[發(fā)明專利]一種半波直流電流的探測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910019617.7
• 申請日: 2009-03-03
• 公開（公告）號: CN101504436A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張慧芬;高志鵬;田質(zhì)廣;張恩平;朱秀香;桑在中
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R19/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張 勇

1.一種半波直流電流的探測方法，其特征是，它的步驟為：

1)當(dāng)配電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地變壓器中性點(diǎn)電壓即為工頻50Hz的正弦信號；

2)直流發(fā)生器通過一硅堆半波整流而得到直流電流，該直流電流為半波直流也叫脈動(dòng)直流，注入到配電網(wǎng)故障系統(tǒng)，該直流信號即為要探測的選線定位判斷信號；

直流信號為：設(shè)中性點(diǎn)對地電壓為正弦信號，即

式(1)中，u₀為接地變中性點(diǎn)對地電壓，是工頻50Hz的正弦信號；U₀為其有效值；ω為工頻角頻率，

則直流發(fā)生器產(chǎn)生的半波直流電流為

式(2)中，i_d為半波整流得到的直流電流，I_d為其有效值，ω為工頻角頻率，t為時(shí)間；

故障饋線上流過的半波直流電流為

式(3)中，i_dc為故障饋線上流過的半波直流電流，I_dc為其有效值，ω為工頻角頻率；

3)根據(jù)電磁場理論，該半波直流電流產(chǎn)生磁場，因此通過對其產(chǎn)生的磁場進(jìn)行探測，就可以探測到該半波直流電流信號；

探測該半波電流具體方法為：

在各饋出線出口處和沿故障饋線探測直流電流，探測點(diǎn)距線路的垂直距離最大為配電線路距地面的高度，可見探測距離和配電線路長度相比小得多，據(jù)此可將配電線路看作無限長載流直導(dǎo)線；

設(shè)長直導(dǎo)線外的任一點(diǎn)P距導(dǎo)線的垂直距離為d，當(dāng)長直導(dǎo)線中流過如式(3)的半波直流電流時(shí)，則P點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

式(4)中，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；μ₀＝4π×10^-7H/m為真空的磁導(dǎo)率；i_dc為故障饋線上流過的半波直流電流；d為探測點(diǎn)和故障饋線間的垂直距離；

則P點(diǎn)處的向量磁位為

式(5)中，A為向量磁位；

設(shè)在P處用相對磁導(dǎo)率為μ_r的高導(dǎo)磁材料作磁棒，磁棒外繞N匝線圈作為天線，來檢測i_dc產(chǎn)生的磁場；已知磁棒為半徑r₀的圓柱形，磁棒上繞N匝線圈，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，N匝線圈的兩端將感應(yīng)出電動(dòng)勢e，對電動(dòng)勢e進(jìn)行信號處理即可得到要探測的直流I_dc。

2.如權(quán)利要求1所述的半波直流電流的探測方法，其特征是，根據(jù)磁通的定義，通過磁棒圓截面的磁通為?

式(6)中，φ為磁通；μ_r為磁棒的相對磁導(dǎo)率；r₀為磁棒的半徑；

磁棒上N匝線圈上的感應(yīng)電動(dòng)勢e為

式(7)中，e為線圈上的感應(yīng)電動(dòng)勢，E為其有效值；N為線圈的匝數(shù)；ω′＝2πf′為感應(yīng)電動(dòng)勢的角頻率，f′＝100Hz；

由(7)式知，感應(yīng)電動(dòng)勢e為整流半波內(nèi)的余弦信號，頻率為100Hz，則線圈兩端的感應(yīng)出電動(dòng)勢e的波形為間斷的100Hz信號，對該信號進(jìn)行放大、100Hz模擬濾波預(yù)處理后，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，用100Hz帶通數(shù)字濾波器進(jìn)行處理，再用傅氏算法可得到注入的半波直流的幅值。?