RTDS的电流互感器模型及其饱和特性研究

电流互感器饱和影响因素及其对保护动作的影响摘要：在变电站中，继电保护能感受到的故障范围取决于电流互感器（TA）的安装位置，继电保护能切除的故障范围取决于断路器的安装位置。

继电保护用电流互感器在短路时，将互感器所在回路的一次电流转换到二次回路，电流互感器铁心饱和是影响电流互感器性能的最重要因素，进而成为影响继电保护正确动作的重要因素。

关键词：电流互感器；饱和影响因素；保护动作引言电流互感器其铁心的非线性励磁特性，通过互感器大电流将导致电流互感器发生饱和，不能正常转换电流，转换到二次侧的小电流发生缺损和畸变，无法正常反映配电网电流的大小，最终导致继电保护发生拒动或者越级跳闸等事故。

目前在配电网中已经出现多起电流互感器饱和造成二次电流变电流变小，引起过电流保护的拒动或动作延时，导致事故范围扩大，同时出现电流互感器饱和造成距离保护之间失去配合。

对配电网中运行的电流互感器饱和的检测非常重要。

CT一、二次电流的传变是通过CT铁心的传变特性进行的，并且该传变特性是非线性的。

当CT铁心运行在线性区时，CT的励磁阻抗很大，使得励磁回路中的励磁电流很小，此时系统一次电流可以完全传变至二次侧;当CT一次侧电流突增时，流入励磁回路中的电流增加，导致产生铁心磁通的积累，使得CT由线性区逐渐转变至过渡区;当励磁电流增大到一定程度时，产生的磁通逐渐饱和，CT铁心进入到饱和区。

1CT饱和影响因素分析1.1一次稳态交流分量对CT饱和的影响通过改变双端供电网络电源额定电压的幅值，并设置一个线路三相短路故障得到具有不同幅值的稳态交流分量。

对比不同工况下CT二次侧传变电流的变化情况，研究一次稳态交流分量对CT饱和的影响。

当系统发生短路故障时，由于短路电流的激增使得CT二次侧电流发生畸变，CT开始饱和，且系统电压等级越高时，CT一次侧稳态交流分量越高，此时CT二次侧传变电流越大，使得CT磁通增加速率越快，导致CT二次侧电流畸变时刻越早，二次侧电流畸变越严重，最终CT饱和程度越严重。

1. 电流互感器的饱和1.电流互感器的饱和电流互感器的误差主要是由励磁电流Ie引起的。

正常运行时由于励磁阻抗较大，因此Ie很小，以至于这种误差是可以忽略的。

但当CT饱和时，饱和程度越严重，励磁阻抗越小，励磁电流极大的增大，使互感器的误差成倍的增大，影响保护的正确动作。

最严重时会使一次电流全部变成励磁电流，造成二次电流为零的情况。

引起互感器饱和的原因一般为电流过大或电流中含有大量的非周期分量，这两种情况都是发生在事故情况下的，这时本来要求保护正确动作快速切除故障，但如果互感器饱和就很容易造成误差过大引起保护的不正确动作，进一步影响系统安全。

因此对于电流互感器饱和的问题我们必须认真对待。

互感器的饱和问题如果进行详细分析是非常复杂的，因此这里仅进行定性分析。

所谓互感器的饱和，实际上讲的是互感器铁心的饱和。

我们知道互感器之所以能传变电流，就是因为一次电流在铁芯中产生了磁通，进而在缠绕在同一铁芯中上的二次绕组中产生电动势U＝4.44f*N*B*S×10-8。

式中f为系统频率，HZ；N为二次绕组匝数；S为铁芯截面积，m2；B为铁芯中的磁通密度。

如果此时二次回路为通路，则将产生二次电流，完成电流在一二次绕组中的传变。

而当铁芯中的磁通密度达到饱和点后，B随励磁电流或是磁场强度的变化趋于不明显。

也就是说在N,S,f确定的情况下，二次感应电势将基本维持不变，因此二次电流也将基本不变，一二次电流按比例传变的特性改变了。

我们知道互感器的饱和的实质是铁芯中的磁通密度B过大，超过了饱和点造成的。

而铁芯中磁通的多少决定于建立该磁通的电流的大小，也就是励磁电流Ie的大小。

当Ie过大引起磁通密度过大，将使铁芯趋于饱和。

而此时互感器的励磁阻抗会显著下降，从而造成励磁电流的再增大，于是又进一步加剧了磁通的增加和铁芯的饱和，这其实是一个恶性循环的过程。

从图1中我们可以看到，Xe的减小和Ie的增加，将表现为互感器误差的增大，以至于影响正常的工作。

实时数字仿真系统(RTDS)在江西电网的应用李升健;马亮;黄灿英【摘要】文中详细地介绍了加拿大研制的实时数字仿真系统RTDS的原理及结构,综述RTDS在江西电网的应用状况,并以CSC-101B线路保护装置的闭环试验为案例详细描述它的具体应用.最后分析了应用数字仿真系统的难点和不足.【期刊名称】《江西电力》【年(卷),期】2010(034)004【总页数】4页(P14-16,37)【关键词】实时数字仿真RTDS;闭环试验;应用【作者】李升健;马亮;黄灿英【作者单位】江西省电力科学研究院,江西,南昌,330096;江西省电力科学研究院,江西,南昌,330096;南昌大学科学技术学院,江西,南昌,330029【正文语种】中文【中图分类】TM7430 引言RTDS是由加拿大曼尼托巴省高压直流(HVDC)研究中心开发的专门用于实时研究电力系统的数字仿真系统。

为了提高江西电力系统的科研、试验、运行水平，江西省电力科学研究院于2008年11月引进了该套仿真系统。

本文将详细地介绍该套仿真系统的原理、结构及目前在江西电网的应用情况。

1 RTDS的原理及结构RTDS是数字仿真技术、计算机技术和并行处理技术发展的产物，它不仅具有数字仿真的特点，而且更重要的是并行处理技术的采用和专门硬件的设计保证了RTDS 运行的实时性和具有闭环测试的能力，可以在50 μs的步长上完成较大规模电力系统的实时仿真运行。

该系统中的电力系统元件模型和仿真算法是建立在已被认可并得到广泛应用的EMTDC/PSCAD基础上的，是EMTDC的实时化。

1.1 硬件结构RTDS的硬件结构采用模块化设计，并采用并行处理方式。

当仿真大型系统时，可以将其作为一个整体或若干部分运行。

一个RTDS仿真器是一个或多个计算机硬件单元，这些单元被称为Rack，每个Rack由以下功能卡组成：处理器卡3PC或GPC、层间通讯卡IRC、工作站接口卡WIF。

每个Rack包含1块WIF卡，一块IRC卡，若干处理器卡以及若干与处理器卡相连的I/O接口卡。

[4]王永豪,陈功.特高压运行维护技术研究[J].环球市场,2017(12):233.[5]余斌.特高压交流输电线路的运行维护与带电作业[J].低碳世界,2015(29):60~61.[6]张子鑫.特高压交流输电线路的运行维护与带电作业研究[J].经济管理:全文版,2016(8):00103.收稿日期：2017-9-16作者简介：梁鹏飞(1989-),男,助理工程师,大学本科,主要从事500kV 线路运维专业工作。

陈兴旺(1990-),男,助理工程师,大学本科,主要从事500kV 线路运维专业工作。

直流零磁通电流互感器磁饱和原因分析及建议文剑（四川蜀能电力有限公司电网运维分公司，四川成都610000）【摘要】主要介绍零磁通电流互感器原理的工作原理及其固有特性分析，并对其易饱和现象进行分析建议。

【关键词】零磁通直流CT ；安匝平衡原理；磁滞现象；磁饱和现象【中图分类号】TM452【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2017）35-0121-031直流电流互感器的工作原理分类直流电流互感器分为光CT 、“饱和电抗器”原理的直流电流互感器和基于零磁通原理的带电子测量单元的直流CT 。

基于零磁通原理的带电子测量单元的直流电流互感器。

它是利用被测直流改变带有铁芯上扼制线圈的感抗,间接地改变辅助交流电路的电流,从而反映被测电流的大小。

直流电流互感器通常是由两个相同的闭合铁芯所组成,在每一个铁芯上有两个绕组,即一次绕组和二次绕组。

一次绕组串联接入被测一次回路,二次绕组连接到辅助的交流回路中,其连接方式为串联。

当其铁芯材料具有理想磁化特性时如果忽略辅助交流回路的阻抗,交流电路的电流平均值正比于被测电流,即I 2av =I 1·(N I /N 2)。

目前零磁通直流CT 电子测量单元主要有3种测量原理:(1)从磁化电流波形的成分分析利用零磁通平衡时,检测线圈被正弦波激励后产生的磁化电流中只有奇次波成分;偏离平衡时则有偶次波成分,且以2次谐波为主,故采用二次谐波的方法检测直流。

收稿日期:2022-06-02作者简介:常惜阳(1991 ),男,工程师,硕士研究生,就职于国网宁夏电力有限公司超高压公司,研究方向:继电保护自动化㊂蒙博(1996 ),男,助理工程师,本科,就职于国网宁夏电力有限公司超高压公司,研究方向:继电保护自动化㊂变电站电流互感器饱和特性及其影响因素的仿真分析研究常惜阳,蒙 博(国网宁夏电力有限公司超高压公司,宁夏银川 750011) 摘 要:变电站运行过程中电流互感器会因电力系统的各种故障而出现稳态饱和或暂态饱和现象,因而可能对继电保护装置的动作行为产生较大影响㊂文章通过对电流互感器励磁曲线的介绍,对电流互感器饱和特性的机理进行了阐述,并借助于仿真软件建立了电流互感器的仿真模型,对变电站电流互感器饱和的不同影响因素进行仿真分析研究㊂关键词:电流互感器;励磁曲线;饱和特性中图分类号:T M 452 文献标识码:A 文章编号:1007 6921(2023)05 0114 03 目前,电网规模在不断扩大,对于其安全性㊁可靠性㊁稳定性的要求也时刻在提高㊂这就需要精确地对电力系统各种参数进行精确测量,以便对电网设备进行控制和保护㊂但是,一次设备电流㊁电压不能够直接被测量,需将其转变为二次电流㊁电压提供给继电保护装置,能够进行这种转变的设备就是互感器㊂影响变电站继电保护装置可靠性动作的一个重要因素就是电流互感器饱和特性问题,其饱和状态可以分为稳态饱和与暂态饱和㊂当电力系统发生三相对称性故障时,所产生的故障电流也是对称的[1-2],一次电流将不可能线性地传变到二次侧㊂此时,电流互感将呈现稳态饱和特性㊂但是,变电站正常运行时所发生的故障大部分是不对称性的,故障电流中含有大量非周期性分量㊂电流互感器在将一次电流传变为二次电流时需要较大的铁芯磁通,电流互感器励磁电流的数值也将变得非常大㊂在这种情况下,电流互感器将因非周期分量产生的励磁电流瞬时进入暂态饱和特性,造成继电保护装置的不可靠动作㊂因此,有必要对电流互感器的饱和特性的机理进行分析,并在稳态饱和与暂态饱和两种情况下分析不同影响因素对电流互感器饱和特性的影响效果㊂1 电流互感器的饱和机理分析1.1 电流互感器稳态饱和电流互感器未进入饱和状态时,一次电流成线性变比关系,铁芯磁通可随着电流数值变大而增大㊂但是,在电流互感器铁芯处于稳态饱和状态时,其磁通数值达到最大值,不再发生改变,将导致电流互感器二次侧无感应电动势产生,也无电流流出㊂一次电流保持数值不变,可保证励磁电流降低到0㊂当励磁电流过零点后,开始进入反向状态增大,铁芯磁通开始下降,直到进入反向数值最大,从此往复[3-4]㊂在二次侧负荷为纯电阻情况下,二次电流波形的每个半波内磁通饱和点将被斩去㊂当一次短路电流达到顶峰后,铁磁饱和达到临界状态㊂如若电流数值持续增大,则电流互感器进入饱和状态㊂在二次侧负荷为纯电感情况下,由于电感电流并不能突变,将导致电流互感器进入稳态饱和后,铁芯磁通保持不变,二次电流可保持不变㊂在电流互感器退出饱和状态后,一㊁二次电流又将变成线性关系[5]㊂㊃411㊃2023年3月内蒙古科技与经济M a r c h 20235519I n n e r M o n g o l i a S c i e n c e T e c h n o l o g y &E c o n o m yN o .5T o t a l N o .5191.2电流互感器暂态饱和当电流互感器处于暂态饱和时,电流中非周期分量的比例相当大㊂此时,若电流互感器铁芯的磁通量不大于其处于稳态时数值,互感器将在电流的第一个半波周期内实现饱和,并且铁芯的磁通数值不再发生改变,二次侧电动势和二次电流均为0㊂此时,若一次电流侧的电流数值和时间常数越大,则二次侧电流失真越严重㊂当电流互感器的一次侧电流降低为0时,则可退出饱和状态㊂由于因磁通减小而产生的感应电动势,将给一次电流提供相反电流阻碍其减小㊂当饱和磁通不小于稳态周期分量时,电流互感器铁芯磁通将随着电流中非周期分量的不断增加而升高,直至进入饱和状态㊂在进入暂态饱和后,二次电流可降低到0㊂但是,在此种情况下,电流互感器不再会发生反向磁通饱和㊂当铁芯达到暂态饱和后,可导致二次侧时间常数的减小,在非周期分量发生衰减后,电流互感器铁芯将退出暂态饱和状态,恢复电流互感器正常的线性传递特性㊂2电流互感器饱和特性仿真2.1仿真模型笔者借助于MA T L A B中S i m u l i n k模块库,通过选用不同的硬件模块,搭建了电流互感器仿真模型㊂电流互感器仿真模型中电流互感器的变比设定为600/5,额定容量为25V A,一次绕组为单匝,穿过环形铁心,二次绕组设定为120匝㊂一次绕组R1 =0.001p.u,L1=0.004p.u,二次绕组R2=0.001 p.u(标幺值),L2=0.004p.u,表示铁心有功损耗(涡流和磁滞损耗)的电阻R m=100p.u㊂电流互感器铁芯的非线性磁化线曲线用分段线表示,并考虑铁芯可能存在剩磁的情况,假定C T一次电流为10 p.u时C T铁芯处于饱和状态,设置3个磁化电流与磁通值点[i(p.u),θ(p.u)]为[0,0;0.1,10;1, 10.5][6-7]㊂2.2仿真分析2.2.1稳态饱和仿真㊂在电流互感器仿真模型中,将断路器的合闸时间设定为0,电源的初相角设定为90ʎ,通过改变电源的幅值来模拟电流互感器分饱和仿真,二次侧电阻设定值为2Ω,电感设定为1 mH,仿真图形如图1㊁图2所示㊂图1电源为120e1/3下的二次电流波形图2电源为120e3/3下的二次电流波形通过图1和图2对比,可发现在增大电源的幅值后,电流互感器易进入饱和状态,而且随着一次电流数值的增大,饱和程度愈严重,二次电流畸变也变得非常严重㊂图3初始相位角为45ʎ的二次电流波形㊃511㊃常惜阳,等㊃变电站电流互感器饱和特性及其影响因素的仿真分析研究2023年第5期2.2.2 暂态饱和仿真㊂仿真过程中,保持电源幅值不变,改变电源的初始相位角,可以调节一次电流中非周期分量大小,从而实现不同非周期分量下电流互感器仿真的目的,将电源的幅值和初始相位角设定为120e 3/3和45ʎ,二次侧电阻设定值为2Ω,电感设定为1mH ,仿真波形如图3所示㊂通过对比图2和图3可以发现,在电源的初始相位角较小时,其电流中所含的非周期分量就越少,电流互感器的饱和程度就越小,二次电流的畸变程度则越小㊂在通过电流互感器仿真模型研究二次侧负载对于饱和程度的影响时,可以分别改变二次侧电阻㊁电感的数值进行调节,以此观察二者的影响程度㊂将电源的幅值和初始相位角设定为120e 3/3和0ʎ,电感设定为1mH ,令负载电阻R 2逐渐增大,分别取值为2Ω㊁32Ω时的仿真图如图4㊁图5所示㊂图4 电阻R=2Ω,电感=2mH 的二次电流波形图5 电阻R=32Ω,电感=2mH 的二次电流波形通过对图4㊁图5对比可以发现,当保持二次负载电感的数值并不改变,逐步增大二次负载电阻的数值,电流互感器的饱和程度将随着电阻的增大而变得更加严重㊂在增加电阻的阻值时,电流互感器由一次电流转换为二次电流后其幅值将变得非常小,波形顶部将变得非常尖㊂由此可以看出,二次负载电阻的改变对于电流互感器暂态饱和程度具有非常大的影响㊂通过上述仿真分析,可以得到如下结论:①电力系统一次故障电流越大,电流互感器的饱和程度越严重㊂②故障电流中非周期分量越少,电流互感器的饱和程度就越小㊂③二次负载中,纯电阻负载要比阻感负载更容易使电流互感器进入饱和状态㊂3 结束语笔者通过对电流互感器励磁曲线的介绍,对电流互感器饱和特性的机理进行了简要阐述,以及借助于仿真软件建立了电流互感器的仿真模型,对影响变电站电流互感器饱和的不同因素进行仿真分析,可为变电站电流互感器饱和特性的研究提供参考㊂[参考文献][1] 庄良文,傅润炜,李志勇,等.R T D S 的电流互感器模型及其饱和特性研究[J ].能源与节能,2013(2):110-112,116.[2] 蒋毅,李玉坤,董增瑞,等.X 60钢矫顽力与应力关系实验研究[J ].油气田地面工程,2019,38(12):32-37.[3] 黄鸣宇.电流互感器稳态及暂态饱和特性的分析研究[J ].宁夏电力,2009(5):1-4.[4] 张杰伟.电流互感器暂态饱和特性及差动保护应对措施[D ].淮南:安徽理工大学,2018.[5] 黄宇.电力系统电流互感器饱和特性及其对继电保护的影响与对策研究[D ].成都:西南交通大学,2018.[6] 袁兆强,凌艳.基于MA T L A B 的电流互感器饱和特性仿真分析[J ].湖北电力,2007(3):24-26.[7] 张志良.电流互感器饱和检测方法研究[D ].济南:山东大学,2018.㊃611㊃总第519期内蒙古科技与经济。

电流互感器的磁饱和电流互感器是一种常用的电力测量设备，用于测量电流的大小和方向，并将其转化为标准电流信号输出。

然而，在实际应用中，电流互感器的磁饱和问题经常会引起不准确的测量结果，因此研究和解决电流互感器的磁饱和问题变得十分重要。

磁饱和是指在外加磁场作用下，物质的磁化强度达到饱和状态，进一步增加外加磁场对物质磁化强度的影响微乎其微。

对于电流互感器来说，磁饱和会导致输出信号的畸变，从而影响测量精度。

磁饱和问题主要是由于电流互感器的磁路设计不合理引起的。

电流互感器的磁路一般由铁心和绕组组成。

铁心的材料和形状对磁路的磁导率和磁阻有着重要影响。

如果磁导率过小或磁阻过大，就容易引起磁饱和现象。

为了解决电流互感器的磁饱和问题，可以采取以下几种方法。

改变铁心材料。

选用高导磁材料可以提高磁路的磁导率，从而减小磁阻，降低磁饱和的可能性。

常用的高导磁材料有硅钢片和铁氧体等。

优化铁心的形状。

合理设计铁心的截面积和长度，可以减小磁阻，提高磁导率，从而降低磁饱和的风险。

此外，还可以采用分层叠加的铁心结构，增加有效截面积，进一步提高磁路的磁导率。

合理设计绕组也是解决磁饱和问题的重要手段。

绕组的匝数和截面积对磁通密度有着直接影响。

增加绕组的匝数可以降低磁通密度，减小磁饱和的可能性。

通过外加磁场补偿，也可以有效解决磁饱和问题。

通过在电流互感器中引入补偿绕组，使其产生的磁场与主绕组产生的磁场方向相反，从而相互抵消，达到磁场补偿的效果。

这样可以减小磁通密度，避免磁饱和引起的测量误差。

总的来说，电流互感器的磁饱和问题是影响测量精度的重要因素。

通过合理设计磁路和绕组，采用高导磁材料，优化铁心形状，增加绕组匝数，引入磁场补偿等方式，可以有效解决电流互感器的磁饱和问题，提高测量精度。

在实际应用中，需要根据具体情况选择适合的解决方案，确保电流互感器的正常工作和准确测量。

题 目电磁式电流互感器饱和特性研究摘要电磁式电流互感器是一种以电磁感应原理为基础，具有励磁特性，这种励磁特性是非线性的，能够变换电流并且普遍应用于电力系统中。

当出现较大故障电流时，特别是非周期性成分和铁芯的剩余磁性，会导致明显的磁饱和励磁电流增加，从而使得电流互感器性能下降，这是由于继电器针对两次电流畸变而产生的保护作用而导致的。

互感器是测量用的变压器，又称仪用变压器，多数是应用在扩大仪表的测量范围，也分为电压互感器和电流互感器两种。

测量大电流时，因导线周围产生的磁场会对仪表带来附加影响，故不能采用直接式电流表，用分流器来扩大量限时，分流电阻的功耗颇大，故通常用电流互感器来扩大电流表的测量。

电流互感器是工作于低磁感应强度的铁芯变压器。

由原、副绕组绕在铁芯上构成，而副绕组匝数很多，所接电流表内电阻很小。

所以电流互感器实质上是一个短路运行的升压变压器，是一种将大电流转换为小电流的升压变压器。

电流互感器在工作时，由于电磁的影响会对电网工作产生较大的影响。

关键词：电流互感器传变特性饱和特性AbstractElectromagnetic current transformer is a kind of excitation characteristic based on the principle of electromagnetic induction, which is non-linear, can change the current and is widely used in power system. When there is a large fault current, particularly is a periodic components and residual magnetic core, can lead to obvious magnetic saturation excitation current is added, so as to make the current transformer performance degradation, it is the result of the relay in view of the two current distortion of protection. Transformers are measurement transformers, also known as instrument transformers, most of which are used toexpand the scope of measurement instruments, also divided into voltage transformers and current transformers. When measuring high current, because of the wire around the magnetic field can influence on additional instrument, therefore cannot use ammeter directly, with shunt to expand the amount limit, power consumption of the shunt resistance is rather large, so usually use current transformer to expand the current meter measurement. Current transformer is an iron core transformer with low magnetic induction intensity. It consists of primary and secondary windings wound around the iron core, while secondary windings have many turns and the resistance of the connected ammeter is small. Therefore, the current transformer is essentially a short circuit booster transformer, which converts large current into small current. When the current transformer is working, the electromagnetic influence will have a great influence on the work of the power grid.Key words:Electromagnetic transformer Throughout the features Saturation characteristic目录摘要 (I)1 前言 (1)1.1课程题目的探讨 (1)1.2课题研究现状 (2)1.3论文主要内容 (2)2电流互感器 (4)2.1电流互感器的结构 (4)2.1.2电流互感器的原理 (8)2.2电磁式电流互感器存在的问题 (10)2.2.1 电磁式电流互感器存在的缺陷 (10)2.2.2电流互感器饱和对继电保护的影响 (11)2.2.3防止电流互感器饱和的方法与措施 (12)2.3电流互感器传变特性 (13)2.3.1 稳态传变特性试验分析 (13)2.3.2 暂态传变特性试验分析 (14)2.4小结 (14)3 结论与展望 (16)参考文献 (17)1 前言1.1 课程题目的探讨电力工业是国家发展支柱行业，与国民经济健康发展息息相关。

电流互感器饱和问题世界上只有一种投资是只赚不赔的，那就是学习！人生无捷径，坚守成大器！电流互感器饱和引起的保护误动分析及试验方法近年来，广东省内多个发电厂出现过高压厂用变压器或起动-备用变压器在区外故障时或厂用大容量电动机起动时差动保护误动作的情况。

究其原因，除个别是因为整定值的问题外，大多数是因电流互感器特性不理想甚至饱和而导致的。

众所周知，设计规程中对电流互感器的选型有严格的规定，要求保护用的电流互感器在通过15倍甚至是20倍额定电流的情况下，误差不超过5%或10%，即不出现饱和。

而上面提及的出现差动保护误动的情况，无一例外地都选用了保护级的电流互感器。

经过对几个电厂的大容量电动机起动电流的核算，最大容量的电动机起动时电流大概是变压器额定电流的3～5倍，远达不到电流互感器额定电流的15倍。

那为什么差动保护还会因为电流互感器饱和而误动呢？下面就电流互感器的工作原理、工作特性对保护的影响及其检验方法进行探讨。

1电流互感器工作原理简述电流互感器的工作原理与变压器基本相同，因此可以使用变压器的等值电路分析电流互感器。

电流互感器的等值电路如图1所示[1]。

图1中，Z1为电流互感器原方漏抗，Z2为电流互感器副方漏抗，ZL 为电流互感器二次回路的负载阻抗，其次侧的参量。

正常运行时，漏抗Z1和Z2很小，负载阻抗ZL也很小，而励磁阻抗Zm因为电流互感器铁心磁通不饱和而很大。

因此，可忽略励磁电流Im。

根据磁势平衡原理，原、副方电流成固定的比例关系为其中N1和N2分别为原、副方绕组匝数。

当铁心磁通密度增大至饱和时，励磁阻抗Zm会随着饱和的程度而大幅下降。

此时Im已不可忽略，即I1与I2不再是线性的比例关系。

电流互感器饱和的原因有两种[2]：一是一次电流过大引起铁心磁通密度过大；二是二次负载（即ZL）过大，在同样的一次电流下，要求二次侧的感应电动势增大，也即要求铁心中的磁通密度增大，铁心因此而饱和。

原、副方绕组感应电动势有效值与磁通的关系为2确定电流互感器饱和点的方法要研究电流互感器的工作特性，确认其在保护外部故障通过大电流时是否会饱和而影响保护动作的正确性，可通过一些试验方法进行检测。

基于RTDS的两类直流全过程详细仿真模型建模崔勇;冯煜尧;申屠刚;杨增辉;李建华;郭强【摘要】基于RTDS实时仿真系统,结合ABB和西门子2种类型直流控制保护程序特点,采用RTDS元件库组装以及CBuilder自定义建模相结合的方法,全面考虑与直流稳态和暂态响应相关的主要功能模块,建立了可模拟直流稳态和暂态响应的全过程详细仿真模型,并通过与实际控保装置稳态调节过程以及故障暂态过程下的比对校核,验证了直流全过程仿真模型的正确性.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2016(032)010【总页数】6页(P88-93)【关键词】RTDS实时仿真系统;直流输电;全过程仿真模型;自定义建模【作者】崔勇;冯煜尧;申屠刚;杨增辉;李建华;郭强【作者单位】国网上海市电力公司电力科学研究院,上海200437;国网上海市电力公司电力科学研究院,上海200437;国家电网华东分部,上海200120;国网上海市电力公司电力科学研究院,上海200437;国家电网华东分部,上海200120;国网上海市电力公司电力科学研究院,上海200437【正文语种】中文【中图分类】TM64大规模直流密集接入，交直流交互影响问题突出，直流系统无功电压控制复杂等因素，对华东电网、南方电网等的规划和运行造成了重大影响，为确保交直流混联电网的安全稳定运行，迫切需要建立直流输电系统详细模型，准确模拟直流输电的实际物理特性以及交直流系统之间的相互影响过程。

目前，对于直流模型建模和仿真研究，部分研究机构采用机电暂态建模和仿真方法，其仿真方法具有一定的局限性，其仿真模型与实际偏差存在一定差异[1-2]。

部分研究机构采用实时数字仿真方法，并接入了直流控制保护装置，能准确模拟直流运行特性，在电网运行中取得了实质效果，但当直流输电工程较多时，投资成本较大[3-4]，因此国内外广泛开展了直流电磁暂态仿真模型建模工作。

目前研究中采用的直流电磁暂态模型主要考虑与直流暂态响应相关的控制功能模块，对直流稳态响应相关的功能模块，比如无功功率控制、分接头控制等模块，并没有进行考虑，因此无法研究直流在稳态调节过程中的有功功率和无功功率运行特性[5-7]，直流电磁暂态模型均为通用模型，控制逻辑和参数也基本一致，未针对具体的直流工程所采用的不同技术类型控制保护逻辑，建立与之相一致的模型，仿真精度和准确性得不到保证[8-9]，所以有必要针对实际直流工程，参照其实际直流控制保护程序，结合ABB和西门子2种类型控保的特点，搭建能准确模拟直流暂态和稳态响应的全过程详细电磁暂态仿真模型，具有一定的可行性和实用性。

文章编号:1004-289X (2010)06-0041-04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;MATLAB 中图分类号:TM 452 文献标识码:BSi m ul ation Study on Current Transfor m er Saturaiton and Its Infl uenci ng FactorsZHENG Gang,X IONG L ie bin ,X I NG Gu i f eng,GAO Yi(School of E lectrica l Eng i n eering ,South w est Jiao tong Un iversity ,Chengdu 610031,China)Abstract :A current transfor m er is an i m portant trans m issi o n fac ility i n e lectric po w er syste m s ,bu t the ir on co re sat u rati n o f the transfor m er can resu lt i n the m alfuncti o n and re f u si n g acti o n o fm icroco mputer relay protecti o n .The papre ana l y zes the stauration process o f the current transfor m er and gets m ain factors that effects transient characteristic of t h e cur ren t transfor m er .Then the si m u lati o n so ft w are MATL AB of the electric syste m is used to buil d the current transfor m er m ode.l The saturati o n charcteristic o f the current transfor m er is analyzed and si m u lated .The resu lts are un ifor m w ith theo retica l analysis ..K ey words :current transfor m er ;iron core saturati o n;transient characteristic ;MATLAB1 引言电流互感器(TA )是一种电量传变装置,实质是一种特殊用途的变压器。