Визначено характеристики відомих методів виявлення насичення магнітопроводів трансформаторів струму (ТС), поняття показника насичення та його порогового значення. Подано опис математичної моделі (ММ) трифазного первинного вимірювального каналу (ПВК) струму, що складається з моделі групи фазних ТС, кожен з яких представлений ММ, побудованою на основі теорії феромагнітного гістерезису Джайлса-Атертона і програмного забезпечення цифрової обробки та аналізу сигналів ПВК. З використанням розроблених моделі ПВК і програмного середовища реалізовано ряд відомих методів виявлення насичення, встановлено їхні основні характеристики, переваги та недоліки. Розроблено точний і завадостійкий метод онлайн виявлення насичення магнітопроводів ТС у складі ПВК струму в режимі короткого замикання (КЗ) в електричній мережі. Характеристики методу підтверджено експериментально.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого для електроенергетичної галузі наукового завдання розвитку науково-технічних основ побудови трифазних первинних вимірювальних каналів (ПВК) струму цифрових підстанцій в напрямку розробки методів і засобів підвищення їх точності в перехідних режимах електроенергетичних систем (EEC) за умов насичення магнітопроводів трансформаторів струму (ТС), що дозволяє значно зменшити похибку вимірювання струмів короткого замикання (КЗ), підвищити надійність роботи комплексних систем автоматизації цифрових підстанцій і EEC в цілому. За результатами виконаного аналізу методів і засобів підвищення точності однофазного ПВК з цифровим виходом встановлено, що найбільш перспективним для досягнення поставленої в роботі мети є використання методів цифрової обробки вихідних струмів ПВК, в основу яких покладено математичну модель струму короткого замикання. На основі проведеного аналізу джерел і структури повної похибки ПВК встановлено, що найбільший внесок в цю похибку здійснюють фазні ТС, а важливими чинниками, які впливають на її значення, є залишкова індукція та індукція насичення в магнітопроводах ТС. Виконано комплекс досліджень, спрямованих на розробку математичної моделі трифазного ПВК струму, зокрема: виконано огляд і оцінювання різних способів аналітичного представлення характеристик намагнічування магнітопроводів ТС; розроблено ітераційну математичну модель ТС на основі апроксимованої характеристики намагнічування; вдосконалено математичну модель ТС, побудовану на основі теорії феромагнітного гістерезису Джайлса - Атертона; розроблено комп'ютерну модель групи трьох фазних ТС і модель трифазного ПВК. За розробленими моделями виконано розрахунки електромагнітних процесів у ТС типу ТФКН-330 за різних видів коротких замикань, параметрів їх струмів, значень і знаків залишкової індукції в магнітопроводах ТС. Виконано теоретичний аналіз та експериментальні дослідження характеристик і можливостей низки відомих методів виявлення насичення магнітопроводів ТС. Встановлено їх переваги та недоліки й обґрунтовано необхідність розробки нового методу. Досліджено спектральні характеристики вхідних і вихідних струмів ПВК струму, де в результаті їх порівняння встановлено, що аналіз струму на виході ПВК дискретним перетворенням Фур'є забезпечує одержання стійких до високочастотних завад спектральних характеристик ПВК, придатних для розроблення методу виявлення насичення магнітопроводів ТС у складі ПВК. Розроблено метод виявлення в режимі реального часу насичення магнітопроводів фазних ТС та періодів і тривалості спотворення їх вторинних струмів у складі ПВК струму за режиму КЗ в EEC. Ефективність розробленого методу доведено моделюванням перехідних електромагнітних процесів у ПВК за різних видів симетричних і несиметричних КЗ. Розроблено методи онлайн визначення параметрів вхідних струмів ПВК за КЗ в EEC і мінімізації впливу насичення магнітопроводів ТС трифазних ПВК. Виконано експериментальну перевірку розробленого методу мінімізації впливу насичення магнітопроводів ТС ПВК у перехідних режимах EEC шляхом розрахунку повних похибок ПВК без корекції і з корекцією його фазних струмів в усіх досліджуваних випадках КЗ в EEC. Показано, що розроблений метод дозволяє зменшити повну похибку ПВК у перехідних режимах EEC за насичення магнітопроводів його ТС з 70 - 90 % до 6 - 15%. Одержані в роботі результати у вигляді моделей, методів і програмних засобів впроваджено у МПП "АНІГЕР" під час розроблення нових модифікацій апаратно-програмних комплексів "Регіна", використано при виконанні низки науково-дослідних робіт, виконуваних в Інституті електродинаміки НАН України, а також в навчальному процесі Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського".