交流采样测量装置校验规范.doc

国家电网公司
交流采样测量装置校验规范

国家电网公司
2005年3月

前 言
为进一步规范国家电网公司交流采样测量装置的校验，现制订国家电网公司《交流采样测量装置校验规范》并予发布。本规范自发布之日起实施，执行中如发现问题请及时反馈至起草部门。

本规范由国家电网公司提出并归口。
本规范由国家电网公司负责起草。

本规范主要起草人：卢有龙 房亚忠 朱晓丽 鹿凯华 申莉
审 核：
批 准：

本规范由国家电网公司负责解释。

目 录

1 范围 4
2 引用标准 4
3 基本测量技术性能 4
3.1 基本误差 4
3.2 改变量 5
3.3 绝缘电阻 6
3.4 绝缘强度 6
4 校验条件 6
4.1 测定基本误差的条件 6
4.2 标准装置 8
5 校验项目 8
5.1 周期校验项目……………………………………………………………………………8
5.2 投运前校验的项目……………………………………………………………………..9
6 校验方法 9
6.1 外观检查 9
6.2 绝缘电阻测量 9
6.3 基本误差校验 9
6.3.1 试验点和标准值的确定 9
6.3.2 基准值的计算 10
6.3.3 基本误差的测定 10
6.4 工频输入量变化引起的改变量的试验 11
6.4.1 输入量频率变化引起的改变量试验 11
6.4.2 不平衡电流对三相有功和无功功率引起的改变量试验 12
7 现场校验 12
7.1 在线校验…………………………………………………………………………………………..12
7.2 离线校验…………………………………………………………………………………………..12
8 校验结果的处理和校验周期 13
8.1 校验结果的处理 13
8.2 校验周期 13
附录1 交流采样测量装置在线（实负荷）校验原始记录（供参考） 14
附录2 交流采样测量装置离线（虚负荷）校验原始记录（供参考） 15
交流采样测量装置校验规范
交流采样测量装置是将工频电量量值电流、电压、频率经数据采集、转换、计算的各电量量值（电流、电压、有功功率、无功功率、频率、相位角和功率因数等）转变为数字量传送至本地或远端的装置。
交流采样测量装置是厂站自动化系统中的测量部分，它代替了传统的电测量指示仪表和变送器，在电力系统中的应用越来越广泛。
为了保证交流采样测量装置量值采集的准确、可靠，特制定本规范。
1 范围
本规范适用于国家电网公司系统中交流采样测量装置的校验。
2 引用标准
GB/T 13729 - 2002 《远动终端设备》
GB/T 13850 - 1998 《交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器》
JJG（电力）01 - 1994 《电测量变送器检定规程》
DL/T 630 - 1997 《交流采样远动终端技术条件》
JJG 124 – 1993 《电压表、电流表、功率表及电阻表检定规程》
国家电网安监2005 83号 《国家电网公司电力安全工作规程》
在执行本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
3 基本测量技术性能
3.1 基本误差
交流采样测量装置在参比条件下工作时，其基本误差不应超过表1的规定, 基本误差计算公式如公式（1）。

表1 交流采样测量装置的基本误差限
等级指数
0.1
0.2
0.5
1.0
误差极限
±0.1%
±0.2%
±0.5%
±1.0%

基本误差公式：×100％ …………………………（1）
式中: Ax—交流采样测量装置测量值；Ai—标准值；AF—基准值
3.2 改变量
交流采样测量装置由影响量引起的以等级指数的百分数表示的改变量应不超过表2的规定。
表2 影响量的标称值使用范围和允许的改变量
影响量
标称值使用范围极限
允许改变量
(以等级指数百分数表示)
环境温度
室内①：-5℃，45℃
100%
被测量的不平衡度
断开一相电流
100%
被测量频率
45Hz，55Hz
100%
被测量的谐波含量
20%
200%
被测量的功率因数
L
0≤cosφ(sinφ) ＜0.5
100%
C
0≤cosφ(sinφ) ＜0.5
100%
被测量的输入电压
（电压、电流量除外）
0%、80%、120%
50%
被测量的输入电流
（只对功率因数、相角量试验）
0%、20%、120%
100%
被测线路间的相互作用
见 6.4.6
50%
自热
1min～3min和30min～35min
之间测量的两个误差的差值
100%
注：①其它使用环境的交流采样测量装置温度范围参见GB/T13729-2002的表1
3.3 绝缘电阻
交流采样测量装置正常试验大气条件下的绝缘电阻的应符合表3的要求。

表3 正常试验大气条件下绝缘电阻的要求
额定绝缘电压Ui
绝缘电阻要求
≤60 V
≥5 MΩ (用250V绝缘电阻表)
＞60 V
＞5 MΩ (用500V绝缘电阻表)

注：与二次设备及外部回路直接连接的接口回路绝缘电阻采用Ui 大于60V的要求。
3.4 绝缘强度
工频电量输入端子与金属外壳之间应满足施加50Hz，2kV电压，持续时间为1min的要求，无击穿与闪络现象。
4 校验条件
4.1 测定基本误差的条件
4.1.1 交流采样测量装置应具有用于现场校验的测量校验端口。
4.1.2 在表4规定条件下，交流采样测量装置在校验前通电预处理不少于30分钟。
表4 通电预处理
条 件
值
电压（包括辅助电源）
标称值
电流
标称值
频率
参比值

4.1.3 在测定基本误差时，参比条件见表5与表6

表5 影响量的参比条件和试验允许偏差
影响量
参比条件
试验允许偏差 (适用于单个参比值)
环境温度
15℃～30℃
——
相对湿度
≤80%
——
被测量频率
50Hz
（50±1）Hz
被测量波形
正弦
畸变因数乘100 应不超过等级指数
交流采样测量装置
电源
额定值
额定值的±20%
外部磁场
无
≤0.025mT
电流不平衡度
平衡
——

表6 与被测量的参比条件
被测量
参比条件
电压
电流
功率因数
有功功率
标称电压±2%
从零到标称值内的任一电流
cosφ=0.5(L)～1～0.5(C)
无功功率
标称电压±2%
从零到标称值内的任一电流
sinφ=0.5(L)～1～0.5(C)
相角或功率因数
标称电压±2%
在标称40%～100%范围内的任一电流
——
频率
标称电压±2%
——
——
三相电量
对称电压1）
对称电流１）
——
1）三相对称系统的每一相电压和线电压与其对应的平均值之差应不大于1%。
2）各相中的电流与其对应的平均值之差应不大于1%。
3）任一相电流和该相电压（相对中线）的夹角与其他任一相的电流、电压夹角之差应不大于2°。

4.2 标准装置
4.2.1 校验交流采样测量装置时所用标准装置应符合国家对计量器具制造的相关要求，其主要技术指标应符合表7 的规定。
表7 校验交流采样测量装置的标准装置
被校交流采样测量装置的等级指数
0.1
0.2
0.5
1.0
标准装置的等级指数
0.02
0.05
0.1
0.2
标准装置允许的标准偏差估计值 S (%)
0.005
0.01
0.02
0.05
标准装置中电流、电压、功率输出稳定度(%/min)
0.005
0.01
0.02
0.05
标准装置的测量误差 （%）
±0.02
±0.05
±0.1
±0.2

4.2.2 标准装置的量程应与被检交流采样测量装置的量程相适应。
4.2.3 标准装置的电流，电压调节器应能平稳地从零值调节到120%标称值。其调节细度小于被校装置基本误差极限值的1/5～1/10。
4.2.4 标准装置的电流，电压应能分相控制。调节任一相电流或电压时，引起同一相别的电压或电流变化、或其他相电流和电压的变化应不超过±1%。
4.2.5 标准装置应尽可能具有电压与电压之间的相位和幅值调节功能。
4.2.6 各相电压与电流之间的相位角应能在0°～360°范围内调节，其调节细度应不大于30分。对于具有校验相位功能的校验装置，其调节细度应不大于其相位测量误差（绝对误差）极限值的1/5。移相引起的电流、电压的变化应不超过±1.5%。
4.2.7 标准装置一般应提供与交流采样测量装置的通讯接口，以实现对不同通信规约的交流采样测量装置的各工频电量的自动校验，校验数据应能保存及导出。
5 校验项目
5.1周期校验项目
a) 外观检查；
b) 绝缘电阻测量；
c) 基本误差校验。
5.2 投运前校验的项目
a) 外观检查；
b) 绝缘电阻测量；
c) 基本误差校验；
d) 输入量频率变化引起的改变量试验；
e) 不平衡电流对三相有功和无功功率引起的改变量试验。
6 校验方法
6.1 外观检查
交流采样测量装置的外壳上应有明显的标志和符号，且符合国家标准有关规定：包括制造厂家或商标、制造厂的产品型号和名称、出厂编号、准确度等级、被测量范围、辅助电源值、被测量种类和线路数、试验电压等。
6.2 绝缘电阻测量
选用相应电压级别的绝缘电阻表测量，测量时间不少于5s。测量整机对地绝缘电阻时，对弱电回路应采取防护措施，如短接有关电路等。
6.3 基本误差校验
6.3.1 试验点和标准值的确定
校验基本误差时，按以下原则选取校验点。
电压校验点 ：0、40%Un 、80%Un、100% Un、120% Un（Un–标称电压）
电流校验点 ：0、20%In、40% In、60% In、80% In、100% In、120% In（In–标称电流值）
功率（有功、无功）校验点 ：
在施加标称电压值条件下
cosφ=1（sinφ=1），电流变化点为：
0、20% In、40% In、50% In、60% In、80% In、100% In、120% In。
cosφ=0.5（L） 或 sinφ=0.5（L），电流变化点为：40% In、100% In。
cosφ=0.5（C） 或 sinφ=0.5（C），电流变化点为：40% In、100% In。
频率校验点为：标称频率值（50Hz）、标称频率值的±0.5Hz、标称频率值的±1Hz、标称频率值的±2Hz。
功率因数校验点 ：1、0.866（L）、0.5（L）、0.866（C）、0.5（C）。
6.3.2 基准值的计算
基准值是为了规定交流采样测量装置的准确度而作为参比基准的值。
对于单向测量的交流采样测量装置，基准值就是输出量程，其计算公式为：
AF =AH－AL ………………………… （2）
对具有双向对称输入的交流采样测量装置，其计算公式为：
AF= (AH－AL)/2 …………………………（3）
式中：AF、AH、AL——输出基准值、输出范围的较高标称值、输出范围的较低标称值 。
6.3.3 基本误差的测定
交流采样测量装置各测量功能的基本误差按以下方法进行校验，校验时采用标准装置的输出标准值与被校验交流采样测量装置测量值直接比较的方法进行，交流采样测量装置测量值应读取上传数据口的厂站端读数，当不具备条件时可读取交流采样测量装置的显示值。校验时还应结合厂站端后台显示的测量数据，同步进行核对。
6.3.3.1 电流、电压基本误差校验
输入量的频率为50Hz，依次施加交流电压、电流读取标准装置中输入值Vi、Ii，同步读取交流采样测量装置测量值Vx、Ix。分别由（4）、（5）式计算出其基本误差Eu和Ei。
…………………………（4）
…………………………（5）
式中：AF——为输出基准值
6.3.3.2 有功功率、无功功率基本误差校验
保持输入电压为标称值，频率为50Hz，功率因数为1、0.5（超前或滞后）各取一点，改变输入电流（IA=IB=IC），读取标准装置中Pi、Qi，同步读交流采样测量装置测量值，记为Px、Qx。分别由（6）、（7）式计算出其基本误差EP和EQ。
………………………（6）
………………………（7）
式中：AF——为输出基准值 （cosф=1.0或sinф=1.0时的功率标称值）
6.3.3.3 频率基本误差校验
依次改变输入频率，读取标准装置中输入值fi，同步读取交流采样测量装置测量值fx。由（8）式计算出基本误差Ef。
…………………………（8）
式中：AF——为输出基准值（一般为10 Hz：55Hz－45 Hz =10 Hz）
6.3.3.4 功率因数基本误差校验
保持输入电压和电流为标称值，依次改变相位角，读取标准装置中输入值PFi，同步读取交流采样测量装置测量值PFx。由（9）式计算出基本误差EPF。
………………………（9）
式中：AF——为输出基准值 （一般为：1.0）
6.4 工频输入量变化引起的改变量的试验
工频输入量变化引起的改变量的试验，是对每一输入量变化测定其改变量。
试验中其他输入量应保持参比条件不变， 其结果应符合表2中的规定。
6.4.1 输入量频率变化引起的改变量试验
在参比条件下测定工频电量接近满量程的输出值，记为Ex；改变输入量的频率值为参比频率的±10％（45Hz和55Hz两个值），依次测定参比条件下相同点的输出值，记录为Exc；计算输入量频率变化引起的改变量。（频率量除外）
………………………. …（10）
式中：AF——为输出基准值

6.4.2 不平衡电流对三相有功和无功功率引起的改变量试验
在参比条件下,调整输入电流使其为较高标称值的一半，测定有功功率和无功功率的输出值，记为Ex；任何一相电流断开，电压保持平衡和对称，调整其他相电流，并保持有功或无功功率输入的初始值不变，测定输出值，记录为Exc；计算不平衡电流引起的改变量。
………………………（11）
式中：AF——为输出基准值
7 现场校验
现场校验是指：对已安装在现场的交流采样测量装置的校验。一般分为在线（实负荷）校验和离线（虚负荷）校验。
现场校验时，必须严格遵守《电业安全工作规程》和《交流采样测量装置校验作业指导书》等相关规定。
7.1在线校验
在线校验是指：使用标准装置对现场的交流采样测量装置实施在运行工作状态下的在线测量比较。现场在线校验项目如下：
a) 核对互感器变比；
b) 核对测量装置技术参数；
c) 检查测量装置和与之连用的互感器的二次回路接线是否正确；
d) 在实际负载下校验测量装置的误差。
在线校验时，现场应满足下列要求：
a) 环境条件：温度应在15ºC—30ºC之间；相对湿度应小于等于80%
b) 被测量电压对标称值的偏差不应超过±10%；
c) 被测量频率对标称值的偏差不应超过50Hz±1Hz；
d) 现场校验时，测量装置负载应为实际负载。当测量装置的负载电流低于标称电流的10%、或功率因数低于0.5时，不宜进行误差校验；
7.2 离线校验
离线校验是指：使用标准装置对现场的交流采样测量装置实施在离线状态下的校验。离线校验的项目如下：
a) 核对互感器变比；
b) 核对测量装置技术参数；
c) 检查测量装置和与之连用的互感器的二次回路接线是否正确；
d) 离线（虚负荷）方法校验测量装置的基本误差。
现场在线校验校验时，环境温度应在15ºC—30ºC之间；相对湿度应小于等于80%。
8 校验结果的处理和校验周期

8.1 校验结果的处理
在计算交流采样测量装置基本误差时，应对误差的数据按表8进行修约，判断交流采样测量装置是否合格应根根据修约后的数据。
表8：基本误差的修约间隔
等级指数
0.1
0.2
0.5
1.0
修约间隔 （%）
0.01
0.02
0.05
0.1

经校验的交流采样测量装置应给出校验证书。必要时对校验数据加以说明。
8.2 校验周期
用于重要测量点的交流采样测量装置的校验周期每年至少校验一次；用于一般测量点的交流采样测量装置每三年至少校验一次。
交流采样测量装置的周期校验应尽可能与所连接的一次设备的检修配合进行。
重要测量点是指：需向主站传送遥测量的测量点。
一般测量点是指：不需向主站传送遥测量的测量点。

附录1 交流采样测量装置在线（实负荷）校验原始记录（供参考）
单位名称 ××××××××
交流采样测量装置在线（实负荷）校验原始记录 第 页 共 页

安装地点： 温度 ℃ 湿度 %

标准装置 名 称：
型 号：
编 号：
准确度等级：
有 效 期：
制造厂名称：

被校验测量装置 线 路 号：
名 称：
型 号：
出厂 编 号：
准确度等级：
TV 变 比：
TA 变 比：
制造厂名称：

被校验测量装置输入端数据记录

实 测 电 压

Uao（Uab）（V）

Ubo （V）

Uco（Ucb）（V）

实 测 电 流

Ia （A）

Ib （A）

Ic （A）

实 测 角 度

UaIa（UabIa）（°）

UbIb （°）

UcIc（UcbIc）（°）

被校验测量装置输出端及标准表数据、计算误差

测量装置输出端数据
电压 V（或电流 A，或功率 W（var））

标 准 装 置 数 据
电压 V（或电流 A，或功率 W（var））

引用误差（%）

审核人员：
校验人员：
校验日期：
附录2 交流采样测量装置离线（虚负荷）校验原始记录（供参考）
单位名称 ××××××××
交流采样测量装置在线（实负荷）校验原始记录 第 页 共 页

安装地点： 温度 ℃ 湿度 %

标准校验装置 名 称：
型 号：
编 号：
准确度等级：
有 效 期限：
制造厂名称：

被校验测量装置 线 路 号：
名 称：
型 号：
出厂 编 号：
准确度等级：
TV 变 比：
TA 变 比：
制造厂名称：

被校验测量装置基本误差数据记录

遥测量
等级
功率因数
I（U）百分比
二次(一次)设定值
二次(一次)测量值
误差（%）
Ua

...

Ub

...

Uc

...

审核人员：
校验人员：
校验日期：