Study on residual-magnetism detection of protection current transformers based on square-wave excitation at a predefined frequency

ZHANG Xin; GONG Chengyao; CHEN Yunlong; HU Yin; HUANG Chencheng; ZHENG Taiying

doi:10.19585/j.zjdl.202604010

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Study on residual-magnetism detection of protection current transformers based on square-wave excitation at a predefined frequency

Power Grid Operation | 更新时间：2026-07-31

- Study on residual-magnetism detection of protection current transformers based on square-wave excitation at a predefined frequency
- ZHEJIANG ELECTRIC POWER Vol. 45, Issue 4, Pages: 104-112(2026)
- 作者机构：
  
  1.杭州电力设备制造有限公司，杭州 310018
  2.杭州市新能源汽车服务有限公司，杭州 310012
  3.浙江大学电气工程学院，杭州 310027
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.19585/j.zjdl.202604010
  CLC：
- Received：21 July 2025，
  
  Revised：2025-08-15，
  
  Online First：24 April 2026，
  
  Published：25 April 2026
- 稿件说明：
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张欣,龚成尧,陈云龙等.基于特定频率方波激励的保护用电流互感器剩磁检测研究[J].浙江电力,2026,45(04):104-112.

ZHANG Xin,GONG Chengyao,CHEN Yunlong,et al.Study on residual-magnetism detection of protection current transformers based on square-wave excitation at a predefined frequency[J].ZHEJIANG ELECTRIC POWER,2026,45(04):104-112.
张欣,龚成尧,陈云龙等.基于特定频率方波激励的保护用电流互感器剩磁检测研究[J].浙江电力,2026,45(04):104-112. DOI： 10.19585/j.zjdl.202604010.

ZHANG Xin,GONG Chengyao,CHEN Yunlong,et al.Study on residual-magnetism detection of protection current transformers based on square-wave excitation at a predefined frequency[J].ZHEJIANG ELECTRIC POWER,2026,45(04):104-112. DOI： 10.19585/j.zjdl.202604010.

摘要

精准检测保护用电流互感器铁心剩磁，对实现铁心消磁，并防止因电流互感器饱和引发的保护误动具有重要意义。为此，提出一种基于特定频率方波激励的剩磁检测方法。该方法通过单相逆变器在电流互感器二次侧施加特定频率与幅值的方波电压，使铁心双向深度饱和，在激磁电流中提取检磁信号并计算出铁心剩磁。利用EMTP-RV平台在不同频率、幅值及幅频组合的方波电压激励下进行铁心剩磁检测和误差分析。仿真实验结果表明，所提方法能够快速准确地检测出铁心剩磁，增大检磁电压幅值和降低频率可进一步减小误差，检测完成后铁心剩磁回归到检测之前的状态，为后续基于已知剩磁的快速消磁研究提供了保障。

Abstract

Accurate detection of residual magnetism in protection current transformer （CT） cores is essential for effective demagnetization and for preventing protection misoperations caused by CT saturation. To address this issue， a residual-magnetism detection method based on square-wave excitation at a specific frequency is proposed. A single-phase inverter applies a square-wave voltage at a predefined frequency and amplitude to the CT secondary circuit， driving the core into bidirectional deep saturation. The magnetizing current is analyzed to extract the detection signal and calculate the residual magnetism. CT core residual-magnetism detection and error analysis are conducted on the EMTP-RV platform under square-wave excitation with different frequencies， amplitudes， and combined amplitude-frequency settings. Simulation results demonstrate that the proposed method can rapidly and accurately detect residual magnetism. Increasing the excitation voltage amplitude and reducing the frequency further reduce the error. After testing， the core residual magnetism returns to its initial state， providing a foundation for subsequent rapid demagnetization studies based on known residual magnetism.

关键词

Keywords

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