電力系統(tǒng)中線路電流的測量方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)

［全］電力系統(tǒng)中線路電流的測量方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)

在電力系統(tǒng)中，線珞電流是電力系統(tǒng)中必須要測量的重要參數(shù)之

-,反映了電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，是電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行、控制、保

護(hù)等功能必不可少的輸入變量。因此，必須采用一定的技術(shù)手段

測量到線路電流，并且測量的精度和響應(yīng)速度應(yīng)滿足電力系統(tǒng)不

同功能的要求。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)線路的交流電流主要采用電流互感器進(jìn)行測量，但

電流互感器體積大、重量重，串聯(lián)在一次回路中，安裝要求高,

并且基于互感原理的電流互感器不能準(zhǔn)確測量線路電流中的直

流電流;采用霍爾效應(yīng)原理的電流傳感器能夠測量直流電流，但

是也需要將霍爾電流傳感器串聯(lián)在一次回路中，安裝不方便，同

時，霍爾電流互感器也需要磁芯，因此重量較重。近年來，隨著

磁傳感器技術(shù)的發(fā)展，各向異性磁電阻，巨磁電阻及隧道磁電阻

等磁傳感器被引入電力系統(tǒng)中，用于測量線路電流，雖然利用單

個磁傳感器制作的電流傳感器不需要與一次回路直接接觸，不需

要鐵芯或者磁芯；但是必須固定一次回路導(dǎo)線與磁傳感器的相對

位置，也就是說對單個磁傳感器的安裝要求極高，安裝稍有偏差

就會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。

由此可見，如何克報傳統(tǒng)的利用單個磁傳感器對電力系統(tǒng)中的線

路電流進(jìn)行測量時，由于安裝難度大導(dǎo)致的測量準(zhǔn)確性低的問題

是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

問題拆分

一種電力系統(tǒng)中線路電流的測量方法，只需要獲取待測導(dǎo)線在三

個單軸磁傳感器的磁敏感方向上產(chǎn)生的第一磁感應(yīng)強(qiáng)度、第二磁

感應(yīng)強(qiáng)度、第三磁感應(yīng)強(qiáng)度以及三個單軸磁傳感器之間的相對距

離，就可計算出待測導(dǎo)線的電流值，實(shí)現(xiàn)對待測導(dǎo)線電流的測量。

同時，對于三個單軸磁傳感器，只要保證三個單軸磁傳感器位于

同一直線，且該直線與待測導(dǎo)線不共面，三個單軸磁傳感器的磁

敏感方向同方向且平行于三個單軸磁傳感器所在的直線即可。在

安裝時，無需固定一次回路導(dǎo)線與三個單軸磁傳感器的相對位置,

進(jìn)而減小了安裝難度，提高了測量準(zhǔn)確性。另外，本發(fā)明還公開

了一種電力系統(tǒng)中線路電流的測量裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)，效果

如上。

問題解決

1.一種電力系統(tǒng)中線路電流的測量方法，其特征在于，包括：

分別獲取待測導(dǎo)線在第一單軸磁傳感器磁敏感方向上產(chǎn)生的第

一磁感應(yīng)強(qiáng)度、在第二單軸磁傳感器磁敏感方向上產(chǎn)生的第二磁

感應(yīng)強(qiáng)度、在第三單軸磁傳感器磁敏感方向上產(chǎn)生的第三磁感應(yīng)

強(qiáng)度以及所述第一單軸磁傳感器、所述第二單軸磁傳感器、所述

第三單軸磁傳感器之間的相對距離；其中，所述相對距離包括所

述第一單軸磁傳感器與所述第二單軸磁傳感器之間的距離以及

所述第一單軸磁傳感器與所述第三單軸磁傳感器之間的距離；

其中，所述依據(jù)所述第一磁感應(yīng)強(qiáng)度、所述第二磁感應(yīng)強(qiáng)度、所

述第三磁感應(yīng)強(qiáng)度以及各所述相對距離計算所述待測導(dǎo)線的電

流值具體為：

依據(jù)公式

或公式

計。所述特

C,

2&

測導(dǎo)線的電流值:

我中=俘號],bi=nr\Y?d]=B2B3,出=修-1),b2=n*.cz=2n.

出=厭：4嚴(yán)?dHY4"；).&-144十片打亂-c；d#-2c；dM4).

或公式計算所述待測導(dǎo)線的電流值；

其中，bl=m2,dl=B2B3,b2=n2,c2=2n,

lx為所述待測導(dǎo)線的電流值，Bl、B2、B3分別為所述第一磁感

應(yīng)強(qiáng)度、所述第二磁感應(yīng)強(qiáng)度和所述第三磁感應(yīng)強(qiáng)度；m為所

述第一單軸磁傳感器與所述第二單軸傳感器的之間的距離；n為

所述第一單軸磁傳感器與所述第三單軸傳感器之間的距離；M0

為真空磁導(dǎo)率；TT為圓周率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)中線路電流的測量方法，其特

征在于，所述分別獲取待測導(dǎo)線在第一單軸磁傳感器磁敏感方向

上產(chǎn)生的第一磁感應(yīng)強(qiáng)度、在第二單軸磁傳感器磁敏感方向上產(chǎn)

生的第二磁感應(yīng)強(qiáng)度、在第三單軸磁傳感器磁敏感方向上產(chǎn)生的

第三磁感應(yīng)強(qiáng)度具體包括：

預(yù)先測出所述第一單軸磁傳感器的第一比例系數(shù)、所述第二單軸

磁傳感器的第二比例系數(shù)以及所述第三單軸磁傳感器的第三比

例系數(shù)；

為所述第一單軸磁傳感器、所述第二單軸磁傳感器和所述第三單

軸磁傳感器施加直流電壓以獲取所述第一單軸磁傳感器輸出的

第一電壓、所述第二單軸磁傳感器輸出的第二電壓以及所述第三

單軸磁傳感器輸出的第三電壓；

將所述第一比例系數(shù)和所述第一電壓的乘積作為所述第一單軸

磁傳感器的第一磁感應(yīng)強(qiáng)度，將所述第二比例系數(shù)和所述第二電

壓的乘積作為所述第二單軸磁傳感器的第二磁感應(yīng)強(qiáng)度，將所述

第三比例系數(shù)和所述第三電壓的乘積作為所述第三單軸磁傳感

器的第三磁感應(yīng)強(qiáng)度。

3根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)中線路電流的測量方法，其特

征在于，所述獲取所述第一單軸磁傳感器、所述第二單軸磁傳感

器、所述第三單軸磁傳感器之間的相對距離具體為：

依據(jù)距離傳感器獲取所述相對距離。

4一種電力系統(tǒng)中線路電流的測量裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于分別獲取待測導(dǎo)線在第一單軸磁傳感器磁敏感方

向上產(chǎn)生的第一磁感應(yīng)強(qiáng)度、在第二單軸磁傳感器磁敏感方向上

產(chǎn)生的第二磁感應(yīng)強(qiáng)度、在第三單軸磁傳感器磁敏感方向上產(chǎn)生

的第三磁感應(yīng)強(qiáng)度以及所述第一單軸磁傳感器、所述第二單軸磁

傳感器、所述第三單軸磁傳感器之間的相對距離；其中，所述相

對距離包括所述第一單軸磁傳感器與所述第二單軸磁傳感器之

間的距離以及所述第一單軸磁傳感器與所述第三單軸磁傳感器

之間的距離；

計算模塊，用于依據(jù)所述第一磁感應(yīng)強(qiáng)度、所述第二磁感應(yīng)強(qiáng)度、

所述第三磁感應(yīng)強(qiáng)度以及各所述相對距離計算所述待測導(dǎo)線的

電流值；

其中，所述第一單軸磁傳感器、所述第二單軸磁傳感器和所述第

三單軸磁傳感器位于同一直線，所述直線與所述待測導(dǎo)線不共面,

所述第一單軸磁傳感器、所述第二單軸磁傳感器和所述第三單軸

磁傳感器的磁敏感方向同方向且平行于所述直線；

其中，所述依據(jù)所述第一磁感應(yīng)強(qiáng)度、所述第二磁感應(yīng)強(qiáng)度、所

述第三磁感應(yīng)強(qiáng)度以及各所述相對距離計算所述待測導(dǎo)線的電

流值具體為：

依據(jù)公式

或公式計算所述待測導(dǎo)線的電流值；

其中，bl=m2,dl=B2B3,b2=n2,c2=2n,

lx為所述待測導(dǎo)線的電流值，Bl、B2、B3分別為所述第一磁感

應(yīng)強(qiáng)度、所述第二磁感應(yīng)強(qiáng)度和所述第三磁感應(yīng)強(qiáng)度；m為所

述第一單軸磁傳感器與所述第二單軸傳感器的之間的距離；n為

所述第一單軸磁傳感器與所述第三單軸傳感器之間的距離；M0

為真空磁導(dǎo)率；TI為圓周率。

5根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力系統(tǒng)中線路電流的測量裝置，其特

征在于，所述獲取模塊具體用于通過距離傳感器獲取所述相對距

離。

磁敏整方向

圖4

圖5

6.一種電力系統(tǒng)中線路電流的測量設(shè)備，其特征在于，包括:

存儲器，用于存儲計