科技立項(xiàng)結(jié)題論文

科技立項(xiàng)結(jié)題論文

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1、科技立項(xiàng)結(jié)題論文基于相位變化的超導(dǎo)電力裝置失超檢測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姓名培養(yǎng)單位導(dǎo)師姓名及職稱教授專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化論文提交日期201012摘要隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,電力等基礎(chǔ)設(shè)施的的規(guī)模在急劇擴(kuò)人,電能傳輸?shù)娜萘恳残璨粩嗵岣撸惶貏e是在工廠聚集和人口密集的城市,現(xiàn)有的輸電線路傳輸容量已不能滿足日益增長(zhǎng)的負(fù)荷需求,己顯露傳統(tǒng)輸電線路的大容量傳輸瓶頸。高溫超導(dǎo)電纜、高溫超導(dǎo)變壓器等超導(dǎo)電力裝置具冇傳輸容量大、損耗小、靈活性高、體積小、無污染等顯著優(yōu)點(diǎn),隨著高溫超導(dǎo)電力技術(shù)的發(fā)展,將為解決傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的

2、瓶頸提供新的方案。為了保證超導(dǎo)裝置的安全性,對(duì)超導(dǎo)裝置的監(jiān)控和保護(hù)是非常需要的,所以對(duì)超導(dǎo)的保護(hù)這項(xiàng)工作的研究是非常有意義的。本論文主要針對(duì)課題“基丁?相位變化的超導(dǎo)電力裝置失超檢測(cè)的軟件設(shè)計(jì)”的研究,參考了邙江華學(xué)長(zhǎng)的畢業(yè)論文《含超導(dǎo)電力裝置的電力系統(tǒng)失超檢測(cè)研究》,利用圖書館及相關(guān)資料進(jìn)行了研究,主要研究了相位測(cè)量方法,相位相關(guān)函數(shù)法以及關(guān)超件設(shè)計(jì)的齡妲里方法,通過應(yīng)用MATLAB軟件中的Simulink組件進(jìn)行仿真,指出其可行性。立項(xiàng)的背景和依據(jù)隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,電力等基礎(chǔ)設(shè)施的的規(guī)模在急劇擴(kuò)大

3、,電能傳輸?shù)娜萘恳残璨粩嗵岣?;特別是在工廠聚集和人口密集的城市,現(xiàn)有的輸電線路傳輸容量已不能滿足FI益增長(zhǎng)的負(fù)荷需求,已顯露傳統(tǒng)輸電線路的大容量傳輸瓶頸。高溫超導(dǎo)電纜、高溫超導(dǎo)變壓器等超導(dǎo)電力裝置具有傳輸容量大、損耗小、靈活性高、體積小、無污染等顯著優(yōu)點(diǎn),隨著高溫超導(dǎo)電力技術(shù)的發(fā)展,將為解決傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的瓶頸提供新的方案。由于超導(dǎo)設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問題,這種問題不容易被檢測(cè)到,所以必須設(shè)計(jì)一種專門用來檢測(cè)超導(dǎo)狀態(tài)的裝置,而我們項(xiàng)H組主耍針對(duì)利用相位變化來檢測(cè)的檢測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì)來研究。對(duì)于高溫超導(dǎo)電纜、超

4、導(dǎo)變壓器繞組在交流過電流下的失超特性的研究,主要是尋找電壓、電流、溫度和壓力等參數(shù)在失超過程中的變化規(guī)律。然而一些參數(shù)在工業(yè)應(yīng)用上并不是理想的失超預(yù)警參數(shù),如溫度和壓力的變化滯后于失超的產(chǎn)生。文獻(xiàn)[50]屮通過實(shí)驗(yàn)表明了超導(dǎo)電纜在交流下的電壓電流之間的相角差是指示超導(dǎo)電纜運(yùn)行狀況的最皺感參數(shù),在其實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中相角10°的變化可對(duì)應(yīng)10%電阻的變化;而2000A電流吋,10%電阻的變化對(duì)應(yīng)的電壓變化僅為0.02Vo可見,電壓、電流在亞超導(dǎo)態(tài)時(shí)變化量極小,不易用于監(jiān)控,而相角則變化明顯,因此,本文從相位差方面入手

5、研究超導(dǎo)失超的測(cè)量方法。處于超導(dǎo)態(tài)的超導(dǎo)電纜,電阻很小,主要來源于接頭電阻,而電感較大,因此電纜呈感性,相角接近90%實(shí)驗(yàn)中,超導(dǎo)態(tài)吋相角為78。。電纜進(jìn)入亞超導(dǎo)態(tài)后,局部導(dǎo)體失超引入電阻.和角對(duì)電阻變化的敏感性遠(yuǎn)比電流和電壓強(qiáng),是監(jiān)控電纜運(yùn)行狀況避免熱潰式失超的理想?yún)?shù)。主要的研究?jī)?nèi)容和研究方法相位測(cè)量方法對(duì)于高溫超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)變壓器繞組在交流過電流下的失超特性的研究,主要是尋找電壓、電流、溫度和壓力等參數(shù)在失超過程屮的變化規(guī)律。然而一些參數(shù)在工業(yè)應(yīng)用上并不是理想的失超預(yù)警參數(shù),如溫度和壓力的變化滯后于失

6、超的產(chǎn)生。文獻(xiàn)[50]中通過實(shí)驗(yàn)表明了超導(dǎo)電纜在交流下的電壓電流之間的相角差是指示超導(dǎo)電纜運(yùn)行狀況的最敏感參數(shù),在其實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中相角10°的變化可對(duì)應(yīng)l(y'Q電阻的變化;而2000A電流時(shí),10'5Q電阻的變化對(duì)應(yīng)的電壓變化僅為0.02V??梢?,電壓、電流在亞超導(dǎo)態(tài)時(shí)變化量極小,不易用于監(jiān)控,而相角則變化明顯,因此,本文從相位差方而入手研究超導(dǎo)失超的測(cè)量方法。處于超導(dǎo)態(tài)的超導(dǎo)電纜,電阻很小,主要來源于接頭電阻,而電感較大,因此電纜呈感性,相角接近90。。實(shí)驗(yàn)中,超導(dǎo)態(tài)時(shí)相角為78°。電纜進(jìn)入亞超導(dǎo)態(tài)后,局部

7、導(dǎo)體失超引入電阻.相角對(duì)電阻變化的敏感性遠(yuǎn)比電流和電壓強(qiáng),是監(jiān)控電纜運(yùn)行狀況避免熱潰式失超的理想?yún)?shù)。1.模擬過零電壓比較法過零電壓比較法是測(cè)量?jī)蓚€(gè)頻率相同、幅值相等、相角差小的正弦電壓波Z間的相角差的方法。如圖1,滿足上述條件的兩個(gè)止弦波可以分別表示為:圖1兩個(gè)具有相同幅度和小相角差的止弦波“]=sincot(2.1)“2=&sin(ef+0)(2.2)則任何時(shí)刻的電壓羌為:=“2_=4sin(曲+(p)-4sincot(2.3)由于A]=A2=A,則上式為:“3=A[sin(cot+爐)一sincot]

8、=Bcos(M+0/2)(2.4)式中:B=2/sin@/2)。當(dāng)口)時(shí),式(2.4)為u3=Asin(p;于是:(p~arcsin(w3/A)。該方法特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單,對(duì)啟動(dòng)采樣電路A/D轉(zhuǎn)換電路要求不高,且以過零點(diǎn)附近兩個(gè)正弦波的平均電壓差來評(píng)價(jià)兩個(gè)正弦波的相位差,所以抗干擾能力強(qiáng),但要求滿足的測(cè)量條件十分苛刻,如耍求兩個(gè)被測(cè)的正弦波諧波分量和諧波相位相等,增大了測(cè)量的難度。當(dāng)滿足2個(gè)被比較電壓的幅值相等的條件

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