电力系统中线路电流的测量方法、装置、设备及存储介质

［全］电力系统中线路电流的测量方法、装置、设备及存储介质

在电力系统中，线珞电流是电力系统中必须要测量的重要参数之

-,反映了电力系统运行状态，是电力系统优化运行、控制、保

护等功能必不可少的输入变量。因此，必须采用一定的技术手段

测量到线路电流，并且测量的精度和响应速度应满足电力系统不

同功能的要求。

传统电力系统线路的交流电流主要采用电流互感器进行测量，但

电流互感器体积大、重量重，串联在一次回路中，安装要求高,

并且基于互感原理的电流互感器不能准确测量线路电流中的直

流电流;采用霍尔效应原理的电流传感器能够测量直流电流，但

是也需要将霍尔电流传感器串联在一次回路中，安装不方便，同

时，霍尔电流互感器也需要磁芯，因此重量较重。近年来，随着

磁传感器技术的发展，各向异性磁电阻，巨磁电阻及隧道磁电阻

等磁传感器被引入电力系统中，用于测量线路电流，虽然利用单

个磁传感器制作的电流传感器不需要与一次回路直接接触，不需

要铁芯或者磁芯；但是必须固定一次回路导线与磁传感器的相对

位置，也就是说对单个磁传感器的安装要求极高，安装稍有偏差

就会对测量结果产生影响。

由此可见，如何克报传统的利用单个磁传感器对电力系统中的线

路电流进行测量时，由于安装难度大导致的测量准确性低的问题

是本领域技术人员亟待解决的问题。

问题拆分

一种电力系统中线路电流的测量方法，只需要获取待测导线在三

个单轴磁传感器的磁敏感方向上产生的第一磁感应强度、第二磁

感应强度、第三磁感应强度以及三个单轴磁传感器之间的相对距

离，就可计算出待测导线的电流值，实现对待测导线电流的测量。

同时，对于三个单轴磁传感器，只要保证三个单轴磁传感器位于

同一直线，且该直线与待测导线不共面，三个单轴磁传感器的磁

敏感方向同方向且平行于三个单轴磁传感器所在的直线即可。在

安装时，无需固定一次回路导线与三个单轴磁传感器的相对位置,

进而减小了安装难度，提高了测量准确性。另外，本发明还公开

了一种电力系统中线路电流的测量装置、设备及存储介质，效果

如上。

问题解决

1.一种电力系统中线路电流的测量方法，其特征在于，包括：

分别获取待测导线在第一单轴磁传感器磁敏感方向上产生的第

一磁感应强度、在第二单轴磁传感器磁敏感方向上产生的第二磁

感应强度、在第三单轴磁传感器磁敏感方向上产生的第三磁感应

强度以及所述第一单轴磁传感器、所述第二单轴磁传感器、所述

第三单轴磁传感器之间的相对距离；其中，所述相对距离包括所

述第一单轴磁传感器与所述第二单轴磁传感器之间的距离以及

所述第一单轴磁传感器与所述第三单轴磁传感器之间的距离；

其中，所述依据所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度、所

述第三磁感应强度以及各所述相对距离计算所述待测导线的电

流值具体为：

依据公式

或公式

计。所述特

C,

2&

测导线的电流值:

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

出=厌：4严©dHY4"；).&-144十片打乱-c；d#-2c；dM4).

或公式计算所述待测导线的电流值；

其中，bl=m2,dl=B2B3,b2=n2,c2=2n,

lx为所述待测导线的电流值，Bl、B2、B3分别为所述第一磁感

应强度、所述第二磁感应强度和所述第三磁感应强度；m为所

述第一单轴磁传感器与所述第二单轴传感器的之间的距离；n为

所述第一单轴磁传感器与所述第三单轴传感器之间的距离；M0

为真空磁导率；TT为圆周率。

2.根据权利要求1所述的电力系统中线路电流的测量方法，其特

征在于，所述分别获取待测导线在第一单轴磁传感器磁敏感方向

上产生的第一磁感应强度、在第二单轴磁传感器磁敏感方向上产

生的第二磁感应强度、在第三单轴磁传感器磁敏感方向上产生的

第三磁感应强度具体包括：

预先测出所述第一单轴磁传感器的第一比例系数、所述第二单轴

磁传感器的第二比例系数以及所述第三单轴磁传感器的第三比

例系数；

为所述第一单轴磁传感器、所述第二单轴磁传感器和所述第三单

轴磁传感器施加直流电压以获取所述第一单轴磁传感器输出的

第一电压、所述第二单轴磁传感器输出的第二电压以及所述第三

单轴磁传感器输出的第三电压；

将所述第一比例系数和所述第一电压的乘积作为所述第一单轴

磁传感器的第一磁感应强度，将所述第二比例系数和所述第二电

压的乘积作为所述第二单轴磁传感器的第二磁感应强度，将所述

第三比例系数和所述第三电压的乘积作为所述第三单轴磁传感

器的第三磁感应强度。

3根据权利要求1所述的电力系统中线路电流的测量方法，其特

征在于，所述获取所述第一单轴磁传感器、所述第二单轴磁传感

器、所述第三单轴磁传感器之间的相对距离具体为：

依据距离传感器获取所述相对距离。

4一种电力系统中线路电流的测量装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于分别获取待测导线在第一单轴磁传感器磁敏感方

向上产生的第一磁感应强度、在第二单轴磁传感器磁敏感方向上

产生的第二磁感应强度、在第三单轴磁传感器磁敏感方向上产生

的第三磁感应强度以及所述第一单轴磁传感器、所述第二单轴磁

传感器、所述第三单轴磁传感器之间的相对距离；其中，所述相

对距离包括所述第一单轴磁传感器与所述第二单轴磁传感器之

间的距离以及所述第一单轴磁传感器与所述第三单轴磁传感器

之间的距离；

计算模块，用于依据所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度、

所述第三磁感应强度以及各所述相对距离计算所述待测导线的

电流值；

其中，所述第一单轴磁传感器、所述第二单轴磁传感器和所述第

三单轴磁传感器位于同一直线，所述直线与所述待测导线不共面,

所述第一单轴磁传感器、所述第二单轴磁传感器和所述第三单轴

磁传感器的磁敏感方向同方向且平行于所述直线；

其中，所述依据所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度、所

述第三磁感应强度以及各所述相对距离计算所述待测导线的电

流值具体为：

依据公式

或公式计算所述待测导线的电流值；

其中，bl=m2,dl=B2B3,b2=n2,c2=2n,

lx为所述待测导线的电流值，Bl、B2、B3分别为所述第一磁感

应强度、所述第二磁感应强度和所述第三磁感应强度；m为所

述第一单轴磁传感器与所述第二单轴传感器的之间的距离；n为

所述第一单轴磁传感器与所述第三单轴传感器之间的距离；M0

为真空磁导率；TI为圆周率。

5根据权利要求4所述的电力系统中线路电流的测量装置，其特

征在于，所述获取模块具体用于通过距离传感器获取所述相对距

离。

磁敏整方向

图4

图5

6.一种电力系统中线路电流的测量设备，其特征在于，包括:

存储器，用于存储计