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非接觸式直流輸電線路電流測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了非接觸式直流輸電線路電流測量方法，利用安裝于直流輸電線上方的磁感應強度測量模塊測量直流輸電線路周圍的磁感應強度，并將數(shù)據(jù)上傳至上位機；根據(jù)安培環(huán)路定則，利用輸電線路周圍磁感應強度計算電流值，在已知電流值的情況下，記錄磁感應強度數(shù)據(jù)，并以該磁感應強度數(shù)據(jù)為基準，標定其他磁感應強度所對應的電流值；當再次測量得到的磁場數(shù)據(jù)時，根據(jù)步驟二中的基準，轉換成輸電線路實時電流數(shù)據(jù)并在上位機中存儲及顯示。本發(fā)明可以實現(xiàn)直流輸電線路電流的非接觸式測量，使得設備工作于對地零電位點，避免輸電線路電場對于設備的干擾，又避免設備安裝及維護時需要安裝人員接觸輸電線路的危險操作，減輕工作強度，提高工作效率。
【專利說明】非接觸式直流輸電線路電流測量方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及非接觸式直流輸電線路電流測量方法。
【背景技術】
[0002]直流高壓輸電技術是當前最先進的遠距離輸電技術，采用直流輸電，輸送能力大，送電距離遠，輸電的功率和能量損耗小，但直流輸電線路建設成本高，因此在實際運行過程中必須保證直流輸電線路的安全運行。為了達到直流輸電線路安全運行的目的，往往要在線路中加入很多狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其中監(jiān)測輸電線路中的電流數(shù)據(jù)則尤為重要，但由于直流輸電線路中存在高電壓大電流，因此供電單位并不希望在導線上加裝各種監(jiān)測裝置，并建議監(jiān)測設備加裝在距離輸電線路一定距離以外。另一方面，由于直流輸電線路的重要性，當輸電線路出現(xiàn)故障時應盡快排查故障并及時恢復供電，但當直流輸電線路出現(xiàn)對地放電故障時，難以尋找到故障點，使得難以短時間排除故障恢復生產。非接觸式直流輸電線路電流測量系統(tǒng)提供了一種直流輸電線路的監(jiān)測裝置，能夠在距離輸電線路一定距離位置檢測輸電線路中的電流，并且當輸電線路出現(xiàn)對地放電故障時，能夠及時判斷出故障點，提高維護輸電線路故障的工作效率。

【發(fā)明內容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明公開了非接觸式直流輸電線路電流測量裝置及方法，利用直流輸電線路周圍磁感應強度與輸電線路電流成正比的關系，檢測直流輸電線路周圍的磁感應強度，并進而計算出輸電線路電流值，實現(xiàn)直流輸電線路電流值的非接觸式測量。另外，可將該裝置安裝于各個桿塔之上，當輸電線路出現(xiàn)對地放電故障時，通過判斷相鄰桿塔上線路電流測量值的變化情況，即可快速判斷出故障點，提高維護輸電線路故障的工作效率。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0005]非接觸式直流輸電線路電流測量方法，包括以下步驟:
[0006]步驟一:利用安裝于直流輸電線上方的磁感應強度測量模塊測量直流輸電線路周圍的磁感應強度，并將數(shù)據(jù)上傳至上位機；
[0007]步驟二:根據(jù)安培環(huán)路定則，利用輸電線路周圍磁感應強度計算電流值，在已知電流值的情況下，記錄磁感應強度數(shù)據(jù)，并以該磁感應強度數(shù)據(jù)為基準，標定其他磁感應強度所對應的電流值；
[0008]步驟三:當再次測量得到的磁場數(shù)據(jù)時，根據(jù)步驟二中的基準，轉換成輸電線路實時電流數(shù)據(jù)并在上位機中存儲及顯示。
[0009] 所述步驟一具體過程為:磁感應強度測量模塊測量三維磁感應強度數(shù)據(jù)Bx，By，Bz，并將數(shù)據(jù)送至微控制單元MCU，在MCU中，利用公式B = ^Bx2+By2+ B將三維磁場數(shù)據(jù)處理為實際磁感應強度數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)通過CAN總線送入通訊模塊，通訊模塊取得磁場數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)利用Zigbee通訊模塊無線遠程發(fā)送至上位機。
[0010]所述步驟二中，對于單導線或兩導線距離較遠的情況下，需要用一個磁感應強度測量模塊，利用輸電線路周圍磁感應強度計算電流值，對數(shù)據(jù)進行2次校準，在有2次已知電流值的情況下，記錄磁感應強度數(shù)據(jù)，并以該磁感應強度數(shù)據(jù)為基準，標定其他磁感應強度所對應的電流值。
[0011]對于單導線或兩導線相互影響不大的情況下，測量過程具體為:設第1次校準時，已知電流值為I1，測得磁感應強度值為B1 ;第2次校準時，已知電流值為I2，測得磁感應強度值為B2,則任意時刻，電流I與磁感應強度B之間的關系為:
[0012]
【權利要求】
1.非接觸式直流輸電線路電流測量方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一:利用安裝于直流輸電線上方的磁感應強度測量模塊測量直流輸電線路周圍的磁感應強度，并將數(shù)據(jù)上傳至上位機； 步驟二:根據(jù)安培環(huán)路定則，利用輸電線路周圍磁感應強度計算電流值，在已知電流值的情況下，記錄磁感應強度數(shù)據(jù)，并以該磁感應強度數(shù)據(jù)為基準，標定其他磁感應強度所對應的電流值； 步驟三:當再次測量得到的磁場數(shù)據(jù)時，根據(jù)步驟二中的基準，轉換成輸電線路實時電流數(shù)據(jù)并在上位機中存儲及顯示。
2.如權利要求1所述的非接觸式直流輸電線路電流測量方法，其特征是，所述步驟一具體過程為:磁感應強度測量模塊測量三維磁感應強度數(shù)據(jù)Bx，By，Bz，并將數(shù)據(jù)送至微控制單元MCU，在MCU中，利用公式S = ^Bx2+B；+Bz2將三維磁場數(shù)據(jù)處理為實際磁感應強度數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)通過CAN總線送入通訊模塊，通訊模塊取得磁場數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)利用Zigbee通訊模塊無線遠程發(fā)送至上位機。
3.如權利要求1所述的非接觸式直流輸電線路電流測量方法，其特征是，所述步驟二中，對于單導線或兩導線距離較遠的情況下，需要用一個磁感應強度測量模塊，利用輸電線路周圍磁感應強度計 算電流值，對數(shù)據(jù)進行2次校準，在有2次已知電流值的情況下，記錄磁感應強度數(shù)據(jù)，并以該磁感應強度數(shù)據(jù)為基準，標定其他磁感應強度所對應的電流值。
4.如權利要求3所述的非接觸式直流輸電線路電流測量方法，其特征是，對于單導線或兩導線相互影響不大的情況下，測量過程具體為:設第1次校準時，已知電流值為I1，測得磁感應強度值為B1 ;第2次校準時，已知電流值為I2，測得磁感應強度值為B2，則任意時亥IJ，電流I與磁感應強度B之間的關系為:
/, - /, I = 二~ΜΒ-ΒΛ+L
B1-B' 可見，I與B成線性關系，當測量出線路環(huán)境的磁感應強度，則可以得到對應的輸電線路電流值。
5.如權利要求1所述的非接觸式直流輸電線路電流測量方法，其特征是，對于兩導線相互影響較大的情況下，由于直流輸電線路存在兩條輸電線，其周圍的磁場為兩條輸電線所產生磁場的疊加，此時，需要用兩個磁感應強度測量模塊，并且對數(shù)據(jù)進行3次校準，在有3次已知電流值的情況下，記錄磁感應強度數(shù)據(jù)，并已該磁感應強度數(shù)據(jù)為基準，標定其他磁感應強度所對應的電流值。
6.如權利要求5所述的非接觸式直流輸電線路電流測量方法，其特征是，對于兩導線相互影響較大的情況下，測量過程具體為:設第1次校準時，已知第一線路的電流值為I11,第二線路的電流值為I21，第一磁感應強度測量模塊測得磁感應強度值為B11 ;第二磁感應強度測量模塊測得磁感應強度值為B21 ;第2次校準時，已知第一線路的電流值為I12，第二線路的電流值為I22，第一磁感應強度測量模塊測得磁感應強度值為B12 ;第二磁感應強度測量模塊測得磁感應強度值為B22 ;第3次校準時，已知第一線路的電流值為I13，第二線路的電流值為I23，第一磁感應強度測量模塊測得磁感應強度值為B13 ;第二磁感應強度測量模塊測得磁感應強度值為B23;三次校準電流值應滿足
7.如權利要求1所述的非接觸式直流輸電線路電流測量方法，其特征是，所述磁感應強度測量模塊為HMC5843磁感應強度測量芯片。
【文檔編號】G01R19/00GK103995171SQ201410240736
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權日:2014年5月30日
【發(fā)明者】隋首鋼, 劉存根, 高煥兵, 王濤, 李艷萍, 宮淑蘭, 陳魯, 石震 申請人:山東建筑大學