非接触式直流输电线路电流测量方法
【专利摘要】本发明公开了非接触式直流输电线路电流测量方法，利用安装于直流输电线上方的磁感应强度测量模块测量直流输电线路周围的磁感应强度，并将数据上传至上位机；根据安培环路定则，利用输电线路周围磁感应强度计算电流值，在已知电流值的情况下，记录磁感应强度数据，并以该磁感应强度数据为基准，标定其他磁感应强度所对应的电流值；当再次测量得到的磁场数据时，根据步骤二中的基准，转换成输电线路实时电流数据并在上位机中存储及显示。本发明可以实现直流输电线路电流的非接触式测量，使得设备工作于对地零电位点，避免输电线路电场对于设备的干扰，又避免设备安装及维护时需要安装人员接触输电线路的危险操作，减轻工作强度，提高工作效率。
【专利说明】非接触式直流输电线路电流测量方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及非接触式直流输电线路电流测量方法。
【背景技术】
[0002]直流高压输电技术是当前最先进的远距离输电技术，采用直流输电，输送能力大，送电距离远，输电的功率和能量损耗小，但直流输电线路建设成本高，因此在实际运行过程中必须保证直流输电线路的安全运行。为了达到直流输电线路安全运行的目的，往往要在线路中加入很多状态监测系统，其中监测输电线路中的电流数据则尤为重要，但由于直流输电线路中存在高电压大电流，因此供电单位并不希望在导线上加装各种监测装置，并建议监测设备加装在距离输电线路一定距离以外。另一方面，由于直流输电线路的重要性，当输电线路出现故障时应尽快排查故障并及时恢复供电，但当直流输电线路出现对地放电故障时，难以寻找到故障点，使得难以短时间排除故障恢复生产。非接触式直流输电线路电流测量系统提供了一种直流输电线路的监测装置，能够在距离输电线路一定距离位置检测输电线路中的电流，并且当输电线路出现对地放电故障时，能够及时判断出故障点，提高维护输电线路故障的工作效率。

【发明内容】

[0003]为解决现有技术存在的不足，本发明公开了非接触式直流输电线路电流测量装置及方法，利用直流输电线路周围磁感应强度与输电线路电流成正比的关系，检测直流输电线路周围的磁感应强度，并进而计算出输电线路电流值，实现直流输电线路电流值的非接触式测量。另外，可将该装置安装于各个杆塔之上，当输电线路出现对地放电故障时，通过判断相邻杆塔上线路电流测量值的变化情况，即可快速判断出故障点，提高维护输电线路故障的工作效率。
[0004]为实现上述目的，本发明的具体方案如下:
[0005]非接触式直流输电线路电流测量方法，包括以下步骤:
[0006]步骤一:利用安装于直流输电线上方的磁感应强度测量模块测量直流输电线路周围的磁感应强度，并将数据上传至上位机；
[0007]步骤二:根据安培环路定则，利用输电线路周围磁感应强度计算电流值，在已知电流值的情况下，记录磁感应强度数据，并以该磁感应强度数据为基准，标定其他磁感应强度所对应的电流值；
[0008]步骤三:当再次测量得到的磁场数据时，根据步骤二中的基准，转换成输电线路实时电流数据并在上位机中存储及显示。
[0009] 所述步骤一具体过程为:磁感应强度测量模块测量三维磁感应强度数据Bx，By，Bz，并将数据送至微控制单元MCU，在MCU中，利用公式B = ^Bx2+By2+ B将三维磁场数据处理为实际磁感应强度数据，再将数据通过CAN总线送入通讯模块，通讯模块取得磁场数据后，将数据利用Zigbee通讯模块无线远程发送至上位机。
[0010]所述步骤二中，对于单导线或两导线距离较远的情况下，需要用一个磁感应强度测量模块，利用输电线路周围磁感应强度计算电流值，对数据进行2次校准，在有2次已知电流值的情况下，记录磁感应强度数据，并以该磁感应强度数据为基准，标定其他磁感应强度所对应的电流值。
[0011]对于单导线或两导线相互影响不大的情况下，测量过程具体为:设第1次校准时，已知电流值为I1，测得磁感应强度值为B1 ;第2次校准时，已知电流值为I2，测得磁感应强度值为B2,则任意时刻，电流I与磁感应强度B之间的关系为:
[0012]
【权利要求】
1.非接触式直流输电线路电流测量方法，其特征是，包括以下步骤: 步骤一:利用安装于直流输电线上方的磁感应强度测量模块测量直流输电线路周围的磁感应强度，并将数据上传至上位机； 步骤二:根据安培环路定则，利用输电线路周围磁感应强度计算电流值，在已知电流值的情况下，记录磁感应强度数据，并以该磁感应强度数据为基准，标定其他磁感应强度所对应的电流值； 步骤三:当再次测量得到的磁场数据时，根据步骤二中的基准，转换成输电线路实时电流数据并在上位机中存储及显示。
2.如权利要求1所述的非接触式直流输电线路电流测量方法，其特征是，所述步骤一具体过程为:磁感应强度测量模块测量三维磁感应强度数据Bx，By，Bz，并将数据送至微控制单元MCU，在MCU中，利用公式S = ^Bx2+B；+Bz2将三维磁场数据处理为实际磁感应强度数据，再将数据通过CAN总线送入通讯模块，通讯模块取得磁场数据后，将数据利用Zigbee通讯模块无线远程发送至上位机。
3.如权利要求1所述的非接触式直流输电线路电流测量方法，其特征是，所述步骤二中，对于单导线或两导线距离较远的情况下，需要用一个磁感应强度测量模块，利用输电线路周围磁感应强度计 算电流值，对数据进行2次校准，在有2次已知电流值的情况下，记录磁感应强度数据，并以该磁感应强度数据为基准，标定其他磁感应强度所对应的电流值。
4.如权利要求3所述的非接触式直流输电线路电流测量方法，其特征是，对于单导线或两导线相互影响不大的情况下，测量过程具体为:设第1次校准时，已知电流值为I1，测得磁感应强度值为B1 ;第2次校准时，已知电流值为I2，测得磁感应强度值为B2，则任意时亥IJ，电流I与磁感应强度B之间的关系为:
/, - /, I = 二~ΜΒ-ΒΛ+L
B1-B' 可见，I与B成线性关系，当测量出线路环境的磁感应强度，则可以得到对应的输电线路电流值。
5.如权利要求1所述的非接触式直流输电线路电流测量方法，其特征是，对于两导线相互影响较大的情况下，由于直流输电线路存在两条输电线，其周围的磁场为两条输电线所产生磁场的叠加，此时，需要用两个磁感应强度测量模块，并且对数据进行3次校准，在有3次已知电流值的情况下，记录磁感应强度数据，并已该磁感应强度数据为基准，标定其他磁感应强度所对应的电流值。
6.如权利要求5所述的非接触式直流输电线路电流测量方法，其特征是，对于两导线相互影响较大的情况下，测量过程具体为:设第1次校准时，已知第一线路的电流值为I11,第二线路的电流值为I21，第一磁感应强度测量模块测得磁感应强度值为B11 ;第二磁感应强度测量模块测得磁感应强度值为B21 ;第2次校准时，已知第一线路的电流值为I12，第二线路的电流值为I22，第一磁感应强度测量模块测得磁感应强度值为B12 ;第二磁感应强度测量模块测得磁感应强度值为B22 ;第3次校准时，已知第一线路的电流值为I13，第二线路的电流值为I23，第一磁感应强度测量模块测得磁感应强度值为B13 ;第二磁感应强度测量模块测得磁感应强度值为B23;三次校准电流值应满足
7.如权利要求1所述的非接触式直流输电线路电流测量方法，其特征是，所述磁感应强度测量模块为HMC5843磁感应强度测量芯片。
【文档编号】G01R19/00GK103995171SQ201410240736
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】隋首钢, 刘存根, 高焕兵, 王涛, 李艳萍, 宫淑兰, 陈鲁, 石震 申请人:山东建筑大学