隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對(duì)繼電保護(hù)以及電氣設(shè)備的自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高，電流互感器就暴露出一個(gè)嚴(yán)重的弊端，就是鐵芯磁飽和問(wèn)題。
一般來(lái)說(shuō)鐵芯磁飽和分為2類(lèi)：一類(lèi)是由于線路短路時(shí)穩(wěn)態(tài)對(duì)稱(chēng)電流太大，進(jìn)入了電流互感器的飽和區(qū)域，導(dǎo)致二次電流不能準(zhǔn)確反映一次電流而引起的飽和，稱(chēng)作穩(wěn)態(tài)飽和；另一類(lèi)是短路電流中存在非周期分量以及鐵心中存在剩磁，使得電流互感器進(jìn)入飽和區(qū)域而引起的飽和，稱(chēng)作暫態(tài)飽和。
促使鐵芯進(jìn)入飽和狀態(tài)的因素
1、直流分量對(duì)鐵芯磁飽和的影響
如果電流互感器一次繞組中存在直流分量，將使磁通一直增加，直至達(dá)到飽和，此時(shí)一次繞組中的電流將全部用于勵(lì)磁，互感器二次電流變?yōu)?，不能反映一次電流的大小。由此可見(jiàn)，如果互感器一次側(cè)電流中存在直流分量，會(huì)使磁鏈不斷增加，然后進(jìn)入飽和。
2、穩(wěn)態(tài)交流分量對(duì)鐵芯磁飽和的影響
如果一次繞組中是穩(wěn)態(tài)交流分量，由于互感器的磁鏈在電流正負(fù)半周總是可以相互抵消，總體看來(lái)磁鏈不會(huì)持續(xù)增加而飽和，但是由于短路電流中存在的穩(wěn)態(tài)交流分量峰值很高，互感器會(huì)在電流峰值時(shí)達(dá)到飽和，而使二次電流呈現(xiàn)平頂波。
3、一次回來(lái)時(shí)間常數(shù)對(duì)磁飽和的影響
電力系統(tǒng)實(shí)際的短路故障電流中既存在穩(wěn)態(tài)交流分量，也存在衰減的直流分量．由于互感器飽和主要是由非周期衰減的直流分量在互感器中建立的飽和磁通導(dǎo)致的，所以一次回路的時(shí)間常數(shù)也是影響互感器飽和的重要因素。如果一次回路的時(shí)間常數(shù)比較大，即使短路電流不是很大，互感器也會(huì)在足夠長(zhǎng)的增長(zhǎng)時(shí)間后達(dá)到飽和。
4、二次側(cè)負(fù)載阻抗對(duì)磁飽和的影響
應(yīng)用于繼電保護(hù)的電流互感器主要在系統(tǒng)短路時(shí)起作用，在額定的一次電流范圍內(nèi)，準(zhǔn)確度要求不高，但是在系統(tǒng)短路電流范圍內(nèi)，要求其誤差不超過(guò)10％。電流互感器的10％誤差曲線就是以系統(tǒng)短路電流與互感器額定電流之比為橫軸，以短路時(shí)互感器傳變誤差不超過(guò)10％的二次側(cè)負(fù)載阻抗值為縱軸而繪制的曲線。當(dāng)二次側(cè)負(fù)載阻抗變大時(shí)，互感器準(zhǔn)確傳變短路電流的能力將下降，也就是大的二次側(cè)負(fù)載阻抗更容易使互感器進(jìn)人飽和．因此，二次側(cè)負(fù)載阻抗的性質(zhì)也是影響互感器飽和的因素之一。
在電流互感器的設(shè)計(jì)中，為了減小互感器工作時(shí)的鐵心損耗，通常選用磁滯回線較窄的硅鋼片。但是這類(lèi)硅鋼片的剩磁B1，通常比較大，對(duì)于沒(méi)有剩磁的硅鋼片來(lái)說(shuō)，鐵芯中的磁通變化范圍為0~飽和磁通B2，而存在剩磁的鐵心的磁通變化范圍僅為 B=B2一B1 顯然此時(shí)的磁通變化范圍大大減小。
正常的工作條件下，互感器鐵芯內(nèi)的磁通通常很小，不會(huì)引起飽和。但是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)，互感器一次繞組電流將達(dá)到正常工作電流的幾十倍，而且故障電流中存在非周期直流分量，會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生很高的磁通。如果此時(shí)短路故障被切除，鐵芯中的磁通將呈指數(shù)衰減，由于正常工作電流不是很大，不能對(duì)互感器產(chǎn)生去磁作用，所以如果此時(shí)再次發(fā)生短路故障，鐵芯內(nèi)的剩磁磁通將會(huì)和短路電流中的非周期分量所建立的磁通疊加，使鐵芯更快進(jìn)入飽和，從而使二次側(cè)無(wú)法反映一次側(cè)短路電流的情況。
以上這4點(diǎn)就促使鐵芯進(jìn)入磁飽和狀態(tài)的因素，在處理之前先要弄清楚到底是哪種狀況引起的飽和，然后在對(duì)癥下藥，不可盲目處理。

審核編輯 黃昊宇