做 CT 二次短路电流计算时,最容易踩坑的地方,就是忽略铁芯饱和效应,直接套用理想变比公式。在额定负荷或者小电流工况,理想公式计算结果尚可参考,但发生系统短路,一次电流大幅升高,超过 ALF 限值之后,铁芯迅速饱和,二次电流波形畸变,理论计算公式失效,直接采用估算值开展设备校核,会带来严重安全隐患。
ALF 准确限值系数,代表在规定一次电流倍数内,保护绕组依然可以维持计量精度。当一次短路电流大于 ALF 乘以一次额定电流,铁芯进入饱和区,二次电流不再按变比同步增大。此时计算得到的二次短路电流会低于理想计算值,保护装置采集到失真的电流波形,可能出现保护拒动,故障无法及时切除,持续的短路热效应烧毁互感器二次绕组与电缆。
很多成套厂在标书、计算书中,只写理想状态下的二次短路电流,不增加饱和判定。图纸审核阶段,电网专家会重点核查这一点,缺少饱和校核的计算文件无法通过验收。工程实操中,要分两步开展计算:第一步,先用系统短路容量算出一次短路电流;第二步,对比一次短路电流与 ALF 限值电流,判断是否饱和,再选择对应的计算方法。
二次回路阻抗同样会影响饱和临界点。二次电缆越长、导线截面越小,回路阻抗越高,更容易触发 CT 饱和。核算时要把 CT 二次内阻、电缆电阻、端子接触电阻全部计入总阻抗,不能只考虑电缆部分。很多项目简化计算,省略绕组内阻,低估回路阻抗,误判饱和发生条件。
计量绕组与保护绕组的 ALF 设计目标不一样。计量绕组优先保证正常负荷下精度,ALF 数值偏低,短路工况下极易饱和,一般不用于故障保护采样;保护绕组专门针对短路工况优化,ALF 取值更高,是二次短路校核的核心对象。
农网柱上组合互感器项目要格外留意。户外线路长,二次引线距离远,回路阻抗更大,饱和风险高于开关柜内置互感器,不能直接照搬柜内设备的计算假设。PT 二次短路计算不受铁芯饱和逻辑约束,PT 作为电压源,短路电流取决于回路阻抗,用来选配二次侧熔断器,避免 PT 绕组烧毁。
编写计算书时,要清晰标注饱和判定结论,区分饱和与不饱和两种工况的计算边界。批量采购互感器,可要求厂家提供励磁特性曲线,用于仿真校核。只有把 ALF 校验和二次短路电流计算结合在一起,才能真实评估故障工况下互感器的工作状态,避免继电保护异常,保障配电系统故障可靠切除。