Srovės transformatoriaus prisotinimas yra būklė, kai CT magnetinė šerdis pasiekia didžiausią srauto talpą ir nebegali tiesiškai transformuoti pirminės srovės į antrinę grandinę. Kai įvyksta prisotinimas, CT išvestis nebe tiksliai atkuria pirminės srovės bangos formą, todėl antriniai signalai iškraipomi, atsiranda matavimo klaidų ir galimi apsauginių relių veikimo sutrikimai. Prisotinimo supratimas yra labai svarbus tinkamam CT pasirinkimui ir sistemos projektavimui, ypač apsaugos programoms, kuriose gedimų srovės gali būti daug kartų didesnės už vardinę vertę.
Pagrindinė prisotinimo priežastis yra KT šerdies medžiagos magnetinis elgesys. Srovės transformatoriai veikia pagal principą, kad kintamoji pirminė srovė sukelia kintamąjį magnetinį srautą šerdyje, o tai savo ruožtu sukelia antrinę įtampą ir srovę. Šis ryšys yra tiesinis tol, kol šerdies srautas išlieka žemiau pagrindinės medžiagos prisotinimo lygio. Tačiau visos magnetinės medžiagos turi ribotą srauto{3}}laidumą. Kai srautas viršija šį lygį, šerdis yra prisotinta, o tiesinis ryšys tarp pirminių ir antrinių srovių nutrūksta.
Keletas veiksnių gali sukelti KT prisotinimą. Dažniausia priežastis yra per didelė pirminė srovė, pvz., gedimo metu. Esant didelei gedimo srovei, gali būti sutrikdyta CT veikimo charakteristika, o tai gali trikdyti apsauginių įtaisų veikimą. Kai pirminė srovė viršija CT tikslumo ribą, šerdis prisisotina ir antrinės srovės bangos forma iškraipoma. Gedimo srovės dydis, gedimo srovės nuolatinės srovės komponentas, pirminė laiko konstanta ir nuolatinis srautas geležies šerdyje prisideda prie prisotinimo.
Gedimo srovės nuolatinės srovės komponentas vaidina ypač svarbų vaidmenį prisotinant. Energijos sistemų gedimų srovės dažnai turi mažėjantį nuolatinės srovės poslinkį, kuris gali greičiau prisotinti CT šerdį nei vien kintamosios srovės komponentas. Šis nuolatinės srovės poslinkis gali pagreitinti apsauginių CT prisotinimą keliomis milisekundėmis ir padidinti matavimo CT perdavimo klaidas. Poveikis ryškiausias sistemose su ilgomis laiko konstantomis, pavyzdžiui, su didelėmis indukcinėmis apkrovomis arba ilgomis perdavimo linijomis.
Kitas prisidedantis veiksnys yra nuolatinis srautas KT šerdyje. Kai CT nutrūksta gedimo metu, šerdyje gali likti liekamasis magnetinis srautas, kuris gali būti ta pačia kryptimi, kaip ir srautas, kurį sukelia vėlesnis gedimas. Šis nuolatinis srautas sumažina srauto aukštį prieš prisotinimą ir veiksmingai sumažina KT prisotinimo slenkstį. Šis reiškinys yra ypač problemiškas diferencinės apsaugos schemose, kur keli CT turi veikti koordinuotai.
Prisotinimo pradžią galima nustatyti stebint sužadinimo srovę. CT sužadinimo charakteristika rodo tiesinį ryšį tarp taikomos įtampos ir sužadinimo srovės iki kelio taško, už kurio srovė sparčiai didėja, esant nedideliam įtampos padidėjimui. Patekus į prisotintą sritį, 10 % padidėjus taikomajai įtampai, antrinė srovė gali padidėti nuo 30 % iki 50 %, o tai rodo, kad šerdis nebegali palaikyti papildomo srauto.
Prisotinimo poveikis KT veikimui yra reikšmingas. Antrinė srovė iškraipoma, paprastai rodo didžiausią bangos formą su mažesniu plotu, palyginti su pirmine srove. Dėl šio iškraipymo efektyvioji RMS antrinė srovė yra mažesnė nei tikėtasi, todėl pirminė srovė išmatuojama nepakankamai-. Apsaugos programose dėl iškreiptos antrinės srovės gali sutrikti apsauginių relių veikimas arba vėluoti jų veikimo laikas. Relės veikimo delsimas gali turėti rimtų pasekmių sistemos stabilumui ir įrangos apsaugai.
Pagrindinės medžiagos pasirinkimas vaidina svarbų vaidmenį nustatant soties charakteristikas. Įvairios magnetinės medžiagos,{1}}įskaitant silicio plieną, feritą, permaliodą, nanokristalinius ir amorfinius lydinius,{2}}turi skirtingus soties indukcijos lygius ir kitas magnetines savybes. Silicio plienas yra dažniausiai naudojama medžiaga CT apsaugai dėl didelio prisotinimo srauto tankio, o nanokristalinės medžiagos pasižymi didesniu pralaidumu ir mažesniais nuostoliais. Renkantis pagrindinę medžiagą, reikia{5}}atsižvelgti į prisotinimo našumą, kainą ir kitus veiksnius.
Norint išvengti prisotinimo, reikalingas tinkamas KT projektavimas ir pritaikymas. CT vardinė apkrova, tikslumo klasė ir kelio taško įtampa turi būti parinkti taip, kad šerdis liktų linijinėje srityje esant didžiausiai numatomai gedimo srovei. Apsaugos atveju tikslumo ribinis koeficientas (ALF) nurodo vardinės pirminės srovės kartotinį, kuriam esant CT vis tiek turi išlaikyti nurodytą tikslumą. CT su didesniu ALF gali atlaikyti didesnes gedimų sroves be prisotinimo. Be to, antrinės apkrovos sumažinimas-naudodamas mažos{{5} apkrovos reles, trumpus kabelių eigus ir tinkamą kabelio-skerspjūvį-padeda išsaugoti KT srauto aukštį.
Apibendrinant galima pasakyti, kad CT prisotinimas yra pagrindinis magnetinių{0}}gyslių srovės transformatorių apribojimas, kurį reikia atidžiai valdyti tinkamai suprojektuojant ir taikant. Norint užtikrinti patikimą apsaugą ir tikslius matavimus elektros energijos sistemose, būtina suprasti prisotinimo priežastis, padarinius ir prevenciją.