《互感器第100部分：电力系统保护用电流互感器应用导则》标准化发展研究报告

EnglishTitle:StandardizationDevelopmentResearchReporton“InstrumentTransformers–Part100:ApplicationGuideforCurrentTransformersforPowerSystemProtection”

摘要

随着我国特高压、智能电网建设的深入推进及电力系统容量的持续增长，系统短路电流水平不断攀升，对继电保护的快速性与可靠性提出了前所未有的挑战。电流互感器作为电力系统继电保护的关键传感设备，其暂态性能的优劣直接关系到电网的安全稳定运行。然而，长期以来，国内在保护用电流互感器的参数选择与应用指导方面缺乏统一、深入的国家标准，导致用户技术要求或过于保守，增加设备制造成本与难度；或过于简化，埋下运行隐患。现行国家标准GB/T20840.1和GB/T20840.2虽对电流互感器通用及补充技术要求作出了规定，但缺乏对保护原理的深入阐述及与继电保护算法相结合的应用指导。本报告旨在阐述制定国家标准《互感器第100部分：电力系统保护用电流互感器应用导则》的必要性与紧迫性。该标准计划修改采用国际电工委员会技术报告IECTR61869-100:2017，其核心意义在于填补国内技术空白，系统性地阐述保护用电流互感器的暂态理论、工作循环、饱和与剩磁影响等关键技术，为互感器制造商、继电保护装置研发人员及电网规划、运行单位提供科学、统一的应用指导。标准的实施将促进保护用电流互感器参数的合理化、精细化选择，推动设备小型化、低成本化与高可靠性发展，有力支撑我国新型电力系统建设，具有显著的经济效益与社会效益。

关键词：电流互感器；继电保护；应用导则；暂态性能；标准化；IEC61869-100；电网安全

Keywords:CurrentTransformer;RelayProtection;ApplicationGuide;TransientPerformance;Standardization;IEC61869-100;PowerGridSecurity

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正文

一、立项背景与目的意义

当前，我国正处于能源转型与新型电力系统构建的关键时期，特高压交直流输电工程大规模投运，新能源高比例接入，使得电网结构日益复杂，系统短路电流水平持续增大。这一发展趋势对电力系统的暂态稳定控制及继电保护技术提出了更高要求。作为继电保护系统的“感知器官”，保护用电流互感器的性能，尤其是在系统故障暂态过程中的传变特性，直接决定了保护装置动作的正确性与速动性，是保障大电网安全稳定运行的第一道防线。

然而，在工程实践中，保护用电流互感器的技术规范长期依赖于设备最终用户（主要是电网公司）提出的采购技术要求。由于缺乏统一、权威的国家应用导则作为技术依据，用户提出的参数要求往往存在两方面问题：一是过于简单，未能充分考虑复杂故障工况下的暂态饱和、剩磁影响等深层次问题，可能导致所选CT在极端情况下传变失真，引发保护误动或拒动；二是过于保守，为了追求绝对安全而提出过高的暂态性能指标（如过大的准确限值系数、过短的饱和时间常数等），这直接导致电流互感器铁心截面增大、体积膨胀、制造成本飙升、工艺难度加大。过大的体积和重量不仅增加了绝缘设计的难度，也可能影响其长期运行的绝缘可靠性，反而为电网安全埋下隐患。

从标准体系层面看，我国现行的电磁式电流互感器核心国家标准GB/T20840.1《互感器第1部分：通用技术要求》和GB/T20840.2《互感器第2部分：电流互感器的补充技术要求》均修改采用相应的IEC61869系列标准。这两项标准构成了产品制造与检验的基础，但其内容侧重于互感器自身的性能要求、试验方法和分类，属于“产品标准”范畴。对于“如何根据具体的电力系统参数、继电保护原理与算法来科学选择和验证保护用电流互感器”这一关键应用问题，现有国标缺乏系统性的理论指导和工程化方法。值得注意的是，在GB/T20840.2标准文本中，多次引用了未来待制定的《互感器第100部分》作为深入理解的依据，这明确指出了现有标准体系的不足和本部分标准制定的必要性。

国际电工委员会已于2017年发布了IECTR61869-100:2017，该技术报告旨在为IEC61869-2中关于保护用电流互感器的条款提供应用解释和扩展指导。因此，及时启动本国标准的制定工作，修改采用该国际文件，具有多重重要意义：

1.完善标准体系：填补国内在保护用电流互感器应用指导领域的标准空白，使GB/T20840系列标准形成从通用要求、产品规范到应用指导的完整闭环。

2.