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

中華人民共和國國家標(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實施

國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會

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)語定義和符號

3、…………………………1

電流互感器設(shè)計過程中的責(zé)任

4…………5

歷史

4.1…………………5

電流互感器設(shè)計過程細(xì)分

4.2…………5

暫態(tài)設(shè)計的基本理論方程

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)計匯總

6.3………………………42

暫態(tài)面積系數(shù)K的數(shù)值計算法

7td………………………43

概述

7.1…………………43

基本電路

7.2……………44

算法

7.3…………………45

計算方法

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

有氣隙鐵芯與無氣隙鐵芯

8.2…………52

產(chǎn)生剩磁可能的原因

8.3………………54

實用性建議

9………………57

同一繞組規(guī)定不同準(zhǔn)確級的風(fēng)險

9.1PR……………57

級暫態(tài)面積系數(shù)K對相位差φ和二次回路時間常數(shù)T的限制

9.2TPYtdΔs……57

不同準(zhǔn)確級之間的關(guān)系

10………………57

概述

10.1………………57

極限條件下的電動勢計算

10.2………………………58

極限條件下勵磁或磁化電流的計算

10.3()…………58

應(yīng)用示例

10.4…………………………59

準(zhǔn)確級規(guī)范的最低要求

10.5…………59

用有氣隙鐵芯代替無氣隙鐵芯

10.6…………………60

Ⅰ

GB/Z20840100—2023

.

保護(hù)功能及其對規(guī)范的修正

11CT……………………61

概述

11.1………………61

一般應(yīng)用建議

11.2……………………61

過流保護(hù)代碼符號

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

距離保護(hù)編碼符號

11.4:ANSI:21/21N;IEC:Z<………………66

差動保護(hù)

11.5…………………………73

附錄資料性本文件對進(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)計算的有關(guān)時間范圍

14……………………19

圖下出現(xiàn)第一個磁通峰值時間與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計算的K

18tf,Ψmaxtf,Ψmax……………………22

圖K和γ的極坐標(biāo)圖

19tf,Ψmaxtf,Ψmax………………………22

圖時間范圍中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

圖不同時間范圍的暫態(tài)系數(shù)

23…………29

圖T時不同t'下所有時間范圍內(nèi)的K

2450Hz、s=61msaltf…………30

圖圖的局部放大圖

2524………………31

圖較小一次時間常數(shù)下的一次電流

26…………………31

Ⅱ

GB/Z20840100—2023

.

圖某一較小一次時間常數(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

圖每個時間步長下最不利故障初始角

30(50Hz)……………………34

圖兩個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

圖每個時間步長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)計分布

35…………37

圖用不同故障初始角γ計算的暫態(tài)系數(shù)K

36tf………38

圖無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)計的曲線匯總

42………………43

圖數(shù)值法計算K的基本電路圖

43td……………………44

圖工作循環(huán)中的K計算

44C-Otd………………………46

圖工作循環(huán)中第一個循環(huán)沒有磁飽和時的K計算

45C-O-C-Otd……47

圖工作循環(huán)中第一個循環(huán)有磁飽和時的K計算

46C-O-C-Otd………47

圖非對稱性降低后工作循環(huán)中K的計算

47C-O-C-Otd………………48

圖t'和t″較小時工作循環(huán)中K的計算

48alalC-O-C-Otd………………48

圖無氣隙鐵芯工作循環(huán)的K計算

49C-O-C-Otd………49

圖和的飽和磁通定義對比

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

圖自動重合閘時第二次故障期間的二次電流故障錄波

56CT………56

圖定時限特性的速斷延時過流保護(hù)代碼的應(yīng)用

57/(ANSI50/51)…………………64

圖延時過流保護(hù)時間特性

58……………65

圖配置示例延時過流保護(hù)

59CT()……………………65

圖距離保護(hù)原理時間距離圖

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

圖級的暫態(tài)系數(shù)K第一次故障期間出現(xiàn)飽和

65TPYCTtf()………71

圖級的暫態(tài)系數(shù)K第一次故障期間出現(xiàn)飽和

66TPZCTtf()………72

圖級的暫態(tài)系數(shù)K

67TPXCTtf………………………72

圖差動保護(hù)原理

68………………………73

圖變壓器差動保護(hù)故障

69()……………74

圖變壓器差動保護(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

圖簡單雙端線路的設(shè)計

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)計的公式匯總

2………………43

表飽和點定義對比

3……………………52

表測量的剩磁系數(shù)

4……………………53

表同一繞組不同級規(guī)定

5PR…………57

表電動勢定義

6…………………………58

表電動勢值的轉(zhuǎn)換

7……………………58

表計算系數(shù)間的轉(zhuǎn)換

8…………………58

表限值電流的定義

9……………………59

表準(zhǔn)確級規(guī)范的最低要求

10……………59

表有氣隙與無氣隙鐵芯的特征

11………………………60

表應(yīng)用建議

12……………61

表級鐵芯擴(kuò)大面積系數(shù)計算結(jié)果

13TPY……………76

表級鐵芯擴(kuò)大面積系數(shù)計算結(jié)果

14PX………………77

表線路差動保護(hù)計算方案

15……………81

表本文件對進(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)報告調(diào)整為我國的國家標(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)語時間因術(shù)語與其概念一樣且與縮略語重復(fù)

———IECTR61869-100:2017“3.1.7”,,;

將注的內(nèi)容調(diào)整為正文見以完善標(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)容以符合我國的實際情況

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)行換算見以符合我國的實際情況

”(11.2.2),;

將或K大于等于更改為或K大于或等于見以符合我國的

———“ALFssc20”“ALFssc10”(11.3.2),

實際情況

;

刪除了中有關(guān)高阻抗差動保護(hù)的內(nèi)容以符合我國的實際

———IECTR61869-100:201711.5.6“”,

情況

。

本文件做了下列編輯性改動

:

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

———,。3、4359

調(diào)整為國內(nèi)常用符號

;

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”;

對中未編號的公式予以編號并調(diào)整了全文的其他公式編號

———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″及對其的說明圖增加了對t″的說明

———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^Ψ

———(30)“sc”;

圖符號說明中刪除了重復(fù)的一個i

———43m;

將第一段中的改為級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標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并將注調(diào)整為注增

———10TPX、TPYTPZ“:”,“”“1”,

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

“2:,GB/T20840.2,

電流互感器的要求可能過分同時將腳注與注的內(nèi)容互換了位置

”,;

對和增加了引導(dǎo)語對中注的內(nèi)容進(jìn)行改動

———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”;

更正了中的錯誤見附錄

———IECTR61869-100:2017,A;

用資料性引用的替換了見

———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

———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

———GB1208IEC60044-1(8.1.2、8.2、11.1);

刪除了中資料性引用的見

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

請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)識別專利的責(zé)任

。。

本文件由中國電器工業(yè)協(xié)會提出

。

本文件由全國互感器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口

(SAC/TC222)。

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

:、、

瑞繼保電氣有限公司中國電力科學(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

、、