當(dāng)磁傳感器是用于測(cè)量電力電纜的各芯線(xiàn)的具有三根導(dǎo)線(xiàn)中的電流，磁傳感器陣列的中心可以從電纜的中心偏離，從而使測(cè)量結(jié)果包含錯(cuò)誤，也就是說(shuō)偏心誤差。此，提出了偏心誤差的計(jì)算。償方法。于原始測(cè)量方法，磁傳感器陣列沿著電纜的軸向安裝表面旋轉(zhuǎn)180°，以測(cè)量新位置處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。過(guò)求解非線(xiàn)性方程，可以確定偏心誤差的大小并相應(yīng)地補(bǔ)償測(cè)量結(jié)果。慮到偏心誤差，可以獲得三芯電力電纜的每個(gè)芯的電流值的實(shí)際重要性。
　　磁場(chǎng)有限元模擬結(jié)果表明，建立的分析模型具有良好的精度，驗(yàn)證了所提計(jì)算和補(bǔ)償方法的有效性。力電纜;電流測(cè)量;偏心誤差;旋轉(zhuǎn)方法;電磁場(chǎng)有限元仿真CLC編號(hào)：TM934文檔編號(hào)：A產(chǎn)品號(hào)：1674-5124（2019）01-0019-08簡(jiǎn)介采用三芯電力電纜Plus，適用于工程項(xiàng)目35 kV及以下三相網(wǎng)絡(luò)的電纜傳輸和分配[1]，其運(yùn)行安全性越受關(guān)注[2]。了在線(xiàn)監(jiān)測(cè)三芯電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)，更可靠的方法是在三芯電力電纜的實(shí)際運(yùn)行中監(jiān)測(cè)每根芯線(xiàn)的電流[3]。電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，監(jiān)測(cè)三芯電纜的中心電流非常重要。則上，實(shí)時(shí)監(jiān)控可用于評(píng)估三芯電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)及其潛在故障，以確保通過(guò)電力電纜安全可靠地傳輸電力。個(gè)司機(jī)。而，對(duì)于每個(gè)相位芯使用相同屏蔽芯的三芯電力電纜，使用基于電磁感應(yīng)原理的電流互感器的傳統(tǒng)電流測(cè)量方法不無(wú)法應(yīng)用。際上，三極電力電纜的三相導(dǎo)線(xiàn)A，B和C通常沿著電纜的軸向圓周均勻間隔120°，并且三相導(dǎo)電線(xiàn)在電力電纜中使用共同的保護(hù)層。正常運(yùn)行中，對(duì)稱(chēng)且穩(wěn)定，三相電流平衡，外部等效電流為零，也就是說(shuō)，通過(guò)電纜軸向部分的總磁通量也為零。
　　此，不可能在圍繞電纜軸向的磁感應(yīng)平面中產(chǎn)生可變磁通量，因此不可能測(cè)量三極電力電纜的每個(gè)磁芯的電流。流互感器。前，現(xiàn)有的三芯電力電纜控制方法主要依靠間接方法來(lái)反映三芯電力電纜的性能特征，如通過(guò)測(cè)量三線(xiàn)電力電纜的溫度來(lái)操作三線(xiàn)電力電纜[4-7]。然間接方法也可以指示三芯電力電纜是否具有隱藏缺陷或甚至是缺陷，但是測(cè)量通常被延遲并且難以清楚地確定缺陷的位置和類(lèi)型。大的限制。年來(lái)，隨著磁測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和磁傳感器制造技術(shù)水平的不斷提高，用磁傳感器測(cè)量電流已成為能源工業(yè)認(rèn)可的方法[ 8-9]。者已經(jīng)先前捕獲和具有三根導(dǎo)線(xiàn)中的量線(xiàn)性地獲取的電力電纜三個(gè)磁傳感器（在下文中稱(chēng)為“磁傳感器網(wǎng)絡(luò)”）與每個(gè)芯線(xiàn)準(zhǔn)直，并在空間上不同的大于120°的表面上三芯電力電纜。極電流的大小[10]。而，當(dāng)實(shí)施測(cè)量方法時(shí)，磁傳感器網(wǎng)絡(luò)的中心應(yīng)該與三導(dǎo)體電力電纜的中心（下文中稱(chēng)為“電纜的中心”）重合。相反的情況下，將發(fā)生相應(yīng)的測(cè)量誤差[11-12]，也稱(chēng)為偏心。誤對(duì)于實(shí)際測(cè)量設(shè)備，由于設(shè)備的過(guò)程水平和制造商在安裝設(shè)備時(shí)的操作水平等因素，不可避免地存在偏心在磁傳感器網(wǎng)絡(luò)的中心和電纜中心之間的毫米量級(jí)。三相電力電纜周?chē)魏挝恢玫南嚯娏鳟a(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與相電纜芯線(xiàn)與位置之間的距離成反比，即說(shuō)她對(duì)位置的變化很敏感。此，必須考慮偏心誤差。了更準(zhǔn)確地測(cè)量三芯電力電纜中心線(xiàn)的電流，為了計(jì)算和補(bǔ)償偏心誤差，本文提出了一種磁傳感器網(wǎng)絡(luò)的“旋轉(zhuǎn)方法”來(lái)建立三芯電力電纜的基本電流和磁傳感器網(wǎng)絡(luò)中心的實(shí)際位置。到了測(cè)得的磁感應(yīng)強(qiáng)度的分析模型，得到了偏心誤差，并采用了偏心誤差條件下三芯電纜各芯電流的實(shí)際尺寸。帳戶(hù)中。算三芯電力電纜表面磁感應(yīng)強(qiáng)度的分析模型用于分析三芯電力電纜表面磁感應(yīng)強(qiáng)度的模型磁傳感器網(wǎng)絡(luò)的中心和電纜的中心不是偏心的。個(gè)中心電流的結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理如圖1所示。纜的中心是O，A，B和C是三相磁芯的中心和電纜中心O與中心A之間的距離，三相磁芯的B和C為r：OA，OB和OC等于120°; SA SB，SC都安裝三個(gè)磁傳感器的位置，并從磁傳感器陣列中心O“的距離（X，Y）是等于A的三個(gè)磁傳感器測(cè)量的位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿著電纜外表面的軸向圓周。向分量，n方向的分量。失一般性，軸Y和OA可能混淆，A點(diǎn)的坐標(biāo)則為（0，r）;從在兩個(gè)芯B和C的中心的電纜的中心的矢量，也就是說(shuō)OB，OC和x軸點(diǎn)B的坐標(biāo)是210°和B點(diǎn)的坐標(biāo)之間的角度（C點(diǎn)的坐標(biāo)分別是A，B和C的三相線(xiàn)的電流，標(biāo)記為IA，IB和IC）首先，表示磁傳感器網(wǎng)絡(luò)的中心和電纜的中心。
　　合不是偏心，磁傳感器用來(lái)測(cè)量三極電力電纜中心電流的電流模型。流方向是正電流方向根據(jù)安培環(huán)的定理由SAA相電流IA產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度是μ0是真空磁導(dǎo)率。式（1）的磁感應(yīng)指向N方向。相電流IB到SA產(chǎn)生的磁感應(yīng)是方向等式（2）中的BSA-B磁感應(yīng)。此，BSA-B中的n方向分量是相同的：由SA中的C IC相電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度是方程中表示的BBA-C磁感應(yīng)的方向。（5），BSA-C在n方向。向組件同時(shí)是（1），式（4）和式（7）中，并通過(guò)在方向在SA三相芯中產(chǎn)生的電流的磁感應(yīng)強(qiáng)度的部件n是考慮到三芯電力而得到的。解決SB和SC中的磁感應(yīng)時(shí)，電纜結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性可用于旋轉(zhuǎn)x和y軸。如，當(dāng)解決SB中的磁感應(yīng)時(shí)，軸y可以旋轉(zhuǎn)到OB階段。此，OC，OA和abscissae的角度分別為210°和330°，因此在方程（1），（4），（7）和（8）的基礎(chǔ)上，只要強(qiáng)度為磁傳感器SA的磁感應(yīng)在方向分量n中表示，IA由IB代替，IB由IC代替，IC由IA代替，也就是說(shuō)，核心的三相電流受到順序旋轉(zhuǎn)。方法可以獲得沿SB方向n的磁感應(yīng)強(qiáng)度的相同分量，并且還可以獲得沿著SC方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度分量，因?yàn)锽SA-n，BSB-n和BSC-n都是磁傳感器。由等式（8）至（10）組成的等式導(dǎo)出的測(cè)量值可用于導(dǎo)出解析表達(dá)式IA，IB和IC，尤其是在磁傳感器網(wǎng)絡(luò)的中心與中心之間的偏心的情況下。纜。力電纜表面磁感應(yīng)強(qiáng)度的分析模型圖2說(shuō)明了磁傳感器陣列中心與電纜中心之間的偏心原理。SB和SC的三個(gè)磁傳感器的安裝位置的坐標(biāo)分別為（x，y R）和yR / 2.根據(jù)圖2，由相電流A IA到SA產(chǎn)生的磁感應(yīng)是等式（14）中所示的磁感應(yīng)。BSA-A強(qiáng)度的方向使得BSA-A中沿n方向的分量相似，并且SA級(jí)的相B IB電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為由式（17）表示的磁感應(yīng)BSA-B的方向。BSA-B中的n方向分量是相同的：由SA處的C相電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度是由式（20）表示的BSA-C磁感應(yīng)的方向，并且BSA-C在方向n。方向的分量是同時(shí)的（16），（19）和（22），以及在該條件下SA處的A，B和C的三相核心電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度。以沿n方向獲得偏移。

　　
　　相同的方式獲得組分，并且由SB處的A，B和C的三相中心電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別在方向n（24），（25）和（26）上。以獲得由SB中的三相核心電流A，B和C產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與BSB-n =相同的方向，并且三相核心電流A，B和C可以在SC生成。n方向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度分量分別垂直（28），（29）和（30），由三相磁芯電流A，B和C產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度。SC以BBC-n =磁流的形式獲得。感器陣列相對(duì)于沿安裝平面的初始位置沿周向旋轉(zhuǎn)180°，并且旋轉(zhuǎn)后的新位置如圖4所示。據(jù)前述方法，不難獲得由在后旋轉(zhuǎn)測(cè)量位置處由磁傳感器陣列測(cè)量的三相中心電流A，B和C產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，并且方向n上的分量分別由磁傳感器陣列測(cè)量。旋轉(zhuǎn)后測(cè)量的新位置的位置和測(cè)量值用作已知量，礦用電纜并且獨(dú)立于等式（23），（27）和（31）至（34）的由六個(gè)等式組成的超定方程被并行求解?？梢越鉀Qx，y，IA，IB和IC的5個(gè)未知數(shù)。這種方式，可以確定偏心誤差的大小，并且可以在考慮偏心誤差的情況下獲得三芯電力電纜的每個(gè)芯的電流值的實(shí)際大小。型仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。Maxwe1115.0電磁場(chǎng)有限元仿真軟件中，構(gòu)建并模擬了三芯電力電纜的物理模型。模擬試驗(yàn)中，采用二維Maxwell模型，三極電力電纜的參數(shù)定義如下：R = 45 mm，r = 20 mm，三相芯線(xiàn)A，B，C的半徑為12.5毫米; x = 3 mm，y = 5 mm，礦用電纜也就是說(shuō)有偏心;進(jìn)入每條主線(xiàn)的正弦電流的幅度為100A，即IAIB = IC = 100A，頻率為50Hz，它們之間的相位差為120°;模擬模型的極限設(shè)置為氣球的極限。坐標(biāo)原點(diǎn)加載到450 mm半徑圓上，網(wǎng)格方法是手動(dòng)分割，最大網(wǎng)格邊長(zhǎng)在源位置設(shè)置為1 mm（這是即，三相導(dǎo)線(xiàn)A，B和C）;解決方案類(lèi)型為T(mén)ransient，模擬的持續(xù)時(shí)間設(shè)置為20 ms的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前周期時(shí)間。外，定義了兩個(gè)圓形幾何模型，半徑分別為45.1 mm和44.9 mm。據(jù)兩個(gè)圓形成的兩個(gè)墊片和R = 45 mm的圓，網(wǎng)側(cè)的最大長(zhǎng)度設(shè)定為0.1毫米。就是說(shuō)，確保沿著n方向分量的磁感應(yīng)強(qiáng)度的解在六個(gè)解點(diǎn)（SA，SB，SC，0 = 0）處足夠精確。°和0 = 180°）。過(guò)模擬測(cè)試作為時(shí)間的函數(shù)輸入的三相線(xiàn)A，B和C的正弦電流的波形在圖4中示出。過(guò)時(shí)間模擬測(cè)試獲得的三個(gè)磁傳感器SA，SB，SC的n方向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的波形在圖4中示出。
　　5.模擬測(cè)試的周長(zhǎng)加倍，最大網(wǎng)格尺寸減半，兩次模擬測(cè)試之間的能量誤差變化小于1％，也就是說(shuō)原始仿真模型的準(zhǔn)確性被認(rèn)為符合要求。后，通過(guò)模擬試驗(yàn)獲得的相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度被認(rèn)為是已知的條件，并且根據(jù)沒(méi)有偏心的分析模型來(lái)解析三導(dǎo)體電力電纜的導(dǎo)體的電流Ia，Ib和Ic，c等式（11）至（13）。6顯示了三芯電力電纜的每個(gè)磁芯的電流波形隨時(shí)間的變化。難看出，計(jì)算結(jié)果與模擬試驗(yàn)定義的每組基本特征的當(dāng)前波形之間存在顯著差異，最大相對(duì)誤差為約26％。表明必須考慮偏心誤差。傳感器陣列相對(duì)于沿安裝平面的初始安裝位置沿周向旋轉(zhuǎn)180°，并且沿著電纜的軸向圓周沿軸向圓周測(cè)量磁感應(yīng)部件。
　　方向n到新的位置。然使用圖4所示的輸入電流，再次進(jìn)行模擬測(cè)試，并且三個(gè)磁傳感器SA，SB和SC的組件的波形在新位置沿著方向的變化時(shí)間如圖7所示。后，由等式（23），（27）和（31）至（34）組成的超定方程用于求解因子x，y，Ia，Ib和Ic。意，當(dāng)六個(gè)獨(dú)立方程求解五個(gè)未知數(shù)時(shí)，必須使用非線(xiàn)性最小二乘擬合方法來(lái)獲得最佳未知估計(jì)。算出的每根芯線(xiàn)的正弦電流幅度為IA = 100.18A，IB = 101.04A，IC = 99.83A，電纜中心坐標(biāo)參數(shù)x = 2.86 mm，y = 5通過(guò)分析計(jì)算的結(jié)果再現(xiàn)22mm和核。
　　電流的波形隨時(shí)間變化，如圖8所示，并且通過(guò)模擬測(cè)試輸入的每個(gè)主流波形的誤差曲線(xiàn)如圖9所示。圖9中可以看出，在考慮了偏心誤差之后，三芯電力電纜的每個(gè)電纜芯的計(jì)算結(jié)果非常接近模擬測(cè)試的輸入值。且最大誤差僅為1％左右，這是對(duì)本文檔編寫(xiě)的良好檢查。析模型的準(zhǔn)確性。論在本節(jié)中，磁傳感器的陣列被布置成可旋轉(zhuǎn)周向地沿著時(shí)間線(xiàn)，然后通過(guò)沿著方向N上的AC子產(chǎn)生的磁感應(yīng)電流的部件被測(cè)量?jī)蓚€(gè)位置從00到00初始和旋轉(zhuǎn);基于傳感器網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和測(cè)量的磁通密度，三導(dǎo)體電力電纜的核心電流，磁傳感器陣列中心的實(shí)際位置和測(cè)量磁感應(yīng)建立。得六個(gè)非線(xiàn)性方程。于最小二乘法的非線(xiàn)性方程的分辨率提供了三導(dǎo)體電力電纜的偏心信息和三導(dǎo)體電力電纜導(dǎo)體的實(shí)際電流大小。心誤差。

　　
　　文提出的測(cè)量方法計(jì)算并補(bǔ)償由磁傳感器測(cè)量的三芯電力電纜的磁芯電流的偏心誤差。方法消除了磁傳感器陣列的核心電流和三芯電力電纜的中心偏心的故障。傳感器測(cè)量三芯電力電纜的每個(gè)芯的電流精度，并且可以從三芯電力電纜的每個(gè)芯產(chǎn)生電流。精確的測(cè)量。磁場(chǎng)有限元模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，用磁傳感器測(cè)量每個(gè)三芯電力電纜芯的偏心誤差的計(jì)算和補(bǔ)償方法準(zhǔn)確度高，堅(jiān)固性和實(shí)用價(jià)值。
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