什么是互感器拐點(diǎn)值？一篇深入解析

什么是互感器拐點(diǎn)值？

互感器拐點(diǎn)值（CT Knee Point）是電流互感器（CT）的一個關(guān)鍵參數(shù)，尤其對于保護(hù)用電流互感器至關(guān)重要。簡單來說，它指的是當(dāng)電流互感器的一次電流增加到某一特定值時，其鐵芯開始磁飽和，導(dǎo)致二次電流的增加比例明顯偏離線性關(guān)系，誤差急劇增大。這個拐點(diǎn)，就是電流互感器從線性工作區(qū)過渡到非線性工作區(qū)的臨界點(diǎn)。

在理想狀態(tài)下，電流互感器在工作時，其一次電流和二次電流應(yīng)始終保持一個恒定的比例關(guān)系，這個比例就是變比。然而，任何鐵磁材料制成的互感器鐵芯都存在磁飽和現(xiàn)象。當(dāng)流過一次繞組的電流非常大（例如，電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障）時，產(chǎn)生的磁通量會超過鐵芯所能承載的極限，鐵芯進(jìn)入飽和狀態(tài)。此時，即使一次電流繼續(xù)大幅增加，二次電流卻因為鐵芯飽和而無法按比例線性增長，從而導(dǎo)致二次電流失真。

這個拐點(diǎn)通常用二次繞組的感應(yīng)電動勢或電壓來定義。例如，在標(biāo)準(zhǔn)中，拐點(diǎn)電壓被定義為當(dāng)二次繞組電壓增加10%時，勵磁電流增加50%時的電壓值。這個點(diǎn)是互感器制造商在設(shè)計和測試中必須保證的關(guān)鍵指標(biāo)。

互感器拐點(diǎn)值為什么重要？

了解互感器拐點(diǎn)值至關(guān)重要，特別是對于電力系統(tǒng)的保護(hù)功能。

① 確保繼電保護(hù)的可靠性： 在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，一次電流會瞬間增大到正常工作電流的數(shù)十倍。保護(hù)用電流互感器的主要作用就是準(zhǔn)確地將這個巨大的故障電流按比例轉(zhuǎn)換，傳遞給繼電保護(hù)裝置，以便裝置能迅速識別故障并切斷電源。如果電流互感器的拐點(diǎn)值太低，它在故障電流出現(xiàn)時就會迅速飽和，導(dǎo)致二次電流嚴(yán)重失真或變小，繼電保護(hù)裝置可能因此誤動作或拒動作，給電網(wǎng)安全帶來嚴(yán)重威脅。

② 區(qū)分測量與保護(hù)互感器：

◆ 測量用電流互感器：主要用于日常電能計量和監(jiān)測。它們通常工作在一次電流的正常范圍內(nèi)，對精度要求高，但不需要處理大的短路電流，因此其設(shè)計拐點(diǎn)值較低。

◆ 保護(hù)用電流互感器：主要用于處理故障電流。它們的設(shè)計重點(diǎn)是在高倍數(shù)電流下不飽和，因此其拐點(diǎn)值被設(shè)計得很高，以確保在短路故障時能準(zhǔn)確地提供二次電流，保證繼電保護(hù)裝置的可靠動作。

③ 評估互感器性能： 拐點(diǎn)值是評估一個保護(hù)用電流互感器性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。一個高拐點(diǎn)值的互感器意味著它能更長時間地保持線性工作狀態(tài)，提供更可靠的故障信息。

互感器拐點(diǎn)值是電流互感器在發(fā)生磁飽和前的最大工作電壓，它決定了互感器在處理高倍數(shù)故障電流時的線性范圍。對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行而言，選擇具有足夠高拐點(diǎn)值的保護(hù)用電流互感器，是確保繼電保護(hù)裝置可靠動作的關(guān)鍵。