當磁傳感器是用于測量電力電纜的各芯線的具有三根導線中的電流，磁傳感器陣列的中心可以從電纜的中心偏離，從而使測量結果包含錯誤，也就是說偏心誤差。此，提出了偏心誤差的計算。償方法。于原始測量方法，磁傳感器陣列沿著電纜的軸向安裝表面旋轉180°，以測量新位置處的磁感應強度。過求解非線性方程，可以確定偏心誤差的大小并相應地補償測量結果。慮到偏心誤差，可以獲得三芯電力電纜的每個芯的電流值的實際重要性。
　　磁場有限元模擬結果表明，建立的分析模型具有良好的精度，驗證了所提計算和補償方法的有效性。力電纜;電流測量;偏心誤差;旋轉方法;電磁場有限元仿真CLC編號：TM934文檔編號：A產品號：1674-5124（2019）01-0019-08簡介采用三芯電力電纜Plus，適用于工程項目35 kV及以下三相網絡的電纜傳輸和分配[1]，其運行安全性越受關注[2]。了在線監測三芯電力電纜的運行狀態，更可靠的方法是在三芯電力電纜的實際運行中監測每根芯線的電流[3]。電力系統的運行中，監測三芯電纜的中心電流非常重要。則上，實時監控可用于評估三芯電力電纜的運行狀態及其潛在故障，以確保通過電力電纜安全可靠地傳輸電力。個司機。而，對于每個相位芯使用相同屏蔽芯的三芯電力電纜，使用基于電磁感應原理的電流互感器的傳統電流測量方法不無法應用。際上，三極電力電纜的三相導線A，B和C通常沿著電纜的軸向圓周均勻間隔120°，并且三相導電線在電力電纜中使用共同的保護層。正常運行中，對稱且穩定，三相電流平衡，外部等效電流為零，也就是說，通過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平面中產生可變磁通量，因此不可能測量三極電力電纜的每個磁芯的電流。流互感器。前，現有的三芯電力電纜控制方法主要依靠間接方法來反映三芯電力電纜的性能特征，如通過測量三線電力電纜的溫度來操作三線電力電纜[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，但是測量通常被延遲并且難以清楚地確定缺陷的位置和類型。大的限制。年來，隨著磁測量技術的發展和磁傳感器制造技術水平的不斷提高，用磁傳感器測量電流已成為能源工業認可的方法[ 8-9]。者已經先前捕獲和具有三根導線中的量線性地獲取的電力電纜三個磁傳感器（在下文中稱為“磁傳感器網絡”）與每個芯線準直，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，當實施測量方法時，磁傳感器網絡的中心應該與三導體電力電纜的中心（下文中稱為“電纜的中心”）重合。相反的情況下，將發生相應的測量誤差[11-12]，也稱為偏心。誤對于實際測量設備，由于設備的過程水平和制造商在安裝設備時的操作水平等因素，不可避免地存在偏心在磁傳感器網絡的中心和電纜中心之間的毫米量級。三相電力電纜周圍任何位置的相電流產生的磁感應強度與相電纜芯線與位置之間的距離成反比，即說她對位置的變化很敏感。此，必須考慮偏心誤差。了更準確地測量三芯電力電纜中心線的電流，為了計算和補償偏心誤差，本文提出了一種磁傳感器網絡的“旋轉方法”來建立三芯電力電纜的基本電流和磁傳感器網絡中心的實際位置。到了測得的磁感應強度的分析模型，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際尺寸。帳戶中。算三芯電力電纜表面磁感應強度的分析模型用于分析三芯電力電纜表面磁感應強度的模型磁傳感器網絡的中心和電纜的中心不是偏心的。個中心電流的結構和測量原理如圖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的三個磁傳感器測量的位置的磁感應強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點的坐標則為（0，r）;從在兩個芯B和C的中心的電纜的中心的矢量，也就是說OB，OC和x軸點B的坐標是210°和B點的坐標之間的角度（C點的坐標分別是A，B和C的三相線的電流，標記為IA，IB和IC）首先，表示磁傳感器網絡的中心和電纜的中心。
　　合不是偏心，磁傳感器用來測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安培環的定理由SAA相電流IA產生的磁感應強度是μ0是真空磁導率。式（1）的磁感應指向N方向。相電流IB到SA產生的磁感應是方向等式（2）中的BSA-B磁感應。此，BSA-B中的n方向分量是相同的：由SA中的C IC相電流產生的磁感應強度是方程中表示的BBA-C磁感應的方向。（5），BSA-C在n方向。向組件同時是（1），式（4）和式（7）中，并通過在方向在SA三相芯中產生的電流的磁感應強度的部件n是考慮到三芯電力而得到的。解決SB和SC中的磁感應時，電纜結構的對稱性可用于旋轉x和y軸。如，當解決SB中的磁感應時，軸y可以旋轉到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）的基礎上，只要強度為磁傳感器SA的磁感應在方向分量n中表示，IA由IB代替，IB由IC代替，IC由IA代替，也就是說，核心的三相電流受到順序旋轉。方法可以獲得沿SB方向n的磁感應強度的相同分量，并且還可以獲得沿著SC方向的磁感應強度分量，因為BSA-n，BSB-n和BSC-n都是磁傳感器。由等式（8）至（10）組成的等式導出的測量值可用于導出解析表達式IA，IB和IC，尤其是在磁傳感器網絡的中心與中心之間的偏心的情況下。纜。力電纜表面磁感應強度的分析模型圖2說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的三個磁傳感器的安裝位置的坐標分別為（x，y R）和yR / 2.根據圖2，由相電流A IA到SA產生的磁感應是等式（14）中所示的磁感應。BSA-A強度的方向使得BSA-A中沿n方向的分量相似，并且SA級的相B IB電流產生的磁感應強度為由式（17）表示的磁感應BSA-B的方向。BSA-B中的n方向分量是相同的：由SA處的C相電流產生的磁感應強度是由式（20）表示的BSA-C磁感應的方向，并且BSA-C在方向n。方向的分量是同時的（16），（19）和（22），以及在該條件下SA處的A，B和C的三相核心電流產生的磁感應強度。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的三相中心電流產生的磁感應強度分別在方向n（24），（25）和（26）上。以獲得由SB中的三相核心電流A，B和C產生的磁感應強度與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方向上的磁感應強度分量分別垂直（28），（29）和（30），由三相磁芯電流A，B和C產生的磁感應強度。SC以BBC-n =磁流的形式獲得。感器陣列相對于沿安裝平面的初始位置沿周向旋轉180°，并且旋轉后的新位置如圖4所示。據前述方法，不難獲得由在后旋轉測量位置處由磁傳感器陣列測量的三相中心電流A，B和C產生的磁感應強度，并且方向n上的分量分別由磁傳感器陣列測量。旋轉后測量的新位置的位置和測量值用作已知量，礦用電纜并且獨立于等式（23），（27）和（31）至（34）的由六個等式組成的超定方程被并行求解。可以解決x，y，IA，IB和IC的5個未知數。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芯的電流值的實際大小。型仿真試驗驗證了該方法的有效性。Maxwe1115.0電磁場有限元仿真軟件中，構建并模擬了三芯電力電纜的物理模型。模擬試驗中，采用二維Maxwell模型，三極電力電纜的參數定義如下：R = 45 mm，r = 20 mm，三相芯線A，B，C的半徑為12.5毫米; x = 3 mm，y = 5 mm，礦用電纜也就是說有偏心;進入每條主線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°;模擬模型的極限設置為氣球的極限。坐標原點加載到450 mm半徑圓上，網格方法是手動分割，最大網格邊長在源位置設置為1 mm（這是即，三相導線A，B和C）;解決方案類型為Transient，模擬的持續時間設置為20 ms的網絡當前周期時間。外，定義了兩個圓形幾何模型，半徑分別為45.1 mm和44.9 mm。據兩個圓形成的兩個墊片和R = 45 mm的圓，網側的最大長度設定為0.1毫米。就是說，確保沿著n方向分量的磁感應強度的解在六個解點（SA，SB，SC，0 = 0）處足夠精確。°和0 = 180°）。過模擬測試作為時間的函數輸入的三相線A，B和C的正弦電流的波形在圖4中示出。過時間模擬測試獲得的三個磁傳感器SA，SB，SC的n方向上的磁感應強度的波形在圖4中示出。
　　5.模擬測試的周長加倍，最大網格尺寸減半，兩次模擬測試之間的能量誤差變化小于1％，也就是說原始仿真模型的準確性被認為符合要求。后，通過模擬試驗獲得的相應的磁感應強度被認為是已知的條件，并且根據沒有偏心的分析模型來解析三導體電力電纜的導體的電流Ia，Ib和Ic，c等式（11）至（13）。6顯示了三芯電力電纜的每個磁芯的電流波形隨時間的變化。難看出，計算結果與模擬試驗定義的每組基本特征的當前波形之間存在顯著差異，最大相對誤差為約26％。表明必須考慮偏心誤差。傳感器陣列相對于沿安裝平面的初始安裝位置沿周向旋轉180°，并且沿著電纜的軸向圓周沿軸向圓周測量磁感應部件。
　　方向n到新的位置。然使用圖4所示的輸入電流，再次進行模擬測試，并且三個磁傳感器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，當六個獨立方程求解五個未知數時，必須使用非線性最小二乘擬合方法來獲得最佳未知估計。算出的每根芯線的正弦電流幅度為IA = 100.18A，IB = 101.04A，IC = 99.83A，電纜中心坐標參數x = 2.86 mm，y = 5通過分析計算的結果再現22mm和核。
　　電流的波形隨時間變化，如圖8所示，并且通過模擬測試輸入的每個主流波形的誤差曲線如圖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電纜芯的計算結果非常接近模擬測試的輸入值。且最大誤差僅為1％左右，這是對本文檔編寫的良好檢查。析模型的準確性。論在本節中，磁傳感器的陣列被布置成可旋轉周向地沿著時間線，然后通過沿著方向N上的AC子產生的磁感應電流的部件被測量兩個位置從00到00初始和旋轉;基于傳感器網絡參數和測量的磁通密度，三導體電力電纜的核心電流，磁傳感器陣列中心的實際位置和測量磁感應建立。得六個非線性方程。于最小二乘法的非線性方程的分辨率提供了三導體電力電纜的偏心信息和三導體電力電纜導體的實際電流大小。心誤差。

　　
　　文提出的測量方法計算并補償由磁傳感器測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。傳感器測量三芯電力電纜的每個芯的電流精度，并且可以從三芯電力電纜的每個芯產生電流。精確的測量。磁場有限元模擬試驗結果表明，用磁傳感器測量每個三芯電力電纜芯的偏心誤差的計算和補償方法準確度高，堅固性和實用價值。
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