CN112213679A - 基于位置信息的磁敏电流互感器估值方法 - Google Patents

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CN112213679A CN202011138758.3A CN202011138758A CN112213679A CN 112213679 A CN112213679 A CN 112213679A CN 202011138758 A CN202011138758 A CN 202011138758A CN 112213679 A CN112213679 A CN 112213679A
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State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种基于位置信息的磁敏电流互感器估值方法，包括以下步骤：步骤S1:将八个磁敏传感器分为两组，以不同半径尺寸平均各放置于方形PCB的四周，并通过微处理器计算出载流导体在圆心的情况下，第一组感测磁场产生的均值与第二组传感器感测磁场产生的均值之间的比例差系数k;步骤S2:通过微处理器对八个磁敏传感器感测的磁场值进行分析，得出载流导体所在区域；步骤S3:将步骤S2区域内与对侧区域内的传感器感测的值进行叠加；步骤S4:根据步骤S3得到的计算结果和比例差系数k，得到预测电压，用于进一步估计电流互感器一次侧的电流值。本发明有效的降低了载流导体位置信息对测量精度的影响，提高了测量精度。

Description

基于位置信息的磁敏电流互感器估值方法
技术领域
本发明涉及一种基于位置信息的磁敏电流互感器估值方法。
背景技术
随着经济的发展，人们的能源消费需求不断提高，使得全球电气设备需求量及电力消耗量的迅速增长，间接促进了电力测量技术的发展。而在现有的电气和电子应用中，电流信息是必不可缺的，且每种应用在成本、隔离、精度、带宽、测量范围或尺寸方面都有不同的性能要求。针对于此，已开发了多种电流测量方法来满足这些要求。
传统的电磁式电流互感器的固有缺陷逐渐被发现，如绝缘性能差、磁芯容易饱和、测量频带过窄等。更为致命的是，当电力系统发生故障时，故障电流通常包含大的直流偏移，这可能导致CT的磁芯饱和，从而导致次级绕组中的电流波形失真，最终导致电流检测和保护装置中的错误响应
随着半导体材料的飞速发展，各种磁场传感技术得到了快速发展（例如，霍尔效应，磁阻效应，法拉第效应，压电效应和磁通门效应）。在许多工业应用中，磁敏传感器带来了新的发展契机。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于位置信息的磁敏电流互感器估值方法，有效的降低了载流导体位置信息对测量精度的影响，提高了测量精度。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于位置信息的磁敏电流互感器估值方法，包括以下步骤：
步骤S1:将八个磁敏传感器分为两组，以不同半径尺寸平均各放置于方形PCB的四周，并通过微处理器计算出载流导体在圆心的情况下，第一组感测磁场产生的均值与第二组传感器感测磁场产生的均值之间的比例差系数k;
步骤S2:通过微处理器对八个磁敏传感器感测的磁场值进行分析，得出载流导体所在区域；
步骤S3:将步骤S2区域内与对侧区域内的传感器感测的值进行叠加；
步骤S4:根据步骤S3得到的计算结果和比例差系数k，得到预测电压，用于进一步估计电流互感器一次侧的电流值。
进一步的，所述步骤S1具体为：
步骤S11:将八个磁敏传感器分为两组，第一组四个磁敏传感器以半径r1均匀设置于PCB的四周，第二组四个磁敏传感器以半径r2均匀设置于PCB的四周;
步骤S12:根据Biot-Savart定律，当载流导体被认为是长直导线时，计算载流导体在自由空间中产生的磁感应强度B
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
其中，μ0为真空磁导率，r为传感器与载流导体的最短距离，I为载流导体上流过的电流值;
步骤S13：设第一组传感器和第二组传感器之间的半径分别为r1，r2,第一组四个传感器的均值U1和第二组传感器的均值U2的比例系数k为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
。
进一步的，所述磁敏传感器的传感面与载流导体在空间中的磁场切线方向分布一致。
进一步的，所述步骤S3具体为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
其中，L 1、L 2、L 3、L 4分别是载流导体所在区域和对侧区域的四个传感器距离载流导体的距离，θ 1、θ 2、θ 3、θ 4分别是载流导体产生的空间磁场与四个传感器感测轴的夹角。
进一步的，所述预测电压为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明有效的降低了载流导体位置信息对测量精度的影响，提高了测量精度。
附图说明
图1是本发明一实施例中磁敏传感器的位置示意图；
图2是本发明一实施例中磁敏传感器阵列的布置尺寸图；
图3是本发明一实施例中载流导体对磁敏传感器阵列的影响。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1，本发明提供 请参照图1，本发明提供一种基于位置信息的磁敏电流互感器估值方法，包括以下步骤：
步骤S1:将八个磁敏传感器分为两组，以不同半径尺寸平均各放置于方形PCB的四周，并通过微处理器计算出载流导体在圆心的情况下，第一组感测磁场产生的均值与第二组传感器感测磁场产生的均值之间的比例差系数k;
在本实施例中，所述步骤S1具体为：
步骤S11:将八个磁敏传感器分为两组，第一组四个磁敏传感器以半径r1均匀设置于PCB的四周，第二组四个磁敏传感器以半径r2均匀设置于PCB的四周;
步骤S12:根据Biot-Savart定律，当载流导体被认为是长直导线时，计算载流导体在自由空间中产生的磁感应强度B
Figure 625683DEST_PATH_IMAGE002
其中，μ0为真空磁导率，r为传感器与载流导体的最短距离，I为载流导体上流过的电流值;
步骤S13：设第一组传感器和第二组传感器之间的半径分别为r1，r2,第一组四个传感器的均值U1和第二组传感器的均值U2的比例系数k为：
Figure 854408DEST_PATH_IMAGE004
。
步骤S2:通过微处理器对八个磁敏传感器感测的磁场值进行分析，得出载流导体所在区域；
步骤S3:将步骤S2区域内与对侧区域内的传感器感测的值进行叠加；
在本实施例中，所述步骤S3具体为：
Figure 634145DEST_PATH_IMAGE006
。
步骤S4:根据步骤S3得到的计算结果，乘以比例差系数得到预测电压，用于进一步估计电流互感器一次侧的电流值。
Figure 91671DEST_PATH_IMAGE008
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种基于位置信息的磁敏电流互感器估值方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1:将八个磁敏传感器分为两组，以不同半径尺寸平均各放置于方形PCB的四周，并通过微处理器计算出载流导体在圆心的情况下，第一组感测磁场产生的均值与第二组传感器感测磁场产生的均值之间的比例差系数k;
步骤S2:通过微处理器对八个磁敏传感器感测的磁场值进行分析，得出载流导体所在区域；
步骤S3:将步骤S2区域内与对侧区域内的传感器感测的值进行叠加；
步骤S4:根据步骤S3得到的计算结果和比例差系数k，得到预测电压，用于进一步估计电流互感器一次侧的电流值。
2.根据权利要求1所述的基于位置信息的磁敏电流互感器估值方法，其特征在于，
所述步骤S1具体为：
步骤S11:将八个磁敏传感器分为两组，第一组四个磁敏传感器以半径r1均匀设置于PCB的四周，第二组四个磁敏传感器以半径r2均匀设置于PCB的四周;
步骤S12:根据Biot-Savart定律，当载流导体被认为是长直导线时，计算载流导体在自由空间中产生的磁感应强度B
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中，μ0为真空磁导率，r为传感器与载流导体的最短距离，I为载流导体上流过的电流值;
步骤S13：设第一组传感器和第二组传感器之间的半径分别为r1，r2,，第一组四个传感器的均值U1和第二组传感器的均值U2的比例系数k为：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
。
3.根据权利要求1所述的基于位置信息的磁敏电流互感器估值方法，其特征在于，
所述磁敏传感器的传感面与载流导体在空间中的磁场切线方向分布一致。
4.根据权利要求1所述的基于位置信息的磁敏电流互感器估值方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
其中，L 1、L 2、L 3、L 4分别是载流导体所在区域和对侧区域的四个传感器距离载流导体的距离，θ 1、θ 2、θ 3、θ 4分别是载流导体产生的空间磁场与四个传感器感测轴的夹角。
5.根据权利要求4所述的基于位置信息的磁敏电流互感器估值方法，其特征在于，所述预测电压为：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
。
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