[發明專利]基于北斗短報文的輸電線路磁暴感應電流采集方法及裝置

有效

• 申請號: 201910139608.5
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109932552B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 劉連光;司遠;劉文琳
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;北京天和本安電力科技有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;H04B7/185;H04W4/14
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

本發明公開了一種基于北斗短報文的輸電線路磁暴感應電流采集方法及裝置，所述輸電線路地磁暴感應電流采集方法包括以下步驟：步驟1：將一只磁感應強度傳感器安裝于變壓器A相出線構架上采集電流產生的磁場，另一只磁感應強度傳感器安裝于變電站附近采集環境中的干擾磁場；步驟2：將采集的磁場數據送入預處理模塊中，判斷輸電線路中是否存在地磁暴感應電流；若存在地磁暴感應電流則將磁場數據通過北斗短報文通信模塊發送到上位機，否則將臨時存儲區數據清空；步驟3：上位機收到磁場數據后對數據進行處理得到地磁暴感應電流數值。

技術領域

本發明涉及電力系統自然災害事件監測技術領域，特別是涉及基于北斗短報文的輸電線路磁暴感應電流采集方法及裝置。

背景技術

太陽活動引起地球磁場的變化稱為地磁暴。地磁暴在電網中引發的地磁暴感應電流會對電網的安全穩定運行造成威脅。隨著我國高電壓、大容量、遠距離輸電網的建設，越來越多的高電壓長距離輸電系統都受到地磁暴感應電流的影響。為了能夠監測記錄地磁暴感應電流數據，需要在線路中加入地磁暴感應電流監測裝置。

雖然國內外已有地磁暴感應電流在線監測裝置，但這些裝置通常安裝在變壓器中性點上，缺點是變壓器一旦出現短路故障中性點電壓升高會損壞耐壓水平較低的采集傳感器。此外，目前的裝置是通過常用的2G/3G/4G無線網絡傳輸數據，這種無線傳輸裝置依靠公用移動通信基站，當基站出現裝置故障或者移動信號較差時都將對數據的傳輸造成影響,數據傳輸的可靠性與衛星傳輸數據相比相對低。

目前國內外的地磁暴感應電流在線監測裝置都將霍爾電流傳感器安裝在變壓器中性點上,利用2G/3G/4G無線網絡傳輸數據。一旦系統發生故障變壓器中心點電壓升高會損壞采集設備，此外當基站維護或者移動信號弱時會影響數據的傳輸。

因此希望有一種輸電線路磁暴感應電流采集方法及裝置以解決現有技術中安裝于變壓器中性點接地排上設備易受破壞的問題。

發明內容

本發明公開了一種基于北斗短報文通信的輸電線路磁暴感應電流采集方法，所述輸電線路磁暴感應電流采集方法包括以下步驟：

步驟1：將一只磁感應強度傳感器安裝于變壓器A相出線構架上采集電流產生的磁場，另一只磁感應強度傳感器安裝于變電站附近采集環境中的干擾磁場；

步驟2：將采集的磁場數據送入預處理模塊中，判斷輸電線路中是否存在地磁暴感應電流；若存在地磁暴感應電流則將磁場數據通過北斗短報文通信模塊發送到上位機，否則將臨時存儲區數據清空；

步驟3：上位機收到磁場數據后對數據進行處理得到地磁暴感應電流數值。

優選地,所述步驟3上位機對所述北斗短報文通信模塊發送來的北斗短報文進行處理，根據北斗短報文編號實現多個北斗短報文信息包的組包與正確解析，得到地磁暴感應電流產生的磁感應強度數據，并根據畢奧-沙伐爾定律對地磁暴感應電流產生的磁感應強度數據取暴露在空氣中的磁導率μ₀＝4π×10^-7，A相輸電線路周圍的磁場強度X軸分量為變壓器出線構架周圍環境的磁場強度X軸分量為輸電線路間距為L，傳感器位于輸電線路正上方H處，則對于三相輸電線路，采用疊加定理計算三相輸電線路中流通的地磁暴感應電流在傳感器所在位置產生磁感應強度：

進一步得地磁暴感應電流數值為：

優選地,所述輸電線路地磁暴感應電流采集裝置包括：數據采集端、北斗短報文接收模塊、上位機和電源模塊，所述數據采集端依此連接北斗短報文接收模塊和上位機，電源模塊連接數據采集端為其提供穩定電能。

優選地,所述數據采集端包括：磁感應強度測量模塊、預處理模塊、北斗短報文發送模塊和輸電線路，所述電源模塊通過輸電線路為所述數據采集端提供穩定電能，磁感應強度測量模塊通過預處理模塊與北斗短報文發送模塊連接。