CN109283380B - 电力系统中线路电流的测量方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了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。

Description

电力系统中线路电流的测量方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及线路检测领域，特别涉及电力系统中线路电流的测量方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

在电力系统中，线路电流是电力系统中必须要测量的重要参数之一，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，如何克服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。

发明内容

本申请实施例提供了电力系统中线路电流的测量方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术中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。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电力系统中线路电路的测量方法，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；

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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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：

基于比奥-萨法尔定律，并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。

优选地，所述基于比奥-萨法尔定律，并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

计算所述待测导线的电流值；

其中，

b₁＝m²，

d₁＝B₂B₃，

b₂＝n²，c₂＝2n，

I_x为所述待测导线的电流值，B₁、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；μ₀为真空磁导率；π为圆周率。

优选地，所述基于比奥-萨法尔定律，并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

计算

所述待测导线的电流值；

其中，

b₁＝m²，

d₁＝B₂B₃，

b₂＝n²，c₂＝2n，

I_x为所述待测导线的电流值，B₁、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；μ₀为真空磁导率；π为圆周率。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种与电力系统中线路电流的测量方法对应的电力系统中线路电流的测量装置，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；

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。

优选地，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。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种与电力系统中线路电流的测量方法对应的电力系统中线路电流的测量设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述任意一种电力系统中线路电流的测量方法的步骤。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种与电力系统中线路电流的测量方法对应的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述任意一种电力系统中线路电流的测量方法的步骤。

相比于现有技术，本发明所提供的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，所以应用本测量方法，可以在避免固定一次回路导线与三个单轴磁传感器的相对位置的情况下实现对待测导线的电流测量，进而减小了安装难度，提高了测量准确性。另外，本发明还提供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。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的一种电力系统中线路电流的测量方法流程图；

图2为本发明实施例所提供的一种待测导线电流测量示意图；

图3为本发明实施例所提供的另一种待测导线电流测量示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种电力系统中线路电流的测量装置组成示意图；

图5为本发明实施例所提供的一种电力系统中线路电流的测量设备组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供电力系统中线路电流的测量方法、装置、设备及存储介质，可以解决现有技术中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。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明实施例所提供的一种电力系统中线路电流的测量方法流程图，如图1所示，该方法包括：

S101：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第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器、第三单轴磁传感器之间的相对距离。

具体地，待测导线在第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器以及第三单轴磁传感器的磁敏感方向上均会产生磁感应强度，分别为第一磁感应强度、第二磁感应强度以及第三磁感应强度；第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器、第三单轴磁传感器之间的相对距离就是任意两个单轴磁传感器之间的相对距离，该步骤中获取的第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度以及各相对距离均是计算待测导线电流值的依据。

另外，值得说明的是，在获取第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度和各相对距离时，均无需将三个单轴磁传感器接入一次回路，只要保证第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器和第三单轴磁传感器位于同一直线，且该直线与待测导线不共面，第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器和第三单轴磁传感器的磁敏感方向同方向且平行于该直线即可，实现了三个单轴磁传感的非接触式安装，在具体计算时只要测量三个单轴磁传感器之间的相对距离，且使三个单轴磁传感器构成的直线与待测导线不共面即可，无需固定一次回路导线与三个单轴磁传感器的相对位置，安装较为方便，进而可以提高测量准确性。

S102：依据第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度以及各相对距离计算待测导线的电流值。

在获取到第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度和各相对距离之后，就以各相对距离以及各磁感应强度为依据计算待测导线的电流值。

另外，需要说明的是，在步骤S102中，计算待测导线的电流值的依据有相对距离、第一磁感应强度、第二磁感应强度和第三磁感应强度，而不包括待测导线与第一单轴磁传感器的距离和/或第二单轴磁传感器的距离和/或第三单轴磁传感器的距离，也就是说，在安装第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器以及第三单轴磁传感器时，只要保证第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器和第三单轴磁传感器位于同一直线，且该直线与待测导线不共面，第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器和第三单轴磁传感器的磁敏感方向同方向且平行于直线即可，待测导线与第一单轴磁传感器的距离和/或第二单轴磁传感器的距离和/或第三单轴磁传感器的距离远近并不会影响本发明实施例的实施。

在实际应用中，第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器、第三单轴磁传感器所在的直线可以位于待测导线的任意面，也可以位于待测导线的法平面。

本发明所提供的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，所以应用本测量方法，可以在避免固定一次回路导线与三个单轴磁传感器的相对位置的情况下实现对待测导线的电流测量，进而减小了安装难度，提高了测量准确性。

在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，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：

预先测出第一单轴磁传感器的第一比例系数、第二单轴磁传感器的第二比例系数以及第三单轴磁传感器的第三比例系数；

为第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器和第三单轴磁传感器施加直流电压以获取第一单轴磁传感器输出的第一电压、第二单轴磁传感器输出的第二电压以及第三单轴磁传感器输出的第三电压；

将第一比例系数和第一电压的乘积作为第一单轴磁传感器的第一磁感应强度，将第二比例系数和第二电压的乘积作为第二单轴磁传感器的第二磁感应强度，将第三比例系数和第三电压的乘积作为第三单轴磁传感器的第三磁感应强度。

具体地，就是在获取第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器和第三单轴磁传感器的磁感应强度之前，预先测出第一单轴磁传感器的第一比例系数、第二单轴磁传感器的第二比例系数以及第三单轴磁传感器的第三比例系数；可以提升第一比例系数、第二比例系数和第三比例系数的准确性，因此结合第一比例系数和第一电压确定出的第一单轴磁传感器的第一磁感应强度，结合第二比例系数和第二电压确定出的第二单轴磁传感器的第二磁感应强度，结合第三比例系数和第三电压确定出的第三磁感应强度更为准确，所以更有利于得到更为准确的测量结果。另外，需要注意的是，为了得到更准确的测量结果，应保证对第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器和第三单轴磁传感器施加的直流电压具有一定的稳定性。

在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，获取第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器、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相对距离。

在本实施例中，直接利用距离传感器去获取第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器、第三单轴磁传感器之间的相对距离，相比于用户手动测量第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器、第三单轴磁传感器之间的相对距离而言，测量准确性更高；相比于预先设置一个距离值，在待测导线电流测量时，保持第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器、第三单轴磁传感器中任意两个单轴磁传感器之间的相对距离必须为预设的距离值而言，灵活度更高。当然，选用距离传感器测量第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器、第三单轴磁传感器之间的相对距离只是一种优选地方式，并不代表只有这一种方式，在实际应用中，也可以通过尺子等测量第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器、第三单轴磁传感器之间的相对距离，具体选用何种器件测量第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器、第三单轴磁传感器之间的相对距离，本发明并不作限定。

在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，依据第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度以及各相对距离计算待测导线的电流值具体为：

基于比奥-萨法尔定律，并依据第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度以及各相对距离计算待测导线的电流值。

具体就是在获取到第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度以及各相对距离之后，基于比奥-萨法尔定律计算出待测导线的电流值。

在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，基于比奥-萨法尔定律，并依据第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度以及各相对距离计算待测导线的电流值具体为：

依据公式

计算待测导线的电流值；

其中，

b₁＝m²，

d₁＝B₂B₃，

b₂＝n²，c₂＝2n，

I_x为待测导线的电流值，B₁、B₂、B₃分别为第一磁感应强度、第二磁感应强度和第三磁感应强度；m为第一单轴磁传感器与第二单轴传感器的之间的距离；n为第一单轴磁传感器与第三单轴传感器之间的距离；μ₀为真空磁导率；π为圆周率。

在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，基于比奥-萨法尔定律，并依据第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度以及各相对距离计算待测导线的电流值具体为：

依据公式

计算待测导线的电流值；

其中，

b₁＝m²，

d₁＝B₂B₃，

b₂＝n²，c₂＝2n，

I_x为待测导线的电流值，B₁、B₂、B₃分别为第一磁感应强度、第二磁感应强度和第三磁感应强度；m为第一单轴磁传感器与第二单轴传感器的之间的距离；n为第一单轴磁传感器与第三单轴传感器之间的距离；μ₀为真空磁导率；π为圆周率。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明提供的方案，下面结合附图，对本发明实施例提到的计算线路电流的公式进行推导，具体分为两种情况：

第一，当将第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器和第三单轴磁传感器按照同一直线放置于待测导线的法平面时，此时计算线路电流的公式推导如下，图2为本发明实施例所提供的一种待测导线电流测量示意图。如图2所示，图2中所示的小黑原点表示待测导线所在的位置，20表示第一单轴磁传感器，21表示第二单轴磁传感器，22表示第三单轴磁传感器，x₁、x₂、x₃分别为第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器和第三单轴磁传感器到待测导线的距离；θ₁、θ₂、θ₃分别为经过三个单轴磁传感器的待测导线的垂线与三个单轴磁传感器的磁敏感方向的夹角；m为第一单轴传感器20与第二单轴传感器21之间的距离；n为第一单轴传感器20与第三单轴传感器22之间的距离。

在实际推导时，假定

根据比奥-萨法尔定律及图2中所示位置的空间几何关系可得：

x₁sinθ₁＝x₂sinθ₂ (4)

x₂sinθ₂＝x₃sinθ₃ (5)

x₂cosθ₂-x₁cosθ₁＝m (6)

-x₃cosθ₃+x₁cosθ₁＝n (7)

式(1)～式(7)中，I_x为待求解的待测导线的电流，是未知量；B₁、B₂、B₃分别为3个单轴磁传感器测量到的磁感应强度，是已知量；x₁、x₂、x₃分别为第一单轴磁传感器20、第二单轴磁传感器21以及第三单轴磁传感器22到待测导线的距离，是未知量；μ₀为真空磁导率，为已知常量；π为圆周率，为已知常量。

联立式(1)～式(7)可求得被测电流I_x。

具体求解步骤如下：

根据式(1)～式(5)可得：

令

则根据式(1)～式(3)可得：

根据式(6)和式(7)可得：

根据式(4)和式(5)可得：

联立式(10)和式(11)，可得：

将式(9)代入式(12)，并进行移项后平方可得：

将式(8)代入式(13)可得：

令：

将式(15)代入式(14)可得：

消去式(16)中的I²，可得：

令：

则式(17)变为：

则根据一元二次方程求根公式求解式(19)可得：

式(20)计算出的x₃有两个值，具体可根据实际情况删除一个值，保留另外一个值。

将式(20)代入式(16)即可得出公式：

和公式：

进而可求出I²，进而求出I，利用式(21)或(22)中的任意一个公式即可求出I，具体选用哪一个公式求解I，可根据实际情况确定，求出I之后，再根据下式得到待测电流I_x：

在本申请实施例中，是根据第一单轴磁传感器20与第二磁单轴传感器21之间的距离和第一磁单轴传感器20与第三单轴磁传感器22之间的距离计算出的待测导线的电流值。在实际应用中，还可以通过第一单轴磁传感器20与第二单轴磁传感器21之间的距离和第二单轴磁传感器21与第三单轴磁传感器22之间的距离，或第一单轴磁传感器20与第三单轴磁传感器22之间的距离和第二单轴磁传感器21与第三单轴磁传感器22之间的距离计算待测导线的电流值，具体选用哪两个单轴磁传感器之间的距离计算待测导线的电流值，可根据实际情况确定，本发明并不作限定。

第二，当将第一单轴磁传感器20、第二单轴磁传感器21和第三单轴磁传感器22按一条直线放置于待测导线1的任意面，即第一单轴磁传感器20、第二单轴磁传感器21和第三单轴磁传感器22所在的同一直线并没有位于待测导线1的法平面时，此时对待测导线的电流计算公式的具体推导过程如下：

图3为本发明实施例所提供的另一种待测导线电流测量示意图。如图3所示，为了更清楚的说明问题，在图3中只画出了第一单轴磁传感器20与待测导线1的具体位置关系，第二单轴磁传感器21与待测导线1的具体位置关系以及第三单轴磁传感器22与待测导线1的具体位置关系可参见第一单轴磁传感器20与待测导线1的具体位置关系，x₁、x₂、x₃分别为第一单轴磁传感器20、第二单轴磁传感器21和第三单轴磁传感器22到待测导线1的距离；θ₁为待测导线1与三个单轴磁传感器所在的直线的距离d与x₁组成的夹角的余角，如图3所示，同理θ₂、θ₃分别为待测导线1与三个单轴磁传感器所在的直线的距离与x₂、x₃组成的夹角的余角，在图3中未画出；m为第一单轴传感器20与第二单轴传感器21之间的距离；n为第一单轴传感器20与第三单轴传感器22之间的距离。

在实际推导时，假定

根据比奥-萨法尔定律及图2中所示位置的空间几何关系可得：

x₁sinθ₁＝x₂sinθ₂＝x₃sinθ₃ (4)

式(1)～式(6)中，I为待求解的待测导线的电流，是未知量；B₁、B₂、B₃分别为3个单轴磁传感器测量到的磁感应强度，是已知量；x₁、x₂、x₃分别为第一单轴磁传感器20、第二单轴磁传感器21以及第三单轴磁传感器22到待测导线1的距离，是未知量。

根据式(1)、(2)、(3)以及(4)可推导出：

根据式(7)可推导出：

根据式(1)可推导出：

根据式(2)可推导出：

根据式(3)可推导出：

根据式(5)和(6)可推导出：

对式(4)平方得到：

联立式(12)和(13)得出：

将式(10)和式(11)代入式(14)，移项后平方可得：

将式(8)代入式(15)，可得：

令：

将式(17)代入式(16)，可得：

消去式(18)中I²，并整理可得出：

令：

则式(19)变为：

式(20)计算得出：

式(21)计算得出的x₃有两个值，具体可根据实际情况删除一个值，例如根据第一单轴磁传感器20、第二单轴磁传感器21和第三单轴磁传感器22的具体位置关系删除其中一个不符合要求的值，保留另外一个符合要求的值。

将式(21)代入式(18)中即可得出公式：

和公式：

可求出I²，进而求出I，在实际应用中，利用式(22)或(23)中的任意一个公式即可求出I，具体选用哪一个公式求解I，可根据实际情况确定，求出I之后，即得到待测导线1的待测电流。

在实际应用中，考虑到计算的简便性，通常将第一单轴磁传感器20、第二单轴磁传感器21和第三单轴磁传感器22按一条直线放置于待测导线1的法平面上。

上文中对于一种电力系统中线路电流的测量方法的实施例进行了详细描述，基于上述实施例描述的电力系统中线路电流的测量方法，本发明实施例还提供了一种与该方法对应的电力系统中线路电流的测量装置。由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参照方法部分的实施例描述，这里不再赘述。

图4为本发明实施例所提供的一种电力系统中线路电流的测量装置组成示意图，如图4所示，该装置包括获取模块401和计算模块402。

获取模块401，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第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器、第三单轴磁传感器之间的相对距离；

计算模块402，用于依据第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度以及各相对距离计算待测导线的电流值；

其中，第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器和第三单轴磁传感器位于同一直线，第一单轴磁传感器、第二单轴磁传感器和第三单轴磁传感器的磁敏感方向同方向且平行于直线。

本发明所提供的一种电力系统中线路电流的测量装置，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，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，所以应用本测量装置，可以在避免固定一次回路导线与三个单轴磁传感器的相对位置的情况下实现对待测导线的电流测量，进而减小了安装难度，提高了测量准确性。

在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，获取模块具体用于通过距离传感器获取相对距离。

上文中对于一种电力系统中线路电流的测量方法的实施例进行了详细描述，基于上述实施例描述的电力系统中线路电流的测量方法，本发明实施例还提供了一种与该方法对应的电力系统中线路电流的测量设备。由于设备部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此设备部分的实施例请参照方法部分的实施例描述，这里不再赘述。

图5为本发明实施例所提供的一种电力系统中线路电流的测量设备组成示意图，如图5所示，该设备包括存储器501和处理器502。

存储器501，用于存储计算机程序；

处理器502，用于执行计算机程序以实现上述任意一个实施例所提供的电力系统中线路电流的测量方法的步骤。

本发明所提供的一种电力系统中线路电流的测量设备，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，所以应用本测量设备，可以在避免固定一次回路导线与三个单轴磁传感器的相对位置的情况下实现对待测导线的电流测量，进而减小了安装难度，提高了测量准确性。

上文中对于一种电力系统中线路电流的测量方法的实施例进行了详细描述，基于上述实施例描述的电力系统中线路电流的测量方法，本发明实施例还提供了一种与该方法对应的计算机可读存储介质。由于计算机可读存储介质部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此计算机可读存储介质部分的实施例请参照方法部分的实施例描述，这里不再赘述。

一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行以实现上述任意一个实施例提供的电力系统中线路电流的测量方法的步骤。

本发明所提供的一种计算机可读存储介质，处理器可以读取可读存储介质中存储的程序，即可以实现上述任意一个实施例提供的电力系统中线路电流的测量方法，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，可以在避免固定一次回路导线与三个单轴磁传感器的相对位置的情况下实现对待测导线的电流测量，进而减小了安装难度，提高了测量准确性。

以上对本发明所提供的电力系统中线路电流的测量方法、装置、设备及存储介质进行了详细介绍。本文中运用几个实例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明，只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本领域技术人员，在没有创造性劳动的前提下，对本发明所做出的修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请中。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个操作与另一个操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”等类似词，使得包括一系列要素的单元、设备或系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种单元、设备或系统所固有的要素。

Claims (7)

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；

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，

b₁＝m²，

d₁＝B₂B₃，

b₂＝n²，c₂＝2n，

I_x为所述待测导线的电流值，B₁、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；μ₀为真空磁导率；π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，

b₁＝m²，

d₁＝B₂B₃，

b₂＝n²，c₂＝2n，

I_x为所述待测导线的电流值，B₁、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；μ₀为真空磁导率；π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。

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，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至3任意一项所述的电力系统中线路电流的测量方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1至3任意一项所述的电力系统中线路电流的测量方法的步骤。

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