Codeofchina.com is in charge of this English translation. In case of any doubt about the English translation, the Chinese original shall be considered authoritative.
GB/T 20840 consists of the following parts under the general title Instrument transformers:
——Part 1: General requirements;
——Part 2: Additional requirements for current transformers;
——Part 3: Additional requirements for inductive voltage transformers;
——Part 4: Additional requirements for combined transformers;
——Part 5: Additional requirements for capacitor voltage transformers;
——Part 6: Additional general requirements for low-power instrument transformers;
——Part 7: Electronic voltage transformers;
——Part 8: Electronic current transformers;
——Part 9: Digital interface for instruments transformers.
This is Part 6 of GB/T 20840.
This part is developed in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2009.
This part shall be used together with GB/T 20840.1-2010 Instrument transformers - Part 1: General requirements. This part follows the compiling structure of GB/T 20840.1 and is an addition and modification of the corresponding clauses thereof. The clauses of GB/T 20840.1 not mentioned in this part are applicable to this part as long as they are reasonable. Where "addition", "modification" or "substitution" is indicated in this part, it means that the relevant provisions of GB/T 20840.1 have been adapted accordingly in this part.
For clauses, subclauses, figures, tables, notes and annexes added on the basis of GB/T 20840.1-2010, this part adopts the following numbering form:
——clauses, subclauses, figures and tables are numbered from 601;
——annexes are numbered 6A and 6B.
This part has been redrafted and modified in relation to IEC 61869-6:2016 Instrument transformers - Part 6: Additional requirements for current transformers.
The following structural changes have been made with respect to IEC 61869-6:2016:
——the title of 3.2 in IEC 61869-6:2016 is deleted, with its contents incorporated into 3.3, and the title of 3.3 is changed to "Definitions related to current or voltage ratings";
——7.2.1.1 of IEC 61869-6:2016 is adjusted to 7.2.1.2 of this part;
——7.3.1, 7.3.4 and 7.3.5 of IEC 61869-6:2016 are adjusted as 7.3.2, 7.3.6 and 7.3.7 of this part;
——the sequence of Annex 6B and Annex 6C of IEC 61869-6:2016 is exchanged in this part.
The main technical differences of this part from IEC 61869-6:2016 and their justifications are as follows:
——the adjustment on technical differences are made for the normative references of this Part to adapt to the technical conditions in China. The adjustments are mainly reflected in Clause 2 "Normative references", which are shown as follows:
IEC 60812:2006 is replaced by GB/T 7826, which is identical to the international standard;
IEC 61000-4-11:2004 is replaced by GB/T 17626.11, which is identical to the international standard;
IEC 61000-4-29:2000 is replaced by GB/T 17626.29, which is identical to the international standard;
IEC 61869-1:2007 is replaced by GB/T 20840.1-2010, which is modified in relation to the international standard;
IEC 61869-2:2012 is replaced by GB/T 20840.2-2014, which is modified in relation to the international standard;
IEC 61869-3:2011 is replaced by GB/T 20840.3-2013, which is modified in relation to the international standard;
——in order to adapt to the voltage conditions in China, in 5.3.601.2, the preferred a.c. voltage is changed from "100V~230V" to "110V, 220V";
——in order to adapt to national conditions of China, in Table 11 of 7.1.2, "gas dew point test" and "measurement of capacitance and dielectric dissipation factor" are adjusted from special tests to routine tests;
——in order to adapt to the climatic conditions in China, in 7.2.601.1, the ambient air temperature during the test is changed from "10℃~30℃" to "5℃~40℃";
——in order to adapt to national conditions of China, in Annex 6A, Figure 6A.2 is drawn according to "fr=50Hz, fs=4,000Hz" instead of "fr=60Hz, fs=4,800Hz".
The following editorial changes have been made in this part:
——IEC 60044-7:1999, IEC 60050-321:1986, IEC 60050-421:1990, IEC 61869 (all parts), IEC 61869-7 and IEEE C37.92-2005 in bibliography of IEC 61869-6:2016 are deleted.
This part was proposed by China Electrical Equipment Industrial Association.
This standard is under the jurisdiction of National Technical Committee on Instrument Transformers of Standardization Administration of China (SAC/TC 222).
Instrument transformers - Part 6: Additional general requirements for low-power instrument transformers
1 Scope
This part of GB/T 20840 covers additional general technical requirements for low-power instrument transformers (LPIT) used for a.c. applications having rated frequencies from 15Hz to 100Hz or used for d.c. applications. This product standard is based on GB/T 20840.1, in addition to the relevant product specific standard.
This part does not cover the specification for the digital output format of instrument transformers.
This part defines the errors in case of analogue or digital output. The other characteristics of the digital interface for instrument transformers are specified in GB/T 20840.9 as an application of the standards, which details layered substation communication architecture.
This part considers additional requirements concerning bandwidth. The accuracy requirements on harmonics and requirements for the anti-aliasing filter are given in Annex 6A.4.
The general block diagram of single-phase LPIT is given in Figure 601.
According to the technology, it is not absolutely necessary that all parts described in Figure 601 are included in the instrument transformer.
As an example, for low-power passive transformers (LPITs without active electronic components), the blocks are composed only with passive components and there is no power supply.
Figure 601 General block diagram of a single-phase LPIT
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
Clause 2 of GB/T 20840.1-2010 is applicable with the following additions:
GB/T 7826 Analysis techniques for system reliability - Procedure for failure mode and effects analysis (FMEA) (GB/T 7826-2012, IEC 60812:2006, IDT)
GB/T 17626.11 Electromagnetic compatibility - Testing and measurement techniques - Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity tests (GB/T 17626.11-2008, IEC 61000-4-11:2004, IDT)
GB/T 17626.29 Electromagnetic compatibility - Testing and measurement techniques - Voltage dips, short interruptions and voltage variations on d.c. input power port immunity tests (GB/T 17626.29-2006, IEC 61000-4-29:2000, IDT)
GB/T 20840.1-2010 Instrument transformers - Part 1: General requirements (IEC 61869-1:2007, MOD)
GB/T 20840.2-2014 Instrument transformers - Part 2: Additional requirements for current transformers (IEC 61869-2:2012, MOD)
GB/T 20840.3-2013 Instrument transformers - Part 3: Additional requirements for inductive voltage transformers (IEC 61869-3:2011, MOD)
IEC 60068-2-6:2007 Environmental testing - Part 2-6: Tests - Test Fc: Vibration (sinusoidal)
IEC 60255-27:2013 Measuring relays and protection equipment - Part 27: Product safety requirements
IEC 60603-7-1:2011 Connectors for electronic equipment - Part 7-1: Detail specification for 8-way, shielded, free and fixed connectors
IEC 60794-2:2002 Optical fibre cables – Part 2: Indoor cables - Sectional specification
IEC 60794-3:2014 Optical fibre cables – Part 3: Outdoor cables - Sectional specification
IEC 61000-4-1:2006 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-1: Testing and measurement techniques - Overview of IEC 61000-4 series
IEC 61000-4-2:2008 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-2: Testing and measurement techniques - Electrostatic discharge immunity test
IEC 61000-4-3:2006+IEC 61000-4-3:2006/AMD1:2007+IEC 61000-4-3:2006/AMD2:2010 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-3: Testing and measurement techniques - Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test
IEC 61000-4-4:2012 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-4: Testing and measurement techniques - Electrical fast transient/burst immunity test
IEC 61000-4-5:2014 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test
IEC 61000-4-6:2013 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-6: Testing and measurement techniques - Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields
IEC 61000-4-7:2002+IEC 61000-4-7:2002/AMD1:2008 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-7: Testing and measurement techniques - General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto
IEC 61000-4-8:2009 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-8: Testing and measurement techniques - Power frequency magnetic field immunity test
IEC 61000-4-9:1993+IEC 61000-4-9:1993/AMD1:2000 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-9: Testing and measurement techniques - Section 9: Pulse magnetic field immunity test
IEC 61000-4-10:1993+IEC 61000-4-10:1993/AMD1:2000 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-10: Testing and measurement techniques - Section 10: Damped oscillatory magnetic field immunity test. Basic EMC Publication
IEC 61000-4-13:2002+IEC 61000-4-13:2002/AMD1:2009 Electromagnetic compatibility (EMC) - Testing and measurement techniques - Harmonics and interharmonics including mains signaling at a.c. power port, low frequency immunity test
IEC 61000-4-16:1998+IEC 61000-4-16:1998/AMD1:2001+IEC 61000-4-16:1998/AMD2:2009 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-16: Testing and measurement techniques - Test for immunity to conducted, common mode disturbances in the frequency range 0 Hz to 150 kHz
IEC 61000-4-18:2006+IEC 61000-4-18:2006/AMD1:2010 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-18: Testing and measurement techniques - Damped oscillatory wave immunity test
IEC 61025:2006 Fault tree analysis (FTA)
IEC 61076-2-101:2012 Connectors for electronic equipment - Product requirements - Part 2-101: Circular connectors - Detail specification for M12 connectors with screw-locking
IEC 61850-2:2003 Communication networks and systems in substations - Part 2: Glossary
IEC 61850-7-4:2010 Communication networks and systems for power utility automation - Part 7-4: Basic communication structure - Compatible logical node classes and data object classes
IEC/TR 61869-103:2012 Instrument Transformers - The use of instrument transformers for power quality measurement
IEC 62271-100:2008 High-voltage switchgear and controlgear - Part 100: Alternating current circuit-breakers
ISO/IEC/IEEE 21451-4:2010 Information technology - Smart transducer interface for sensors and actuators - Part 4: Mixed-mode communication protocols and Transducer Electronic Data Sheet (TEDS) formats
CISPR 11:2015 Industrial, scientific and medical equipment - Radio-frequency disturbance characteristics - Limits and methods of measurement
EN 50160:2010 Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 20840.1 and the following apply.
3.1 General definitions
3.1.601
low-power instrument transformer
LPIT
arrangement, consisting of one or more current or voltage transformer(s) which may be connected to transmitting systems and secondary converters, all intended to transmit a low power analogue or digital output signal to measuring instruments, meters and protective or control devices or similar apparatus
Example: An arrangement consisting of three current sensors, three voltage sensors connected to one merging unit delivering one digital output is considered an LPIT.
Note 1: LPITs are commonly called non-conventional instrument transformers (NCIT).
Note 2: The output power produced by these devices is typically lower than or equal to 1VA.
3.1.602
low-power current transformer
LPCT
low-power instrument transformer for current measurement
3.1.603
low-power voltage transformer
LPVT
low-power instrument transformer for voltage measurement
3.1.604
measuring LPIT
LPIT intended to transmit an output signal to measuring instruments and meters
3.1.605
protective LPIT
LPIT intended to transmit an output signal to protective and control devices
3.1.606
multipurpose LPIT
LPIT intended for both measurement and protection applications
3.1.607
electronic LPIT
LPIT that includes active components
3.1.608
passive LPIT
LPIT that includes only passive components
3.1.609
input signal
signal corresponding to the current or to the voltage applied between the primary terminals of the LPIT
3.1.610
primary sensor
electrical, optical or other device intended to provide information about the input signal in order to transmit it to the secondary converter, either directly or by means of a primary converter
3.1.611
primary converter
electrical, optical or other device that converts the signal coming from one or more primary sensors into a signal suitable for the transmitting system
3.1.612
primary power supply
auxiliary power supply to the primary converter and/or primary sensor
Note: May be combined with secondary power supply (see 3.1.620).
3.1.613
transmitting system
short- or long-distance coupling arrangement between primary and secondary parts intended to transmit the signal
Note: Depending on the technology used, the transmitting system may also be used for power transmission.
3.1.614
secondary converter
arrangement that converts the signal transmitted through the transmitting system into a signal proportional to the input signal, to supply measuring instruments, meters and protective or control devices
Note: For analogue output, the secondary converter directly supplies measuring instruments, meters and protective or control devices. For digital output, the secondary converter is connected to a merging unit before supplying the secondary equipment.
3.1.615
logical device merging unit
logical device (in the meaning of IEC 61850-7-4:2010) to do the time-coherent combination of logical nodes current transformer (TCTR) and/or logical nodes voltage transformer (TVTR) for building a standard digital output
3.1.616
merging unit, MU
physical device (IED according to IEC 61850-2:2003) in which a logical device merging unit is implemented
Note 1: The merging unit may be part of one of the instrument transformers in the field or may be a separate unit, for example, in the control room.
Note 2: The inputs of the merging unit may be proprietary or standardized.
3.1.617
stand-alone merging unit, SAMU
merging unit with standardized inputs (analogue or digital)
Example 1: SAMU may be used with instrument transformers for retrofit purposes.
Example 2: Digital input of the stand-alone merging unit may be specified according to former GB/T 20840.8-2007 digital output or according to GB/T 20840.9. This possibility ensures the compatibility between GB/T 20840.8-2007 and the new GB/T 20840 series.
3.1.618
merging unit clock input
electrical or optical input of the merging unit that may be used to synchronize several merging units if required
3.1.619
merging unit power supply
auxiliary power supply of the merging unit
Note: A merging unit power supply may be combined with the secondary power supply (see 3.1.620).
3.1.620
secondary power supply
auxiliary power supply of the secondary converter
Note: A secondary power supply may be combined with primary power supply (see 3.1.612) or a power supply of other instrument transformers.
Foreword i
1 Scope
2 Normative references
3 Terms and definitions
4 Normal and special service conditions
5 Ratings
6 Design and construction
7 Tests
601 Information to be given with enquiries, tenders and orders
Annex 6A (Normative) LPIT frequency response and accuracy requirements for harmonics
Annex 6B (Informative) Transient performances of low-power voltage transformers
Annex 6C (Informative) Transient performances of low-power current transformers
Annex 6D (Informative) Test circuits
Annex 6E (Informative) Graph explaining the accuracy requirements for multi-purpose low-power current transformer
Bibliography
互感器 第6部分:低功率互感器
的补充通用技术要求
1 范围
GB/T 20840的本部分规定了额定频率为15 Hz~100 Hz的交流用途或直流用途的低功率互感器(LPIT)的补充通用技术要求。本产品标准以GB/T 20840.1为基础,对相关的专项标准的条款进行了增补。
本部分不包括互感器数字量输出格式的技术规范。
本部分限定了模拟量或数字量输出的误差。互感器数字接口的其他特性见GB/T 20840.9,并应用了变电站分层通讯结构的系列标准。
本部分考虑了涉及带宽的补充要求。谐波准确度要求和抗混叠滤波器要求列于附录6A.4中。
单相LPIT的通用框图见图601。
依据采用的技术,并非图601列出的所有部件皆为互感器必不可缺的。
例如,对于无源低功率互感器(不包含有源电子器件的LPIT),各框块仅由无源元件构成且无电源。
输入信号
一次传感器
一次转换器
传输系统
二次转换器
输出信号
一次电源
二次电源
图601 单相LPIT的通用框图
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 20840.1—2010的第2章与下列增补的内容均适用:
GB/T 7826 系统可靠性分析技术 失效模式和影响分析(FMEA)程序(GB/T 7826—2012,IEC 60812:2006,IDT)
GB/T 17626.11 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验(GB/T 17626.11—2008,IEC 61000-4-11:2004,IDT)
GB/T 17626.29 电磁兼容 试验和测量技术 直流电源输入端口电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验(GB/T 17626.29—2006,IEC 61000-4-29:2000,IDT)
GB/T 20840.1—2010 互感器 第1部分:通用技术要求(IEC 61869-1:2007,MOD)
GB/T 20840.2—2014 互感器 第2部分:电流互感器的补充技术要求(IEC 61869-2:2012,MOD)
GB/T 20840.3—2013 互感器 第3部分:电磁式电压互感器的补充技术要求(IEC 61869-3:2011,MOD)
IEC 60068-2-6:2007 电工电子产品环境试验 第2-6部分:试验方法试验Fc:振动(正弦)[Environmental testing—Part2-6:Tests—Test Fc:Vibration (sinusoidal)]
IEC 60255-27:2013 量度继电器和保护装置 第27部分:产品安全要求(Measuring relays and protection equipment—Part27:Product safety requirements)
IEC 60603-7-1:2011 电子设备连接器 第7-1部分:8路、屏蔽、自由式及固定式连接器的详细规范(Connectors for electronic equipment—Part7-1:Detail specification for 8-way,shielded,free and fixed connectors)
IEC 60794-2:2002 光缆 第2部分:户内光缆 分规范 (Optical fibre cables—Part2:Indoor cables—Sectional specification)
IEC 60794-3:2014 光缆 第3部分:户外光缆 分规范 (Optical fibre cables—Part3:Outdoor cables—Sectional specification)
IEC 61000-4-1:2006 电磁兼容(EMC) 第4-1部分:试验和测量技术 抗扰度试验总论[Electromagnetic compatibility (EMC)—Part4-1:Testing and measurement techniques—Overview of IEC 61000-4 series]
IEC 61000-4-2:2008 电磁兼容(EMC) 第4-2部分:试验和测量技术 静电放电抗扰度试验[Electromagnetic compatibility(EMC)—Part4-2:Testing and measurement techniques—Electrostatic discharge immunity test]
IEC 61000-4-3:2006+IEC 61000-4-3:2006/AMD1:2007+IEC 61000-4-3:2006/AMD2:2010 电磁兼容(EMC) 第4-3部分:试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验[Electromagnetic compatibility(EMC)—Part4-3:Testing and measurement techniques—Radiated,radio-frequency,electromagnetic field immunity test]
IEC 61000-4-4:2012 电磁兼容(EMC) 第4-4部分:试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验[Electromagnetic compatibility (EMC)—Part4-4:Testing and measurement techniques—Electrical fast transient/burst immunity test]
IEC 61000-4-5:2014 电磁兼容(EMC) 第4-5部分:试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验[Electromagnetic compatibility (EMC)—Part4-5:Testing and measurement techniques—Surge immunity test]
IEC 61000-4-6:2013 电磁兼容(EMC) 第4-6部分:试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度[Electromagnetic compatibility (EMC)—Part4-6:Testing and measurement techniques—Immunity to conducted disturbances,induced by radio-frequency fields]
IEC 61000-4-7:2002+IEC 61000-4-7:2002/AMD1:2008 电磁兼容(EMC) 第4-7部分:试验和测量技术 供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则[Electromagnetic compatibility (EMC)—Part4-7:Testing and measurement techniques—General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation,for power supply systems and equipment connected thereto]
IEC 61000-4-8:2009 电磁兼容(EMC) 第4-8部分:试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验[Electromagnetic compatibility (EMC)—Part4-8:Testing and measurement techniques—Power frequency magnetic field immunity test]
IEC 61000-4-9:1993+IEC 61000-4-9:1993/AMD1:2000 电磁兼容(EMC) 第4-9部分:试验和测量技术 冲击磁场抗扰度试验[Electromagnetic compatibility (EMC)—Part4-9:Testing and measurement techniques—Section9:Pulse magnetic field immunity test]
IEC 61000-4-10:1993+IEC 61000-4-10:1993/AMD1:2000 电磁兼容(EMC) 第4-10部分:试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验[Electromagnetic compatibility (EMC)—Part4-10:Testing and measurement techniques—Section10:Damped oscillatory magnetic field immunity test. Basic EMC Publication]
IEC 61000-4-13:2002+IEC 61000-4-13:2002/AMD1:2009 电磁兼容(EMC) 试验和测量技术 交流电源端口谐波、谐间波及电网信号的低频抗扰度试验[Electromagnetic compatibility (EMC)—Testing and measurement techniques—Harmonics and interharmonics including mains signaling at a.c.power port,low frequency immunity test]
IEC 61000-4-16:1998+IEC 61000-4-16:1998/AMD1:2001+IEC 61000-4-16:1998/AMD2:2009电磁兼容(EMC) 第4-16部分:试验和测量技术 0 Hz~150 kHz共模传导骚扰抗扰度试验[Electromagnetic compatibility (EMC)—Part4-16:Testing and measurement techniques—Test for immunity to conducted,common mode disturbances in the frequency range 0 Hz to 150 kHz]
IEC 61000-4-18:2006+IEC 61000-4-18:2006/AMD1:2010电磁兼容(EMC) 第4-18部分:试验和测量技术 阻尼波抗扰试验[Electromagnetic compatibility (EMC)—Part4-18:Testing and measurement techniques—Damped oscillatory wave immunity test]
IEC 61025:2006 故障树分析(FTA)[Fault tree analysis (FTA)]
IEC 61076-2-101:2012 电子设备连接器产品要求 第2-101部分:圆形连接器 带有螺纹锁紧的M12连接器详细规范(Connectors for electronic equipment—Product requirements—Part2-101:Circular connectors—Detail specification for M12 connectors with screw-locking)
IEC 61850-2:2003 配电站通讯网络及系统 第2部分:术语表(Communication networks and systems in substations—Part2:Glossary)
IEC 61850-7-4:2010 电力自动化的通讯网络及系统 第7-4部分:基本通讯结构 兼容逻辑节点分类和数据对象分类(Communication networks and systems for power utility automation—Part7-4:Basic communication structure—Compatible logical node classes and data object classes)
IEC/TR 61869-103:2012 电力质量测量用互感器的使用(Instrument Transformers—The use of instrument transformers for power quality measurement)
IEC 62271-100:2008 高压交流开关设备和控制设备 第100部分:交流断路器(High-voltage switchgear and controlgear—Part100:Alternating current circuit-breakers)
ISO/IEC/IEEE 21451-4:2010 信息技术传感器和执行器的智能转换器接口 第4部分:混合模式通讯协议及转换器电子数据表(TEDS)格式[Information technology—Smart transducer interface for sensors and actuators—Part4:Mixed-mode communication protocols and Transducer Electronic Data Sheet (TEDS)formats]
CISPR 11:2015 工业、科学和医疗(ISM)射频设备-骚扰特性 限值和测量方法[Industrial,scientific and medical equipment—Radio-frequency disturbance characteristics—Limits and methods of measurement]
EN 50160:2010公共配电系统供电电压特性(Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems)
3 术语和定义
GB/T 20840.1界定的以及下列增补的术语和定义适用于本文件。
3.1 通用定义
3.1.601
低功率互感器 low power instrument transformer
LPIT
由一个或多个可以连接传输系统和二次转换器的电流或电压传感器构成的装置,目的是传输低功率模拟量或数字量信号供给测量仪器、仪表和保护或控制装置或者类似电器。
示例:由3个电流传感器、3个电压传感器连接到一个合并单元输出一路数字信号的装置就是一种LPIT。
注1:LPIT通常被称为非传统互感器(NCIT);
注2:此类装置的输出功率典型值为不大于1 VA。
3.1.602
低功率电流互感器 low-power current transformer
LPCT
用作电流测量的低功率互感器。
3.1.603
低功率电压互感器 low-power voltage transformer
LPVT
用作电压测量的低功率互感器。
3.1.604
测量用低功率互感器 measuring LPIT
向测量装置及仪表传送输出信号的低功率互感器。
3.1.605
保护用低功率互感器 protective LPIT
向保护和控制装置传送输出信号的低功率互感器。
3.1.606
多用途低功率互感器 multipurpose LPIT
同时满足测量及保护应用的低功率互感器。
3.1.607
电子式低功率互感器 electronic LPIT
包含有源器件的低功率互感器。
3.1.608
无源低功率互感器 passive LPIT
仅包含无源器件的低功率互感器。
3.1.609
输入信号 input signal
对应于低功率互感器一次端子上电流或电压的信号。
3.1.610
一次传感器 primary sensor
电学的、光学的或其他的装置,旨在直接或通过一次转换器将输入信号的信息传送给二次转换器。
3.1.611
一次转换器 primary converter
电的、光学的或其他的装置,转换来自一个或多个一次传感器的信号成为传输系统适用的信号。
3.1.612
一次电源 primary power supply
一次转换器和/或一次传感器的辅助电源。
注:可以与二次电源合并(见3.1.620)。
3.1.613
传输系统 transmitting system
一次部件和二次部件之间传输信号的短距离或长距离耦合装置。
注:依据所采用的技术,传输系统也可用以传送功率。
3.1.614
二次转换器 secondary converter
转换传输系统传送的信号成为与输入信号成正比的信号,供给测量仪器、仪表、以及保护或控制装置。
注:对模拟量输出,二次转换器直接供给测量仪器、仪表和保护或控制装置。对数字量输出,二次转换器通过合并单元供给二次设备。
3.1.615
逻辑设备合并单元 logical device merging unit
逻辑设备(IEC61850-7-4:2010意义上),进行电流互感器(TCTR)和/或电压互感器(TVTR)逻辑节点的时间相干组合,以建立标准的数字量输出。
3.1.616
合并单元 MU merging unit
物理设备(依据IEC 61850-2:2003定义的智能电子设备IED),在其中实现逻辑设备合并单元。
注1:合并单元可以是现场互感器的一个组成部分,也可能是分离的单元,例如安装在控制室内。
注2:合并单元的输入可以是特定的或者标准化的。
3.1.617
独立合并单元 SAMU stand-alone merging unit
标准化输入(模拟量或数字量)的合并单元。
示例1:独立合并单元可用于互感器现场改造升级。
示例2:独立合并单元的数字量输入可以按照先前GB/T 20840.8—2007数字量输出或按照GB/T 20840.9进行规定。这保证了GB/T 20840.8—2007与新GB/T 20840系列标准之间的兼容。
3.1.618
合并单元时钟输入 merging unit clock input
如果需要,可用于对多个合并单元进行同步的电或者光的输入。
3.1.619
合并单元电源 merging unit power supply
合并单元的辅助电源。
注:合并单元电源可以与二次电源合并(见3.1.620)。
3.1.620
二次电源 secondary power supply
二次转换器的辅助电源。
注:二次电源可以与一次电源(见3.1.612)或其他互感器的电源合并。
3.1.621
输出信号 output signal
二次端的模拟量或数字量信号。
注1:在电稳态下,输出信号按下列公式定义:
a) 对模拟量输出:
式中:
Ys——当Ysdc+ys res(t)=0时,二次转换器输出的方均根值;
f——基波频率;
φs——二次相位;
Ysdc——二次直流信号;
ys res(t)——二次剩余信号,包括谐波和次谐波分量;
t——时间瞬时值。
f、Ys、φs在稳态下保持恒定。
b) 对数字量输出:
式中:
ys——合并单元输出的数字数,代表一次信号的实际瞬时值;
Ys——当Ysdc+ys res(n)=0时,该合并单元输出的方均根值;
f——基波频率;
φs——二次相位;
Ysdc——二次直流输出;
ys res(n)———二次剩余输出,包括谐波、次谐波和谐间波分量;
n——数据样本计数;
tn——一次信号(电流或电压)第n个数据集采样完毕的有效时刻。
f、Ys、φs在稳态下保持恒定。
注2:LPIT能指示例如电压偏移、延迟时间等特定特性。因此,需要用GB/T 20840.1—2010、GB/T 20840.2—2014、GB/T 20840.3—2013和GB/T 20840.5—2013中所没有的上述公式来准确表述对LPIT的要求。为了与GB/T 20840.2—2014、GB/T 20840.3—2013和GB/T 20840.5—2013相兼容,误差定义也作了改进。
3.1.622
稳态输入信号 input signal in steady state condition
稳态下一次端子上的电信号。
注:在稳态下,输入信号按以下的公式定义:
式中:
Xp——当xp res(t)=0时,一次输入的基波方均根值;
f——基波频率;
φp——一次相位;
xp res(t)——一次剩余输入,包括谐波、次谐波和谐间波分量及一次直流电流;
t——时间瞬时值。
f、Xp、φp在稳态下保持恒定。
3.1.623
额定二次输出信号 rated secondary output signal
Usr
Ysr
二次输出在额定频率fr分量下的方均根值,为LPIT的性能依据。
3.1.624
二次直流电压偏移 secondary direct voltage offset
Uscdo
低功率互感器在xp(t)=0时二次输出的直流电压分量。
3.1.625
连结点 connecting point
现场及试验安装时供电缆连接的结点。
注:连结点由制造方规定。
3.1.626
低压器件 low voltage components
与具有额定耐压水平的一次电路相隔离的所有电气器件。
注:低压器件的例子有二次转换器、合并单元和放置在地电位的一次转换器。
3.1.627
唤醒时间 wake-up time
有些LPIT是由线路电流提供电源。这种互感器电源的建立需要在一次电流接通后延迟一定时间,此延时称为“唤醒时间”。
注:在此延时期间,低功率互感器的输出为零。
3.1.628
唤醒电流 wake-up current
唤醒LPIT所需的最小一次电流值(见3.1.627)。
3.3 有关电流或电压额定值的定义
3.3.601
额定一次电流 rated primary current
Ipr
一次电流值,为LPCT的性能依据并出现在其标志中。
3.3.602
额定扩大一次电流 rated extended primary current
Iepr
保证准确度与额定一次电流下准确度相同的更大值一次电流,但不超过额定连续热电流Icth。
3.3.603
额定扩大一次电流系数 rated extended primary current factor
Kpcr
额定扩大一次电流与额定一次电流的比值。
3.3.604
额定准确限值一次电流 rated accuracy limit primary current
LPCT能满足复合误差要求的最大一次电流值。
3.3.605
额定短时热电流 rated short-time thermal current
Ith
LPCT能在规定短时间内承受无损伤的最大一次电流。
3.3.606
额定动稳定电流 rated dynamic current
Idyn
LPCT能承受其电磁力作用而无电气或机械损伤的一次电流峰值。
3.3.607
额定连续热电流 rated continuous thermal current
Icth
LPCT一次端子允许连续流过且温升不超过规定值的电流值,模拟量二次输出连接额定负荷。
3.3.608
额定一次短路电流 rated primary short-circuit current
Ipsc
暂态一次短路电流的交流分量方均根值,为LPCT准确度的性能依据。
注:Ith与热稳定限值相关,Ipsc与准确度限值相关,通常Ipsc小于Ith。
3.3.609
额定对称短路电流倍数 rated symmetrical short-circuit-current factor
Kssc
额定一次短路电流Ipsc与额定一次电流Ipr的比值。
Kssc=Ipsc/Ipr
3.3.610
指定的一次时间常数 specified primary time constant
Tp
一次短路电流衰减直流分量时间常数的指定值,为LPCT暂态性能依据。
注:如图602示例。
图602 一次时间常数Tp
3.3.611
故障重现时间 fault repetition time
tfr
在断路器自动重合闸的工作循环中,当故障未能成功切除时,其一次短路电流从切断到再次出现的时间间隔。
3.3.612
指定工作循环 specified duty cycle
3.3.612.1
C-O
工作循环,在其规定通电期间,一次短路电流假定为具有最不利的初始相角。
注:见图603。
单次通电:C-t′-O
说明:
t′——第一次故障时间;
t′al——第一次故障达到准确级限值的指定时间。
图603 工作循环(单次通电)
3.3.612.2
C-O-C-O
工作循环,在其每个规定通电期间,一次短路电流假定为具有最不利的初始相角。
注:见图604。
双次通电:C-t′-O-tfr-C-t″-O(两次通电时的磁通极性相同)
说明:
t′——第一次电流通过时间;
t″——第二次电流通过时间;
tfr——故障重现时间;
t′al——第一次故障达到准确级限值的指定时间;
t″al——第二次故障达到准确级限值的指定时间。
图604 工作循环(两次通电)
3.3.613
暂态一次电流 primary current in transient condition
ip(t)
电网出现暂态时低功率电流互感器的输入信号。
注:在暂态下,一次电流定义如下:
式中:
Ipsc——一次电流对称分量方均根值;
f——频率;
Tp——一次时间常数;
φp——一次相位;
ip res(t)——一次剩余电流,包括谐波和次谐波分量及一次直流电流;
t——时间瞬时值。
3.3.614
额定一次电压 rated primary voltage
Upr
一次电压值,为LPVT的性能依据并出现在其标志中。
3.3.615
低功率电压互感器的暂态响应 transient response of an LPVT
二次输出对一次电压暂态变化的响应(参见附录6B)。
注:例如,在短路时,或者有残留电荷时重合闸。
3.3.616
暂态电压 voltages in transient conditions
电网出现暂态时LPVT的输入信号和输出信号。
注1:在暂态下,一次和二次电压定义如下:
式中的Up是实际一次电压。
注2:暂态是由3.1.622所列一次输入公式的一个或多个参数突然变化引起的。
3.4 有关准确度的定义
3.4.3
比值差 ratio error
ε
GB/T 20840.1—2010的3.4.3与下列增补的内容均适用:
注601:模拟量输出和数字量输出的电流比值差(εi)或电压比值差(εu)按下列公式定义:
对模拟量输出,用百分数表示的比值差按下式:
式中:
kr——额定变比;
Xp——当xp res(t)=0时,实际输入信号的方均根值;
Ys———当Ysdc+ys res(t)=0时,输出信号的方均根值。
此定义仅涉及一次信号和二次信号两者在额定负荷及额定频率下的分量,未考虑直流分量。此定义与GB/T 20840.2、GB/T 20840.3和GB/T 20840.5相兼容。
对数字量输出,用百分数表示的比值差按下式:
式中:
kr——额定变比;
Xp———当xp res(t)=0时,实际一次信号的方均根值;
Ys——当Ysdc(n)+ys res(tn)=0时,数字量输出的方均根值。
此定义仅涉及一次信号和二次信号两者在额定负荷及额定频率下的分量,未考虑直流分量。此定义与GB/T 20840.2、GB/T 20840.3和GB/T 20840.5相兼容。
3.4.4
相位差 phase displacement
Δφ
GB/T 20840.1—2010的3.4.4与下列增补的内容均适用:
注601:对LPIT,相位差并不总是与相位误差一致,比如在一些情况下,相位差可能包括可变部分(误差)和不能被视为误差的固定部分(相位偏移和延迟时间)。
在GB/T 20840.2、GB/T 20840.3和GB/T 20840.5中涉及的传统互感器,被认为是特例,它的相位差与相位误差相等,因为它没有相位偏移和延迟时间。
注602:这一定义对模拟量输出是完全有效的。
对于数字量输出,数据帧中时标的存在允许对延迟时间进行补偿,因此它对相位差的影响可忽略。
3.4.6
负荷 burden
GB/T 20840.1—2010的3.4.6用下列内容替代:
二次模拟电路的阻抗由以欧姆和法拉为单位的电阻和电容的并联组合表示。
3.4.8
额定输出 rated output
Sr
不适用。
3.4.601
延迟时间 delay time
td
事件在一次端发生与在输出端出现之间的实际时间间隔。
注1:低功率互感器的延迟时间,可以是例如频带限制滤波器和数字处理引起的。
注2:对模拟量输出的互感器,延迟时间宜为固定的,任何偏离将会形成相位误差。
注3:对数字量输出的互感器,详见GB/T 20840.9。
3.4.602
额定延迟时间 rated delay time
tdr
模拟量输出的LPIT之延迟时间额定值。
3.4.603
相位偏移 phase offset
φo
LPIT的相位差,归因于所采用的技术,不受频率的影响。
注:例如罗哥夫斯基线圈这样的技术。
3.4.604
额定相位偏移 rated phase offset
φor
LPIT的相位偏移的额定值,归因于所采用的技术,不受频率的影响。
3.4.605
相位误差 phase error
φe
实际相位差和额定相位偏移与额定延时产生的相位移的和之间的偏差。
注601:相位误差通过如下公式计算:
φe=Δφ-(φor+φtdr)=φs-φp-(φor+φtdr)
φtdr=-2πftdr
式中:
φp——一次相位;
φs——二次相位。
3.4.606
准确限值系数 accuracy limit factor
Kalf
额定准确限值一次电流和额定一次电流的比值。
3.4.607
复合误差 composite error
εc
在稳态下,当一次电流和二次输出的正方向与端子标志的规定一致时,下列两者之差的方均根值:
a) 一次电流瞬时值;
b) 实际二次输出的瞬时值乘以额定变比。
注1:对模拟量输出,复合误差εc通常是按下式用一次电流方均根值的百分数表示的:
式中:
kr——额定变比;
Ip——一次电流方均根值;
ip——一次电流;
us——二次电压;
T——一个周波的时间;
t——时间瞬时值;
tdr——额定延迟时间。
对于独立罗哥夫斯基线圈,见IEC 61869-10。
注2:对数字量输出,复合误差εc通常按下式表示为一次电流方均根值的百分数:
式中:
kr——额定变比;
Ip——一次电流方均根值;
ip——一次电流;
is——二次数字量输出;
T——一个工频周波的时间;
n——样本计数器;
tn——一次电流的第n个数据集采样完毕的有效时刻;
Ts——一次电流两个样本之间的时间间隔。
3.4.608
LPIT的暂态响应 transient response of an LPIT
二次输出对一次信号的暂态变化的响应。
3.4.609
瞬时误差电流 instantaneous error current
iε(t)
iε(n)
二次输出的瞬时值乘以额定变比与一次电流瞬时值的差值。
注1:对模拟量输出,瞬时误差电流按下式定义:
iε(t)=kr·us(t)-ip(t-tdr)
对于独立罗哥夫斯基线圈,见IEC 61869-101)。
注2:对数字量输出,瞬时误差电流按下式定义:
iε(n)=kr·is(n)-ip(tn)
3.4.610
峰值瞬时误差 peak instantaneous error
在规定的工作循环中的瞬时误差电流峰值 ,表示为额定一次短路电流峰值的百分数。
注:峰值瞬时误差用下式表示:
3.4.611
暂态瞬时电压误差 instantaneous voltage error for transient conditions
εu(t)
εu(n)
二次输出的瞬时值乘以额定变比与一次电压瞬时值的差值,除以一次电压峰值,用百分数表示。
注1:对模拟量输出,瞬时电压误差用下式表示:
电压误差
式中的up(t)和us(t)是以限定的时间范围用3.3.616所列公式描述,Up为一次电压方均根值。
选定的时间起始点是3.1.622所述参数突然变化的瞬时。
注2:对数字量输出,瞬时电压误差用下式表示:
电压误差
式中的up(tn)和us(n)是以限定的时间范围用3.3.616所列公式描述,Up为一次电压方均根值。
选定的时间起始点是3.1.622所述参数突然变化的瞬时。
注3:有相位偏移的容性传感器在IEC 61869-112)中描述。
_____________________
1) 考虑中。
2) 考虑中。
3.5 有关其他额定值的定义
3.5.1
额定频率 Rated frequency
fr
GB/T 20840.1—2010的3.5.1用下列内容替代:
低功率互感器设计所规定的工作频率。
3.5.601
额定频率范围 rated frequency range
额定准确级适用的频率范围。
3.5.602
额定辅助电源电压 rated auxiliary power supply voltage
Uar
基于技术规范要求的辅助电源电压值。
3.5.603
额定电源电流 rated supply current
Iar
在额定条件下,需要辅助电源供给的电流值,包括如有要求时的MU所需电源在内。
3.5.604
最大电源电流 maximum supply current
Ia max
在最恶劣条件下,需要辅助电源供给的最大电流值,包括如有要求时的MU所需电源在内。
3.7 缩写的索引
GB/T 20840.1—2010的3.7用下列内容替代:
AIS 空气绝缘开关设备
C-O
C-O-C-O 额定工作循环
CT 电流互感器
CVT 电容式电压互感器
fr 额定频率
F 机械载荷
Frel 相对泄漏率
GIS 气体绝缘金属封闭开关设备
Ia max 最大电源电流
Iar 额定电源电流
Icth 额定连续热电流
Idyn 额定动稳定电流
Iepr 额定扩大一次电流
ip(t) 暂态一次电流
Ipr 额定一次电流
Ipsc 暂态特性的额定一次短路电流
Ith 额定短时热电流
iε(t)、iε(n) 瞬时误差电流
IT 互感器
K 实际变比
Kalf 准确限值系数
Kr 额定变比
KPcr 额定扩大一次电流系数
Kssc 暂态特性的额定对称短路电流倍数
LPCT 低功率电流互感器
LPIT 低功率互感器
LPVT 低功率电压互感器
MU 合并单元
Rbr 额定负荷
SAMU 独立合并单元
td 延迟时间
tdr 额定延迟时间
tfr 故障重复时间
Us ys 系统最高电压
Um 设备最高电压
Upr 额定一次电压
Usdc o 二次直流电压偏移
Uar 额定辅助电源电压
Tp 暂态特性的额定一次时间常数
VT (电磁式)电压互感器
Δφ 相位差
ε 比值差
εc 复合误差
最大峰值瞬时误差
εu(t)、εu(n) 暂态瞬时电压误差
φo 相位偏移
φor 额定相位偏移
φe 相位误差
4 正常和特殊使用条件
4.2 正常使用条件
4.2.3 振动或地颤
GB/T 20840.1—2010的4.2.3用下列内容替代:
开关操作或短路电动力可能产生振动。LPIT由于外部原因引起的振动(例如断路器开关操作等),应列入正常使用条件。LPIT在这种场合下能否正确运行,应进行试验验证。由地颤造成的振动按特殊使用条件考虑。
4.2.601 部分户外型LPIT
对于部分在户内、部分在户外的这类LPIT,制造方应指明设备哪部分是户内型的和设备哪部分是户外型的。
5 额定值
5.3 额定绝缘水平和电压
5.3.5 二次端绝缘要求
GB/T 20840.1—2010的5.3.5与下列增补的内容均适用:
二次端和低压器件的绝缘要求详见表601。
如果到二次设备的传输系统的总的电缆长度不超过10m,并且接地阻抗足够小,则可认为共模电压不超过安全值。在这种情况下,二次端子和低压器件的绝缘水平则可降低至满足IEC 60255-27:2013中表C3规定的要求。
绝缘等级应满足PEB(等电位连接保护)系统要求,即150V的工作电压。
如果到二次设备的传输系统的总的电缆长度超过10m,则GB/T 20840.1的要求是适用的。
表601 二次端和低压器件耐受能力
LPIT的传输系统 工频电压耐受能力 冲击电压耐受能力
电缆长度<10m 820V 1.5kV1.2/50μs
电缆长度≥10m 3kV 5kV1.2/50μs
光接插件 不适用 不适用
5.3.601 额定辅助电源电压(Uar)
5.3.601.1 一般要求
额定辅助电源电压是指装置运行时在其自身电源端口测得的电压,如果有必要,则包括制造方提供的或要求串联装入的辅助电阻或附件,但不包括连接电源的导体。
5.3.601.2 交流电压
交流电压的优先额定值如下所列:
110V、220V
5.3.601.3 直流电压
直流电压的优先额定值如下所列:
24V、48V、110V、220V
5.3.601.4 电源端子绝缘要求
电源端子绝缘应满足IEC 60255-27:2013中表C.7规定的要求。
5.4 额定频率
GB/T 20840.1—2010的5.4与下列增补的内容均适用:
对测量用准确级,额定频率范围为额定频率(fr)的99%~101%。
对保护用准确级,额定频率范围为额定频率(fr)的96%~102%。
如果有规定,额定频率范围之外的准确度参见附录6C的规定。
5.5 额定输出
5.5.601 额定负荷(Rbr)
额定负荷的标准值按照下表中电阻并联电容的形式给出:
电阻 电容
2 MΩ 50 pF
对用于与GB/T 20840.8—2007兼容的设备的情况,2 kΩ/5000pF和20 kΩ/500 pF也可接受。
总负荷阻抗范围对准确度的影响由准确级条款涵盖。
应当注意电气测量仪器或继电保护装置的并联电容。如果传输电缆不是传感器的组成件,则电缆的电容应作为负荷的一部分来考虑。典型的电缆电容值在15 pF/m到100 pF/m范围内。
5.5.602 额定延迟时间的标准值(tdr)
额定延迟时间的标准值为:
50μs、100μs、500μs
5.6 额定准确级
GB/T 20840.1—2010的5.6用下列内容代替:
见附录6A中的具体产品标准和谐波要求。
6 设计和结构
6.7 机械强度要求
GB/T 20840.1—2010的6.7与下列修改的内容均适用:
这些要求仅适用于Um≥72.5kV的独立式LPIT。
6.11 电磁兼容(EMC)
6.11.3 抗扰度要求
6.11.3.601 一般要求
表602列出了LPIT的型式试验项目清单,包括各个项目的试验水平和评价准则。
如果LPIT设计为不含有源电子器件,则根据定义它是无源LPIT,因此也不适用此条款中的试验。
注:对高精度无源LPIT的EMC抗扰度测试在考虑中,这类设备的性能可能受它们的屏蔽能力的影响。
表602 抗扰度要求和试验
试验 引用标准 试验水平 评价准则
谐波和谐间波试验a IEC 61000-4-13 2 A
电压慢变化试验a GB/T 17626.11 +10%~-20% A
电压慢变化试验b GB/T17626.29 +20%~-20% A
电压暂降和短时中断试验a GB/T 17626.11 30%暂降×0.1sc
中断×0.02sc A
电压暂降和短时中断试验b GB/T17626.29 50%暂降×0.1sc
中断×0.05sc A
浪涌抗扰度试验 IEC 61000-4-5 4 B
传导抗扰度试验(150kHz~80MHz) IEC 61000-4-6 3 A
传导抗扰度试验(0kHz~150kHz) IEC 61000-4-16 4 A
电快速瞬变脉冲群试验 IEC 61000-4-4 4 B
振荡波抗扰度试验 IEC 61000-4-18 3 B
静电放电试验 IEC 61000-4-2 3 B
工频磁场抗扰度试验 IEC 61000-4-8 5 A
脉冲磁场抗扰度试验 IEC 61000-4-9 5 B
阻尼振荡磁场抗扰度试验 IEC 61000-4-10 5 B
射频电磁场辐射抗扰度试验 IEC 61000-4-3 3 A
注1:A——满足准确度规范限值以内的正常性能(稳态下,在额定一次电流或额定一次电压及其较低值内)。
注2:B——允许与保护无关或自恢复的自诊断无关的测量性能暂时下降。不允许复位或重新启动。不允许输出过电压超过500V。对于保护用电子式互感器,不允许性能下降造成保护装置误动。
a 仅适用于带交流电源端口的LPIT。
b 仅适用于带直流电源端口的LPIT。
c 适合于普通保护装置的数值。
6.11.3.602 谐波和谐间波骚扰
目的是检验LPIT对其低压电源谐波和谐间波分量的抗扰度。此试验仅适用于采用交流电源的LPIT。
6.11.3.603 电压慢变化
目的是检验LPIT对其低压电源电压缓慢变化的抗扰度。此要求与交流电源或直流电源有关。
6.11.3.604 电压暂降和短时中断
目的是检验LPIT对其低压电源电压暂降和短时中断的抗扰度。此要求与交流电源或直流电源有关。
6.11.3.605 浪涌抗扰度
目的是检验LPIT对电网中操作和雷击(直接或间接)过电压引起单向性瞬变过程的抗扰度。此试验对高压和中压设备非常重要,因为它们遭受雷击的概率高。
6.11.3.606 传导抗扰度试验(150kHz~80MHz)
目的是检验LPIT对通过电源线、信号线和地线的感性或容性的耦合传输的传导干扰的抗扰度。
6.11.3.607 传导抗扰度试验(0kHz~150kHz)
目的是检验LPIT对通过电源线、信号线和地线的感性或容性的耦合传输的工频干扰的抗扰度。
6.11.3.608 电快速瞬变脉冲群
目的是检验LPIT对极快瞬变脉冲群的抗扰度,其起因是小感性负载的分合、继电器接触弹跳(传导干扰),或者高压开关操作——尤其是SF6或真空开关(发射干扰)。
6.11.3.609 振荡波抗扰度
目的是检验LPIT对高压和中压电站低压电路出现重复性阻尼振荡波的抗扰度,其起因是开关操作(露天电站的隔离开关,尤其是对高压母线的合分),或者是高压或中压电网发生故障。