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JJF 1067-2014工频电压比例标准装置校准规范-(高清原版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 0 6 72 0 1 4工频电压比例标准装置校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rA p p a r a t u so fV o l t a g eR a t i oS t a n d a r d sa tP o w e rF r e q u e n c y 2 0 1 4-0 4-2 1发布2 0 1 4-1 0-2 1实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局工频电压比例标准装置校准规范C a l i b r a t i o nS p
2、e c i f i c a t i o nf o rA p p a r a t u so fV o l t a g eR a t i oS t a n d a r d sa tP o w e rF r e q u e n cyJ J F1 0 6 72 0 1 4代替J J F1 0 6 72 0 0 0 归 口 单 位:全国电磁计量技术委员会高压计量分技术委员会 主要起草单位:国家高电压计量站青海省电力科学研究院新疆维吾尔自治区计量测试研究院河南省计量科学研究院 参加起草单位:国网天津市电力公司电力科学研究院 本规范委托全国电磁计量技术委员会高压计量分技术委员会负责解释J J F1 0 6
3、72 0 1 4市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:王 勤(国家高电压计量站)周 峰(国家高电压计量站)贾 枬(青海省电力科学研究院)宋 伟(新疆维吾尔自治区计量测试研究院)周秉时(河南省计量科学研究院)参加起草人:项 琼(国家高电压计量站)孙 哲(国网天津市电力公司电力科学研究院)J J F1 0 6 72 0 1 4市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 升降变差(1)4 概述(1)4.1 精密感应分压器(1)4.2 串联式精密电压互感器(2)4.3 互感器串联电压加法(3)4.4 参考电势法(4)5 计量特性(5)5.1
4、 基本误差(5)5.2 稳定性(6)5.3 屏蔽误差(6)5.4 绝缘强度(6)5.5 升降变差(6)6 校准条件(7)6.1 环境条件(7)6.2 测量标准及其他设备(7)7 校准项目和校准方法(7)7.1 校准项目(7)7.2 校准方法(8)8 校准结果表达(1 1)8.1 误差计算(1 1)8.2 误差修约(1 1)8.3 单盘感应分压器误差统计(1 1)8.4 多盘感应分压器误差统计(1 1)8.5 串联电压加法误差统计(1 2)9 校准证书(1 2)1 0 复校时间间隔(1 3)附录A 测量不确定度评定示例(1 4)附录B 校准原始记录及统计格式(1 5)附录C 校准证书内页格式(2
5、 0)附录D 校准证书校准结果页格式(2 1)J J F1 0 6 72 0 1 4市场监管总局市场监管总局引 言J J F1 0 7 1 国家计量校准规范编写规则、J J F1 0 0 1 通用计量术语与定义和J J F1 0 5 9.1 测量不确定度评定与表示共同构成支撑校准规范制修订工作的基础性系列规范。本规范与J J F1 0 6 72 0 0 0相比,除编辑性修改外,主要技术变化如下:改进了串联电压加法的溯源线路(见4.3);修改了工频电压比例标准装置中计量准确度根据主标准器的比例修正值准确度定义的要求及误差限值表(见5.1,表1);修改了工频电压比例标准装置中的标准器具需要耐受1.
6、5倍工频耐压而不损坏的要求(见5.4.1);修改了多盘感应分压器的误差表示方法,并取消了多盘感应分压器的半整体校准方法(见4.1和7.2.3.2)。J J F1 0 6 72 0 1 4市场监管总局市场监管总局工频电压比例标准装置校准规范1 范围本规范适用于以精密感应分压器及精密电压互感器为主标准器、以参考电势法和串联电压加法为溯源方法的工频电压比例标准装置的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J G3 1 42 0 1 0 测量用电压互感器G B/T1 6 9 2 7.1 高电压试验技术 第1部分:一般定义及试验要求凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于该规范;凡是不注日期的引用
7、文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语和计量单位以下术语和定义适用于本规范。3.1 升降变差 v a r i a t i o nb e t w e e nv o l t a g er i s ea n df a l l工频电压比例标准装置在电压上升与电压下降过程中,相同电压百分点误差测量结果之差。4 概述4.1 精密感应分压器精密感应分压器分为单盘感应分压器与多盘感应分压器两类。用作工频电压比例标准器的感应分压器通常采用自耦式双级结构,电气原理如图1和图2所示。为减小引线压降误差,激磁绕组W1与比例绕组W2应使用各自的连接导线与一次电压端子连接。作为工频电压比例标准器使用时
8、,感应分压器按电压比误差定义见式(1):=(U2-U1/Kn)/U2=U2/U2(1)式中:Kn 感应分压器的标称电压比,与感应分压器基本传递比率成倒数关系;U1 感应分压器输入电压,V;U2 感应分压器开路输出电压,V。注:如果在使用中需要将比例误差折算至输入侧,应在校准结果中作相应说明。1J J F1 0 6 72 0 1 4市场监管总局市场监管总局图1 单盘感应分压器结构原理图W1激磁绕组;W2比例绕组图2 多盘感应分压器结构原理图4.2 串联式精密电压互感器串联式精密电压互感器由两台变比一致的电压互感器串联组成且叠加放置,实现一次侧电压串联,上级电压互感器的二次侧通过一个高压隔离单元实
9、现与下级电压互感器二次电压的串联。图3中上级电压互感器T1的一次绕组与下级电压互感器T2的一次绕组串联,上级的二次绕组通过高压隔离单元与下级的二次绕组串联。2J J F1 0 6 72 0 1 4市场监管总局市场监管总局图3 串联电压互感器结构原理图AN串联式互感器的一次绕组;M一次绕组中心点;a n串联式互感器的二次绕组;T1上级电压互感器;T2下级电压互感器4.3 互感器串联电压加法互感器串联电压加法基于电压叠加原理,工作原理线路如图4所示。图中S S T V为串联式标准电压互感器,由T1、T2及高压隔离单元组成,Tx为待测标准电压互感器,其额定电压与S S TV相同,且S S T V、T
10、1、T2及Tx的标称电压比均为Kn。设T1与高压隔离单元级联后的误差为,T2和Tx的误差分别为、,且、均为各自一次输入电压的函数。图4 互感器串联电压加法原理线路U1 1上级电压互感器T1输入电压;U1 2下级电压互感器T2输入电压;U2串联式电压互感器S S T V输出电压;U3待测标准电压互感器Tx输出电压;U差压输入端口;Ur参考电压端口分别在以下三种输入状态下以S S T V为参考对Tx的误差进行测量:3J J F1 0 6 72 0 1 4市场监管总局市场监管总局a)U1 1=U,U1 2=0(T2输入端MN短接),测量误差记为1,根据电压互感器误差定义,U2=1+(U)U1 1/K
11、n,U3=1+(U)U1 1/Kn,可得式(2):1=U3-U2U3=1-1+(U)1+(U)(U)-(U)(2)b)U1 1=0,U1 2=U(T1输入端AM短接),测量误差记为2,同理可得式(3):2(U)-(U)(3)c)U1 1=U1 2=U,(T1、T2输入端串联),测量误差记为3,同理可得式(4):3(2U)-(U)/2-(U)/2(4)综合式(2)式(4)得式(5):(2U)-(U)=3-(1+2)/2(5)这样,通过互感器串联电压加法可以确定Tx在电压2U和U下的误差变化量,进而可以得到Tx的电压系数曲线。4.4 参考电势法参考电势法是一种普遍使用的工频电压加法,工作原理线路如
12、图5所示。设A-X间有N段电压串联,各段电压依次记为E1,E2,EN。以Es为参考电势,用补偿法依次测量Ei的相对误差,记为i,满足式(6):Ni=1(Ei-Es)=EsNi=1i(6)由Ni=1Ei=E,得式(7)和式(8):NEs=E-EsNi=1i(7)Ei=Es(1+i)(8)经过N次测量,可以确定Ei的误差,从而能计算出感应分压器第k个抽头的比例误差(k),见式(9):(k)=Nkki=1Ei-Ni=1EiNi=1Ei=1kki=1i-1NNi=1i(9)4J J F1 0 6 72 0 1 4市场监管总局市场监管总局图5 参考电势法原理线路E输入电压;Ei第i段电压;Ei第i段补偿
13、电压;Es参考电势5 计量特性5.1 基本误差工频电压比例标准装置计量准确度根据主标准器误差大小分为0.0 0 01,0.0 0 02,0.0 0 05,0.0 0 1,0.0 0 2,0.0 0 5,0.0 1,0.0 2,0.0 5九个级别,各个级别的最大允许误差见表1。工频电压比例标准器在额定频率、额定功率因数及二次负荷为额定二次负荷的2 5%1 0 0%之间的任一数值时,各准确度级别的误差一般不超过表1的限值。工频电压比例标准装置按工作电压范围设置多个主标准器时,准确度可以根据工作电压范围分段表示。工频电压比例标准装置中的电压互感器和感应分压器,其比例误差应符合式(1 0)的关系:|4
14、Up(1 0)式中:Up 标准器在置信概率为p时的扩展不确定度;工 频 电 压 比 例 标 准 装 置 的 比 例 误 差,比 值 差1 0-6或%,相 位 差r a d或()。表1 工频电压比例标准器的误差限值准确度级别比值误差相位误差倍率因数额定电压百分值2 05 08 01 0 01 2 0倍率因数额定电压百分值2 05 08 01 0 01 2 00.0 0 010.0 0 020.0 0 051 0-6111112222255555r a d1111122222555555J J F1 0 6 72 0 1 4市场监管总局市场监管总局表1(续)准确度级别比值误差相位误差倍率因数额定电
15、压百分值2 05 08 01 0 01 2 0倍率因数额定电压百分值2 05 08 01 0 01 2 00.0 0 10.0 0 20.0 0 51 0-62 01 51 01 01 04 03 02 02 02 01 0 07 55 05 05 0r a d2 01 51 01 01 04 03 02 02 02 01 0 07 55 05 05 00.0 10.0 20.0 5%0.0 2 0 0.0 1 5 0.0 1 0 0.0 1 0 0.0 1 00.0 4 0 0.0 3 0 0.0 2 0 0.0 2 0 0.0 2 00.1 0 0 0.0 7 5 0.0 5 0 0.0
16、5 0 0.0 5 0()0.6 0 0.4 5 0.3 0 0.3 0 0.3 01.20.90.60.60.64.03.02.02.02.0 注:额定二次负荷0.2VA时,下限负荷按0VA考核。5.2 稳定性工频电压比例标准装置中的电压互感器和感应分压器在校准间隔内的误差变化一般不大于其误差限值的1/3。5.3 屏蔽误差工频电压比例标准装置中带电位屏蔽的测量绕组,校准时屏蔽电位变化对测量绕组计量性能的影响一般不大于比例修正值允许误差的1/5。注:如果参考电势屏蔽达不到以上要求,但可以通过某种测量方法抵偿,也允许使用。5.4 绝缘强度5.4.1 工频耐压工频电压比例标准装置中的电压比例标准器
17、及辅助设备,能耐受1.31.5倍额定电压1m i n试验而不发生绝缘损坏或放电闪络。当恢复到正常工作电压范围时,误差无显著改变。5.4.2 绝缘电阻工频电压比例标准装置中,绝缘电阻满足以下要求:a)1k V及以下的标准器用5 0 0V兆欧表测量,一次绕组对二次绕组及接地端子之间的绝缘电阻不小于2 0M;b)1k V以上的电压互感器用2.5k V兆欧表测量,不接地互感器一次绕组对二次绕组及接地端子之间的绝缘电阻不小于1 0M/k V,且不小于4 0M;二次绕组对接地端子之间以及二次绕组之间的绝缘电阻不小于4 0M。5.5 升降变差工频电压比例标准装置的升降变差一般不大于其误差限值的1/5。注:以
18、上指标不是用于合格性判别,仅供参考。适用于1 0k V以上工频电压比例标准装置。适用于1 0k V及以下工频电压比例标准装置。6J J F1 0 6 72 0 1 4市场监管总局市场监管总局6 校准条件6.1 环境条件6.1.1 工频电压比例标准装置的环境条件应能满足以下要求:环境温度:1 03 5,相对湿度不大于8 0%。实验室应有专用的接地装置,接地电阻不大于2。因外界电磁场干扰引起的测量误差不大于被校设备误差限值的1/2 0。6.2 测量标准及其他设备6.2.1 电源及调压设备电源及其调压设备应具有足够的容量和调节细度,电源的频率为5 0H z 0.5H z(6 0H z 0.6H z)
19、,波形畸变系数不超过5%。提供中心电位的升压器,因中心电位不对称引入的测量误差不大于被校设备误差限值的1/5 0。注:当校准0.0 1级及以上电压互感器时,应注意电源的波形失真和供电电源的中性线对地电压对测量结果的影响;当发现测量示值不稳定或异常时,应考虑采用更高质量的电源。6.2.2 误差测量装置误差测量装置应符合J J G3 1 42 0 1 0中5.1.4的要求。6.2.3 监视用电压表校准时,监视电压互感器二次工作电压用的电压表准确度级别不低于1.5级,电压表在所有误差测量点的相对误差均不大于2 0%。在同一量程的所有示值范围内,电压表的内阻抗应保持不变。7 校准项目和校准方法7.1
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