穩態磁飽和
Steady-state Magnetic Saturation
別名：穩態鐵芯飽和、Overexcitation、Over-fluxing
穩態磁飽和是變壓器工頻電壓（或 V/Hz 比）異常過高時，鐵芯每半週期部分時間段進入飽和之現象。造成激磁電流尖峰化、鐵芯外雜散磁通感應結構件渦流、局部過熱與放電。主要保護為 ANSI 24 V/Hz 保護（典型 1.05 × 告警、1.10 × 跳脫）。與暫態突入（TR-057）不同：前者為長時 V/Hz 超標，後者僅投入瞬間隨機發生。
白話說明
變壓器鐵芯有個吸磁的極限，像海綿吸水有飽和點。如果加的電壓太高（或頻率太低，兩者效果相同），鐵芯就會「吃太飽」——每個半週期都有一段時間進入飽和，激磁電流變成尖銳脈衝而非正弦。長期如此，鐵芯會發熱、雜散磁通會燒旁邊的金屬結構件。
完整定義
當變壓器任一鐵芯柱繞組所受之工頻電壓異常過高時，鐵芯材料於每個半週期之部分時間段進入飽和狀態之現象。飽和條件下磁阻顯著增加，從電源抽取之激磁電流呈尖峰狀、幅值急劇增高。 伴隨現象：鐵芯飽和時鐵芯外側（鐵芯與繞組之間）亦存在可觀磁通，可能於繞組外之金屬件誘發高渦流，造成局部發熱及非預期接觸面之放電。
標準原文 (Original Text)
If a power frequency voltage applied across the windings of any limb of the transformer is abnormally high, the core material gets saturated during part of each half-cycle. During the saturated condition, the magnetic reluctance increases considerably. A peaked, drastically increased magnetizing current is drawn from the power source. During phenomena with saturation of the core, there is also a considerable flux outside the core-steel, between the core and the winding. This may induce high eddy currents in metallic parts outside the windings, resulting in local heating and discharges across unintentional contacts.
觸發條件： （1）系統過壓：輕載長線末端、切除大負載後之電壓升高； （2）低頻運轉：V/Hz 比異常（如發電機啟動階段頻率偏低、電壓回升過快）； （3）局部飽和：重載電流之漏磁通部分返回鐵芯，疊加異常過壓 → 鐵芯某段非預期飽和（§4.9 末段）。 V/Hz（Volt-per-Hertz）保護（ANSI 24）： （1）穩態過激磁之主要保護原理：V/Hz 值超過整定閾值則動作； （2）典型設定：1.05 × 額定 V/Hz 告警、1.10 × 跳脫（延時反時限）； （3）適用對象：發電機出口變壓器、配電變壓器、勵磁機。 與暫態飽和之區別： （1）穩態飽和：電壓/頻率比持續超標，激磁電流長期尖峰化； （2）暫態飽和（TR-057 突入）：僅投入瞬間幾個週期，屬隨機事件； 兩者雖共享「鐵芯飽和 → 激磁電流尖峰化」之物理基礎，但保護策略不同（24 保護 vs 87T 諧波制動）。 損傷機制： （1）鐵芯損耗劇增 → 鐵芯溫度異常升高； （2）雜散磁通感應結構件渦流 → 夾件、油箱壁局部過熱； （3）極端情況：過熱導致絕緣退化、油裂解（DGA 出現 C₂H₄/C₂H₂）、甚至鐵芯層間絕緣燒穿。 常見情境： （1）發電機啟動過程：頻率 30~50 Hz 階段若勵磁過強即觸發過激磁； （2）負載突降：長輸電線末端變壓器於切除大負載後電壓上衝； （3）GIC（TR-058）：直流偏置造成不對稱飽和（雖非嚴格意義之穩態過激磁，但物理機制重疊）。
生活比喻
像浴缸排水——水壓太大（電壓太高）或排水口太小（頻率太低）都會造成水流超過浴缸容量溢出。鐵芯的磁通上限就是浴缸容量，V/Hz 比就是「進水量/排水能力」的比值。
為何重要
穩態磁飽和是變壓器保護與運轉之關鍵邊界條件：(1) V/Hz 保護（ANSI 24）：發電機出口變壓器與大型配電變壓器之強制保護，整定典型 1.05 × 告警 + 1.10 × 延時跳脫；(2) 發電機啟動程序：頻率由 0 升至 50/60 Hz 過程，勵磁控制必須同步限制 V/Hz ≤ 1.05 倍額定；(3) 輕載長線末端：選擇性加裝 SVC/STATCOM 或切換並聯電抗器避免末端電壓過高；(4) DGA 診斷：過激磁損傷特徵為 C₂H₄（乙烯）與 C₂H₂（乙炔）同時升高，配合熱點檢測可判斷損傷範圍；(5) IEC 60076-1 §4.4 規範：連續運轉容許 1.05 × 額定電壓、1.10 × 短時容許；(6) 與 GIC（TR-058）之關係：兩者皆使鐵芯飽和但 V/Hz 保護對 GIC 之直流偏置不敏感，需另配置中性點 DC 電流監測。
相關連結
發現內容問題？點此回報
標準改版、翻譯錯誤、條款編號不對、缺少資訊都歡迎回報，我們會儘快修正。
發現內容問題？點此回報
標準改版、翻譯錯誤、條款編號不對、缺少資訊都歡迎回報，我們會儘快修正。