一种架空输电线相电流和空间状态的监测方法

摘要

本发明公开了一种架空输电线相电流和空间状态的监测方法，首先在铁塔上，每根相导线的上方沿着线路方向以铁塔为中心各配置两个磁场传感器，两侧的磁场传感器各为一组，分别计算出灵敏度矩阵S′_x、灵敏度矩阵S″_x，在相导线静止时，进行相电流和弧垂重构：以第一组磁场传感器灵敏度矩阵S′_x及磁场矩阵B′_x，重构出相电流，然后第二组磁场传感器灵敏度矩阵S″_x乘以重构的相电流矩阵I，得到的矩阵与第二组磁场矩阵B″_x进行比较，如果全等，则认为重构相电流正确，弧垂表中当前弧垂数据所在位置的弧垂数据作为铁塔两侧相导线的弧垂，如果不全等，则更新为下一条弧垂数据，直到达到全等为止。本发明通过磁场传感器进行监测，降低安装和维护成本，同时，考虑了弧垂即相邻档距的导线拉伸问题，提高了相电流测量的准确性。

主权项

一种架空输电线相电流和空间状态的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：架空输电线相电流和空间状态的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、计算灵敏度矩阵在铁塔上，每根相导线的上方沿着相导线，以铁塔为中心，两侧各配置一个磁场传感器；位于传输方向一侧的磁场传感器为一组即第一组，且纵向(传输方向)处于同一位置，位于传输方向另一侧的磁场传感器为另一组即第二组，且纵向(传输方向)处于同一位置，这样将磁场传感器分为两组；计算出第一组磁场传感器中第i个磁场传感器位置水平方向磁场强度与第j根相导线上传输相电流的灵敏度系数A′_ij，其中，i＝1,2,...,N，j＝1,2,...,N，N为相导线数量，也是一组磁场传感器的数量，这样构成灵敏度矩阵S′_x＝(A′_ij)_N×N；同样，计算出第二组磁场传感器中第i个磁场传感器位置水平方向磁场强度第j根相导线上传输相电流的灵敏度系数A″_ij，得到灵敏度矩阵S″_x＝(A″_ij)_N×N；其中，每组磁场传感器中磁场传感器的编号与其下方的相导线编号相同；将灵敏度矩阵S′_x、灵敏度矩阵S″_x存入缓存中；(2)、判断是否监测到运动偏移以时间间隔t获取每个磁场传感器测得的水平方向磁场强度，如果任何一个磁场传感器测得的水平方向磁场强度满足相邻周期峰值变化率之和大于设定阈值，则认为监测到运动偏移，继续等待下一个时间间隔，直到所有的磁场传感器测得的水平方向磁场强度满足相邻周期峰值变化率之和小于设定阈值，转到步骤(3)；(3)、相电流和弧垂重构3.1)、从缓存中读出灵敏度矩阵S′_x、灵敏度矩阵S″_x以及当前弧垂数据所在位置；3.2)、重构相电流计算相电流矩阵I：I＝S′_x^‑1B′_x   (1)其中：相电流矩阵I由重构的第1到第N根相导线的相电流I₁到I_N构成，磁场矩阵B′_x由第一组磁场传感器中第1到第N个传感器获取的磁场强度到构成，S′_x^‑1为灵敏度矩阵S′_x的逆矩阵；3.3)、验证重构相电流B″_x≡S″_xI   (2)其中：磁场矩阵B″_x由第二组磁场传感器中第1到第N个传感器获取的磁场强度到构成；如果公式(2)不成立，即根据重构相电流以及第二组磁场传感器的灵敏度矩阵计算出的矩阵S″_xI中，不是每一个元素的值与矩阵B″_x中对应位置的元素值相等，则认为重构相电流不正确，转到步骤3.4)；如果公式(2)成立，即根据重构的相电流以及第二组磁场传感器的灵敏度矩阵计算出的矩阵S″_xI中，每一个元素的值与矩阵B″_x中对应位置的元素值相等，则认为重构相电流正确，转到步骤3.5)；在本步骤中，相等是两个值的差值小于设定的阈值；3.4)、更新当前弧垂数据以及灵敏度矩阵当前弧垂数据所在位置更新为其弧垂表中下一条弧垂数据所在位置，然后根据读取当前弧垂数据所在位置的弧垂数据，按照步骤(1)的方法重新计算灵敏度系数A′_ij、A″_ij，并分别得到更新后的灵敏度矩阵S′_x、S″_x，返回步骤3.2)；其中，弧垂表是由铁塔上第一组传感器侧的N根相导线弧垂数据以及铁塔上第二组传感器侧的N根相导线弧垂数据组成一条弧垂数据，每条弧垂数据中，每根相导线的弧垂数据为一位，依次从低到高排列，这样每条弧垂数据为2N位，每一位代表一根相导线弧垂数据；在弧垂表中，第一条为全0数据，然后每条依次从最低位按步进Sag_max/M增加，当最低位增加到Sag_max时，下一条进位，即第二位增加Sag_max/M，最低位为0，这样一直增加，当第二位增加到Sag_max时，下一条进位，即第二位增加Sag_max/M，第二位、最低位都变为0，再这样一直增加，直到所有位都为Sag_max为止；其中，Sag_max为最大弧垂设定值，根据具体实施情况设定；3.5)、更新缓存并返回将灵敏度矩阵S′_x、灵敏度矩阵S″_x以及当前弧垂数据所在位置存入缓存中，将相电流矩阵I中的相电流I₁到I_N作为监测相电流、将弧垂表中当前弧垂数据所在位置的弧垂数据作为铁塔两侧相导线的弧垂，返回步骤(2)。