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互感器计量校准

互感器计量校准是对电力系统中电压、电流互感器的变比、比差、角差等参数进行的量值溯源活动,通过与标准互感器比较,确保其准确传递电参量,保障电力测量、保护及计量的可靠性,是电力系统安全稳定运行的重要技术保障。

互感器计量校准目的

确保量值准确传递,通过将被校互感器与更高准确度的标准互感器比对,实现从国家基准到现场测量的量值溯源,保证电力系统中电流、电压测量量值统一。

保障电力设备安全运行,互感器误差过大会导致继电保护装置误动或拒动,校准可及时发现误差超标问题,避免因保护失效引发设备损坏或电网事故。

满足计量法规要求,依据《计量法》及相关规程,互感器作为强制检定计量器具,需定期校准以符合法定计量要求,确保贸易结算、电能计量数据准确。

支持电力系统经济运行,准确的互感器数据是电网负荷分析、线损计算的基础,校准可减少因计量误差导致的电费结算纠纷,提升电力资源配置效率。

验证设备性能稳定性,通过长期校准数据跟踪,分析互感器误差随运行时间、环境条件的变化趋势,为设备老化评估及更换周期制定提供依据。

互感器计量校准方法

标准互感器比较法,将标准互感器与被校互感器按额定变比串联(电流互感器)或并联(电压互感器),施加额定电参量,通过误差测量仪比较两者二次侧输出,计算比差和角差。

直接负载法,在被校互感器二次侧连接符合额定参数的负荷箱,模拟实际运行负荷,测量不同负荷点(如25%、50%、100%、120%额定负荷)下的误差,评估负荷变化对准确度的影响。

变比测量法,通过变比电桥或互感器校验仪,施加一次侧额定电流/电压,测量二次侧实际输出,验证变比是否与标称值一致,确保信号传递比例准确。

现场校验法,对运行中无法拆卸的互感器,使用便携式标准互感器和误差测量装置,在变电站现场进行校准,减少设备停运时间,满足电力系统连续运行需求。

互感器计量校准分类

按互感器类型分为电压互感器校准和电流互感器校准,电压互感器校准重点关注电压变比、比差、角差及绝缘性能,电流互感器校准侧重电流变比、误差特性及动热稳定性能。

按校准场景分为实验室校准和现场校准,实验室校准在恒温恒湿环境下进行,准确度更高,适用于新制造或检修后的互感器;现场校准在运行现场开展,需考虑电磁干扰、环境温度等因素。

按准确度等级分为高准确度校准和常规准确度校准,高准确度校准(如0.01级、0.02级)用于标准互感器或精密测量用互感器,常规准确度校准(如0.1级、0.2级)用于一般计量和保护用互感器。

按校准对象状态分为新投运前校准、运行中定期校准和检修后校准,新投运前校准验证产品是否符合出厂要求,运行中校准监测性能变化,检修后校准确认维修效果。

互感器计量校准技术

标准互感器选型技术,根据被校互感器的额定参数(变比、额定电压/电流)和准确度等级,选择准确度高于被校互感器至少两个等级的标准互感器,确保量值传递可靠性。

误差测量装置操作技术,使用专用互感器校验仪,通过调节一次侧电压/电流至额定值,稳定后读取二次侧比差(±0.01%)和角差(±0.1'),确保读数精确到仪器最小分度值。

负荷箱参数设置技术,根据被校互感器铭牌标注的额定负荷(如5VA、10VA、20VA)和功率因数(如0.8滞后),调节负荷箱电阻、电抗参数,模拟实际运行负荷状态。

接线方式优化技术,电流互感器采用串联接线(一次侧串联、二次侧与标准互感器及测量仪串联),电压互感器采用并联接线(一次侧并联、二次侧与标准互感器及测量仪并联),减少回路阻抗影响。

电磁干扰抑制技术,现场校准时采用屏蔽电缆、单点接地,远离高压设备和强电磁场源,必要时使用抗干扰误差测量仪,降低外界干扰对误差测量的影响。

温度补偿技术,在环境温度偏离20℃±5℃时,根据互感器温度特性曲线,对测量误差进行温度修正,确保不同温度下校准结果的一致性。

极性校验技术,使用极性测试仪,在互感器一次侧施加正向脉冲信号,检测二次侧输出信号极性,确保一次、二次绕组极性一致,避免因极性反接导致测量错误。

数据采集与处理技术,采用自动化数据采集系统记录不同负荷点、不同电参量下的误差数据,通过软件计算误差平均值、最大值及不确定度,生成校准数据报表。

绝缘电阻测试技术,使用2500V兆欧表测量互感器一次对二次及地、二次对地的绝缘电阻,确保绝缘电阻值符合规程要求(如≥1000MΩ),避免漏电影响测量准确性。

不确定度评定技术,分析标准互感器误差、测量仪分辨率、环境温度波动、负荷箱误差等因素对校准结果的影响,按GUM方法计算合成标准不确定度和扩展不确定度。

变比电桥操作技术,使用单臂或双臂变比电桥,调节桥臂电阻使电桥平衡,读取实际变比,与标称变比比较,计算变比误差(≤±0.1%),验证变比准确性。

互感器计量校准步骤

校准前准备,检查被校互感器铭牌参数(型号、变比、额定负荷、准确度等级),确认外观无损坏、接线端子完好;检查标准设备(标准互感器、校验仪、负荷箱)在有效期内,示值正常;记录环境条件(温度20℃±10℃,湿度≤85%)。

设备接线,按校准方法连接标准互感器、被校互感器、负荷箱及误差测量仪,电流互感器一次侧通过升流器施加电流,二次侧串联标准互感器和测量仪;电压互感器一次侧通过调压器施加电压,二次侧并联标准互感器和测量仪,确保接线牢固、极性正确。

施加电参量与误差测量,逐步调节调压器/升流器,使被校互感器一次侧电压/电流达到额定值的20%、50%、100%、120%(电流互感器)或20%、50%、100%、110%(电压互感器),每个点稳定30s后读取比差和角差,记录数据。

变比与极性校验,在额定电参量下,使用变比电桥测量实际变比,与标称变比比较;用极性测试仪检测一次、二次绕组极性,确认无反接,记录变比误差和极性结果。

数据处理与结果判定,计算各负荷点误差值,与互感器准确度等级允许误差范围(如0.2级电流互感器比差±0.2%、角差±10')比较,判断是否合格;若不合格,分析原因(如铁芯饱和、绕组匝间短路)并提出处理建议。

校准后整理,断开一次侧电源,拆除接线,恢复被校互感器原接线状态;清理现场,填写校准原始记录,出具校准证书,注明误差数据、不确定度及合格结论。

互感器计量校准所需设备

标准互感器,作为量值传递标准,准确度等级通常为被校互感器的1/3~1/10(如校准0.2级被校互感器需用0.05级或更高标准互感器),额定变比与被校互感器匹配,具备计量检定证书。

互感器校验仪,用于测量比差和角差的专用仪器,最小分度值≤0.001%(比差)、0.01'(角差),具备数据存储和打印功能,支持交流电压/电流信号输入,抗干扰能力强。

负荷箱,模拟互感器二次侧实际负荷的设备,可调节负荷值(5VA~100VA)和功率因数(0.8滞后、1.0等),精度等级≤±1%,满足不同型号互感器的负荷特性校准需求。

调压器/升流器,用于调节施加在被校互感器一次侧的电压或电流,调压器输出电压范围0~1.2倍额定电压,升流器输出电流范围0~1.5倍额定电流,波形畸变率≤1%。

绝缘电阻测试仪,输出电压2500V或5000V,测量范围0~10000MΩ,用于检测互感器一次对二次、二次对地的绝缘电阻,确保设备运行安全。

极性测试仪,采用直流法或交流法检测互感器极性,输出脉冲信号或连续信号,具备极性指示(正向/反向)和蜂鸣报警功能,操作简单,适用于现场快速校验。

温湿度计,测量范围温度0~50℃(精度±0.5℃)、湿度20%~90%RH(精度±3%RH),用于记录校准环境条件,为不确定度评定提供数据支持。

互感器计量校准参考标准

GB/T 1207-2006《电压互感器》,规定了电压互感器的技术要求、试验方法和误差限值,是电压互感器校准的基础标准。

GB/T 1208-2017《电流互感器》,明确了电流互感器的性能参数、误差特性及试验规范,指导电流互感器校准的技术指标设定。

JJG 314-2010《测量用电压互感器检定规程》,规定了测量用电压互感器的计量性能要求、校准项目及结果判定标准,是电压互感器法定校准的依据。

JJG 313-2010《测量用电流互感器检定规程》,规范了测量用电流互感器的校准方法、误差允许范围及周期要求,适用于实验室和现场校准。

DL/T 448-2016《电能计量装置技术管理规程》,对电力系统中互感器的配置、安装及校准周期提出要求,确保电能计量装置整体准确度。

IEC 61869-1:2018《Instrument transformers-Part 1: General requirements》,国际标准,规定了互感器的通用技术要求和试验方法,为校准提供国际一致性依据。

IEC 61869-2:2012《Instrument transformers-Part 2: Additional requirements for current transformers》,针对电流互感器的补充技术要求,包括误差测量方法和环境适应性。

JJF 1033-2016《计量标准考核规范》,指导标准互感器等计量标准的建立和考核,确保量值传递的合法性和准确性。

DL/T 546-2016《电力系统电压和无功补偿装置运行维护及检修规程》,涉及互感器运行中的维护和校准周期,强调定期校准对设备安全的重要性。

GB/T 20840.1-2010《互感器 第1部分:通用技术要求》,涵盖电压和电流互感器的通用技术参数、误差定义及试验条件,是校准工作的技术基础。

GB/T 20840.3-2010《互感器 第3部分:电磁式电流互感器的补充技术要求》,针对电磁式电流互感器的误差特性、暂态性能等校准项目的详细规定。

JJF 1587-2016《互感器校验仪校准规范》,确保互感器校验仪自身的准确度,为误差测量结果的可靠性提供保障。

互感器计量校准应用场景

变电站运行中互感器校准,对110kV及以上变电站的电压、电流互感器进行定期(通常1~2年)校准,确保继电保护、电能计量系统准确,保障电网稳定运行。

电力设备制造企业出厂校准,新生产的互感器在出厂前需进行逐台校准,验证是否符合设计准确度等级和技术要求,出具出厂检验报告,满足客户质量验收需求。

新能源电站互感器校准,光伏、风电等新能源电站的并网计量互感器,需通过校准确保发电量计量准确,避免因计量误差导致的电费结算纠纷,符合电网并网技术要求。

工业企业配电系统校准,钢铁、化工等大型工业企业的高压配电系统中,互感器用于内部电能计量和设备保护,校准可保障企业内部成本核算准确,防止因保护失效引发生产事故。

计量技术机构量值传递,省级、市级计量院(所)对下级实验室的标准互感器进行校准,实现互感器量值从国家基准到地方计量标准的逐级传递,确保区域内量值统一。

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