GB/Z 20840.100-2023 互感器 第100部分：电力系统保护用电流互感器应用导则

ICS29.180

CCSK41

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

/—

GBZ20840.1002023

:

互感器第部分电力系统保护用

100

电流互感器应用导则

—:

InstrumenttransformersPart100Guidanceforalicationofcurrent

pp

transformersinowersstemrotection

pyp

(:,)

IECTR61869-1002017MOD

2023-12-28发布2024-07-01实施

国家市场监督管理总局

发布

国家标准化管理委员会

/—

GBZ20840.1002023

目次

前言…………………………Ⅴ

引言…………………………Ⅶ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

、…………………………

3术语定义和符号1

4电流互感器设计过程中的责任…………5

4.1历史…………………5

4.2电流互感器设计过程细分…………5

5暂态设计的基本理论方程………………6

5.1电路…………………6

5.2暂态现象……………10

6工作循环…………………14

6.1C-O工作循环………………………14

6.2C-O-C-O工作循环…………………38

6.3暂态设计汇总………………………42

7暂态面积系数Ktd的数值计算法………………………43

7.1概述…………………43

7.2基本电路……………44

7.3算法…………………45

7.4计算方法……………45

7.5参考算例……………46

8铁芯饱和与剩磁…………………………49

8.1饱和的常规定义……………………49

8.2有气隙铁芯与无气隙铁芯…………52

8.3产生剩磁可能的原因………………54

9实用性建议………………57

同一绕组规定不同准确级的风险……………

9.1PR57

级暂态面积系数对相位差和二次回路时间常数的限制……

9.2TPYKtdΔφTs57

10不同准确级之间的关系………………57

10.1概述………………57

10.2极限条件下的电动势计算………………………58

()…………

10.3极限条件下励磁或磁化电流的计算58

10.4应用示例…………………………59

10.5准确级规范的最低要求…………59

10.6用有气隙铁芯代替无气隙铁芯…………………60

Ⅰ

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GBZ20840.1002023

11保护功能及其对CT规范的修正……………………61

11.1概述………………61

11.2一般应用建议……………………61

过流保护:代码://///;符号:……………

11.3ANSI505150N51N6767NIECI>64

距离保护:编码:/;符号:………………

11.4ANSI2121NIECZ<66

11.5差动保护…………………………73

():………………

附录资料性本文件对进行更正的内容

AIECTR61869-100201782

()………………

附录资料性工作循环软件代码

BC-O84

()…………………

附录资料性计算暂态面积系数的软件代码

CKtd87

参考文献……………………94

图故障初始角的定义…………………

1γ2

图保护回路的主要部件…………………

26

图完整电气回路…………………………

37

图一次短路电流…………………………

48

图5LCT的非线性磁通……………………9

图电流互感器的线性化励磁电感………………………

69

图用非线性模型仿真的单相短路特性………………

711

图三相短路特性………………………

812

图磁通的构成…………………………

913

图10两个不同故障初始角的短路电流…………………15

图11最高磁通值Ψmax的曲线……………15

图和时四种情况下的一次电流曲线…………………

1250Hz=70°16

φ

图13影响电流互感器磁饱和的短路电流四种典型情况………………17

图14暂态系数计算的有关时间范围……………………19

图下出现第一个磁通峰值时间与的关系………………

1550HzTp20

图最不利故障初始角,与和的函数关系………………

16θTt'21

tfΨmaxpal

图最不利故障初始角,与和的函数关系………………

17γTt'21

tfΨmaxpal

图18用最不利故障初始角θ,计算的K,……………………22

tfΨmaxtfΨmax

图19K,和γ,的极坐标图………………………22

tfΨmaxtfΨmax

图时间范围中的确定…………

201Ktf23

图一次电流曲线(、、、)……

2150HzT=1msγ=166°t'=2ms28

pΨmaxal

图最不利故障初始角(、、,)…………

2250HzT=50msT=61ms29

ps

图23不同时间范围的暂态系数…………29

图、时不同下所有时间范围内的…………

2450HzT=61mst'K30

saltf

图图的局部放大图………………

252431

图26较小一次时间常数下的一次电流…………………31

Ⅱ

/—

GBZ20840.1002023

图某一较小一次时间常数下的值………………

27Ktf32

图28不同故障初始角下的短路电流……………………33

图29不同故障初始角的暂态系数………………………33

图每个时间步长下最不利故障初始角()……………………

3050Hz34

图两个不同故障初始角的一次电流()……………………

3116.67Hz34

图不同故障初始角的暂态系数()…………

3216.67Hz35

图每个时间步长下最不利故障初始角()…………………

3316.67Hz35

[]………………

图参考文献给出的故障发生情况

34536

图35若干年中故障的统计分布…………37

图用不同故障初始角计算的暂态系数