電流互感器飽和及其影響因素的仿真研究[1]

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1、<電氣開關(guān)>(2010．No．6)41文章編號：1004-289X(2010)06一oo4l—o4電流互感器飽和及其影響因素的仿真研究鄭崗，熊列彬，邢桂鳳，高毅(西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，四川成都610031)摘要：電流互感器(TA)是電力系統(tǒng)中的重要傳變設(shè)備，但電流互感器的鐵芯飽和可能引起微機繼電保護誤動和拒動。首先分析了電流互感器的飽和過程，得出了影響互感器暫態(tài)特性的主要因素。然后應(yīng)用電力系統(tǒng)仿真軟件MATLAB，建立了電流互感器模型，對電流互感器的飽和特性進行了詳細分析和仿真；仿真結(jié)果與理論分析完全一致。關(guān)鍵詞：電流互感器；鐵芯飽和；暫態(tài)特性；

2、MATLAB中圖分類號：TM452文獻標識碼：BSimulationStudyonCurrentTransformerSaturaitonandItsInfluencingFactorsZHENGGang，XIONGLie—bin，XINGGuing，GAOYi(SchoolofElectricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Acurrenttransformerisanimportanttransmissionfacilityinelect

3、ricpowersystems，buttheiron—coresatura—tinofthetransformercanresultinthemalfunctionandrefusingactionofmicrocomputerrelayprotection．Thepapreana—lyzesthestaurationprocessofthecurrenttransfoiTnerandgetsmainfactorsthateffectstransientcharacteristicofthecur—renttransformer．Thenthesim

4、ulationsoftwareMATLABoftheelectricsystemiSusedtobuildthecurrenttransformermode1．Thesaturationcharcteristicofthecurrenttransforlnerisanalyzedandsimulated．Theresultsareuniforlnwiththeo．reticalanalysis．．Keywords：currenttransformer；iron—coresaturation；transientcharacteristic；MATLAB

5、量的存在，進入了電流互感器飽和區(qū)域，對于這兩種情1引言況本文給出了具體的分析。電流互感器(TA)是一種電量傳變裝置，實質(zhì)是一2電流互感器的等值電路種特殊用途的變壓器。通過電流互感器，二次系統(tǒng)的測量儀器儀表或是保護控制設(shè)備才能正確感知一次系統(tǒng)的電流信息。在電力系統(tǒng)故障過程中，流過線路的故障電流一般遠遠大于正常負荷電流。在這種情況]t--．．．．．----_J下，很容易引發(fā)電流互感器飽和，主要表現(xiàn)為一次電流^‘不能被線性的傳變到二次側(cè)。二次側(cè)電流波形出現(xiàn)缺臣Il損或偏移，這種波形扭曲易引起繼電保護動作時間延在電流互感器未飽和時，可認為其勵磁支路￡。是長，

6、從而引發(fā)原后備保護越級跳閘，更有甚者導(dǎo)致保護線性的，并可忽芯損耗R的影響。由圖1可得到電流誤動。互感器的下列基本關(guān)系式：常見的電流互感器飽和主要有兩種：穩(wěn)態(tài)飽和與暫態(tài)飽和。其中穩(wěn)態(tài)飽和主要是因為一次電流值太e“。(1)大，進入了電流互感器飽和區(qū)域，導(dǎo)致二次電流不能正die=(。+￡b)墊確的傳變一次電流。暫態(tài)飽和則是因為大量非周期分。dt+(R。+b)。(2)42<電氣開關(guān))(2010．No．6)式中，is一勵磁電流；一二次電流；L一勵磁阻抗分流入勵磁支路，同時二次電流出現(xiàn)嚴重的缺損；當(dāng)(假設(shè)為純電感)；￡=L。+￡，對低漏磁電流互感器，TA鐵芯磁鏈

7、瞬時值反方向變化，直至退出飽和區(qū)域，漏電感?？珊雎裕怀?。=R+R勵磁電流又變得很小，相應(yīng)的等效電感又恢復(fù)成很大由式(1)、(2)消去，可得的數(shù)值，TA一次電流又幾乎全部流入到二次回路。TA就這樣周而復(fù)始進入飽和，再退出飽和，TA二次電警“=dip+乏(3)流也出現(xiàn)周期性的畸變。因為TA鐵芯存在磁滯現(xiàn)由式(1)、(2)消去i，可得象，TA鐵芯進入飽和與退出飽和的軌跡并不一致，形成磁滯回環(huán)，但TA正方向和反方向進入和退出飽和警“最(4)的軌跡對稱，因而磁滯回環(huán)周期性對稱出現(xiàn)。式中，=(。++Lb)／(R+Rb)；如果TA傳變穿越性故障電流，則傳變的電流包

8、Tb=Lb／(R-I-Rb)含非周期分量，如圖2(c)所示，TA鐵芯磁鏈偏置在坐如果把TA一次電流看作輸入信