阻值，拟合出磁体回路电阻随励磁电流的变化曲线。

步骤S104、根据变化曲线拟合出保护动作设定值曲线。

需要说明的是，保护动作设定值曲线包括若干个保护动作设定值，每一个保护动作设定值为每一次升流后的励磁电流对应的标准磁体回路电阻值的预置比例的值，例如，磁体电流升至额定电流的10％，对应一个标准磁体回路电阻值，将预置比例的标准磁体回路电阻值设置为保护动作设定值，预置比例可以设置为50％，也可以设置为55％，本领域技术人员可以根据需要对预置比例进行设置。

步骤S105、根据当前的励磁输出电压、交流输入电压、励磁电流和延迟触发角计算得到当前磁体回路电阻值。

需要说明的是，通过励磁调节器获取当前的励磁输出电压、交流输入电压、励磁电流和延迟触发角，并根据当前的励磁输出电压、交流输入电压、励磁电流和延迟触发角计算得到当前磁体回路电阻值。

步骤S106、获取历史磁体回路电阻值，并计算当前磁体回路电阻值与历史磁体回路电阻值的差值。

本申请还需要获取一段时间之前的历史磁体回路电阻值，计算当前磁体回路电阻值与历史磁体回路电阻值的差值，差值是这一段时间中，所有历史磁体回路电阻值之间的最大差值。

步骤S107、判断当前磁体回路电阻值是否大于当前励磁电流对应的保护动作设定值，或差值是否大于预置阈值，若是，则触发失超后备保护动作。

可以理解的是，若磁体回路电阻值大于当前励磁电流对应的保护动作设定值，或者当前磁体回路电阻值与历史磁体回路电阻值的差值大于预置阈值，则触发失超后备保护动作。失超后备保护动作包括两种情况，一种是报警并将励磁系统切换至定角度运行模式，另一种是停机操作，将励磁系统输出电流降为零。

需要说明的是，当磁体回路电阻值大于当前励磁电流对应的保护的动作设定值时，触发第一种失超后备保护动作，即报警并将励磁系统切换至定角度运行模式。当历史磁体回路电阻值与当前磁体回路电阻值的差值大于预置阈值时，则触发第二种失超后备保护动作，即停机操作，将励磁系统输出电流降为零。

还需要说明的是，预置阈值为最大差值的K倍，K为大于1的系数，本领域技术人员可以根据实际情况设置K的大小。

本申请实施例按预置升流方法将励磁电流分段设定，并计算得出不同励磁电流对应的标准磁体回路电阻值，再根据不同的励磁电流与对应的标准磁体回路电阻值拟合出磁体回路电阻随励磁电流的变化曲线，根据变化曲线拟合出保护动作设定值曲线，即所得出的保护动作设定值是根据不同的励磁电流分段设定的，并不是固定的，使得保护动作设定值更加精确，判断当前磁体回路电阻值是否大于当前励磁电流对应的保护动作设定值，或当前磁体回路电阻值与历史磁体回路电阻值的差值是否大于预置阈值，若是，则触发失超后备保护动作，增加了一种采用了冗余数据的判断方法，将当前磁体回路电阻值与历史磁体回路电阻值进行比较，提高了失超检测的准确性和失超后备保护的可靠性，利用超导磁体的励磁系统实现失超检测以及失超后备保护，不需要增加额外硬件回路和设备，解决了现有通过电压仪表进行失超检测，需要额外增加硬件检测回路和检测设备，从而增加了失超检测成本的技术问题。

以上为本申请提供的一种超导磁体的失超检测方法的第一个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种超导磁体的失超检测方法的第二个实施例的详细说明。

请参阅图2，本申请实施例提供了一种超导磁体的失超检测方法，包括：

步骤S201、根据升流步长为额定励磁电流*5％，将励磁电流从0逐渐升至额定励磁电流。

需要说明的是，升流步长可以是10％、也可以是15％，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

步骤S202、根据实际励磁输出电压、实际交流输入电压、实际励磁电流和实际延迟触发角计算每一次升流后的标准磁体回路电阻值。

步骤S203、根据每一次升流后的励磁电流和每一次升流后的标准磁体回路电阻值拟合出磁体回路电阻随励磁电流的变化曲线。

步骤S204、根据变化曲线拟合出保护动作设定值曲线。

步骤S205、根据当前的励磁输出电压、交流输入电压、励磁电流和延迟触发角计算得到当前磁体回路电阻值。

步骤S206、获取历史磁体回路电阻值，并计算当前磁体回路电阻值与历史磁体回路电阻值的差值。

步骤S207、判断当前磁体回路电阻值是否大于当前励磁电流对应的保护动作设定值，或差值是否大于预置阈值。

步骤S208、若是，则计算当前磁体回路电阻值大于保护动作设定值或差值大于预置阈值的持续时间。

步骤S209、判断持续时间是否大于预置时间，若是，则触发失超后备保护动作。

需要说明的是，本申请设置的预置时间是1s，本领域技术人员可以根据需要进行设置。

本申请实施例按预置升流方法将励磁电流分段设定，并计算得出不同励磁电流对应的标准磁体回路电阻值，再根据不同的励磁电流与对应的标准磁体回路电阻值拟合出磁体回路电阻随励磁电流的变化曲线，根据变化曲线拟合出保护动作设定值曲线，即所得出的保护动作设定值是根据不同的励磁电流分段设定的，并不是固定的，使得保护动作设定值更加精确，判断当前磁体回路电阻值是否大于当前励磁电流对应的保护动作设定值，或当前磁体回路电阻值与历史磁体回路电阻值的差值是否大于预置阈值，若是，则触发失超后备保护动作，增加了一种采用了冗余数据的判断方法，将当前磁体回路电阻值与历史磁体回路电阻值进行比较，提高了失超检测的准确性和失超后备保护的可靠性，利用超导磁体的励磁系统实现失超检测以及失超后备保护，不需要增加额外硬件回路和设备，解决了现有通过电压仪表进行失超检测，需要额外增加硬件检测回路和检测设备，从而增加了失超检测成本的技术问题。

以上为本申请提供的一种超导磁体的失超检测方法的第二个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种超导磁体的失超检测装置的实施例。

请参阅图3，本申请实施例提供了一种超导磁体的失超检测装置，包括：

升流单元301，用于按预置升流方法，将励磁电流从0逐渐升至额定励磁电流。

第一计算单元302，用于根据实际励磁输出电压、实际交流输入电压、实际励磁电流和实际延迟触发角计算每一次升流后的标准磁体回路电阻值。

第一拟合单元303，用于根据每一次升流后的励磁电流和每一次升流后的标准磁体回路电阻值拟合出磁体回路电阻随励磁电流的变化曲线。

第二拟合单元304，用于根据变化曲线拟合出保护动作设定值曲线。

第二计算单元305，用于根据当前的励磁输出电压、交流输入电压、励磁电流和延迟触发角计算得到当前磁体回路电阻值。

获取单元306，用于获取历史磁体回路电阻值，并计算所述当前磁体回路电阻值与所述历史磁体回路电阻值的差值。

触发单元307，用于判断当前磁体回路电阻值是否大于当前励磁电流对应的保护动作设定值，或差值是否大于预置阈值，若是，则触发失超后备保护动作。

进一步地，本申请实施例的触发单元307包括：

第一判断子单元3071，用于判断当前磁体回路电阻值是否大于当前励磁电流对应的保护动作设定值，或差值是否大于预置阈值。

计算子单元3072，用于若是，则计算当前磁体回路电阻值大于保护动作设定值或差值大于预置阈值的持续时间。

第二判断子单元3073，用于判断持续时间是否大于预置时间，若是，则触发失超后备保护动作。

进一步地，升流单元301具体用于根据升流步长为额定励磁电流*5％，将励磁电流从0逐渐升至额定励磁电流。

本申请实施例还提供了一种超导磁体的失超检测设备，包括处理器以及存储器：其中存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；处理器用于根据程序代码中的指令执行上述超导磁体的失超检测方法。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序代码，该程序代码用于执行前述各个实施例的一种超导磁体的失超检测方法中的任意一种实施方式。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的网络，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个待安装电网网络，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。