本发明涉及超导磁体，尤其涉及一种高温超导磁体的失超诊断装置、方法及系统。
背景技术：
1、超导磁体系统是聚变堆的重要组成部分，其主要作用是对等离子体进行约束、控制、平衡和加热，从而保障聚变堆装置的安全稳定运行。目前聚变装置磁体系统主要采用低温超导，如nbti或nb3sn管内电缆导体进行绕制，但受制于低温超导材料的特性，其最高磁场普遍低于15t，导致装置难以实现高功率，且径向占地面积较大，无法满足高功率和紧凑型未来聚变堆设计要求。随着高温超导技术，特别是高温超导材料的发展，高温超导应用于未来聚变堆装置成为可能。
2、由于高温超导磁体的失超传播速度比低温超导磁体小2-3个数量级，通常为十到几十毫米每秒，这对磁体的失超保护提出了更高的要求，如果不能及时的将失超故障反馈给保护系统，将有可能对磁体带来伤害，甚至对整个聚变堆装置造成不可逆的损伤。
技术实现思路
1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种高温超导磁体的失超诊断装置，有效快速的进行超导磁体的失超诊断。
2、本发明的第二个目的在于提出一种高温超导磁体的失超诊断方法。
3、本发明的第三个目的在于提出一种高温超导磁体系统。
4、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出一种失超诊断装置，所述装置包括：电压测量单模块，与聚变堆高温超导磁体连接，所述聚变堆高温超导磁体包括n组超导线圈绕组，n组所述超导线圈绕组串联连接，用于测量n组所述超导线圈绕组两端的电压值，其中，2≤n≤n，n为整数，且n≥2；失超诊断模块，与所述电压测量单模块连接，用于根据n组所述超导线圈绕组两端的电压值计算目标不平衡度，在所述目标不平衡度与预设不平衡度之间的偏差值大于预设偏差阈值时，确定超导磁体处于失超状态。
5、根据本发明实施例的失超诊断装置，利用电压测量单模块测量聚变堆高温超导磁体中超导线圈绕组两端的电压值，利用失超诊断模块根据超导线圈绕组两端的电压值计算得出不平衡度，并与预设不平衡度进行对比，以消除不确定性带来的误诊断，通过设置预设偏差阈值，对失超诊断的灵敏度进行调整，有效快速的进行超导磁体的失超诊断。
6、另外，根据本发明上述实施例提出的失超诊断装置还可以具有如下附加的技术特征：
7、根据本发明的一个实施例，所述聚变堆高温超导磁体的两端各设有一个测量点，记为首端测量点、末端测量点，相邻的超导线圈绕组之间各设有一个测量点，记为中间测量点，所述首端测量点、末端测量点以及n-1个中间测量点处各配置有2根电位测量线，所述2根电位测量线采用并绕双绞形式，所述电压测量单模块包括n+1组电压测量通道，n+1组所述电压测量通道通过所述电位测量线与首端测量点、末端测量点和n-1个中间测量点连接，测量得到n+1组电压值。
8、根据本发明的一个实施例，所述n+1组电压值包括首端第一电压值和首端第二电压值，n-1组中间第一电压值和中间第二电压值，以及末端第一电压值和末端第二电压值，所述失超诊断模块，用于：根据所述首端第一电压值和首端第二电压值、n-1组中间第一电压值和中间第二电压值，以及末端第一电压值和末端第二电压值计算得到n个绕组电压、第一总电压和第二总电压，其中，所述第一总电压由所述首端第一电压值和所述末端第一电压值确定，所述第二总电压由所述首端第二电压值和所述末端第二电压值确定；根据n个所述绕组电压、所述第一总电压和所述第二总电压，计算得到所述目标不平衡度；判断所述目标不平衡度与预设不平衡度之间的偏差值是否大于预设偏差阈值；若所述偏差值大于所述预设偏差阈值，则确定所述超导磁体处于失超状态；若所述偏差值小于等于所述预设偏差阈值，则确定所述超导磁体处于正常状态。
9、根据本发明的一个实施例，所述失超诊断模块，用于：确定目标绕组电压，计算所述目标绕组电压的绝对值的和，得到第一和值；计算所述第一总电压的绝对值与所述第二总电压的绝对值的和，得到第二和值；计算所述第一和值和所述第二和值之间的比值，得到所述目标不平衡度。
10、根据本发明的一个实施例，所述失超诊断装置还包括：安全联锁模块，所述安全联锁模块的第一端与所述失超诊断模块连接，所述安全联锁模块的第二端与电源装置连接，所述电源装置用以向所述超导磁体提供电压，所述安全联锁模块用于，在确定所述超导磁体处于失超状态时，断开所述超导磁体与所述电源装置之间的连接；在确定所述超导磁体处于正常状态时，连通所述超导磁体与所述电源装置。
11、根据本发明的一个实施例，所述电源装置包括磁体电源、移能电阻和转换开关，所述磁体电源的第一端与所述超导磁体的第一端连接，所述移能电阻的第一端与所述超导磁体的第一端连接，所述超导磁体的第二端与所述转换开关的第一端连接，所述转换开关的第二端与所述移能电阻的第二端连接，所述转换开关的第三端与所述磁体电源的第二端连接，所述安全联锁模块用于：在确定所述超导磁体处于失超状态时，控制所述转换开关使所述超导磁体与所述移能电阻之间形成回路；在确定所述超导磁体处于正常状态时，控制所述转换开关使所述超导磁体与所述磁体电源之间形成回路。
12、根据本发明的一个实施例，所述2根电位测量线采用并绕双绞形式。
13、根据本发明的一个实施例，各所述超导线圈绕组之间通过超导接头连接。
14、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种高温超导磁体的失超诊断方法，用于本发明第一方面实施例提出的高温超导磁体的失超诊断装置，所述方法包括：测量n组超导线圈绕组两端的电压值，其中，2≤n≤n，n为整数，且n≥2；根据n组所述超导线圈绕组两端的电压值计算目标不平衡度，在所述目标不平衡度与预设不平衡度之间的偏差值大于预设偏差阈值时，确定超导磁体处于失超状态。
15、为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种超导磁体系统，包括超导磁体、电源装置和如本发明第一方面实施例提出的失超诊断装置。
16、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
1.一种高温超导磁体的失超诊断装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的高温超导磁体的失超诊断装置，其特征在于，所述聚变堆高温超导磁体的两端各设有一个测量点，记为首端测量点、末端测量点，相邻的超导线圈绕组之间各设有一个测量点，记为中间测量点，所述首端测量点、末端测量点以及n-1个中间测量点处各配置有2根电位测量线，所述电压测量单模块包括n+1组电压测量通道，n+1组所述电压测量通道通过所述电位测量线与首端测量点、末端测量点和n-1个中间测量点连接，测量得到n+1组电压值。
3.根据权利要求2所述的高温超导磁体的失超诊断装置，其特征在于，所述n+1组电压值包括首端第一电压值和首端第二电压值，n-1组中间第一电压值和中间第二电压值，以及末端第一电压值和末端第二电压值，所述失超诊断模块，用于：
4.根据权利要求3所述的高温超导磁体的失超诊断装置，其特征在于，所述失超诊断模块，用于：
5.根据权利要求3所述的高温超导磁体的失超诊断装置，其特征在于，所述失超诊断装置还包括：
6.根据权利要求5所述的高温超导磁体的失超诊断装置，其特征在于，所述电源装置包括磁体电源、移能电阻和转换开关，所述磁体电源的第一端与所述超导磁体的第一端连接，所述移能电阻的第一端与所述超导磁体的第一端连接，所述超导磁体的第二端与所述转换开关的第一端连接，所述转换开关的第二端与所述移能电阻的第二端连接，所述转换开关的第三端与所述磁体电源的第二端连接，所述安全联锁模块用于：
7.根据权利要求2所述的高温超导磁体的失超诊断装置，其特征在于，所述2根电位测量线采用并绕双绞形式。
8.根据权利要求2所述的高温超导磁体的失超诊断装置，其特征在于，各所述超导线圈绕组之间通过超导接头连接。
9.一种高温超导磁体的失超诊断方法，其特征在于，用于权利要求1-8任一项所述的高温超导磁体的失超诊断装置，所述方法包括：
10.一种高温超导磁体系统，其特征在于，包括超导磁体、电源装置和如权利要求1-8中任一项所述的失超诊断装置。
