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      電流互感器鐵芯飽和問題分析

      作者:威博特鐵芯   發布時間:2019-03-30 15:05:36 瀏覽次數:
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          電流互感器的誤差主要是由勵磁電流Ie引起的。正常運行時由于勵磁阻抗較大,因此Ie很小,以至于這種誤差是可以忽略的。但當CT飽和時,飽和程度越嚴重,勵磁阻抗越小,勵磁電流極大的增大,使互感器的誤差成倍的增大,影響保護的正確動作。嚴重時會使一次電流全部變成勵磁電流,造成二次電流為零的情況。引起互感器鐵芯飽和的原因一般為電流過大或電流中含有大量的非周期分量,這兩種情況都是發生在事故情況下的,這時本來要求保護正確動作快速切除故障,但如果互感器鐵芯飽和就很容易造成誤差過大引起保護的不正確動作,進一步影響系統安全。因此對于電流互感器鐵芯飽和的問題我們必須認真對待。  

          互感器鐵芯的飽和問題如果進行詳細分析是非常復雜的,因此這里僅進行定性分析。我們知道互感器之所以能傳變電流,就是因為一次電流在鐵芯中產生了磁通,進而在纏繞在同一鐵芯中上的二次繞組中產生電動勢U=4.44f*N*B*S×10-8。式中f為系統頻率,HZ;N為二次繞組匝數;S為鐵芯截面積,m2;B為鐵芯中的磁通密度。如果此時二次回路為通路,則將產生二次電流,完成電流在一二次繞組中的傳變。而當鐵芯中的磁通密度達到飽和點后,B隨勵磁電流或是磁場強度的變化趨于不明顯。也就是說在N,S,f確定的情況下,二次感應電勢將基本維持不變,因此二次電流也將基本不變,一二次電流按比例傳變的特性改變了。我們知道互感器鐵芯的飽和的實質是鐵芯中的磁通密度B過大,超過了飽和點造成的。而鐵芯中磁通的多少決定于建立該磁通的電流的大小,也就是勵磁電流Ie的大小。當Ie過大引起磁通密度過大,將使鐵芯趨于飽和。而此時互感器的勵磁阻抗會顯著下降,從而造成勵磁電流的再增大,于是又進一步加劇了磁通的增加和鐵芯的飽和,這其實是一個惡性循環的過程。從圖1中我們可以看到,Xe的減小和Ie的增加,將表現為互感器誤差的增大,以至于影響正常的工作。      

          電流互感器鐵芯的飽和一般可以分成兩種情況來了解。其一是穩態飽和,其二為暫態飽和。 

          對于穩態飽和,從上面的分析可以知道,Ie和二次電流Is是按比例分流的關系。假設勵磁阻抗Ze不變。當一次電流由于發生事故等原因增大時,Ie也必然會按比例增大,于是電流互感器鐵芯磁通增加。如果一次電流過大,也會引起Ie的過大,從而又會走入上面我們所說的那種循環里去,進而造成互感器鐵芯飽和。    

          暫態飽和,是指發生在故障暫態過程中,由暫態分量引起的互感器鐵芯飽和。我們知道,任何故障發生時,電氣量都不是突變的。故障量的出現必然會伴隨著或多或少的非周期分量。而非周期分量,特別是故障電流中的直流分量是不能在互感器一二次間傳變的。這些電流量將全部作為勵磁電流出現。因此當事故發生時伴有較大的暫態分量時,也會造成勵磁電流的增大,從而造成互感器鐵芯飽和。




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