电流互感器饱和及其影响因素的仿真研究.pdf

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1、<电气开关>(2010．No．6)41文章编号：1004-289X(2010)06一oo4l—o4电流互感器饱和及其影响因素的仿真研究郑岗，熊列彬，邢桂凤，高毅(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：电流互感器(TA)是电力系统中的重要传变设备，但电流互感器的铁芯饱和可能引起微机继电保护误动和拒动。首先分析了电流互感器的饱和过程，得出了影响互感器暂态特性的主要因素。然后应用电力系统仿真软件MATLAB，建立了电流互感器模型，对电流互感器的饱和特性进行了详细分析和仿真；仿真结果与理论分析完全一致。关键词：电流互感器；铁芯饱和；暂态特性；MATLA

2、B中图分类号：TM452文献标识码：BSimulationStudyonCurrentTransformerSaturaitonandItsInfluencingFactorsZHENGGang，XIONGLie—bin，XINGGuing，GAOYi(SchoolofElectricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Acurrenttransformerisanimportanttransmissionfacilityinelectricpowersy

3、stems，buttheiron—coresatura—tinofthetransformercanresultinthemalfunctionandrefusingactionofmicrocomputerrelayprotection．Thepapreana—lyzesthestaurationprocessofthecurrenttransfoiTnerandgetsmainfactorsthateffectstransientcharacteristicofthecur—renttransformer．Thenthesimulationsoftware

4、MATLABoftheelectricsystemiSusedtobuildthecurrenttransformermode1．Thesaturationcharcteristicofthecurrenttransforlnerisanalyzedandsimulated．Theresultsareuniforlnwiththeo．reticalanalysis．．Keywords：currenttransformer；iron—coresaturation；transientcharacteristic；MATLAB量的存在，进入了电流互感器饱和区域，对于

5、这两种情1引言况本文给出了具体的分析。电流互感器(TA)是一种电量传变装置，实质是一2电流互感器的等值电路种特殊用途的变压器。通过电流互感器，二次系统的测量仪器仪表或是保护控制设备才能正确感知一次系统的电流信息。在电力系统故障过程中，流过线路的故障电流一般远远大于正常负荷电流。在这种情况]t--．．．．．----_J下，很容易引发电流互感器饱和，主要表现为一次电流^‘不能被线性的传变到二次侧。二次侧电流波形出现缺臣Il损或偏移，这种波形扭曲易引起继电保护动作时间延在电流互感器未饱和时，可认为其励磁支路￡。是长，从而引发原后备保护越级跳闸，更有甚者导致保护线性的

6、，并可忽芯损耗R的影响。由图1可得到电流误动。互感器的下列基本关系式：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e“。(1)大，进入了电流互感器饱和区域，导致二次电流不能正die=(。+￡b)垫确的传变一次电流。暂态饱和则是因为大量非周期分。dt+(R。+b)。(2)42<电气开关)(2010．No．6)式中，is一励磁电流；一二次电流；L一励磁阻抗分流入励磁支路，同时二次电流出现严重的缺损；当(假设为纯电感)；￡=L。+￡，对低漏磁电流互感器，TA铁芯磁链瞬时值反方向变化，直至退出饱和区域，漏电感。可忽略；尺。=R

7、+R励磁电流又变得很小，相应的等效电感又恢复成很大由式(1)、(2)消去，可得的数值，TA一次电流又几乎全部流入到二次回路。TA就这样周而复始进入饱和，再退出饱和，TA二次电警“=dip+乏(3)流也出现周期性的畸变。因为TA铁芯存在磁滞现由式(1)、(2)消去i，可得象，TA铁芯进入饱和与退出饱和的轨迹并不一致，形成磁滞回环，但TA正方向和反方向进入和退出饱和警“最(4)的轨迹对称，因而磁滞回环周期性对称出现。式中，=(。++Lb)／(R+Rb)；如果TA传变穿越性故障电流，则传变的电流包Tb=Lb／(R-I-Rb)含非周期分量，如图2(c)所示，TA铁芯磁

8、链偏置在坐如果把TA一次电流看作输入信