计及直流偏磁的保护用电流互感器仿真与实验分析

保护用电流互感器(Current Transformer,CT)对电力系统继电保护的动作特性影响很大。直流偏磁会对CT的传变特性产生影响,利用其T型等值电路推导出了直流偏磁条件下的励磁电流和磁通的表达式。通过PSCAD/EMTDC仿真软件对不同直流偏移系数条件下的CT传变特性进行仿真分析,结果表明,偏磁条件下CT的磁化曲线第三象限部分会减小,二次电流波形也会发生畸变,同时二次电流中谐波幅值也在增加,当偏磁电流增加到一定值时二次谐波将会大于三次谐波,随着直流偏移系数的增加各次谐波也呈线性增长,而基波幅值在减小。同时,设计了交流叠加直流的实验电路来模拟直流偏磁现象以对保护用CT的传变特性进行实验分析。实验结果表明,在偏磁条件下CT不能正确传变一次电流,在偏磁条件下CT二次电流有效值会减小,同时基波幅值也相应减小,而其余各次谐波的幅值呈线性增加,对角差的影响较电流误差而言更为严重。由此可见,直流偏磁改变了保护用CT的传变特性,对采用基波分量算法及谐波制动方案类型的保护构成严重威胁,降低继电保护的可靠性。