電流互感器飽和-韋克威-贈送專業使用手冊
電流互感器（CT）的目的是生成一次電流波形的精確副本，其幅度與匝數比成比例地減小。除了進入飽和狀態外，CT在大多數情況下都是非常可靠且精確的設備。
電流互感器如何飽和？
具有給定鐵心尺寸的電流互感器只能支持給定數量的鐵心最大磁通密度。只要磁通量密度（由CT初級電流產生的鐵心磁通量）保持在最大磁通量目標值以下，磁通量的變化就會在次級電路中產生比率電流。
當初級電流過高以致磁芯無法處理更多的通量時，CT就會飽和。在飽和狀態下，初級電流變化時磁通量沒有變化（因為磁芯已經承載了最大磁通量）。由于沒有磁通變化，因此沒有次級電流流動。換句話說，在飽和狀態下，所有比率電流都用作勵磁電流，并且沒有電流流入連接到CT的負載。
與飽和度有關的參數
CT磁心的橫截面：橫截面越大，飽和的機會越小。
用于制造型芯的鋼材的質量和類型
負擔：施加到CT次級的外部負載稱為“負擔”。
電流互感器應用注意事項
CT初級電流額定值應等于或大于相關斷路器或變壓器的最大預期電流。
最大次級電流不得超過ANSI C級CT額定電流的20倍（5A額定CT為100A）。
星形連接的CT在外部CT導線上產生額定的CT次級電流，而三角形連接的CT產生的電流為次級電流的1.732倍。
可以在給定應用程序中使用的最高CT比率可用于獲得最佳性能。過高的CT比可能對繼電器設置有問題。
對于多比率CT，使用較低的抽頭會降低有效精度，并增加飽和的機會。
電流互感器性能計算
可以使用以下方法之一估算電流互感器（CT）的性能：
公式法
勵磁曲線法
ANSI標準
公式法
公式方法使用基本變壓器方程式來計算特定故障電流值的有效磁通密度。然后將計算出的磁通密度與CT芯中使用的鋼的性能進行比較，并確定芯是否會因該故障電流而飽和。
獲取CT磁芯的橫截面積和最大磁通密度并不容易，并且該方法僅適用于某些罕見情況。該方法不再討論。
勵磁方式
勵磁曲線表示在初級開路時CT次級rms電壓相對于rms電流的曲線。給定CT的合理準確的次級勵磁曲線可以通過將初級線圈開路并將適當頻率的交流電壓施加到次級線圈來獲得。需要測量流入CT的電流。施加的均方根端電壓與均方根均方根電流的關系曲線近似為二次勵磁曲線。
示例1：對于給定的50：5 CT，下面提供了勵磁曲線。連接到CT的繼電器應在60A對稱一次電流下工作。CT內阻= 0.0332 Ω ，引線電阻= 1.25 Ω ，中繼負擔= 0.5 Ω。計算使繼電器跳閘所需的實際初級電流。
回答：
轉數= 50/5 = 10
繼電器工作于CT次級電流的60/10 = 6A
當6A在次級電路中流動時，壓降Vs可計算為
Vs = 6A *（0.0332Ω+1.25Ω+0.5Ω）= 10.7V
在10.7V的次級勵磁電壓下，勵磁電流I e下方的勵磁曲線約為5A。
總一次電流=（60A + 10 * 5A）= 110A
因此，僅當初級電流為110A而不是所需的60A時，繼電器才會運行。
可以通過選擇更高的比率CT來改善這一點。例如，通過選擇內部電阻為0.064Ω的100：5 CT并保持其他所有參數不變，
轉數= 100/5 = 20
繼電器工作于CT次級電流60/20 = 3A
當3A在次級電路中流動時，壓降Vs可計算為
Vs = 3A *（0.064Ω+1.25Ω+0.5Ω）= 5.442V
查看勵磁圖（未顯示），次級勵磁電壓10.7V的勵磁電流I e約為0.22A。
總初級電流=（60A + 20 * 0.22A）= 64.4A
因此，如果一次電流為64.4A，繼電器將工作，而不是使用50：5 CT的情況，繼電器需要110A的一次電流才能工作。如果使用200：5 CT，則繼電器的啟動電流將為61.6A。
對于使用勵磁曲線方法的計算，在計算中使用CT內部繞組電阻非常重要。
例2：勵磁曲線可用于根據勵磁曲線確定CT是否足以滿足特定繼電器精度水平。這可以用一個例子來證明。考慮600：5 C100 CT。假設包括CT繞組電阻在內的總負載為0.5Ω 。
解決方案：要檢查繼電器是否足夠，請首先以額定次級電流的20倍計算次級電壓。
從勵磁曲線中找到與勵磁電流10A相對應的勵磁電壓。選擇10A的原因是因為10A是100A的10％，而ANSI C電流互感器可保證10％的比率誤差，最高可達額定次級電流的20倍。因此，對于100A的次級電流，高達10A的電流可以流入磁化阻抗，而90A的電流可以流入負載，CT仍然可以滿足10％的精度要求。
根據下面的勵磁曲線，對于10A的勵磁電流，次級電壓為90V。由于90V大于計算出的50V，因此CT足以滿足繼電器精度要求。
ANSI標準
ANSI C57-13繼電器標準由兩個符號表示：字母標記和額定電壓。例如C50，C100，C400等。
這些字母代表以下含義：
C：可以算出變壓器比例
T：變壓器比必須通過測試確定
C級電流互感器（CT）具有完整分布的繞組，因此鐵心漏磁通對比率的影響可忽略不計。C分類涵蓋套管CT，而T分類涵蓋會型變壓器。對于T類CT，漏磁通不可忽略，并且會影響比率。本文僅討論C分類的CT。