為了保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行,必須對電力設備的運行情況進行監(jiān)視和測量。
但一般的測量和保護裝置不能直接接入一次高壓設備,而需要將一次系統(tǒng)的高電壓和大電流按比例變換成低電壓和小電流,供給測量儀表和保護裝置使用。
執(zhí)行這些變換任務的設備,常見的就是我們通常所說的互感器.大電流試驗裝置應用于發(fā)電廠、變配電站、電器制造廠及科研院所等部門；
屬于短時或斷續(xù)工作制，具有體積小、重量輕、使用維修方便等特點。
進行電壓轉換的是電壓互感器(voltagetransformer),而進行電流轉換的互感器為電流互感器(currenttransformer),簡稱為CT。
下面將討論電流互感器的相關基本知識。
1.電流互感器的簡單分類
根據(jù)用途電流互感器一般可分為保護用和計量用兩種。
兩者的區(qū)別在于計量用互感器的精度要相對較高，另外計量用互感器也更容易飽和，以防止發(fā)生系統(tǒng)故障時大的短路電流造成計量表計的損壞。
根據(jù)對暫態(tài)飽和問題的不同處理方法，保護用電流互感器又可分為P類和TP類。
P（protection，保護）類電流互感器不特殊考慮暫態(tài)飽和問題，僅按通過互感器的大穩(wěn)態(tài)短路電流選用互感器，可以允許出現(xiàn)一定的穩(wěn)態(tài)飽和；
而對暫態(tài)飽和引起的誤差主要由保護裝置本身采取措施防止可能出現(xiàn)的錯誤動作行為（誤動或拒動）。
TP（transientprotection，暫態(tài)保護）類電流互感器要求在嚴重的暫態(tài)條件下不飽和，互感器誤差在規(guī)定范圍內(nèi)，以保證保護裝置的正確動作。
對于其它類型的互感器，比如光互感器，電子式電流互感器等實際應用還很少，因此這里不作介紹。
2.電流互感器的飽和
前面我們講到電流互感器的誤差主要是由勵磁電流Ie引起的。正常運行時由于勵磁阻抗較大，因此Ie很小，以至于這種誤差是可以忽略的。
但當CT飽和時，飽和程度越嚴重，勵磁阻抗越小，勵磁電流極大的增大，使互感器的誤差成倍的增大，影響保護的正確動作。
嚴重時會使一次電流全部變成勵磁電流，造成二次電流為零的情況。
引起互感器飽和的原因一般為電流過大或電流中含有大量的非周期分量，這兩種情況都是發(fā)生在事故情況下的；
這時本來要求保護正確動作快速切除故障，但如果互感器飽和就很容易造成誤差過大引起保護的不正確動作，進一步影響系統(tǒng)安全。
因此對于電流互感器飽和的問題我們必須認真對待。
互感器的飽和問題如果進行詳細分析是非常復雜的，因此這里僅進行定性分析。
所謂互感器的飽和，實際上講的是互感器鐵心的飽和。
我們知道互感器之所以能傳變電流，就是因為一次電流在鐵芯中產(chǎn)生了磁通，進而在纏繞在同一鐵芯中上的二次繞組中產(chǎn)生電動勢U＝4.44f*N*B*S×10-8。式中f為系統(tǒng)頻率，HZ；
N為二次繞組匝數(shù)；S為鐵芯截面積，m2；B為鐵芯中的磁通密度。如果此時二次回路為通路，則將產(chǎn)生二次電流，完成電流在一二次繞組中的傳變。
而當鐵芯中的磁通密度達到飽和點后，B隨勵磁電流或是磁場強度的變化趨于不明顯。
也就是說在N,S,f確定的情況下，二次感應電勢將基本維持不變，因此二次電流也將基本不變，一二次電流按比例傳變的特性改變了。
我們知道互感器的飽和的實質是鐵芯中的磁通密度B過大，超過了飽和點造成的。而鐵芯中磁通的多少決定于建立該磁通的電流的大小，也就是勵磁電流Ie的大小。
當Ie過大引起磁通密度過大，將使鐵芯趨于飽和。而此時互感器的勵磁阻抗會顯著下降；
從而造成勵磁電流的再增大，于是又進一步加劇了磁通的增加和鐵芯的飽和，這其實是一個惡性循環(huán)的過程。
暫態(tài)飽和，是指發(fā)生在故障暫態(tài)過程中，由暫態(tài)分量引起的互感器飽和。
我們知道，任何故障發(fā)生時，電氣量都不是突變的。
故障量的出現(xiàn)必然會伴隨著或多或少的非周期分量。而非周期分量，特別是故障電流中的直流分量是不能在互感器一二次間傳變的。
這些電流量將全部作為勵磁電流出現(xiàn)。因此當事故發(fā)生時伴有較大的暫態(tài)分量時，也會造成勵磁電流的增大，從而造成互感器飽和。
標簽:
電流互感器
