1. 课程导入与学习地图

电流互感器（CT）是继电保护系统获取一次电流信息的“眼睛”。当一次电流很大、含有非周期分量，或CT铁芯因剩磁、二次负担过重而进入饱和时，二次电流将不再按比例复现一次电流，保护装置看到的电流波形会发生畸变、幅值被压缩、相位发生偏移。对差动保护而言，这可能造成差流异常增大而误动；对过流保护而言，可能造成灵敏度下降而拒动；对距离保护而言，可能造成测量阻抗偏移而误判区内外。因此，理解CT饱和的物理机理、识别其波形特征、掌握其对各类保护的影响规律，是继电保护专业人员必须建立的核心能力。

本课程要解决的核心问题链

本课程围绕一条从“物理机理”到“工程对策”的问题链展开，共30节，可归纳为五个递进层次：

• 为什么会饱和：CT的等效电路、励磁特性、铁芯磁滞与剩磁、暂态非周期分量如何共同作用，使铁芯工作点进入非线性区。
• 饱和后电流变成什么样：稳态饱和与暂态饱和的波形差异、二次电流的削顶、间断角、谐波含量与直流分量特征。
• 保护装置如何“看”到饱和：保护算法对畸变波形的响应，差流、制动量、测量阻抗、序分量等关键判据的变化。
• 不同保护受到什么影响：差动、过流、距离、零序、母线保护在区内/区外故障下的误动与拒动边界。
• 工程上如何应对：CT选型（P类、PR类、TPY类）、准确限值系数、二次负担核算、抗饱和算法、制动量修正与整定配合。

这五个层次不是孤立的知识点，而是一条因果链：铁芯磁通密度B随励磁电流急剧上升→励磁支路分流增大→二次电流失真→保护判据偏移→保护动作行为异常→通过选型、配置与算法加以抑制。学习时若能始终沿着这条链定位自己所在的位置，就不会把“饱和”当成一个孤立现象去死记。

典型工程场景

以下场景在本课程中会反复出现，建议先建立直观印象：

• 场景一：110kV线路发生近区短路，短路电流含较大非周期分量，CT铁芯迅速进入暂态饱和，线路差动保护在区外故障时出现较大差流，面临误动风险。
• 场景二：10kV馈线出口短路，CT准确限值系数不足，二次电流严重削顶，过流保护启动元件动作但测量值偏小，导致动作时间延长甚至拒动。
• 场景三：母线差动保护中，某支路CT因剩磁导致区外故障时饱和，差动保护若制动量不足，可能误切母线。
• 场景四：变压器差动保护在空充或区外故障时，因CT暂态特性差异产生不平衡电流，需要与励磁涌流判别、比率制动特性配合整定。

学习路径与能力目标

30节内容按“基础—机理—特征—影响—对策—综合”组织。前6节建立CT等效模型与饱和判据；第7至14节深入稳态与暂态饱和的波形特征及仿真观察方法；第15至22节分别分析差动、过流、距离、零序及母线保护的具体影响；第23至28节聚焦CT选型、二次负担核算、抗饱和算法与整定配合；最后两节通过综合案例与排障复盘形成闭环。完成本课程后，应能独立完成以下任务：给定CT参数与故障条件，判断是否可能饱和；根据录波波形识别饱和类型；分析保护动作行为是否由饱和引起；提出选型、配置或整定上的改进措施。

学习建议与关键约定

本课程涉及大量波形与参数关系，建议在学习时同步建立“参数—波形—判据”的对应习惯。例如看到“准确限值系数”时，应立刻联想到它决定了CT在多大一次电流下仍能保持复合误差不超过规定值；看到“二次负担”时，应联想到它直接影响励磁电流分流比例。课程中出现的所有数值均为教学示例或合理假设，用于说明规律，不代表任何具体工程的实测结果。

接下来，课程将从CT的等效电路与励磁特性入手，逐步展开这条完整的影响链。请先记住本节的因果主线：一次电流与非周期分量是“因”，铁芯饱和是“中间过程”，二次电流畸变是“直接表现”，保护误动或拒动是“后果”，而选型、配置与算法是“对策”。后续每一节，都是在这条链上深入一个环节。