GB/Z 20840.100-2023互感器第100部分：電力系統(tǒng)保護(hù)用電流互感器應(yīng)用導(dǎo)則

ICS29180

CCSK.41

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件

GB/Z20840100—2023

.

互感器第100部分電力系統(tǒng)保護(hù)用

:

電流互感器應(yīng)用導(dǎo)則

Instrumenttransformers—Part100Guidanceforalicationofcurrent

:pp

transformersinpowersystemprotection

IECTR61869-1002017MOD

(:,)

2023-12-28發(fā)布2024-07-01實(shí)施

國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

GB/Z20840100—2023

.

目次

前言

…………………………Ⅴ

引言

…………………………Ⅶ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

術(shù)語(yǔ)定義和符號(hào)

3、…………………………1

電流互感器設(shè)計(jì)過(guò)程中的責(zé)任

4…………5

歷史

4.1…………………5

電流互感器設(shè)計(jì)過(guò)程細(xì)分

4.2…………5

暫態(tài)設(shè)計(jì)的基本理論方程

5………………6

電路

5.1…………………6

暫態(tài)現(xiàn)象

5.2……………10

工作循環(huán)

6…………………14

工作循環(huán)

6.1C-O………………………14

工作循環(huán)

6.2C-O-C-O…………………38

暫態(tài)設(shè)計(jì)匯總

6.3………………………42

暫態(tài)面積系數(shù)K的數(shù)值計(jì)算法

7td………………………43

概述

7.1…………………43

基本電路

7.2……………44

算法

7.3…………………45

計(jì)算方法

7.4……………45

參考算例

7.5……………46

鐵芯飽和與剩磁

8…………………………49

飽和的常規(guī)定義

8.1……………………49

有氣隙鐵芯與無(wú)氣隙鐵芯

8.2…………52

產(chǎn)生剩磁可能的原因

8.3………………54

實(shí)用性建議

9………………57

同一繞組規(guī)定不同準(zhǔn)確級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)

9.1PR……………57

級(jí)暫態(tài)面積系數(shù)K對(duì)相位差φ和二次回路時(shí)間常數(shù)T的限制

9.2TPYtdΔs……57

不同準(zhǔn)確級(jí)之間的關(guān)系

10………………57

概述

10.1………………57

極限條件下的電動(dòng)勢(shì)計(jì)算

10.2………………………58

極限條件下勵(lì)磁或磁化電流的計(jì)算

10.3()…………58

應(yīng)用示例

10.4…………………………59

準(zhǔn)確級(jí)規(guī)范的最低要求

10.5…………59

用有氣隙鐵芯代替無(wú)氣隙鐵芯

10.6…………………60

Ⅰ

GB/Z20840100—2023

.

保護(hù)功能及其對(duì)規(guī)范的修正

11CT……………………61

概述

11.1………………61

一般應(yīng)用建議

11.2……………………61

過(guò)流保護(hù)代碼符號(hào)

11.3:ANSI:50/51/50N/51N/67/67N;IEC:I>……………64

距離保護(hù)編碼符號(hào)

11.4:ANSI:21/21N;IEC:Z<………………66

差動(dòng)保護(hù)

11.5…………………………73

附錄資料性本文件對(duì)進(jìn)行更正的內(nèi)容

A()IECTR61869-100:2017………………82

附錄資料性工作循環(huán)軟件代碼

B()C-O………………84

附錄資料性計(jì)算暫態(tài)面積系數(shù)K的軟件代碼

C()td…………………87

參考文獻(xiàn)

……………………94

圖故障初始角γ的定義

1…………………2

圖保護(hù)回路的主要部件

2…………………6

圖完整電氣回路

3…………………………7

圖一次短路電流

4…………………………8

圖L的非線性磁通

5CT……………………9

圖電流互感器的線性化勵(lì)磁電感

6………………………9

圖用非線性模型仿真的單相短路特性

7………………11

圖三相短路特性

8………………………12

圖磁通的構(gòu)成

9…………………………13

圖兩個(gè)不同故障初始角的短路電流

10…………………15

圖最高磁通值Ψ的曲線

11max……………15

圖和φ時(shí)四種情況下的一次電流曲線

1250Hz=70°…………………16

圖影響電流互感器磁飽和的短路電流四種典型情況

13………………17

圖暫態(tài)系數(shù)計(jì)算的有關(guān)時(shí)間范圍

14……………………19

圖下出現(xiàn)第一個(gè)磁通峰值時(shí)間與T的關(guān)系

1550Hzp………………20

圖最不利故障初始角θ與T和t'的函數(shù)關(guān)系

16tf,Ψmaxpal………………21

圖最不利故障初始角γ與T和t'的函數(shù)關(guān)系

17tf,Ψmaxpal………………21

圖用最不利故障初始角θ計(jì)算的K

18tf,Ψmaxtf,Ψmax……………………22

圖K和γ的極坐標(biāo)圖

19tf,Ψmaxtf,Ψmax………………………22

圖時(shí)間范圍中K的確定

201tf…………23

圖一次電流曲線Tγt

21(50Hz、p=1ms、Ψmax=166°、'al=2ms)……28

圖最不利故障初始角TT

22(50Hz、p=50ms、,s=61ms)…………29

圖不同時(shí)間范圍的暫態(tài)系數(shù)

23…………29

圖T時(shí)不同t'下所有時(shí)間范圍內(nèi)的K

2450Hz、s=61msaltf…………30

圖圖的局部放大圖

2524………………31

圖較小一次時(shí)間常數(shù)下的一次電流

26…………………31

Ⅱ

GB/Z20840100—2023

.

圖某一較小一次時(shí)間常數(shù)下的K值

27tf………………32

圖不同故障初始角下的短路電流

28……………………33

圖不同故障初始角的暫態(tài)系數(shù)

29………………………33

圖每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)下最不利故障初始角

30(50Hz)……………………34

圖兩個(gè)不同故障初始角的一次電流

31(16.67Hz)……………………34

圖不同故障初始角的暫態(tài)系數(shù)

32(16.67Hz)…………35

圖每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)下最不利故障初始角

33(16.67Hz)…………………35

圖參考文獻(xiàn)給出的故障發(fā)生情況

34[5]………………36

圖若干年中故障的統(tǒng)計(jì)分布

35…………37

圖用不同故障初始角γ計(jì)算的暫態(tài)系數(shù)K

36tf………38

圖無(wú)氣隙鐵芯在工作循環(huán)中的磁通

37C-O-C-O……………………39

圖帶氣隙鐵芯在工作循環(huán)中典型磁通曲線在第二次通電期間磁通較高

38C-O-C-O()…………40

圖帶氣隙鐵芯在工作循環(huán)中的典型磁通曲線在第一次通電期間磁通較高

39C-O-C-O()………40

圖在循環(huán)中允許飽和情況下的磁通曲線

40C-O-C-O………………41

圖鐵芯飽和用以降低磁通峰值

41………………………42

圖暫態(tài)設(shè)計(jì)的曲線匯總

42………………43

圖數(shù)值法計(jì)算K的基本電路圖

43td……………………44

圖工作循環(huán)中的K計(jì)算

44C-Otd………………………46

圖工作循環(huán)中第一個(gè)循環(huán)沒(méi)有磁飽和時(shí)的K計(jì)算

45C-O-C-Otd……47

圖工作循環(huán)中第一個(gè)循環(huán)有磁飽和時(shí)的K計(jì)算

46C-O-C-Otd………47

圖非對(duì)稱性降低后工作循環(huán)中K的計(jì)算

47C-O-C-Otd………………48

圖t'和t″較小時(shí)工作循環(huán)中K的計(jì)算

48alalC-O-C-Otd………………48

圖無(wú)氣隙鐵芯工作循環(huán)的K計(jì)算

49C-O-C-Otd………49

圖和的飽和磁通定義對(duì)比

50GB1208GB/T20840.2………………50

圖定義的剩磁系數(shù)K

51GB1208r……………………50

圖應(yīng)用直流法確定帶氣隙鐵芯的飽和磁通與剩磁通

52………………51

圖應(yīng)用直流法確定無(wú)氣隙鐵芯的飽和磁通與剩磁通

53………………51

圖電弧爐變壓器二次電流故障錄波

54CT……………54

圖四線連接

55……………55

圖自動(dòng)重合閘時(shí)第二次故障期間的二次電流故障錄波

56CT………56

圖定時(shí)限特性的速斷延時(shí)過(guò)流保護(hù)代碼的應(yīng)用

57/(ANSI50/51)…………………64

圖延時(shí)過(guò)流保護(hù)時(shí)間特性

58……………65

圖配置示例延時(shí)過(guò)流保護(hù)

59CT()……………………65

圖距離保護(hù)原理時(shí)間距離圖

60(-)……………………66

圖距離保護(hù)原理RX圖

61(/)…………67

圖距離保護(hù)設(shè)計(jì)示例

62CT……………68

圖工作循環(huán)中的一次電流

63C-O-C-O…………………70

Ⅲ

GB/Z20840100—2023

.

圖暫態(tài)系數(shù)K及其包絡(luò)線K

64tftfp……………………71

圖級(jí)的暫態(tài)系數(shù)K第一次故障期間出現(xiàn)飽和

65TPYCTtf()………71

圖級(jí)的暫態(tài)系數(shù)K第一次故障期間出現(xiàn)飽和

66TPZCTtf()………72

圖級(jí)的暫態(tài)系數(shù)K

67TPXCTtf………………………72

圖差動(dòng)保護(hù)原理

68………………………73

圖變壓器差動(dòng)保護(hù)故障

69()……………74

圖變壓器差動(dòng)保護(hù)

70……………………75

圖母差保護(hù)區(qū)外故障

71()………………77

圖母差保護(hù)用的電流仿真

72CT………………………79

圖簡(jiǎn)單雙端線路的設(shè)計(jì)

73CT…………80

表短路電流初始角的四種典型情況

1…………………16

表暫態(tài)設(shè)計(jì)的公式匯總

2………………43

表飽和點(diǎn)定義對(duì)比

3……………………52

表測(cè)量的剩磁系數(shù)

4……………………53

表同一繞組不同級(jí)規(guī)定

5PR…………57

表電動(dòng)勢(shì)定義

6…………………………58

表電動(dòng)勢(shì)值的轉(zhuǎn)換

7……………………58

表計(jì)算系數(shù)間的轉(zhuǎn)換

8…………………58

表限值電流的定義

9……………………59

表準(zhǔn)確級(jí)規(guī)范的最低要求

10……………59

表有氣隙與無(wú)氣隙鐵芯的特征

11………………………60

表應(yīng)用建議

12……………61

表級(jí)鐵芯擴(kuò)大面積系數(shù)計(jì)算結(jié)果

13TPY……………76

表級(jí)鐵芯擴(kuò)大面積系數(shù)計(jì)算結(jié)果

14PX………………77

表線路差動(dòng)保護(hù)計(jì)算方案

15……………81

表本文件對(duì)進(jìn)行更正的內(nèi)容

A.1IECTR61869-100:2017…………82

Ⅳ

GB/Z20840100—2023

.

前言

本文件按照標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第部分標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則的規(guī)定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件是互感器的第部分已經(jīng)發(fā)布了以下部分

GB/T(Z)20840《》100。GB/T(Z)20840:

第部分通用技術(shù)要求

———1:;

第部分電流互感器的補(bǔ)充技術(shù)要求

———2:;

第部分電磁式電壓互感器的補(bǔ)充技術(shù)要求

———3:;

第部分組合互感器的補(bǔ)充技術(shù)要求

———4:;

第部分電容式電壓互感器的補(bǔ)充技術(shù)要求

———5:;

第部分低功率互感器的補(bǔ)充通用技術(shù)要求

———6:;

第部分電子式電壓互感器

———7:;

第部分電子式電流互感器

———8:;

第部分互感器的數(shù)字接口

———9:;

第部分直流電流互感器的補(bǔ)充技術(shù)要求

———14:;

第部分直流電壓互感器的補(bǔ)充技術(shù)要求

———15:;

第部分電力系統(tǒng)保護(hù)用電流互感器應(yīng)用導(dǎo)則

———100:;

第部分帶有電磁式電壓互感器的變電站中的鐵磁諧振

———102:;

第部分互感器在電能質(zhì)量測(cè)量中的應(yīng)用

———103:。

本文件修改采用互感器第部分電力系統(tǒng)保護(hù)用電流互感器應(yīng)用

IECTR61869-100:2017《100:

導(dǎo)則文件類型由的技術(shù)報(bào)告調(diào)整為我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件

》。IEC。

本文件與相比做了下述結(jié)構(gòu)調(diào)整

IECTR61869-100:2017:

增加了附錄

———A;

本文件的附錄附錄對(duì)應(yīng)的附錄附錄

———B、CIECTR61869-100:2017A、B。

本文件與的技術(shù)差異及其原因如下

IECTR61869-100:2017:

刪除了的術(shù)語(yǔ)時(shí)間因術(shù)語(yǔ)與其概念一樣且與縮略語(yǔ)重復(fù)

———IECTR61869-100:2017“3.1.7”,,;

將注的內(nèi)容調(diào)整為正文見(jiàn)以完善標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容

———“”(6.1.3.6),;

刪除了的最后一段中第段第句話表的倒數(shù)第

———IECTR61869-100:20178.2、11.2.121、121

行和倒數(shù)第行的有關(guān)高阻抗保護(hù)方面的內(nèi)容以符合我國(guó)的實(shí)際情況

3,;

在不再需要力矩的額定電流是足夠的甚至的值現(xiàn)在正在討論并已經(jīng)用于特殊領(lǐng)

———“,1A,0.1A

域后增加了但是對(duì)于一次電流很大如發(fā)電機(jī)出口用以上的暫態(tài)保護(hù)用電流互

”“,(10000A)

感器二次電流可選用較大值如這是從制造角度考慮相應(yīng)的電阻性負(fù)荷也應(yīng)按照

,,5A(CT),

電流的平方進(jìn)行換算見(jiàn)以符合我國(guó)的實(shí)際情況

”(11.2.2),;

將或K大于等于更改為或K大于或等于見(jiàn)以符合我國(guó)的

———“ALFssc20”“ALFssc10”(11.3.2),

實(shí)際情況

;

刪除了中有關(guān)高阻抗差動(dòng)保護(hù)的內(nèi)容以符合我國(guó)的實(shí)際

———IECTR61869-100:201711.5.6“”,

情況

。

本文件做了下列編輯性改動(dòng)

:

重新繪制了全文的圖將圖中的曲線說(shuō)明直接標(biāo)注在圖中將圖圖和圖中電感符號(hào)

———,。3、4359

調(diào)整為國(guó)內(nèi)常用符號(hào)

;

Ⅴ

GB/Z20840100—2023

.

將的三相端子標(biāo)志均由調(diào)整為

———IECTR61869-100:2017“L1、L2、L3”“A、B、C”;

對(duì)中未編號(hào)的公式予以編號(hào)并調(diào)整了全文的其他公式編號(hào)

———IECTR61869-100:2017;

將中注改為注

———3.1.3“1”“”;

圖中增加了縱坐標(biāo)和t處的豎線

———14tfp,max;

將圖上面一段文字中的δ調(diào)整為φ

———24“=3°”“Δ=3°”;

圖縱坐標(biāo)中刪除了標(biāo)幺值

———31“”;

圖增加了t″及對(duì)其的說(shuō)明圖增加了對(duì)t″的說(shuō)明

———38al,39al;

式前面的一句話中增加了表示短路電流交流磁通分量的符號(hào)^Ψ

———(30)“sc”;

圖符號(hào)說(shuō)明中刪除了重復(fù)的一個(gè)i

———43m;

將第一段中的改為級(jí)KK

———10.4“TPY20×5.5”“TPY,ssc=20,td=5.5”;

表關(guān)于和的要求中增加了引語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并將注調(diào)整為注增

———10TPX、TPYTPZ“:”,“”“1”,

加了注對(duì)暫態(tài)準(zhǔn)確級(jí)而言規(guī)定兩種規(guī)范方法是不能混合使用的否則對(duì)

“2:,GB/T20840.2,

電流互感器的要求可能過(guò)分同時(shí)將腳注與注的內(nèi)容互換了位置

”,;

對(duì)和增加了引導(dǎo)語(yǔ)對(duì)中注的內(nèi)容進(jìn)行改動(dòng)

———11.4.3.1.2、11.5.211.5.3.2,11.4.3.1.2“”;

增加了的注

———11.4.3.1.3;

更改了圖中電流流向

———68;

調(diào)整了表和表的格式對(duì)表部分內(nèi)容的表述形式進(jìn)行了調(diào)整表表表表

———23,2,4、5、7、8、

表表表和表補(bǔ)全表頭及部分內(nèi)容表和表增加了表頭對(duì)表的腳注形式

11、13、1415,69,13

進(jìn)行了調(diào)整表中刪除了第一列K(1)的上角標(biāo)

,15“td=0.5”;

更正了中的錯(cuò)誤見(jiàn)附錄

———IECTR61869-100:2017,A;

用資料性引用的替換了見(jiàn)

———GB/T20840.2IEC61869-2(4.1、5.1.1、5.1.2、6.1.3.6、6.3、7.1、

8.1.2、8.1.4、10.1);

用資料性引用的替換了見(jiàn)

———GB16847IEC60044-6(4.1、4.2、5.1.1、5.2.3、6.1.3.2、6.3、8.1.2、

11.1);

用資料性引用的替換了見(jiàn)

———GB1208IEC60044-1(8.1.2、8.2、11.1);

刪除了中資料性引用的見(jiàn)

———IECTR61869-100:2017IEC60617-3:1996(11.1)。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任

。。

本文件由中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)提出

。

本文件由全國(guó)互感器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口

(SAC/TC222)。

本文件起草單位國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院沈陽(yáng)變壓器研究院有限公司南京南

:、、

瑞繼保電氣有限公司中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司大連第一互感器有限責(zé)任公司浙江天際互感器

、、、

股份有限公司江蘇科興電器有限公司云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院大連北方互感器集團(tuán)

、、、

有限公司西安高壓電器研究院股份有限公司國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司電力科學(xué)研究院

、、。

本文件主要起草人晏年平劉玉風(fēng)萬(wàn)華張宇須雷劉勇沙玉洲趙希才唐福新楊峰汪本進(jìn)

:、、、、、、、、、、、

劉紅文徐碧川陳連友曾磊磊劉彬呂航馮建華鄧小聘楊曉西

、、