[发明专利]应用磁阻感知的接地电流状态监测方法、装置及存储介质

说明书

本发明提供一种应用磁阻感知的接地电流状态监测装置、方法及存储介质，利用隧穿磁阻传感器实现接地线通过电流的高精度测量，利用感知的电流信号的频谱成分、电流数值，以数字信号分析方式评估电力设备接地等异常状态，异常评估结果通过唤醒LoRa无线数据传输模块，将信息传输到配电室或周围的智能配电终端，支持配电故障自动化应用，配电设备故障告警信息也会通过配电物联网系统传输到电网监测中心，远程监测配电室/变电站中变压器、电抗器、高压套管等的运行状态，有效预防电力设备接地故障，提升智能化无人变电站安全运行水平。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，尤其涉及应用磁阻感知的接地电流状态监测方法、装置及存储介质。

背景技术

接地电流是许多电力设备重要的运行状态指标，例如变压器的铁芯接地电流，反映的是变压器在运行中铁芯的接地问题。在正常情况下，接地电流为几毫安到几十毫安之间。然而，若铁芯出现多点接地故障，将出现几十安培的电流流过铁芯，导致铁芯局部过热，影响电网的正常供电。

当前接地电流监测装置通常存在以下问题：1)传感器故障率高，据统计，全国变压器在线监测装置的故障中，有一半以上的故障为传感器故障；2)传感系统寿命短，由于传感装置需要长期工作在户外环境中，需要采用电池对其进行供电，其寿命很大程度上取决于所选用电池的寿命(通常在连续工作状态下，小于两年)；3)有效性差，传统监测装置采用钳形互感器，易受电力变压器附近恶劣电磁环境的影响而产生误报；4)元器件过多，传统的监测装置，采用设置多个传感器直接获得电流信号，需要用到的传感器过多，设备体积重量较大，安装不方便；5)设备经济性差，当前铁芯接地电流监测装置市场售价为2-5万元一套，相对变压器设备价格经济性较差，因此导致变压器铁芯电流检测装置覆盖率低(仅为0.34％)；5)数据传输通讯难度大，电力变压器设备附近电磁环境恶劣，采用485总线、无线等通讯方式传输成功率较低；配电室、变电站等根据供电需求分布，相对监控中心距离远、位置分散，需要考虑到无人值守智能化变电站的通信需求。另一方面，当前接地电流的测量存在着传感器故障率高、装置运行寿命短、测量准确性不足、设备经济性差等一些问题，这些问题影响着接地电流传感装置的应用。

发明内容

基于此，本专利通过采用新型的磁阻传感器技术、基于信号处理与分析的运行状态分析与异常评估技术，结合一体化的结构设计，将传感器、信息处理与分析、供电单元等集成在一起，减少单元分立增加的传输、电磁干扰等影响风险，并且在高集成度下的装置设计，便于电磁屏蔽、机械稳定性的提升，提升系统的可靠性，解决目前接地电流传感器设备测量中存在的上述问题。

本发明一方面的实施例提供一种应用磁阻感知的接地电流状态监测方法，包括将获取的接地线中的采样信号进行量化处理，得到采样信号的实时波形数据，所述实时波形数据包括采样信号的基波和/或谐波的有效值、峰值和实时波形；

根据实时波形数据，按照预设电流关系模型，计算出接地导线的电流信号；

根据得出的电流信号计算电流信号的有效值；所述有效值包括电流信号的有效值、基波有效值和各次谐波的有效值，并将得出的电流有效值与预设电流阈值进行比较；

若超过预设电流阈值，且采集的电流信号中包含高于2次谐波的成分，则评估为是发生局部放电级别的接地故障；

根据接地故障的放电级别匹配预设处理方案，进行故障处理。

在本申请提供的应用磁阻感知的接地电流状态监测方法中，利用隧穿磁阻传感器实现接地线通过电流的高精度测量，利用感知的电流信号的频谱成分、电流数值，以数字信号分析方式评估电力设备接地等异常状态，异常评估结果通过唤醒LoRa无线数据传输模块，将信息传输到配电室或周围的智能配电终端，支持配电故障自动化应用，配电设备故障告警信息也会通过配电物联网系统传输到电网监测中心，远程监测配电室/变电站中变压器、电抗器、高压套管等的运行状态，有效预防电力设备接地故障，提升智能化无人变电站安全运行水平。