JJG(鄂) 29-2013 电子式电压互感器检定规程.pdf

鄂湖 北 省 地 方 计 量湖 北 省 地 方 计 量 检 定 规 程检 定 规 程 JJG（鄂）29 2013 电子式电压互感器 Electronic voltage transformer 20130311 发布 20130911 实施 湖北省质量技术监督局 发发 布布 电子式电压互感器检定规程 Verification Regulation for JJG（鄂）292013 Electronic voltage transformer 本规范经湖北省质量技术监督局于 2013 年 03 月 11 日批准，并自 2013年 09 月 11 日起施行。 归 口 单 位：国家高电压计量站 主要起草单位：国家高电压计量站 华中科技大学 参加起草单位：湖北省电力试验研究院 湖北省电力公司 武汉电力职业技术学院 本规程委托国家高电压计量站负责解释。 JJG（鄂） 292013 2 本规程主要起草人本规程主要起草人： 章述汉（国家高电压计量站） 李 前（国家高电压计量站） 肖 霞（华中科技大学） 参加起草人： 胡浩亮（国家高电压计量站） 陈 俊（湖北省电力试验研究院） 王铁阶（武汉电力职业技术学院） 朱 清（湖北省电力公司） JJG（鄂） 292013 I 目 录 引 言 .II 1 范围 .1 2 引用文件 .1 3 术语和定义.1 4 概述 .2 5 计量性能要求.3 5.1 准确度等级和基本误差限值.3 5.2 测量重复性.3 5.3 短时稳定性.3 5.4 周期稳定性.3 6 通用技术要求.3 6.1 铭牌和标志.3 6.2 绝缘 .4 6.3 报文完整性.4 6.4 守时误差.4 7 计量器具控制.4 7.1 检定条件.4 7.2 检定项目.5 7.3 检定方法.5 7.4 检定结果的处理.8 7.5 检定周期.8 附录 A 检定记录格式.9 附录 B 检定证书内页格式.12 附录 C 检定结果通知书内页格式.14 JJG（鄂） 292013 II 引 言 电子式电压互感器已经在国内大规模试点使用，但由于缺乏统一的检定标准，不能更好地适应电力发展的要求， 为使湖北省内电子式电压互感器检定工作有所遵循， 特编制本规程。 本规程参照采用了 GB/T 20840.7-2007电子式电压互感器计量性能的规定，并与已颁布的国家计量检定规程 JJG 314测量用电压互感器相协调。 本规程依据国家计量技术规范 JJF1002-2010国家计量检定规程编写规则 、JJF 10012011通用计量术语及定义 、JJF1059-1999测量不确定度评定与表示编写而成。 本规程为首次制定。 JJG（鄂） 292013 1 电子式电压互感器检定规程 1 范围 本规程适用于额定频率为50Hz(60Hz)的0.1级3级的测量用电子式电压互感器在实验室进行的首次检定、后续检定和使用中的检验。 2 引用文件 本规程引用下列文件： GB/T 20840.7-2007 互感器 第7部分：电子式电压互感器 GB/T 20840.8-2007 互感器 第8部分：电子式电流互感器 GB/T 16927.1 高电压试验技术 第一部分：一般试验要求 DL/T 860.91-2006 变电站通信网络和系统 第9-1部分：特定通信服务映射（SCSM）单向多路点对点串行通信链路上的采样值 DL/T860.92-2006 变电站通信网络和系统 第9-2部分：特定通信服务映射（SCSM）映射到ISO/IEC8802-3的采样值 凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规程。 3 术语和定义 GB/T 20840.7-2007、GB/T 20840.8-2007界定的及以下术语和定义适用于本规程。为了便于使用，以下重复列出了GB/T 20840.7-2007、GB/T 20840.8-2007中的某些术语和定义。 3.1 稳态下的电压 voltage in steady state condition 在稳态下，一次和二次电压分别用式（1）和式（2）规定： ()( )2 sin 2( )u tUf tUutj=p +pppp dcpres （1） ()( )2 sin 2( )u tUf tUutj=p +ssss dcsres （2） 式中： Up Up dc = 0 和up res(t) = 0 时的一次电压方均根值； Us Us dc = 0 和us res(t) = 0 时的二次电压方均根值； f 电网的基波频率； Up dc 一次直流电压； Us dc 二次直流电压； jp 一次相位移； js 二次相位移； up res(t) 一次剩余电压，包含谐波和分数谐波分量； us res(t) 二次剩余电压，包含谐波和分数谐波分量； t 时间瞬时值。 在稳态下，f，Up，Us，Up dc，Us dc，jp，js 皆为恒定值。 GB/T 20840.7-2007,定义2.1.19 3.2 稳态下的电压误差 voltage error for steady-state conditions JJG（鄂） 292013 2 ue 互感器测量电压时的误差，它因实际电压比不等于额定电压比而产生。电子式电压互感器比值误差按式(3)用百分数表示： ue100ppn-=UUUKS,% （3） 式中： Kn额定电压比； Up实际一次电压； Us测量条件下，施加Up时的实际二次电压 注：此定义仅涉及一次和二次电压的额定频率分量，未考虑直流电压分量。 GB/T 20840.7-2007,定义2.1.31 3.3 相位差 phase displacement j 对数字输出， 为一次端子某一电压的出现瞬时与所对应数字量数据集在合并单元输出的传输起始瞬时之时间差（用额定频率的角度单位表示）。 GB/T 20840.8-2007,定义3.1.26 3.4 额定延迟时间 rate delay time tdr 电子式电压互感器包含数字数据传输和处理所需要的时间。 GB/T 20840.7-2007,定义 3.1.34 3.5 额定相位偏移 rate phase offset jor 电子式电压互感器的额定相位移。 GB/T 20840.7-2007,定义2.1.33 3.6 相位误差 phase error je 相位误差， 等于相位差j减去由额定相位偏移和额定延迟时间构成的相位移， 如式 （4）和式（5）所示。相位误差是对额定频率而言。 je = j - (jor + jtdr) （4） jtdr = - 2p f tdr （5） 对于数字输出， 如果采用时钟脉冲同步， 相位误差是指时钟脉冲与数字量传输值对应的一次电压采样瞬时之时间差（用额定频率的角度单位表示）。 相位误差通常用分或厘弧表示。 相位误差的解释和说明图形，见 GB/T 20840.8-2007 附录 E。 GB/T 20840.8-2007,定义3.1.29 3.7 守时误差 Punctuality error 合并单元在接收到标准时钟源同步信号且正常工作后， 突然丢失或者撤销标准时钟源同步信号， 合并单元输出的秒脉冲或者采样同步脉冲信号与标准时钟源同步脉冲信号之间的时间差。 4 概述 电子式电压互感器是一种由连接到传输系统和二次转换器的一个或者多个电压传感器组成， 用于传输正比于被测量的量， 以供给测量仪器、 仪表、 继电保护或控制装置装置。JJG（鄂） 292013 3 在正常使用条件下， 其转换器的输出实质上正比于一次电压， 且相位差在联结方向正确时接近于已知相位角。 电子式电压互感器的二次输出与传统互感器的二次输出不同， 分为数字输出和模拟输出两种。 根据智能变电站实际使用情况， 两种输出形式的电子式电压互感器一般都需与合并单元配合使用， 其最终输出形式为数字输出。 故本规程的检定对象为电子式电压互感器的数字输出（数字输出是由对应合并单元上的光学或电气输出接口生成的）。 5 计量性能要求 5.1 准确度等级和基本误差限值 5.1.1 准确度等级 电子式电压互感器按准确度分为0.1级、0.2级、0.5级、1级、3级。 5.1.2 电子式电压互感器基本误差 在规定的正常工作环境下，电子式电压互感器在80120的额定电压及功率因素为0.8（滞后）的25%100%的额定负荷下，其额定频率下的电压误差和相位误差应不超过表1规定的限值，实际误差曲线应不超过表1所列误差限值所形成的折线范围 表1 电子式电压互感器的误差限值 准确度等级 在下列额定电压（）时 比值误差（） 在下列额定电压（）时 相位误差（） 0.1 0.2 0.5 1.0 3.0 0.1 0.2 0.5 1.0 3.0 5 10 20 40 无规定 5.2 测量重复性 n 次测量的算术平均值的实验标准偏差应不大于与其准确度等级对应的误差限值的1/10。n 次测量的算术平均值x的实验标准偏差为( )s x： 21()( )(1)niixxs xn n=-=-（n10） （6） 式中：ix第i次测量的测得值； n测量次数。 5.3 短时稳定性 在电子式电压互感器测量范围内任何点进行连续不间断测试，测试时间为10min，所得测试数据中最大值与最小值之差应不大于与其准确度等级对应误差限值的1/2。 注：如被检电子式电压互感器有预热要求时，应先预热后再按要求进行该项试验。 5.4 周期稳定性 电子式电压互感器在检定周期内的误差变化，不得大于其误差限值的2/3。 6 通用技术要求 6.1 铭牌和标志 JJG（鄂） 292013 4 电子式电压互感器铭牌标志应符合GB/T 20840.7-2007中第11章的规定。 6.2 绝缘水平 电子式电压互感器的绝缘水平应符合GB/T 20840.7-2007的相关规定。 6.3 报文完整性 电子式电压互感器数字量输出应符合相关协议格式的规定，具体可以参照GB/T 20840.8-2007、 DL/T860.91-2006和DL/T860.92-2006的相关要求。 数字量输出报文应无丢包、丢点、重复、错序现象。 6.4 守时误差 电子式电压互感器合并单元应该具有守时功能，在失去同步时钟信号10min以内的守时误差应小于4微秒。 7 计量器具控制 计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中的检验。 7.1 检定条件 7.1.1 环境条件 7.1.1.1 温、湿度 环境温度应在1035范围内，相对湿度不大于80%。 7.1.1.2 误差限值 存在于工作场所周围与检定工作无关的外界电磁场引起标准器的误差变化应不大于电子式电压互感器基本误差限值的1/20。 用于检定工作的调压器、 升流器等工作电磁场引起标准器的误差变化应不大于电子式电压互感器基本误差限值的1/20。 7.1.1.3 试验电源 电源频率为50Hz（60Hz），波形畸变系数不大于5%。由试验电源波动引起的测量误差变化应不大于电子式电压互感器基本误差限制的1/20（如无法确认，则应保证电源在30秒内的稳定度应优于被检电子式互感器准确度等级的1/10）。 7.1.2 标准器 整个电子式电压互感器误差校验系统的总不确定度应优于被检电子式互感器允许误差的1/3，其误差分配如表2所示。 表2电子式电压互感器误差校验系统误差构成 项目名称 影响量 辅助设备引起的干扰 1/20 被测互感器误差限值 外界电磁场干扰 1/20 被测互感器误差限值 试验电源波动引起的干扰 1/20 被测互感器误差限值 标准互感器 1/10 被测互感器误差限值 误差测量装置 1/4 被测互感器误差限值 7.1.2.1 标准电压互感器 在额定频率和被检电子式电压互感器被测量程范围内， 标准电压互感器应比被检电子式电压互感器高三个准确度级别。 当标准器不具备上述条件时， 可以选用比被检电子式电压互感器高两个的标准器作为标准， 但被检电子式电压互感器的误差应进行标准互感器的误差修正。标准互感器的升降变差应不大于标准器误差限值的1/5。 JJG（鄂） 292013 5 7.1.2.2 电子式互感器校验仪 电子式互感器校验装置具有数字输出校验功能， 由其所引起的测量误差应不大于被检电子式电压互感器误差限值的1/4电子式互感器校验仪的比值差和相位差示值分辨力应分别不低于0.001%和0.05。 电子式互感器校验仪完成单次测量的频率为 1Hz,即每秒钟完成一次误差测量，每次误差测量采样周波数不小于 4 个，其所采用的算法应按 GB20840.8-2007 中附录 E.6.3 的规定。 注：如果电子式互感器校验仪采用其他方法且能保证总不确定度满足本规程要求时，经上级部门批准后，可以使用。 7.1.3 标准时钟源 标准时钟源应能够提供多种同步方式，如秒脉冲、IRIG-B(DC)或IEC61588。其上升沿的时钟准确度应优于1微秒。 7.1.4 时间测量仪 时间测量仪测量带宽应不小于300MHz。 7.1.5 监测用电压表 监测电压用的电压表误差不大于1%。 7.2 检定项目 电子式电压互感器的检定项目应按表3中的规定进行。 表 3 检定项目 检定项目 首次检定 后续检定 使用中检定 外观检查 + + + 绝缘试验 + + - 极性检查 + - - 报文完整性测试 + - - 守时误差测试 + + + 基本误差测量 + + + 测量重复性试验 + + + 短时稳定性试验 + + + 周期稳定性试验 - + + 注：表中“+”表示必须检， “-”表示不检。 绝缘试验可以采用未超过有效期的交接试验或预防性试验报告的数据。 7.3 检定方法 7.3.1 外观检查 电子式电流互感器的外观检查应至少满足本规程6.1的要求。如有下列缺陷之一的，须需修复后方予检定： 没有铭牌或铭牌中缺少必要的标记； 接线端钮缺少、损坏或无标记； 多变比电压互感器在铭牌或面板上未标有不同电压比的接线方式； 电子式电压互感器光纤有破损。 严重影响检定工作进行的其他缺陷。 JJG（鄂） 292013 6 7.3.2 绝缘试验 参照GB/T 16927.1， 工频耐压试验使用频率为50Hz0.5Hz,失真度不大于5%的正弦电压，试验电压测量误差不大于3%。试验时从接近零的电压平稳上升，在规定耐压值停留1min，然后平稳下降到接近零电压，结果应满足本规程6.2的要求。试验时应无异音、异味，无击穿和表面放电现象，绝缘保持完好。 7.3.3 极性检查 使用电子式互感器校验仪进行极性检查。 根据互感器的接线标志， 当按规定的误差测量方法接线后， 升起电压至额定值的5%以下试测， 用校验仪的极性指示功能或误差测量功能确定互感器的极性。 7.3.4 电子式电压互感器数字输出报文完整性测试 使用电子式互感器校验仪进行报文完整性测试。 将合并单元数字输出连接到电子式互感器校验仪， 用校验仪的报文完整性测试功能检查电子式电压互感器数字输出， 结果应满足本规程6.3的要求。 7.3.5 守时误差测试 按照图1的方法进行测试。测试开始时，合并单元先接受标准时钟源的授时，待合并单元正常工作后，撤销标准时钟源的授时。从撤销授时的时刻开始，利用时间测试仪以每秒测量1次的频率测量合并单元和标准时钟源各自输出的秒脉冲信号有效沿之间的时间差的绝对值t2，连续测量10min，这段时间内测得的t的最大值即为最终测试结果，t2应小于等于4微秒。试验结果应满足本规程6.4的要求。 该项测试应在整个工作温度范围内进行多点测试， 并且取其中的最差结果作为该项测试的最后结果。测试温度点至少包含以下几个温度点：最高工作温度、常温、最低工作温度。 此项测试应在合并单元在某测试温度点达到热平衡后进行。 MU(待测)标准时钟源时间测量仪秒脉冲/采样同步脉冲秒脉冲授时在测试开始时断开 图 1 守时误差的测试 7.3.6 基本误差的测量 7.3.6.1 一般要求 根据被检互感器的准确度等级，按照本规程7.1.2的要求选用标准器并使用本规程推荐的试验线路进行测量误差。 测量时可以从最大的百分数开始， 也可以从最小的百分数开始。宜在至少一次全量程升降之后读取检定数据。试验结果应满足本规程5.1.2的要求。 在误差测试前，电子式互感器校验仪必须进行充分预热。 7.3.6.2 电子式电压互感器检定线路 电子式电压误差检定方法可以根据需要选择两种不同测试方法， 同步脉冲法和固定延时法，在条件允许的情况下，本规程推荐优先使用同步脉冲法。 JJG（鄂） 292013 7 1）电子式电压互感器检定线路（同步脉冲方法） 检定线路如图2所示。由调压器和升压器产生一次压，电子式电压互感器一次高压端子、 标准电压互感器一次高压端子与升压器高压端子对接； 电子式电压互感器一次低压端子、标准电压互感器一次低压端子与升压器低压端子对接，并接地。标准电压互感器输出信号连接到电子式互感器校验系统的标准转换器， 试品数字输出连接到电子式互感器校验系统的数字采集单元， 通过外部时钟源或者校验仪时钟实现合并单元与电子式互感器校验系统的同步采样。调节调压器，使测量覆盖标准要求的每个测量点，通过电子式互感器校验仪得出试品误差。 图 2 电子式电压互感器检定回路（同步脉冲法） 2）电子式电压互感器检定线路（固定延时法） 接线方式与同步脉冲方法类似，不需要同步时钟，如图3所示。 使用固定延时方法时， 通过校验仪测得实际延时， 然后减去电子式电压互感器的额定延时，其对应的相位即为试品的角差，计算方法如式（4）所示。 图 3 电子式电压互感器检定回路（固定延时） JJG（鄂） 292013 8 7.3.7 测量重复性试验 此项测试与基本误差测量同时进行，计算出n次测量算术平均值的实验标准偏差，结果应满足本规程5.2的要求。 7.3.8 短时稳定性试验 对被检电子式电压互感器施加额定电压（有预热要求的，应先预热），在同一测量点连续测试10min，得出被检电子式电压互感器误差的最大值和最小值，将最大值减去最小值，计算结果应满足本规程5.3的要求。 7.3.9 周期稳定性 将上一次检定的基本误差与本次检定的基本误差进行比较， 分别计算两次检定结果中比值差的差值和相位差的差值。结果应满足本规程5.4的要求。 7.4 检定结果的处理 7.4.1 按照本规程附录A的格式填写原始记录，检定数据应按被检电子式互感器允许误差的1/10进行修约。 7.4.2 经检定合格的电子式电压互感器，应按照本规程附录B的格式发给检定证书或标注检定合格标志。 7.4.3 只有对全部电压比均符合本规程技术条件要求的电子式电压互感器， 方可在检定证书封面上填写准于作某等级使用的结论； 对于只检定部分电压比及专用电压互感器的检定结果，应只在封面背面的结论及说明栏中具体注明检定情况和结论。 7.4.4 经检定不合格的电子式电压互感器，应按照本规程附录C的格式发给检定结果通知书并在通知书中说明不合格的项目并给出检定数据。 检定结果超差， 经用户要求并能降级使用的，可以按所能达到的等级发给检定证书。 7.4.5 电子式电压互感器检定后应加封印，合并单元更换后，应重新检定。 7.5 检定周期 电子式电压互感器检定周期为2年。 _ JJG（鄂） 292013 9 附录 A 检定记录格式 电子式电压互感器检定记录格式 送检单位 准确度级别 电子式互感器型号 合并单元型号 制造厂名 额定一次电流 A 数字输出协议 额定电压 kV 出厂编号 用 途 证书编号 额定频率 Hz 检定日期 年 月 日 有效期至 年 月 日 第 1 页 共 3 页 JJG（鄂） 292013 10 检定时使用的标准器检定时使用的标准器： 名 称 出厂编号 准确度级别 设备编号 检定时的环境条件检定时的环境条件 温度 相对湿度 % 检定结果检定结果： 外观检查 绝缘试验 极性检查 报文完整性测试 守时误差测试 测量重复性试验 短时稳定性试验 周期稳定性试验 结论及说明结论及说明： 核验 检定 第 2 页 共 3 页 JJG（鄂） 292013 11 误 差 数 据 记 录 表 Ip/In(%) 误差 1 5 20 100 120 f（） () f（） () 以下空白 第 3 页 共 3 页 JJG（鄂） 292013 12 附录 B 检定证书内页格式 电子式电压互感器检定证书内页格式 额定一次电流 A 数字输出协议 额定电压 kV 额定频率 Hz 检定时的环境条件检定时的环境条件 温度 相对湿度 % 检定结果检定结果： 外观检查 绝缘试验 极性检查 报文完整性测试 守时误差测试 测量重复性试验 短时稳定性试验 周期稳定性试验 结论及说明： 共 2 页 第 1 页 JJG（鄂） 292013 13 误 差 数 据 记 录 表 Ip/In(%) 误差 1 5 20 100 120 f（） () f（） () 以下空白 共 2 页 第 2 页 JJG（鄂） 292013 14 附录 C 检定结果通知书内页格式 电子式电压互感器检定结果通知书内页格式 额定一次电流 A 数字输出协议 额定电压 kV 额定频率 Hz 检定时的环境条件检定时的环境条件 温度 相对湿度 % 检定结果检定结果： 外观检查 绝缘试验 极性检查 报文完整性测试 守时误差测试 测量重复性试验 短时稳定性试验 周期稳定性试验 结论及说明结论及说明： （提出不合格项目） 共 2 页 第 1 页 JJG（鄂） 292013 15 误 差 数 据 记 录 表 Ip/In(%) 误差 1 5 20 100 120 f（） () f（） () 以下空白 共 2 页 第 2 页 JJG（鄂） 292013 16 湖北省地方计量技术规范 电子式电压互感器检定规程 JJJJG G（鄂鄂）29292012013 3 湖北省质量技术监督局颁布湖北省质量技术监督局颁布 * 版权专有版权专有 不得翻印不得翻印 * 2 013年3月 第1版 2 013年3月 第1次印刷 JJJJG G( (鄂鄂) ) 2929- -20132013