木森電氣帶你漲姿勢：電流互感器的飽和及影響

武漢市木森電氣有限公司是電流互感器測試儀生產廠家，前篇文章講到電流互感器構造等，本篇文章木森電氣帶你漲姿勢：電流互感器的飽和及影響。

一、電流互感器的飽和

在正常情況下，電流互感器中的鐵芯磁通處於不飽和的狀態。這時負載阻抗和勵磁電流較小，而勵磁阻抗的數值較大，一次繞組、二次繞組的磁勢處於平衡。但是，若互感器中鐵芯的磁通密度增大並達到飽和時，會引起Zm隨著飽和度的增加而迅速降低，不同勵磁電流間的線性比例關係會被打破。而引起電流互感器達到飽和的因素主要包括：電流過大；負載過大。當連接電流互感器的負載過大時，引起二次電壓的增大，導致鐵芯的磁通密度上升，達到飽和。

電流互感器達到飽和時的特點有：二次電流減小，電流波形出現高次諧波分量較大的畸變；內阻減小，甚至接近於零；若發生一次故障，電流的波形在零點附近時，電流互感器會引起線性關係傳遞；在故障的瞬間，互感器會在滯后5秒左右才開始達到飽和。一般情況下，嚴禁電流互感器的二次發生開路現象。因為在電流互感器運行過程中，一旦發生二次開路，就會使一次電流轉換成為勵磁電流，引起鐵芯的磁通密度增加，導致電流互感器的快速飽和。飽和磁通會產生較高電壓，對一次和二次繞組絕緣設施破壞較大，容易造成人身安全威脅。

二、電流互感器的飽和影響

1、變壓器保護影響及對策

一般變壓器的容量較小、可靠性高，大多安裝在10kV、35kV的母線上，高壓短路電流與系統的短路電流相同，而低壓一側的短路電流相對較大。若對變壓器的保護力度不到位，就會嚴重影響對變壓器或者整個系統的安全運行。傳統變壓器都有熔斷器保護裝置，有安全可靠的優點。但是，隨著系統自動化要求的提高、短路容量的增加，傳統的方法已經無法滿足需求。對於一些新建、改造的變電站，往往配置有變壓器開關櫃，系統的保護裝置也與10kV的線路相似，但缺點是經常忽視電流互感器的飽和問題。同時，由於變壓器的容量、一次電流較小，並採用共用互感器。為保證計量準確性，會使電流互感器的變比減小。一旦變壓器發生故障，會引起電流互感器的飽和，二次電流速度降低，導致變壓器的保護拒動。若變壓器中高壓側發生故障，所產生的短路電流會自動切除後備保護動作。若低壓側發生故障，產生的短路電流無法達到後備保護啟動值，就會使故障無法切除，甚至引起變壓器的燒毀，對系統的安全運行造成嚴重影響。

解決變壓器的保護拒動，需要從變壓器的合理配置入手，在選擇電流互感器時要顧及變壓器發生故障引起的飽和問題。不同功能的電流互感器要互相區別，例如計量用的互感器要設在變壓器的低壓側，用以確保計量精度要求；而保護用的互感器一般設在變壓器的高壓一側，用以確保變壓器保護工作。

2、電流保護影響及對策

電流互感器發生飽和以後，會引起二次等效電流的減小，引發保護拒動。當遠離電源或阻抗係數較大時，線路出口的短路電流會較小。但如果擴大系統的規模，短路電流就會隨之增大，甚至達到互感器一次電流的上百倍，從而引起系統中本來能正常運行的互感器發生飽和。同時，短路電流故障屬於暫態過程，電流中有大量的不同期分量，會加快電流互感器的飽和。若10kV的線路中發生短路故障，電流互感器的飽和會使二次側的電流減小，導致保護裝置拒動。母線及主變低壓側的開關切除，會導致故障的範圍增大、時間延長，對供電的可靠性造成影響，嚴重時會威脅到設備的安全運行。

通過上文分析得知，電流互感器發生飽和時，會導致一次電流轉變為勵磁電流。同時，二次電流為零，通過繼電器電流也為零，設備內保護裝置發生拒動。針對以上問題，應該盡量降低互感器的負載阻抗，避免電流互感器的共用，同時加大電纜截面面積以及電纜長度；電流互感器的變比不能太小，要注意線路短路引起的飽和問題。

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