膝點電壓
Knee Point Voltage
別名:拐點電壓、飽和拐點電壓、Knee point EMF
膝點電壓是比流器鐵心開始飽和的臨界電壓。依 IEC 61869-2 §3.4.215 定義為施加於二次端子的正弦電壓值,當電壓增加 10% 時激磁電流增加 50%。此參數直接決定 CT 在大電流(如故障電流)下能否維持準確輸出。
白話說明
膝點電壓是比流器鐵心從『準確工作區』跨入『飽和失真區』的分界線。低於這個電壓,CT 老實地按比例傳遞電流;超過之後鐵心飽和,輸出波形嚴重失真,保護電驛收到的信號就不可靠了。
完整定義
在額定頻率下,施加於比流器二次端子(其餘端子開路)之正弦電壓的均方根值,當此電壓增加 10% 時,激磁電流之均方根值增加 50%。
標準原文 (Original Text)
r.m.s. value of the sinusoidal voltage at rated frequency applied to the secondary terminals of the transformer, all other terminals being open-circuited, which, when increased by 10 %, causes the r.m.s. value of the exciting current to increase by 50 %
膝點電壓是比流器鐵心飽和特性的關鍵轉折點。低於此電壓時,鐵心工作在線性區,激磁電流小,變比準確;超過此電壓後,鐵心進入飽和區,激磁電流急劇上升,二次輸出嚴重失真。 Class PX / PXR 比流器以額定膝點電動勢(rated knee point e.m.f., E_k)作為規格指標,而非傳統的 ALF。
生活比喻
就像橡皮筋的彈性極限——在極限內拉多少伸多少(線性),一旦超過極限就開始永久變形、失去彈性(非線性)。膝點電壓就是 CT 鐵心的『彈性極限』,超過之後輸出和輸入不再成正比。
為何重要
設計保護系統時必須確保在最大故障電流下,CT 二次側感應電壓不超過膝點電壓,否則鐵心飽和會導致保護電驛誤判。Class PX 比流器直接以膝點電壓規格選型,常用於差動保護等對 CT 性能要求極高的場合。
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