一种隔离式超导磁储能系统失超检测设备的制作方法

本发明涉及超导磁储能系统失超检测技术领域，具体涉及一种隔离式超导磁储能系统失超检测设备。

背景技术：

超导磁储能装置的零电阻特性使其有非常大的功率密度，具有储能效率高、响应速度快等特点，能够向电力系统提供大容量的能量交换和功率交换，对于提高电能质量，提高电力系统的安全性有重要的意义。

在此基础上，失超检测装置能够检测超导储能装置的失超，发出警报，保护系统，保护电力系统的安全。

但是，现有的失超检测设备为基于电桥检测法或有源功率检测法的检测方法，该类方法需要构建一个包含超导线圈的电路，测量超导磁储能系统的电路参数，继而通过电路对信号进行处理，判断是否发生了失超，这种方法有以下缺点：

1.通用性不强，无法对参数不同的储能系统进行检测。

2.由于电路结构复杂，失超判据数值较小，容易受到杂波干扰，影响较大。

3.上述两种方法的理论基础存在一定的缺陷，存在无法检测的情况。

4.由于超导线圈是测量装置的一部分，因此难以拆装。

技术实现要素：

基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种隔离式超导磁储能系统失超检测设备，直接通过检测储能装置的磁感应强度来判断失超，实现快速、便捷、准确的检测失超。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种隔离式超导磁储能系统失超检测设备，包括信号采集部分及与之分隔设置并电连接的信号处理部分，所述信号采集部分包括霍尔元件，所述信号处理部分包括依次连接的补偿电路、信号放大电路和电压测量装置，所述霍尔原件与所述补偿电路电连接，所述信号放大电路还连接有失压调零电路，还包括为各个模块供电的直流电源模块；

所述霍尔元件，用于感应超导磁储能系统中的线圈，根据不同的磁场强度激发霍尔元件输出不同的电压，变化的磁场激发霍尔元件输出变化的电压，实现原始信号的采集；

所述补偿电路，用于对霍尔元件采集的电压值进行电压补偿，输出新电压值，并在无磁场的情况下，使输出的新电压值为零；

所述信号放大电路，用于将所述补偿电路输出的新电压进行放大，以满足电压测量装置的测量要求；

所述电压测量装置，用于对所述信号放大电路输出的电压进行测量；

所述失压调零电路，用于在零磁场条件下，使信号放大电路的输出电压信号为零。

优选的，所述霍尔元件采用型号为ugn3503lt的霍尔元件。

优选的，所述补偿电路包括第一运放、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四可变电阻r4和第五电阻r5，所述第一运放为ca3140高阻抗运算放大器，所述第一电阻r1连接在霍尔元件与所述第一运放的负相端，所述第三电阻r3和第四可变电阻r4与直流供电电源组成串联回路，所述第二电阻r2一端连接在第三电阻r3和第四电阻r4之间的连接线上，另一端与所述第一运放的正相端连接，所述第五电阻r5连接在第一运放的正相端与地之间，所述第一运放的输出端为所述补偿电路的输出端。

优选的，所述信号放大电路包括第二运放、第六电阻r6、第七电阻r7和第一电容c1，所述第二运放为ca3140高阻抗运算放大器，所述第六电阻r6连接在所述补偿电路的输出端与所述第二运放的反相端之间，所述第七电阻r7和所述第一电容c1并联且跨接在所述第二运放的反相端与输出端之间。

优选的，所述失压调零电路包括滑动电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第一单项导通二极管d1和第二单项导通二极管d2，所述滑动电阻r8的滑片端连接所述第二运放的正相端，其他两端分别连接在第九电阻r9的第一端和第十电阻r10的第一端，所述第九电阻r9的第二端连接直流电源正极，所述第十电阻r10的第二端连接直流电源的负极，所述第九电阻r9的第一端还连接第一单项导通二极管d1的正极，所述第十电阻r10的第一端连接第二单项导通二极管d2的负极，所述第一单项导通二极管d1的负极和所述第二单项导通二极管d2的正极接地。

本发明的有益效果为：能够实现快速、便捷、准确的失超检测，直接检测失超指标，直接通过检测储能装置的磁感应强度来判断失超，只要在没有其他强磁场物体的情况下，能够准确地检测失超，不易受到干扰，同时，磁储能系统失超时，磁场波动大，判据明显，也增强了抗干扰性；

另外，不需要与储能装置联系在一起，可以作为一个独立的模块，不会对储能系统自身造成影响，也无需根据不同的储能装置进行不同的设计，通用性强，能够满足几乎所有类型超到设备的检测需求，节约了成本，而且易于拆装。

附图说明

图1为本发明具体实施例的电路模块框图；

图2为本发明具体实施例的电路原理图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种隔离式超导磁储能系统失超检测设备，包括信号采集部分及与之分隔设置并电连接的信号处理部分，信号采集部分包括霍尔元件1，信号处理部分包括依次连接的补偿电路2、信号放大电路3和电压测量装置4，霍尔原件与补偿电路电连接，信号放大电路还连接有失压调零电路5，还包括为各个模块供电的直流电源模块6；

霍尔元件1，用于感应超导磁储能系统中的线圈，根据不同的磁场强度激发霍尔元件输出不同的电压，变化的磁场激发霍尔元件输出变化的电压，实现原始信号的采集；本实施例霍尔元件采用型号为ugn3503lt的霍尔元件。

如图2所示，补偿电路2，用于对霍尔元件采集的电压值进行电压补偿，输出新电压值，并在无磁场的情况下，使输出的新电压值为零；本实施例补偿电路包括第一运放、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四可变电阻r4和第五电阻r5，第一运放为ca3140高阻抗运算放大器，第一电阻r1连接在霍尔元件与第一运放的负相端，第三电阻r3和第四可变电阻r4与直流供电电源组成串联回路，第二电阻r2一端连接在第三电阻r3和第四电阻r4之间的连接线上，另一端与第一运放的正相端连接，第五电阻r5连接在第一运放的正相端与地之间，第一运放的输出端为所述补偿电路的输出端，通过调节第四可变电阻r4的阻值，改变输入第一运放正相端的电压值，使在无磁场情况下，输入第一运放反相端和正相端的电压差为零。

信号放大电路3，用于将补偿电路输出的新电压进行放大，以满足电压测量装置的测量要求；本实施例信号放大电路包括第二运放、第六电阻r6、第七电阻r7和第一电容c1，第二运放为ca3140高阻抗运算放大器，第六电阻r6连接在补偿电路的输出端与第二运放的反相端之间，第七电阻r7和第一电容c1并联且跨接在第二运放的反相端与输出端之间，本实施例的信号放大电路为负反馈放大电路。

电压测量装置4，用于对信号放大电路输出的电压进行测量，可采用灵敏度较高的电压表进行测量。

失压调零电路5，用于在零磁场条件下，使信号放大电路的输出电压信号为零，本实施例失压调零电路包括滑动电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第一单项导通二极管d1和第二单项导通二极管d2，滑动电阻r8的滑片端连接第二运放的正相端，其他两端分别连接在第九电阻r9的第一端和第十电阻r10的第一端，第九电阻r9的第二端连接直流电源正极，第十电阻r10的第二端连接直流电源的负极，第九电阻r9的第一端还连接第一单项导通二极管d1的正极，第十电阻r10的第一端连接第二单项导通二极管d2的负极，第一单项导通二极管d1的负极和第二单项导通二极管d2的正极接地，本实施例第九电阻r9的第二端连接正12v直流电源正极，第十电阻r10的第二端连接负12v直流电源的负极，通过调节第八电阻r8的组织，从而调节第二运放正相端的电压，并根据第二运放正反相端的失压情况，选择正12v电路导通还是负12v电路导通。

需要说明的是，以上所述只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。