張杰梁+王榕模+陳丹英

摘要：電壓互感器是電力系統(tǒng)中進(jìn)行電能計(jì)量和獲取繼電保護(hù)信息的重要設(shè)備。為確?，F(xiàn)場電壓互感器測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，文章在介紹JJF（閩）1069-2015《電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀校準(zhǔn)規(guī)范》制定背景、主要內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀的幾個(gè)重要計(jì)量特性進(jìn)行探討，便于儀器校準(zhǔn)人員正確理解和使用JJF（閩）1069-2015《電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀校準(zhǔn)規(guī)范》。

關(guān)鍵詞：電壓互感器；現(xiàn)場校驗(yàn)；校準(zhǔn)方法

0 引 言

JJF（閩）1069-2015《電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀校準(zhǔn)規(guī)范》是2013年福建省地方計(jì)量技術(shù)規(guī)范制修訂計(jì)劃項(xiàng)目，目的是通過試驗(yàn)研究和市場調(diào)研，制定我省《電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀校準(zhǔn)規(guī)范》，為我省電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀生產(chǎn)企業(yè)和電力部門相關(guān)儀器的校準(zhǔn)提供統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，從而達(dá)到量值準(zhǔn)確可靠的目的。福建省計(jì)量科學(xué)研究院、廈門紅相電力設(shè)備股份有限公司等單位受福建省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的委托承擔(dān)《電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀校準(zhǔn)規(guī)范》的制定任務(wù)。該規(guī)范已于2015年3月1日獲得批準(zhǔn)，并于2015年5月1日起開始實(shí)施。

電壓互感器是電力系統(tǒng)中進(jìn)行電能計(jì)量和獲取繼電保護(hù)信息的重要設(shè)備。為確保現(xiàn)場電壓互感器測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，應(yīng)依據(jù)定期對電力系統(tǒng)中的電壓互感器實(shí)施校準(zhǔn)。

JJF（閩）1069-2015的制定， 解決了電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀量值傳遞過程中缺少測量標(biāo)準(zhǔn)的問題， 完善了其量值傳遞體系。同時(shí)，由于規(guī)范中采用的是標(biāo)準(zhǔn)互感器法， 最大程度地保證了測量結(jié)果的可靠性， 因此該規(guī)范也可被視為電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀最有效的校準(zhǔn)方法， 廣泛應(yīng)用于電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀的量值傳遞。

1 規(guī)范制定背景

目前，國內(nèi)外最常見的電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀主要采用低壓法、負(fù)荷誤差曲線外推法等。這類電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀的推廣和應(yīng)用給電壓互感器的現(xiàn)場校準(zhǔn)帶來了可能，但由于目前國內(nèi)尚未制定相關(guān)儀器的校準(zhǔn)規(guī)范，各個(gè)企業(yè)只是依據(jù)各自的條件，對其進(jìn)行校準(zhǔn)，且校準(zhǔn)項(xiàng)目只停留在比值差和相位差上，而對電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀的重復(fù)性、負(fù)荷一致性等未校準(zhǔn)。并且在校準(zhǔn)方法上，也僅僅是采用間接比對法，這就大大影響了測量結(jié)果的可靠性。故有必要設(shè)計(jì)一套合理的校準(zhǔn)設(shè)備以及相應(yīng)的校準(zhǔn)方法對該類儀器的各種參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。本課題提出了一種校準(zhǔn)電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀的新方法，即采用標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器校準(zhǔn)校驗(yàn)儀的方法，起草了《電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀校準(zhǔn)規(guī)范》[1～3]。

2 內(nèi)容介紹

2.1、適用范圍

本規(guī)范適用于采用低壓法和負(fù)荷誤差曲線外推法的電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀（以下簡稱“校驗(yàn)儀”）的校準(zhǔn)，其它原理的校驗(yàn)儀可參照本規(guī)范進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.2、計(jì)量特性

2.2.1 基本誤差

環(huán)境溫度0℃～40℃，相對濕度不大于85%，環(huán)境電磁干擾和機(jī)械振動可忽略時(shí)，各準(zhǔn)確度等級校驗(yàn)儀的絕對誤差不得超過表1的限值。

表1 校驗(yàn)儀的誤差限值

2.2.2 變比測量誤差

變比測量誤差以相對誤差表示，變比測量的最大允許誤差應(yīng)不超過±0.5%。

2.2.3 測量重復(fù)性

校驗(yàn)儀的測量重復(fù)性用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差表征，由試驗(yàn)確定的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)超過允許誤差限的1/5。

2.2.4 負(fù)荷變化測量的一致性

校驗(yàn)儀的負(fù)荷變化測量的一致性應(yīng)不大于其準(zhǔn)確度等級對應(yīng)的誤差限值的要求。

2.2.5 電氣安全性能

2.5.5.1 絕緣電阻

在非工作狀態(tài)下，校驗(yàn)儀的電源端子對機(jī)殼的金屬部分在500V直流電壓下的絕緣電阻值應(yīng)不小于20 MΩ。

2.5.5.2 耐壓試驗(yàn)

校驗(yàn)儀的電源端子對機(jī)殼的金屬部分在交流電壓50 Hz、2.5 kV，保持1 min不應(yīng)出現(xiàn)擊穿或飛弧現(xiàn)象。

3 幾點(diǎn)探討

（1） 誤差公式

不管是低校高法校驗(yàn)儀還是負(fù)荷外推法校驗(yàn)儀，其原理都是對被檢電壓互感器施加低壓然后通過測差法與其內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器或感應(yīng)分壓器進(jìn)行比較而獲得比值差和相位差。當(dāng)采用0.05級電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀對0.2級電壓互感器進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，校驗(yàn)儀上顯示的數(shù)據(jù)為被測值與校驗(yàn)儀內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)值之差，這個(gè)差值即為測量結(jié)果；當(dāng)采用0.01級電壓互感器對0.05級電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)對校驗(yàn)儀上顯示的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行易號處理，即，，其中，為校驗(yàn)儀上顯示的比值差，為校驗(yàn)儀的比值差或最終的測量結(jié)果，為校驗(yàn)儀上顯示的相位差，為校驗(yàn)儀的相位差或最終的測量結(jié)果。

（2）負(fù)荷特性問題

現(xiàn)場使用的電流互感器，二次負(fù)荷動態(tài)范圍較大，從幾伏安到幾百伏安都有，所以在對電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)對下限負(fù)荷和額定負(fù)荷之間誤差數(shù)據(jù)的符合性進(jìn)行驗(yàn)證。另外，從電磁式電壓互感器的工作原理和設(shè)計(jì)原則來看，上限負(fù)荷與下限負(fù)荷的誤差變化應(yīng)1倍～1.5倍左右，且誤差曲線須滿足電流互感器特性要求。所以，在對電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，須對其負(fù)荷特性進(jìn)行驗(yàn)證。校驗(yàn)儀的負(fù)荷變化測量的一致性應(yīng)不大于其準(zhǔn)確度等級對應(yīng)的誤差限值的要求。

（3）重復(fù)性問題

為防止現(xiàn)場工頻電磁輻射和干擾，現(xiàn)場校驗(yàn)儀應(yīng)具備一定的抗干擾能力和良好的重復(fù)性。文獻(xiàn)[4]中將測量用互感器檢驗(yàn)裝置的重復(fù)性要求規(guī)定為：在20%～100%額定一次電壓時(shí)測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于1/10 裝置誤差限?？紤]到現(xiàn)場校驗(yàn)儀通常在現(xiàn)場使用，故不宜對現(xiàn)場校驗(yàn)儀的重復(fù)性提出過高要求。所以，在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對現(xiàn)場校驗(yàn)儀給出了1/5誤差限值的技術(shù)要求[4]。

（4）測量范圍問題

目前生產(chǎn)的電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀，普通采用低校高法，而鮮有采用負(fù)荷外推法，所以對現(xiàn)場校驗(yàn)儀電源容量的要求不高。故從理論上看，現(xiàn)場校驗(yàn)儀可以校準(zhǔn)一次電壓為110kV甚至更高電壓的電壓互感器。這時(shí)候，現(xiàn)場校驗(yàn)儀的測量范圍實(shí)際上不是“電壓范圍”（如（6～110）kV/100V），而是“誤差范圍”（如比值差：±（0.01～10）%，相位差：±（0.05～500'））。采用不同量限的標(biāo)準(zhǔn)器還是不同誤差量限的標(biāo)準(zhǔn)器（類似于BHE型互感器校驗(yàn)儀檢定裝置）來校準(zhǔn)現(xiàn)場校驗(yàn)儀，這還需要繼續(xù)探討。

4 結(jié)束語

電壓互感器是電力系統(tǒng)中進(jìn)行電能計(jì)量和獲取繼電保護(hù)信息的重要設(shè)備。為確?，F(xiàn)場

電壓互感器測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，文章在介紹JJF（閩）1069-2015《電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀校準(zhǔn)規(guī)范》制定背景、主要內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀的幾個(gè)重要計(jì)量特性進(jìn)行探討，便于儀器校準(zhǔn)人員正確理解和使用JJF（閩）1069-2015《電壓互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀校準(zhǔn)規(guī)范》。

參考文獻(xiàn)

[1] 王新民.澳大利亞紅相電力設(shè)備公司的互感器現(xiàn)場測試新技術(shù)[J].互感器通訊，1997.（1）：23-24.

[2] 劉星.590C互感器現(xiàn)場校驗(yàn)儀的校驗(yàn)方法[J].電測與儀表，1999，36（402）：25-27.

[3] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.電力互感器檢定規(guī)程：1021-2007[S]，北京：中國計(jì)量出版社，2007.

[4] 中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會.測量用互感器檢驗(yàn)裝置：DL/T 668-1999[S]，北京：中國電力出版社，1999.

作者簡介：張杰梁（1981-），男，碩士，工程師，國家一級注冊計(jì)量師，主要從事電磁計(jì)量測試技術(shù)的研究。endprint