2006年第3期1刘小宝,蒋平(东南大学,江苏南京0引言电流互感器饱和一直是影响电力系统保护装置正确动作的重要问题,常见的电流互感器饱和主要有两种:稳态饱和与暂态饱和。其中稳态饱和主要是因为一次电流值太大,进入了电流互感器饱和区域,导致二次电流不能正确的传变一次电流。暂态饱和,则是因为大量非周期分量的存在,进入了电流互感器饱和区域,对于这两种情况本文给出了具体的分析。由于电流互感器二次侧负载的不同也会影响饱和特性,本文针对二次侧的不同负载情况,对稳态和暂态饱和情况进行了分析,并利用ATP的暂态仿真软件进行仿真,给出了不同情况下的输出波形,从而为研究饱和问题提供了依据。1电流互感器的稳态饱和特性分析为了便于分析,假设电流互感器的励磁特性如图1所示,同时假设铁心的损耗可以忽略不计,在铁心饱和前,励磁电流的磁化分量为零,一次电流与二次电流完全成比例,is=ip/Kn,达到饱和后磁通不再增加,饱和后则不再产生电动势。图1电流互感器的理想励磁特征浙江电力ZHEJIANGELECTRICPOWERAnalysisandSimulationonSaturationCharacteristicsofCurrentTransformer电流互感器饱和特性分析与仿真摘要:,所以需要对电流互感器饱和情况进行深入的研究,,,针。关键词:;;暂态仿真;电磁暂态程序Abstract:ThesaturationofCThasgreatinfluenceontheperformanceoftheprotection.Toensuretherelayingprotectionsoperatingcorrectlyundertransientsaturationcircumstance,weshouldmakedeepresearchonthesaturationcraracteristicsofCTandanalyzethesaturatedcurrentshape.Atthesametimedifferenttypeloadshavingeffectonthesaturationcharacteristicsofcurrenttrans2former,weanalyzeandsimulatethesaturationcharacteristicsofcurrenttransformerbasedondiffer2enttypeloadinthispaper.Keyword:currenttransformer;saturation;transisentsimulation;alternativetransientprogram中图分类号:TM482文献标识码:A文章编号:1007-1881(200603-0001-042006年第3期2浙江电力图2二次侧负载为电阻稳态饱和波形(R=5Ω1.1当二次负载为纯电阻在未饱和时产生的电动势为es=ipRs/Kn,在稳态条件下,电动势为:es=(IpmRs/Knsinωt(1如果在稳态时磁通不饱和,则二次电流和电动势与一次电流相位相同,且磁通领先电动势pi/2弧度。如果稳态时在磁通达到峰值前铁心已经饱和,此时的磁通将保持在饱和的水平而不再发生变化,磁通不再产生电动势,二次电流将立刻降为零,一次电流将用于维持铁心的饱和状态,并将一直维持到励磁电流降为零。在一次电流为零时,动势将反相,时的相同速率下降,,饱和磁通为Φsat:Φ=(1/N22dt=Φsat-(IpmRs/ωN2Kn(1-cosωt(2该变化将一直持续到铁心的再次反相达到饱和[2],使二次电流再次下降为零,并维持该值到再次过零时,从而进行重复,这种情况的一次、二次电流如图2所示,表明电流互感器带电阻二次负荷发生饱和的一般影响是二次电流的每半个波后沿被砍去一部分。如果每个半波的铁心未饱和的时间为t1,按照上述的过程变化,则下一个半波的饱和也在该时刻,在上式代入此值可以得到下式:Φsat=(IpmRs/2ωN2Kn(1-cosωt1(3该公式说明,在稳态时,如果短路电流达到额定准确限值电流[4],则铁心磁通为上式所示,铁心此时处于临界饱和状态,二次电流的整个半波能够复现,如一次电流再次增大,铁心将处于过饱和状态。1.2当二次负载为纯电感在未饱和时,铁心导磁率为无穷大且无损耗,在饱和时二次绕组电流为:is=ip/Kn=(Ipm/Knsinωt(4二次电动势为:es=Lsdis/dtpms/Kncosωt(5:=(sdt(IpmLs/N2Knsinωt+k(6:dt=(Ls/N2Kn(dip/dt(7由上式可知:如半波发生饱和,则必定在一次电流峰值前发生,在峰值时,若没有发生饱和,磁通的幅值开始下降。在饱和的过程中,二次电动势为零,但感性负载会维持二次电流为恒定值(刚饱和的瞬间值。饱和发生后,一次电流继续增大,提供过剩安匝保持铁心处于饱和状态,该状态将一直持续到电流降到达到饱和时的电流值,安匝数重新为零。此时铁心退出饱和,为提供二次电动势,磁通向离开饱和点的方向运动。这个过程在每个半波复现,如图3所示。1.3当二次负载为电阻和电感当未饱和时:es=(1/Kn[ipRs+Ls(dip/dt](8Φ=(1...