电流互感器是一种特殊的变压器,是电力系统使用最广泛的电气设备之一,是发电厂和变配电所的重要电气设备,其作用是联系一次系统和二次系统。并将大电流按比例缩小,输入到测量仪器仪表、继电保护和自动远动装置,以及正确反映电气设备的正常运行和故障情况。

    为了充分利用CT大电流试验数据，更好的研究电流互感器的暂态传变特性，需要对电流互感器的暂态饱和特性进行建模分析。因此，对电流互感器暂态饱和特性的分析与建模具有重要的理论意义和工程价值。

    目前对电磁式电流互感器暂态幅频特性的研究存在以下问题：

   1）数值分析法能够绘制电流互感器的普通磁滞回线，并通过人工神经网络对局部（暂态）磁滞回路曲线进行拟合，但该方法目前仍不成熟，不能建立更为精确的电流互感器暂态模型。

   2）现场试验方法可对电流互感器的测量误差进行检测，间接的分析电流互感器的饱和特性，但其常用的10%误差特性曲线法的试验电流远小于一次侧发生短路时的电流。因此该方法不能分析电流互感器的暂态传变特性。

   3）对CT在实际大电流，特别是含暂态非周期分量大电流的传变特性研究较少。继电保护的可靠性和故障诊断的准确性受CT的暂态传变特性影响较大，当一次侧出现含较大非周期分量的暂态故障电流时，P级CT将过饱和，其二次波形失真严重。

   4）差动保护两侧CT的传变一致性研究不足。以变压器差动保护为例，两侧所配CT的变比、准确级、额定容量的不同都会导致其在暂态大电流条件下传变特性的不一致，造成区外故障误动作。

    本项目针对上述问题，研究建立了基于CT一、二次电流波形和结构参数的CT仿真评估系统，该系统将能够解决现场测试接线复杂、测试成本较高等问题，对CT饱和特性的工程研究具有指导意义，主要取得了以下成果：

   1）设计了P级电流互感器大电流饱和测试方案，模拟出短路故障条件下CT二次的实际电流。

   2）采用稳态和暂态误差评价方法，对各CT回路波形的畸变程度进行评价，给出陕西电网饱和倍数超标的P级电流互感器的改造方案。

   3）通过对电流互感器暂态特性的研究，建立电流互感器的J-A计算模型，并结合稳态、暂态通流数据，推导出实测BH曲线，以实测BH曲线作为局部优化问题的目标，采用退火算法，对J-A模型的关键参数进行优化。同时，建立了基于优化J-A模型的电流互感器饱和特性评估系统。

    采用本项目所开发的评估系统对陕西电网超标的110kV、330kV电压等级电流互感器的饱和特性予以评估， 减少因改造或更换上述电流互感器所造成的停电损失为136.55万元，经济效益显著，具有良好的工程应用前景。