淺談電流互感器飽和問題與母線保護(hù)處理

劉金莉　李振玲　董麗麗　王玉喜

隨著我國用電規(guī)模和用電需求不斷增加，這不僅使得供電電壓也相對提高，同時(shí)也導(dǎo)致供電系統(tǒng)的短路容量和實(shí)際常數(shù)隨之大幅度增加。這樣使得電流互感器（TA）飽和問題逐漸成為供電系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)之一，而TA飽和容易使得母線保護(hù)出現(xiàn)一定的誤動(dòng)作，因此加強(qiáng)母線區(qū)外出現(xiàn)故障且TA處于飽和狀態(tài)時(shí)母線保護(hù)的誤動(dòng)作以及對母線保護(hù)性能影響的相關(guān)研究意義重大。

一、電流互感器（TA）的飽和原理分析

TA轉(zhuǎn)換等效電路如圖1所示，通過等效電路可以對TA的工作特性進(jìn)行合理有效分析。其中R1、L1是TA一次繞組的電阻和電抗；R2、L2是TA的二次繞組的電阻和電抗；RL、LL是TA二次回路負(fù)載的電阻和電抗；而Rμ、Lμ是勵(lì)磁回路的電阻和電抗。通過電路圖可以得到相應(yīng)的一次、二次電流與勵(lì)磁電流的作用聯(lián)系。同時(shí)勵(lì)磁電流可使得TA傳變出現(xiàn)一定的誤差，勵(lì)磁電流數(shù)值主要由TA鐵芯飽和狀態(tài)判定和相應(yīng)的飽和程度導(dǎo)致的，但TA鐵芯是一種非線性元件，這可使得電流互感器產(chǎn)生一定的飽和現(xiàn)象。通常TA鐵芯的飽和特性決定于基本磁化曲線以及磁滯回線共同作用。而基本磁化曲線則是磁性材料在多次磁化作用下，并根據(jù)磁中性狀態(tài)作為出發(fā)點(diǎn)，測量得到磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）與磁場強(qiáng)度（H）之間的關(guān)系，具體如圖2所示。這種關(guān)系相對復(fù)雜，如將其簡化可得到TA鐵芯的簡化磁化曲線，可根據(jù)該曲線對TA在磁化條件下的傳變特性進(jìn)行有效分析。

圖1 TA等效電路圖 圖2 磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度關(guān)系曲線