JJF 1261.20-2017 电力变压器能源效率计量检测规则-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7电力变压器能源效率计量检测规则R u l e so fM e t r o l o g yT e s t i n gf o rE n e r g yE f f i c i e n c yo fP o w e rT r a n s f o r m e r s 2 0 1 7-0 9-2 6发布2 0 1 8-0 3-2 6实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布电力变压器能源效率计量检测规则R u l e so fM e t r o l o g yT e s t i n gf o rE n e r g yE f f i c i e n c yo fP o w e rT r a n s f o r m e r sJ J F1 2 6 1.2 02 0 1 7代替J J F1 2 6 1.2 02 0 1 5 归 口 单 位:全国法制计量管理计量技术委员会能效标识计量检测分技术委员会 主要起草单位:国家高电压计量站新疆维吾尔自治区计量测试研究院 参加起草单位:重庆市计量质量检测研究院河北省计量监督检测院特变电工股份有限公司保定天威保变电气股份有限公司 本规范委托全国法制计量管理计量技术委员会能效标识计量检测分技术委员会负责解释J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7本规范主要起草人:周 峰(国家高电压计量站)殷小东(国家高电压计量站)宋 伟(新疆维吾尔自治区计量测试研究院)参加起草人:王 锐(重庆市计量质量检测研究院)李县法(河北省计量监督检测院)贾贺强(特变电工股份有限公司)卢冬宁(保定天威保变电气股份有限公司)J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7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 电力变压器能效消耗量限定值(1)3.2 空载损耗(1)3.3 负载损耗(1)3.4 短路阻抗(2)3.5 能效等级(2)4 概述(2)5 计量要求(2)5.1 能源效率标识标注(2)5.2 能效指标(能源消耗量)(3)5.3 能效等级(9)6 检测条件(9)6.1 环境条件(9)6.2 检测设备(9)6.3 测量不确定度(1 0)7 检测项目和方法(1 0)7.1 抽样原则和方法(1 0)7.2 样本检测(1 0)7.3 原始记录(1 2)7.4 数据处理(1 2)8 检测结果(1 2)8.1 能效指标(能源消耗量)计量检测结果合格判据(1 2)8.2 检测结果评定准则(1 3)8.3 检测报告(1 3)附录A 电力变压器空载损耗测量方法(1 5)附录B 电力变压器负载损耗测量方法(1 6)附录C 电力变压器能源效率测量不确定度评定示例(1 8)附录D 电力变压器能源效率计量检测抽样单(格式)(2 7)附录E 电力变压器能源效率计量检测原始记录(格式)(2 8)附录F 电力变压器能源效率计量检测报告(格式)(3 2)J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7引 言为了 规 范 实 行 能 源 效 率 标 识 管 理 的 电 力 变 压 器 能 源 计 量 检 测 工 作,依 据J J F1 2 6 1.12 0 1 7 用能产品能源效率计量检测规则的要求,制定本规范。本规范代替J J F1 2 6 1.2 02 0 1 5,与J J F1 2 6 1.2 02 0 1 5相比,除了编辑性修改外,主要变化如下:“5.1能源效率标识标注”增加“能效信息码”和“能效 领跑者信息”等要求;原始记录格式和检测报告格式作相应修改(附录E和附录F)。本规范历次版本发布情况为:J J F1 2 6 1.2 02 0 1 5。J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7电力变压器能源效率计量检测规则1 范围本规范适用于额定频率为5 0H z、电压等级为3 5k V 2 2 0k V、额定容量为31 5 0k V A及以上的三相油浸式电力变压器的能源效率计量要求、计量检测程序、计量检测方法、计量检测结果评定准则和检测报告等内容。本规范适用于电力变压器能源效率计量监督检测,委托检测可参考本规范进行。生产和销售电力变压器的单位亦可参照本规范进行检测。接受检测的电力变压器应是生产者自检合格的产品,或者是销售者进口、销售的商品。本规范不适用于干式变压器、高阻抗变压器和充气式变压器。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J F1 2 6 1.12 0 1 7 用能产品能源效率计量检测规则G B1 0 9 4.12 0 1 3 电力变压器 第1部分:总则G B/T2 8 2 92 0 0 2 周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)G B2 4 7 9 02 0 0 9 电力变压器能效限定值及能效等级J B/T5 0 12 0 0 6 电力变压器试验导则凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语和计量单位下列术语和计量单位适用于本规范。3.1 电力变压器能效消耗量限定值 m i n i m u ma l l o w a b l ev a l u e so fe n e r g ye f f i c i e n c yc o n s u m p t i o nf o rp o w e r t r a n s f o r m e r在规定测试条件下,电力变压器空载损耗和负载损耗允许的最高限值,计量单位为W。3.2 空载损耗 n o l o a d l o s s当额定频率的额定电压(分接电压),施加到一个绕组的端子,其他绕组开路时,所吸取的有功功率,计量单位为kW。3.3 负载损耗 l o a d l o s s在一对绕组中,当额定电流(分接电流)流经一个绕组的线路端子,且另一个绕组短路时,在额定频率及参考温度下所吸取的有功功率,计量单位为kW。此时,其他绕组(如果有)应开路。试验测量的数据需修正到参考温度,对于油浸式变压器,其参考温度取7 5。注:1 对于双绕组变压器,只有一对绕组组合和一个负载损耗值。对于多绕组变压器,具有与多对1J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7绕组组合相应的多个负载损耗值。整台变压器的总负载损耗值与某一指定的绕组负载组合相对应。通常它不能在试验中直接测出。2 当绕组组合对中,两个绕组的额定容量不同时,其负载损耗以额定容量小的那个绕组中的额定电流为基准,而且应指出参考容量。3.4 短路阻抗 s h o r t-c i r c u i t i m p e d a n c e在额定频率和参考温度下,一对绕组中某一绕组端子之间的等效串联阻抗Z=R+jX()。确定此值时,另一绕组的端子短路,而其他绕组(如果有)应开路。对于三相变压器,表示为每相的阻抗(等值星形联结)。注:1 对于带分接绕组的变压器,是指指定分接位置上。如无另外规定,是指主分接。2 此参数可用无量纲的相对值表示,即表示对该对绕组中同一绕组的参考阻抗Zr e f的分数值z。用百分数表示。z=1 0 0%ZZr e fZr e f=U2Sr 式中:U Z和Zr e f所属的绕组的电压(额定电压或分接电压),V;Sr 额定容量基准值,k VA;Zr e f 绕组的参考阻抗,;Z 绕组端子之间的等效串联阻抗,。3.5 能效等级 e n e r g ye f f i c i e n c yg r a d e表示电力变压器产品能源效率指标高低的一种分级方法,其中1级能源效率等级最高,3级能源效率等级最低。4 概述电力变压器是实行能源效率标识管理的用能产品。电力变压器是具有两个或多个绕组的静止设备,为了传输电能,在同一频率下,通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一个系统的电压和电流,通常这些电流和电压的值是不同的。5 计量要求5.1 能源效率标识标注电力变压器的显著位置应正确使用能源效率标识。标识应当悬挂、粘贴或固定在电力变压器明显部位。能源效率标识标注的信息应包括生产者名称(或简称)、产品规格型号、能效等级、空载损耗(kW)、负载损耗(7 5)(kW)和依据的能源效率强制性国家标准编号、能效信息码和能效“领跑者”信息等内容。能源效率标识的样式应符合电力变压器能源效率标识标注的要求,计量单位的标注应符合国家法定计量单位的要求。注:能效“领跑者”信息仅针对列入国家能效“领跑者”目录的产品。2J J F1 2 6 1.2 02 0 1 75.2 能效指标(能源消耗量)5.2.1 短路阻抗电力变压器的短路阻抗实测值应符合G B2 4 7 9 02 0 0 9的要求,其实测值偏差应满足G B1 0 9 4.12 0 1 3要求,如表1所示。表1 短路阻抗实测值偏差要求1a)有两个独立绕组的变压器;或b)多绕组变 压器中规定 的第一对 独立绕组主分接当阻抗值1 0%时,7.5%当阻抗值1 0%时,1 0%其他分接当阻抗值1 0%时,1 0%当阻抗值0.5),0.0 2%/2 P F(P F0.5)。6.2.3 温度测量仪表a)温度测量范围:(0.0 11 0 0)。b)最大允许误差:0.2。c)分辨力:0.0 1。6.2.4 电力变压器能源效率测量装置及其测量仪表均应具有有效的检定或校准证书。6.3 测量不确定度6.3.1 空载损耗检测结果的相对扩展不确定度Ur e l(P0)应优于0.4 0%(k=2)。6.3.2 负载损耗检测结果的相对扩展不确定度Ur e l(Pk 7 5)应优于0.2 5%(k=2)。6.3.3 短路阻抗检测结果的相对扩展不确定度Ur e l(Zkt)应优于0.2 0%(k=2)。7 检测项目和方法7.1 抽样原则和方法电力变压器的计量检测样本应在生产者自检合格的产品或者是从销售领域的商品中随机抽取。对检测批计量检测的,按G B/T2 8 2 92 0 0 2中一次抽样方案抽取样本。在生产企业成品仓库内或生产线末端抽样时,批量原则上应不少于4台。随机抽样的样本量4台,其中2台用于检测,另2台用作备用样本。对样本计量检测的,在生产企业成品仓库内或生产线末端抽样时,批量不少于4台。随机抽样的样本量为2台,其中1台用于检测,另1台用作备用样本。在销售领域抽样时,批量应不少于2台,抽样的样本量为2台,其中1台用于检测,另1台用作备用样本。抽样时应填写电力变压器能源效率计量检测抽样单(抽样单格式见附录D)。7.2 样本检测7.2.1 标识标注的检查根据5.1的要求对电力变压器使用的能源效率标识标注进行检查。7.2.2 能效等级(能源消耗量)检测7.2.2.1 测量准备电力变压器注入油后,至少3h不励磁,才可测量油体平均温度(绕组温度被认为与油体平均温度相同)。顶层油体温度与底部油体温度的平均值,作为油体平均温度。绕组的温度应与绕组电阻同时测量,绕组温度由置于有代表性位置(最好置于绕组01J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7内,如高压绕组与低压绕组间的通道内)的传感器测量。7.2.2.2 测量方法电力变压器空载损耗、负载损耗和短路阻抗的测量应按照本规范规定的方法进行。a)空载损耗的测量按附录A进行测量,并用公式(1)和(2)计算电力变压器的空载损耗。Pm=3KUUKIIc o s(1)P0=Pm(1+d)(2)式中:d=U平均-U方根U平均,U平均为电压平均值,U方根为电压方均根值;Pm 未校准的电力变压器空载损耗,W;P0 校准后的电力变压器空载损耗,W;KU 电压互感器的变比;U 测得的二次线电压,V;KI 电流互感器的变比;I 测得的二次线电流,A;试验时变压器的功率因数角。b)负载损耗的测量按附录B进行测量,并用公式(3)和(4)计算电力变压器负载损耗。Pkt=3KUUKIIc o sIrKII 2(3)Pk 7 5=Pkt+(K2-1)I2rRtK(4)铜绕组K=2 3 5+7 52 3 5+t铝绕组 K=2 2 5+7 52 2 5+t式中:Pk 7 5 油浸式变压器参考温度7 5时的负载损耗,W;Pkt 温度为t()时的负载损耗,W;Ir 施加电压侧的额定电流,A;K 电阻温度换算系数;t 绕组温度,;I2rRt 温度为t()时的直流电阻损耗,W。c)短路阻抗的测量短路阻抗测量时应以三相电流的算术平均值为准,如果试验电流无法达到额定电流,短路阻抗应折算并修正到参考温度,用公式(5)和(6)计算。Zkt=UktUrIrIk1 0 0%(5)Zk=Z2kt+Pkt1 0Sr 2(K2t-1)(6)11J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7 式中:Zkt 绕组温度为t()时的短路阻抗,%;Ukt 绕组温度为t()时通过试验电流Ik的短路电压,V;Ur 施加电压侧的额定电压,V;Ir 施加电压侧的额定电流,A;Ik 施加电压侧的试验电流,A;Zk 参考温度时的短路阻抗,%;Pkt 温度为t()时的负载损耗,W;Sr 额定容量,VA;Kt 电阻温度换算系数。7.2.3 能效等级的确定根据电力变压器空载损耗和负载损耗的实测值,按5.3的要求确定电力变压器的能效等级。7.3 原始记录计量检测的原始记录应包含电力变压器能源效率计量检测所要求的必要信息,记录中列出的项目应准确填写。观测结果、数据和计算应在检测时予以记录。记录应包括检测执行人员和结果核验人员的签名(原始记录格式见附录E)。7.4 数据处理按本规范规定的计量检测要求测量和计算电力变压器的空载损耗、负载损耗和短路阻抗,按以下要求进行数据修约。a)空载损耗保留两位小数,计量单位为kW;b)负载损耗保留两位小数,计量单位为kW;c)短路阻抗保留一位小数,一般用百分数表示。8 检测结果8.1 能效指标(能源消耗量)计量检测结果合格判据8.1.1 合格判据原则空载损耗、负载损耗和短路阻抗的计量检测结果的合格评定考虑测量不确定度的影响,其合格评定采用宽限判据原则。采用宽限判据时,空载损耗和负载损耗的标注值(下限值、上限值、限定值)有效位数按增加一位处理。8.1.2 合格判据8.1.2.1 空载损耗计量检测结果的合格评定考虑测量不确定度U(P0)(k=2)的影响,实测值位于下述区间的判定为合格:实测值标注值+U(P0),且实测值限定值+U(P0)式中:U(P0)空载损耗的扩展不确定度。8.1.2.2 负载损耗计量检测结果的合格评定考虑测量不确定度U(Pk 7 5)(k=2)的影响,实测值位于下述区间的判定为合格:实测值标注值+U(Pk 7 5),且实测值限定值+U(Pk 7 5)式中:U(Pk 7 5)已修正到参考温度的负载损耗的扩展不确定度。21J J F1 2 6 1.2 02 0 1 78.1.2.3 短路阻抗计量检测结果的合格评定不考虑测量不确定度U(Zkt)(k=2)的影响,实测值位于下述区间的判定为合格:限定值(1-偏差)实测值限定值(1+偏差)式中:偏差范围详见表1的短路阻抗实测值偏差要求。8.2 检测结果评定准则8.2.1 能源效率标识标注评定准则能源效率标识标注出现下列情况之一的,评定为标注不合格。a)未在电力变压器的显著位置粘贴能源效率标识的;b)未按规定的标识样式和内容进行标注的;c)未按规定要求正确使用国家法定计量单位的。8.2.2 能效指标(能源消耗量)评定准则8.2.2.1 空载损耗评定准则空载损耗标注值和实测值不符合8.1.2.1规定的,评定为空载损耗不合格。8.2.2.2 负载损耗评定准则负载损耗标注值和实测值不符合8.1.2.2规定的,评定为负载损耗不合格。8.2.2.3 短路阻抗评定准则短路阻抗实测值不符合8.1.2.3规定的,评定为短路阻抗不合格。8.2.3 能效等级评定准则能效等级标注出现下列情况之一的,评定为能效等级不合格。a)标注的能效等级不符合5.3对能效等级要求的;b)根据空载损耗和负载损耗实测值确定的能效等级低于标注的能效等级的。8.2.4 检测批评定准则根据G B/T2 8 2 92 0 0 2,取不合格质量水平R Q L=4 0,判别水平,选择一次抽样方案,确定合格判定数A c=0,不合格判定数R e=1。2个检测样本中有1个不合格的,评定为检测批不合格。8.2.5 备用样本检测当样本检测不合格时,允许对备用样本进行检测,检测结论按备用样本检测结果作出。8.3 检测报告应准确、客观和规范地报告检测结果,出具检测报告。检测报告应包括足够的信息,报告中的结论应按8.2检测结果评定准则的规定出具。检测报告应由检测执行人员、报告审核人员和报告批准人员签名(检测报告格式见附录F)。8.3.1 检测报告中的总体结论应根据检测结果并按下列情况给出:a)能源效率标识标注,空载损耗、负载损耗、短路阻抗以及能源效率等级均为合格的,总体结论判定为合格;b)能源效率标识标注,空载损耗、负载损耗、短路阻抗以及能源效率等级有不合格的,总体结论判为不合格,但应分别标出合格项和不合格项。8.3.2 检测报告应至少包括以下信息:a)标题;b)检测机构名称和地址;c)报告的唯一性标识,每页及总页的标识;31J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7d)受检单位、生产单位的名称和地址;e)被测样本的描述;f)进行检测的日期,被测样本的接收日期;g)样本的来源,如抽样、送样等;h)检测依据的技术规范;i)检测所用的测量仪器的溯源性及有效性说明;j)检测结论(检测批、样本);k)检测环境的描述;l)检测结果及测量不确定度的说明;m)检测执行人员、报告审核人员和报告批准人员的签名;n)检测结果仅对样本或检测批有效的声明;o)未经检测机构书面批准,不得部分复制报告的声明。41J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7附录A电力变压器空载损耗测量方法将额定频率下的额定电压(主分接)或相应分接电压(其他分接)施加于选定的绕组,其余绕组开路,但开口三角形联结的绕组(如果有)应闭合。测量时,变压器的温度应接近于试验时的环境空气温度。选择接到试验电源的绕组和联结方式时,应尽可能使三个心柱上出现对称的正弦波电压。试验电压应以平均值电压表读数为准(但该表的刻度具有同一平均值的正弦波形方均根值),将平均值电压表的读数记为U平均。方均根值电压表与平均值电压表并联。将方均根值电压表读数记为U方根。对三相变压器试验时:若D(或Y)联结绕组励磁,则电压应在各项端子间测量;若YN或Z N联结绕组励磁,则电压应在相和中性点端子间测量。相对相电压可以从相对地电压测量中导出,但相对中性点电压不应从相对相测量中导出。如果U平均与U方根之差在3%以内,则此试验电压波形满足要求。设测得的空载损耗为Pm,则修正后的空载损耗P0为:P0=Pm(1+d)(A.1)式中:d=U平均-U方根U平均。如果U平均与U方根读数之差大于3%,应按协议确认试验的有效性。空载电流与空载损耗在同一绕组同时测量,对于三相变压器,取三相的平均值。51J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7附录B电力变压器负载损耗测量方法一对绕组的短路阻抗和负载损耗测量,应在额定频率下,将近似正弦波的电压施加在一个绕组上,另一个绕组短路,其他绕组(如果有)开路。宜施加等于相应额定电流(分接电流)的分接电流,但不应低于该电流的5 0%。试验应尽量快速进行,以减少绕组温升所引起的误差。顶层液体与底部液体温差亦应尽量小,以使平均温度测量准确。顶层液体与底部液体温差不应大于5K,为了更快速得到结果,可以用泵搅拌液体。负载损耗值还应修正到参考温度。损耗I2R(R为绕组直流电阻)随绕组电阻呈正比变化,而所有其他损耗与电阻成反比变化。绕组电阻测量按规定对温度进行修正。短路阻抗用电抗和交流电阻串联表示。短路阻抗应修正到参考温度,此时,假定电抗是常数,而由负载损耗求出的交流电阻,其变化如上所述。在分接范围超过5%时,短路阻抗应分别在主分接和两个极限分接进行测量。在三绕组变压器中,应在三对不同的绕组对中进行测量,并计算出各绕组的短路阻抗和负载损耗。所有绕组在规定负载下的总损耗按此法来确定。绕组中导线在温度t()时的直流电阻损耗的计算如下:I2Rt=I21R1t+I22R2t(B.1)式中:I21R1t 一次侧绕组的直流电阻损耗;I22R2t 二次侧绕组的直流电阻损耗。1)绕组联结为Y联结时,用温度t()时线电阻计算绕组的直流电阻损耗:I2RtY=1.5I2NR线(B.2)用温度t()时相电阻计算绕组的直流电阻损耗:I2rRtY=3I2rR相(B.3)2)绕组联结为D联结时,用温度t()时线电阻计算绕组的直流电阻损耗:I2rRtd=1.5I2rR线(B.4)用温度t()时相电阻计算绕组的直流电阻损耗:I2rR1 d=I2rR相(B.5)K为温度系数:K=T+T+t(B.6)式中:T 系数,铜绕组为2 3 5、铝绕组为2 2 5;t 试验时绕组的温度;需要折算到的温度;一般计算变压器的绕组电阻时都将温度折算到7 5,因此在计算温度系数K时=7 5。负载损耗修正到参考温度(7 5):Pk 7 5=Pkt+(K2-1)I2RtK(B.7)61J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7式中:Pk 7 5 液浸式变压器参考温度7 5时的负载损耗;Pkt 温度为t()时的负载损耗;I2Rt 温度为t()时的直流电阻损耗。短路阻抗是在额定频率和参考温度下,一对绕组中某一绕组之间的等效串联阻抗;其百分数等于短路电压与额定电压之比,测量时应以三相电流的算术平均值为准,如果试验电流无法达到额定电流,需折算并校正至参考温度。Zkt=UktUrIrIk1 0 0%(B.8)Zk=Z2kt+Pkt1 0Sr 2(K2t-1)(B.9)式中:Zkt 绕组温度为t()时的短路阻抗,%;Ukt 绕组温度为t()时通过试验电流Ik的短路电压,V;Ur 施加电压侧的额定电压,V;Ir 施加电压侧的额定电流,A;Ik 施加电压侧的试验电流,A;Zk 绕组温度为t()时的短路阻抗,%;Pkt 温度为t()时的负载损耗,W;Sr 额定容量,VA;Kt 电阻温度换算系数。71J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7附录C电力变压器能源效率测量不确定度评定示例依据本规范的测量方法,对电力变压器的空载损耗、负载损耗、短路阻抗的测量不确定度进行评定。C.1 空载损耗的测量不确定度评定C.1.1 测量原理和测量模型电力变压器空载损耗如下式所示:Pm=3KUUKIIc o s(C.1)P0=Pm(1+d)(C.2)式中:d=U-UU;P0 校准后的电力变压器空载损耗,W;Pm 未校准的电力变压器空载损耗测量值,W;KU 电压互感器的变比;U 测得的二次线电压有效值,V;U 测得的二次线电压算术平均值,V;KI 电流互感器的变比;I 测得的二次线电流,A;试验时变压器的功率因数角。电力变压器空载损耗测量过程中,基础测量量之间的函数关系表示式记作:P0=f(KU,U,KI,I,c o s)(C.3)根据不确定度合成原理,得到合成标准不确定度的表达式:u2c(P0)=uA(P0)2+cc o su(c o s)2+cKUu(KU)2+cUu(U)2+cKIu(KI)2+cIu(I)2(C.4)式中:uc(P0)为合成标准不确定度;uA(P0)为重复测量所引入的标准不确定度分量;cc o s,cKU,cU,cKI,cI为各分量的灵敏系数。C.1.2 灵敏系数a)试验时变压器功率因数c o s是计算空载损耗的测量量,其灵敏系数cc o s的计算公式为:cc o s=P0 c o s=3KUUKII1+d()(C.5)b)电压互感器变比KU是计算空载损耗的测量量,其灵敏系数cKU的计算公式为:cKU=P0KU=3UKIIc o s1+d()(C.6)c)二次线电压U是计算空载损耗的测量量,其灵敏系数cU的计算公式为:cU=P0U=3KUKIIc o s(1+d)(C.7)d)电流互感器变比KI是计算空载损耗的测量量,其灵敏系数cKI的计算公式为:81J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7cKI=P0KI=3KUU Ic o s(1+d)(C.8)e)二次线电流I是计算空载损耗的测量量,其灵敏系数cI的计算公式为:cI=P0I=3KUUKIc o s(1+d)(C.9)C.1.3 标准不确定度分量的A类评定对额定电压为3 5k V、额定容量为50 0 0k VA的被测三相油浸式电力变压器进行1 0次独立的重复测量,空载损耗测量数据见表C.1。表C.1 空载损耗1 0次独立测量数据序号空载损耗测量值/W序号空载损耗测量值/W149 4 3.7 3749 7 2.3 3249 5 4.7 8849 5 9.9 8349 5 8.3 8949 6 2.5 6449 7 1.7 41 049 7 0.3 4549 6 1.2 7平均值49 6 2.4 5 6649 6 9.4 5实验标准偏差8.9 9 7 用贝塞尔公式计算测量结果,可得A类评定的不确定度分量,计算公式为:uA(P0)=nj=1(P0j-P0)2n-1=8.9 9 7W(C.1 0)式中:uA(P0)空载损耗A类评定的标准不确定度分量,W;P0j 第j次独立测量得到的空载损耗实测值,W;P0 n次独立测量得到的空载损耗的平均值,W;n 1 0。C.1.4 标准不确定度分量的B类评定公式(C.5)至公式(C.1 0)中涉及的测量量取多次测量的平均值,计算出各个灵敏系数,从而得到各不确定度分量。1)变压器功率因数c o s引入的标准不确定度分量根据功率测量仪器检定/校准证书,其准确度等级为0.0 2%/2 P F,按照矩形分布估计,k=3,试验时变压器功率因数c o s引入的相对标准不确定度为:ur e l(c o s)=0.0 2%20.3 6 59 3=1.5 81 0-4(C.1 1)引入的标准不确定度分量:u(c o s)=c o sur e l(c o s)(C.1 2)2)电压互感器变比KU引入的相对标准不确定度分量根据电压互感器检定/校准证书,电压互感器最大允许误差0.0 1%,按照矩形分布估计,k=3,电压互感器变比KU引入的相对标准不确定度为:ur e l(KU)=0.0 1%3=0.0 0 57 7%(C.1 3)91J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7 引入的标准不确定度分量:u(KU)=KUur e l(KU)(C.1 4)3)二次线电压U引入的相对标准不确定度分量根据功率测量仪器检定/校准证书,其最大允许误差0.0 1%,按照矩形分布估计,k=3,测得的二次线电压U引入的相对标准不确定度为:ur e l(U)=0.0 1%3=0.0 0 57 7%(C.1 5)引入的标准不确定度分量:u(U)=U ur e l(U)(C.1 6)4)电流互感器变比KI引入的相对标准不确定度分量根据电流互感器检定/校准证书,电流互感器最大允许误差0.0 1%,按照矩形分布估计,k=3,电流互感器变比KI引入的相对标准不确定度为:ur e l(KI)=0.0 1%3=0.0 0 57 7%(C.1 7)引入的标准不确定度分量:u(KI)=KIur e l(KI)(C.1 8)5)二次线电流I引入的相对标准不确定度分量根据功率测量仪器检定/校准证书,其最大允许误差0.0 1%,按照矩形分布估计,k=3,测得的二次线电流I引入的相对标准不确定度为:ur e l(I)=0.0 1%3=0.0 0 57 7%(C.1 9)引入的标准不确定度分量:u(I)=I ur e l(I)(C.2 0)C.1.5 合成标准不确定度被测变压器空载损耗合成标准不确定度具体分量数据详见表C.2。表C.2 空载损耗标准不确定度一览表分量灵敏系数标准不确定度分量ciui分量灵敏系数标准不确定度分量ciuiuA18.9 9 7W8.9 9 7WU7 3.9 0 3A3.8 6 21 0-3V0.2 8 5Wc o s1 35 0 9.5 2W5.7 7 41 0-50.7 8 0WKI2 4 7.1 5 7W1.1 5 51 0-30.2 8 5WKU3 2.9 5 4W8.6 6 11 0-30.2 8 5WI1 2 67 4 7.0 1 1V 2.2 5 21 0-6A0.2 8 5W 空载损耗合成标准不确定度:uc(P0)=9.0 4 9W(C.2 1)空载损耗相对合成标准不确定度为:uc r e l(P0)=0.1 8 3%(C.2 2)C.1.6 相对扩展不确定度取包含因子k=2,则电力变压器空载损耗相对扩展不确定度为:Ur e l(P0)=0.3 7%(C.2 3)C.2 负载损耗的测量不确定度C.2.1 测量原理和测量模型电力变压器负载损耗(7 5)如下式所示:Pkt=3KUUKIIc o sIrKII 2(C.2 4)02J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7Pk 7 5=Pkt+(K2-1)I2rRtK(C.2 5)铜绕组 K=2 3 5+7 52 3 5+t铝绕组 K=2 2 5+7 52 2 5+t式中:Pk 7 5 校准到参考温度7 5时的负载损耗,W;Pkt 温度为t()时的负载损耗,W;Ir 施加电压侧的额定电流,A;K 电阻温度换算系数;I2rRt 温度为t()时的直流电阻损耗:Ir2Rt=1.5I2NR线(C.2 6)电力变压器负载损耗(参考温度为7 5)测量过程中,基础测量量之间的函数关系表示式记作:Pk 7 5=f(KU,U,KI,I,c o s,t,R)(C.2 7)根据不确定度合成原理,得到合成标准不确定度的表达式:u2c(Pk 7 5)=uA(Pk 7 5)2+cc o su(c o s)2+cKUu(KU)2+cUu(U)2+cKIu(KI)2+cIu(I)2+ctu(t)2+cR1u(R1)2+cR2u(R2)2(C.2 8)式中:uc(Pk 7 5)为合成标准不确定度;uA(Pk 7 5)为重复测量所引入的标准不确定度分量;cc o s,cKU,cU,cKI,cI,ct,cR为各分量灵敏系数。C.2.2 灵敏系数a)变压器功率因数c o s是计算负载损耗的测量量,其灵敏系数cc o s的计算公式为:cc o s=Pk 7 5 c o s=3KUUKI2rKII(C.2 9)b)电压互感器变比KU是计算负载损耗的测量量,其灵敏系数cKU的计算公式为:cKU=Pk 7 5KU=3Uc o sKI2rKII(C.3 0)c)二次线电压U是计算负载损耗的测量量,其灵敏系数cU的计算公式为:cU=Pk 7 5U=3KUc o sKI2rKII(C.3 1)d)电流互感器变比KI是计算负载损耗的测量量,其灵敏系数cKI的计算公式为:cKI=Pk 7 5KI=3KUUc o sKI2rI-1K2I(C.3 2)e)二次线电流I是计算负载损耗的测量量,其灵敏系数cI的计算公式为:cI=Pk 7 5I=3KUUc o sKI2rKI-1I2(C.3 3)f)温度t是计算负载损耗的测量量,其灵敏系数ct的计算公式为:ct=Pk 7 5t=Pkt-I2rRt(-K2)+I2rRt Kt(C.3 4)12J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7 g)绕组相电阻R1是计算负载损耗的测量量,其灵敏系数cR1的计算公式为:cR1=Pk 7 5R1=K2-1()1.5I2r 1K(C.3 5)h)二次线电流R2是计算负载损耗的测量量,其灵敏系数cR2的计算公式为:cR2=Pk 7 5R2=K2-1()1.5I2r 2K(C.3 6)C.2.3 标准不确定度分量的A类评定对额定电压为3 5k V、额定容量为50 0 0k VA的被测三相油浸式电力变压器进行1 0次独立的重复测量,负载损耗测量数据见表C.3。表C.3 负载损耗1 0次独立测量数据序号负载损耗测量值/W序号负载损耗测量值/W13 67 8 7.9 573 68 4 2.3 523 67 9 2.8 383 68 4 8.2 233 68 3 2.2 593 68 3 4.0 143 68 3 1.8 51 03 68 3 8.5 053 68 2 6.8 1平均值3 68 2 7.5 463 68 4 0.6 3实验标准偏差2 0.5 3 1 用贝塞尔公式计算测量结果,可得A类评定的不确定度分量,计算公式为:uA(Pk 7 5)=nj=1(Pk 7 5j-Pk 7 5)2n-1=2 0.5 3 1W(C.3 7)式中:uA(Pk 7 5)负载损耗A类评定的标准不确定度分量,W;Pk 7 5j 第j次独立测量得到的负载损耗实测值,W;Pk 7 5 n次独立测量得到的负载损耗的平均值,W;n 1 0。C.2.4 标准不确定度分量的B类评定公式(C.2 9)至公式(C.3 7)中涉及的测量量取多次测量的平均值,计算出各个灵敏系数,从而得到各不确定度分量。1)变压器功率因数c o s引入的相对标准不确定度分量根据功率测量仪器检定/校准证书,其准确度等级为0.0 2%/2 P F,按照矩形分布估计,k=3,试验时变压器功率因数c o s引入的相对标准不确定度为:ur e l(c o s)=0.0 2%20.0 8 98 3=0.6 4 31 0-3(C.3 8)引入的标准不确定度分量:u(c o s)=c o sur e l(c o s)(C.3 9)2)电压互感器变比KU引入的相对标准不确定度分量根据电压互感器检定/校准证书,电压互感器最大允许误差为0.0 1%,按照矩形分布估计,k=3,电压互感器变比KU引入的相对标准不确定度为:22J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7ur e l(KU)=0.0 1%3=0.0 0 57 7%(C.4 0)引入的标准不确定度分量:u(KU)=KUur e l(KU)(C.4 1)3)二次线电压U引入的相对标准不确定度分量根据功率测量仪器检定/校准证书,其最大允许误差为0.0 1%,按照矩形分布估计,k=3,测得的二次线电压U引入的相对标准不确定度为:ur e l(U)=0.0 1%3=0.0 0 57 7%(C.4 2)引入的标准不确定度分量:u(U)=U ur e l(U)(C.4 3)4)电流互感器变比KI引入的相对标准不确定度分量根据电流互感器检定/校准证书,电流互感器最大允许误差为0.0 1%,按照矩形分布估计,k=3,电流互感器变比KI引入的相对标准不确定度为:ur e l(KI)=0.0 1%3=0.0 0 57 7%(C.4 4)引入的标准不确定度分量:u(KI)=KIur e l(KI)(C.4 5)5)二次线电流I引入的相对标准不确定度分量根据功率测量仪器检定/校准证书,其最大允许误差为0.0 1%,按照矩形分布估计,k=3,测得的二次线电流I引入的相对标准不确定度为:ur e l(I)=0.0 1%3=0.0 0 57 7%(C.4 6)引入的标准不确定度分量:u(I)=I ur e l(I)(C.4 7)6)油温t引入的相对标准不确定度分量根据温度计检定/校准证书,温度计最大允许误差为0.2,按照矩形分布估计,k=3,t=1 5.7测得的油温t引入的相对标准不确定度为:ur e l(t)=0.231 5.7=0.0 0 73 5(C.4 8)引入的标准不确定度分量:u(t)=t ur e l(t)(C.4 9)7)绕组电阻R1引入的相对标准不确定度分量根据直流电阻测试仪检定/校准证书,直流测试仪的准确度等级为0.2级,按照矩形分布估计,k=3,测得的绕组电阻R1引入的相对标准不确定度为:ur e l(R1)=0.2%3=0.1 1 5%(C.5 0)引入的标准不确定度分量:u(R1)=R1ur e l(R1)(C.5 1)8)绕组电阻R2引入的相对标准不确定度分量根据直流电阻测试仪检定/校准证书,直流测试仪的准确度等级为0.2级,按照矩形分布估计,k=3,测得的绕组电阻R2引入的相对标准不确定度为:ur e l(R2)=0.2%3=0.1 1 5%(C.5 2)引入的标准不确定度分量:u(R2)=R2ur e l(R2)(C.5 3)32J J F1 2 6 1.2 02 0 1 7C.2.5 合成标准不确定度被测变压器负