专利名称：基于磁传感器阵列的输电线路零序电流的测量方法
技术领域：
本发明涉及一种输电线路零序电流的测量方法，尤其是涉及一种基于磁传感器阵列的输电线路零序电流的测量方法。
背景技术：
架空配电线路中的零序电流信息对于排除像中线断线，接地不良等相关的接地故障是非常重要的。由于零序电流保护具有结构及工作原理简单，正确动作率高；在零序网络基本稳定(即中性点接地变压器的数目和位置基本不变)的条件下，保护范围比较稳定，且有连续动作的特性；对近区故障可实现快速动作；受故障过度电阻的影响较小；保护定值 不受负荷电流的影响，基本不受其它中性点不接地电网短路故障的影响等特点，零序电流保护被广泛的应用到小电流接地系统或大电流接地系统中。零序电流应用到变压器零序电流差动保护中，可以大大提高变压器内部单相故障时的灵敏度。传统的零序电流测量是通过与普通电流互感器(CTs)类似的零序电流互感器来实现的。在架空线路的零序电流测量中，一般都是采用三只电流互感器接成零序电流滤过器，因此传统的零序电流互感器具有传统的电流互感器所具有的缺点，如互感器饱和；测量范围狭窄；铁磁共振、磁滞效应；测量准确度低；存在潜在的危险。电磁式电流互感器的一、二次之间靠电磁变换原理实现能量传递，因此一、二次之间总是存在着电磁联系。如果二次侧线圈由于某种原因出现了开路，一次侧的大电流完全成为励磁电流，就会在二次线圈侧感应出高电压，危及人身、设备的安全；设备安装、检修不方便，维护工作量大，安装时接线复杂，容易出错。因此，一种具有实际应用价值的新型ZSC测量技术是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于磁传感器阵列的输电线路零序电流的测量方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种基于磁传感器阵列的输电线路零序电流的测量方法，其特征在于，包括以下步骤I)将磁传感器阵列置于架空输电线路的下方，采集载流导线信号；2)将信号依次通过RC滤波电路和三阶放大电路后传输给数据采集设备；3)数据采集设备对接收到的信号进行处理，得到载流导线的磁通密度信息，并通过分析该磁通密度的线性特征得到载流导线的零序电流。若输电线路为三相三线架空输电线路，所述的磁传感器阵列为两个磁传感器组成磁传感器阵列。零序电流的计算具体如下I)两个磁传感器S1和S2的磁通量分别为B1和B2, B1, B2在空间坐标系中分解为X, y, z三个分量分别如下S =O
tsr
「00131 > B = f-2- * cos01 +—*—j. —, cos 0 ^(al)
I ,r In It 1 1,+1, I1
B =—■(—'Sinft -cosfi + —-sin#. -cmB.)
.' I,I1Slm=O
权利要求
1.一种基于磁传感器阵列的输电线路零序电流的测量方法，其特征在于，包括以下步骤 .1)将磁传感器阵列置于架空输电线路的下方，采集磁场传感器阵列输出信号； .2)将信号依次通过滤波电路和放大电路后传输给数据处理设备； .3)数据处理设备对接收到的信号进行处理，得到载流导线的磁通密度信息，并通过分析该磁通密度的特征得到载流导线的零序电流。
2.根据权利要求I所述的一种基于磁传感器阵列的输电线路零序电流的测量方法，其特征在于，若输电线路为三相三线架空输电线路，所述的磁传感器阵列为两个磁传感器组成磁传感器阵列。
3.根据权利要求2所述的一种基于磁传感器阵列的输电线路零序电流的测量方法，其特征在于，零序电流的计算具体如下 .1)两个磁传感器S1和S2的磁通量分别为B1和B2,B1, B2在空间坐标系中分解为X，Y,z三个分量分别如下
4.根据权利要求I所述的一种基于磁传感器阵列的输电线路零序电流的测量方法，其特征在于，若输电线路为三相四线架空输电线路，所述的磁传感器阵列为两个或三个磁传感器组成磁传感器阵列。
5.根据权利要求4所述的一种基于磁传感器阵列的输电线路零序电流的测量方法，其特征在于，若采用两个磁传感器，零序电流的计算如下 四条电力线由一条虚拟导线等效表示，等效电流可表示如下 Iv = Ia+Ib+Ic+In = 3I0+In = Ir(8) 其中，Iv为虚拟电流，Ia、Ib、I。分别为三相电流，I0为零序电流，In为中线电流，Ir为残余电流； Iv或由磁场传感器S1' S2测得的磁通密度计算出来，B1^ B2的y轴分量如下式所示
6.根据权利要求5所述的一种基于磁传感器阵列的输电线路零序电流的测量方法，其特征在于，若采用三个磁传感器，零序电流的计算如下 将三相电力线看作为一条虚拟导线，中线位于虚拟导线下方，三个磁场传感器Si、S2、S3垂直位于B相导线的下方，将三相电力线看作为一条虚拟导线，中线位于虚拟导线下方，等效电流可表示如下 Iv = Ia+Ib+Ic = 3I0+I (10) S1,S2，S3处的磁通密度由式(11)表示，Iv与^”，B2vy，B3vy之间的关系如式(12)所示；
全文摘要
本发明涉及一种基于磁传感器阵列的输电线路零序电流的测量方法，包括以下步骤1)将磁传感器阵列置于架空输电线路的下方，采集磁场传感器阵列输出信号；2)将信号依次通过滤波电路和放大电路后传输给数据处理设备；3)数据处理设备对接收到的信号进行处理，得到载流导线的磁通密度信息，并通过分析该磁通密度的特征得到载流导线的零序电流。与现有技术相比，本发明具有简单、成本低、损耗低等优点。
文档编号G01R31/08GK102680856SQ201210154949
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者刘庆强, 崔龙龙, 林顺富 申请人:上海电力学院