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1 立項(xiàng)背景 高壓三相組合互感器安裝在供電變壓器的高壓側(cè)，儀表箱內(nèi)裝三相有功電度表及無(wú)功電度表，是用來(lái)直接測(cè)量高壓線路中有功和無(wú)功電能的電器設(shè)備，且多用于大用戶和專用變作關(guān)口電能計(jì)量以及電網(wǎng)的電壓監(jiān)測(cè)。因此，它的質(zhì)量性能及誤差狀況直接影響到電力部門(mén)的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的展開(kāi)，用于配電網(wǎng)中的三相組合互感器已同電能量信息采集器、預(yù)付費(fèi)邏輯控制器、反竊電保護(hù)系統(tǒng)等設(shè)計(jì)為一體化的智能受電裝置，采用共箱結(jié)構(gòu)，體積更緊湊，已成為趨勢(shì)。目前，由于缺乏三相組合互感器相應(yīng)的檢定規(guī)程，生產(chǎn)廠家和檢測(cè)部門(mén)均采用單相法對(duì)其進(jìn)行出廠檢驗(yàn)、驗(yàn)收及周檢。經(jīng)研究表明，單相法檢定出的誤差結(jié)果無(wú)法真實(shí)反映高壓三相組合互感器實(shí)際工作時(shí)的誤差特性。因此有必要制定“三相組合互感器檢定規(guī)程”，規(guī)范三相組合互感器的檢定方法。該規(guī)程將推動(dòng)組合互感器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量的提升，全面地保證電能計(jì)量的公平和公正。 2 任務(wù)來(lái)源 2012年5月至2012年9月，標(biāo)準(zhǔn)主要起草人員進(jìn)行了廣泛的調(diào)研，收集了大量的資料。 2012年10月至2013年2月，對(duì)資料進(jìn)行整理，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)論證； 2013年2月-5月，編制草案稿并召開(kāi)內(nèi)部討論會(huì)議； 2013年6月-7月，對(duì)草案稿進(jìn)一步修改，形成草案稿定稿； 2013年9月-12月，整理標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明、試驗(yàn)報(bào)告和不確定度分析報(bào)告。并于2013年12月再次召開(kāi)討論會(huì)議，對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行討論； 2014年1月-3月，由于還需要收集更多的試驗(yàn)方法，于該階段再次調(diào)研收集整理資料，經(jīng)過(guò)三個(gè)月的收集整理，于2014年7月修改形成征求意見(jiàn)稿； 2014年8月發(fā)文進(jìn)行廣泛的意見(jiàn)征求； 工作組在**召開(kāi)《三相組合互感器》制訂啟動(dòng)工作會(huì)議，匯報(bào)調(diào)研情況，組建標(biāo)準(zhǔn)制定工作組，正式啟動(dòng)規(guī)范編制工作。 3 標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)原則 （1）堅(jiān)持先進(jìn)性與實(shí)用性相結(jié)合、統(tǒng)一性與靈活性相結(jié)合、可靠性與經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合的原則。 （2）結(jié)合各地的實(shí)際建設(shè)情況，采用分散與集中討論的形式，提高本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用性。 （3）按照計(jì)量專業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，提出具體的技術(shù)指標(biāo)和可行的試驗(yàn)方法，確保依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)所得的檢定結(jié)果符合計(jì)量管理的基本要求。 4 標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容 本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)JJF 1002-2010《國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫(xiě)規(guī)則》的編寫(xiě)要求進(jìn)行了編制。標(biāo)準(zhǔn)主要結(jié)構(gòu)和內(nèi)容如下： （1）目錄 （2）引言 （3）標(biāo)準(zhǔn)正文共7章：范圍、引用文件、術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位、概述、計(jì)量性能要求、通用技術(shù)要求、計(jì)量器具控制。 （4）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)3個(gè)規(guī)范性附錄：檢定原始記錄格式；檢定證書(shū)/檢定結(jié)果通知書(shū)內(nèi)頁(yè)格式、檢定證書(shū)/檢定結(jié)果通知書(shū)檢定結(jié)果頁(yè)格式。 5 與現(xiàn)行法律、法規(guī)、政策及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性 本標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程主要依據(jù)和參考如下文獻(xiàn)： JJG 313
測(cè)量用電流互感器 JJG 314
測(cè)量用電壓互感器 JJG 1021－2007
電力互感器 GB 1207－2006
電磁式電壓互感器 GB 1208－2006
電流互感器 GB/T 16927.1－1997 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第一部分：一般試驗(yàn)要求 GB 17201－2007
組合互感器 JB/T 10432－2004
三相組合互感器 6 重要條文內(nèi)容的解釋 （1）范圍
三相組合互感器一般應(yīng)用于額定電壓為3 kV、6 kV、10 kV、35 kV的三相配電網(wǎng)上用作電能計(jì)量。我國(guó)電網(wǎng)的頻率為50Hz，有部分廠家生產(chǎn)60Hz的產(chǎn)品對(duì)外出口。根據(jù)這些實(shí)際現(xiàn)狀，本規(guī)程適用于最高電壓為35kV及以下電壓等級(jí)，額定頻率為50Hz（60Hz）的三相組合互感器（或電力計(jì)量箱）的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中的檢驗(yàn)。
（2）三相組合互感器 由于三相組合互感器缺乏強(qiáng)有力的規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，目前國(guó)內(nèi)各廠家的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，接線方式多種多樣，給用戶的選用造成了一定的困難。標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)過(guò)程中對(duì)三相組合互感器的安裝使用情況進(jìn)行了調(diào)研，表明JB/T 10432－2004《三相組合互感器》的規(guī)定能夠較好的代表目前的使用現(xiàn)狀，因此標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)時(shí)采用了JB/T 10432－2004對(duì)三相組合互感器的規(guī)定和要求。 （3）準(zhǔn)確度等級(jí)及允許誤差 三相組合互感器中的電壓互感器、電流互感器對(duì)應(yīng)著按GB1207《電壓互感器》和GB1208《電流互感器》和GB/T4703《電容式電壓互感器》生產(chǎn)的互感器。在這些標(biāo)準(zhǔn)中，用于測(cè)量與計(jì)量的互感器準(zhǔn)確度從0.1級(jí)到1級(jí)。事實(shí)上歐美工業(yè)國(guó)家的互感器檢定規(guī)程也主要針對(duì)上述準(zhǔn)確度等級(jí)的互感器。因此標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定了三相組合互感器中電壓互感器和電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)，具體要求與JJG 1021－2007《電力互感器》保持一致。 （4）二次負(fù)荷范圍 現(xiàn)有的互感器標(biāo)準(zhǔn)把互感器的負(fù)荷范圍規(guī)定為額定負(fù)荷與1/4額定負(fù)荷。由于電子儀表的大量使用，互感器的實(shí)際二次負(fù)荷往往小于1/4額定負(fù)荷。近年新建的電站，現(xiàn)場(chǎng)安裝的互感器普遍存在容量過(guò)大，實(shí)際負(fù)荷下的誤差超出誤差限值的情況。為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，甚至在設(shè)計(jì)部門(mén)對(duì)互感器容量選擇不當(dāng)時(shí)仍能保證計(jì)量誤差滿足要求，下限負(fù)荷選擇小于1/4額定負(fù)荷甚至接近零負(fù)荷是合理的。但是現(xiàn)有的互感器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有這樣的規(guī)定，因此選取比1/4額定負(fù)荷小的下限負(fù)荷超出了已有標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。考慮到這些因素，檢定規(guī)程在優(yōu)先采用低下限負(fù)荷的同時(shí)保留了用戶選擇1/4下限負(fù)荷的權(quán)利，但是也率先采用技術(shù)進(jìn)步來(lái)保證計(jì)量的準(zhǔn)確性。對(duì)二次額定電流為5A的電流互感器，選取GB1208規(guī)定的最小下限負(fù)荷3.75VA。對(duì)二次額定電流為1A的電流互感器，取1VA為下限負(fù)荷。取GB1207規(guī)定的最低下限負(fù)荷2.5VA為電壓互感器的下限負(fù)荷。對(duì)于有多個(gè)二次繞組的電壓互感器，規(guī)定把下限負(fù)荷分配給主二次繞組，其它二次繞組空載。這樣規(guī)定的好處是當(dāng)用戶使用電壓互感器測(cè)量電壓時(shí)可省去給其它二次繞組配接負(fù)荷的麻煩。 （5）磁飽和裕度 測(cè)量用電流互感器有儀表保安系數(shù)要求，當(dāng)一次電流達(dá)到規(guī)定的儀表保安電流（額定一次電流與儀表保安系數(shù)乘積）時(shí)，電流互感器的誤差應(yīng)大于10%。使用冷軋硅鋼片鐵芯的電流互感器，儀表保安系數(shù)大致為10，使用鐵鎳合金鐵芯的電流互感器，儀表保安系數(shù)大致為3。新型軟磁材料，例如超微晶材料，磁導(dǎo)率比過(guò)去的材料要高出好幾倍，達(dá)到相同的準(zhǔn)確度可以使用更高的磁密。這樣一來(lái)，儀表保安系數(shù)也降低了，電流互感器鐵芯的飽和點(diǎn)與額定電流120%點(diǎn)接近。而電流互感器在誤差檢驗(yàn)和使用時(shí)，一次返回導(dǎo)體的磁場(chǎng)可能使鐵芯磁通密度有1/6的的不對(duì)稱度，如果不對(duì)稱的兩部分鐵芯均未飽和，對(duì)電流互感器的誤差不會(huì)產(chǎn)生顯著影響。但如果有一側(cè)鐵芯飽和，電流互感器的誤差將發(fā)生顯著變化，使互感器的誤差不合格。因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證鐵芯的磁飽和裕度不小于1.5倍。 （6）穩(wěn)定性 考核互感器在兩次檢定周期中間的誤差穩(wěn)定性，可以通過(guò)比較兩次檢定的結(jié)果判斷。由于檢定誤差最大為基本誤差的1/3，如果互感器誤差的變化為基本誤差的1/2，按方和根法進(jìn)行綜合， 。最后選基本誤差的2/3考核穩(wěn)定性。 （7）運(yùn)行變差 互感器運(yùn)行變差定義為互感器誤差受運(yùn)行環(huán)境的影響而發(fā)生的變化。它可以由運(yùn)行狀態(tài)如環(huán)境溫度、剩磁、鄰近效應(yīng)引起，也可以由運(yùn)行方式引起，如變換高壓電流互感器一次導(dǎo)體對(duì)地電壓，變換大電流互感器一次導(dǎo)體回路等。 本規(guī)程采用三相法檢定三相組合互感器，檢定狀態(tài)與互感器的實(shí)際工作狀態(tài)有較好的一致性，互感器受鄰近一次導(dǎo)體磁場(chǎng)、高壓漏電流、工作接線影響在檢定條件下已有所體現(xiàn)，因此規(guī)程沒(méi)有對(duì)這些影響因素作單獨(dú)規(guī)定。 （8）剩磁 不同廠家生產(chǎn)的不同型號(hào)和不同批次的電流互感器，鐵芯的磁性能都不會(huì)完全相同，剩磁對(duì)電流互感器誤差的影響也不相同。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，有的電流互感器退磁后的誤差與退磁前的誤差相比，差別可以達(dá)到0.4%。在強(qiáng)磁化情況下，可以達(dá)到20%。表2規(guī)定電流互感器以退磁后的狀態(tài)為基本誤差測(cè)量狀態(tài)。這一寫(xiě)法考慮到與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)。在JJG313《測(cè)量用電流互感器》中，沒(méi)有對(duì)剩磁誤差進(jìn)行限制。因?yàn)檫@個(gè)規(guī)程主要用于精密電流互感器，可以隨時(shí)退磁處理。電力互感器不可能經(jīng)常退磁處理，鐵芯剩磁產(chǎn)生的附加誤差可以長(zhǎng)期存在，影響到計(jì)費(fèi)的公正性。在IEC標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)標(biāo)中，電流互感器的誤差都以退磁后的誤差為準(zhǔn)，主要的原因是電流互感器鐵芯退磁后的狀態(tài)是可復(fù)現(xiàn)的。而電流互感器剩磁狀態(tài)下的誤差不是一個(gè)穩(wěn)定值，不能用來(lái)定義互感器的基本誤差。很顯然，電流互感器的基本誤差還只能在退磁狀態(tài)下定義。但是剩磁對(duì)電流互感器誤差的影響也是要控制的。為了協(xié)調(diào)處理好剩磁誤差的問(wèn)題，規(guī)程把剩磁誤差作為電流互感器的運(yùn)行變差，并要求限制為基本誤差的1/3。這樣在一定程度上可滿足用戶對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度的要求，另一方面也照顧到制造廠在鐵磁材料選用上的多樣性。規(guī)程提出的限制剩磁誤差的要求，可以促使制造廠選用更好的鐵芯材料和更完善的熱處理工藝減小剩磁誤差，生產(chǎn)出更準(zhǔn)確可靠的電力互感器。 （9）通用技術(shù)要求 三相組合互感器的外觀標(biāo)志要求綜合了GB 1207－2006、GB 1208－2006、GB 17201－2007和JB/T 10432－2004對(duì)電壓互感器、電流互感器和組合互感器的要求，其絕緣水平控制值采用了目前通用的規(guī)定。 （10）檢定條件 三相組合互感器的檢定條件綜合考慮了JJG 313、JJG 314和JJG 1021的要求，沿用了目前通用的規(guī)定。 （11）檢定項(xiàng)目 三相組合互感器的檢定項(xiàng)目包括外觀及標(biāo)志檢查、絕緣試驗(yàn)、繞組級(jí)性檢查、基本誤差測(cè)量、穩(wěn)定性試驗(yàn)、運(yùn)行變差試驗(yàn)、磁飽和裕度試驗(yàn)。 現(xiàn)場(chǎng)檢定互感器通常結(jié)合設(shè)備驗(yàn)收與檢修進(jìn)行，根據(jù)電力行業(yè)規(guī)程DL/T727－2000《互感器運(yùn)行檢修導(dǎo)則》以及DL/T596－1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50150－91《電氣裝置安裝工程
電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》，在執(zhí)行這三個(gè)規(guī)程與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，已包括對(duì)互感器的絕緣電阻測(cè)量和工頻耐壓試驗(yàn)。規(guī)程為了避免重復(fù)性工作，允許直接采用按以上標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程得到的絕緣試驗(yàn)數(shù)據(jù)。只有在必須由檢定人員進(jìn)行的絕緣試驗(yàn)才按規(guī)程有關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行絕緣試驗(yàn)。 （12）誤差測(cè)量方法 三相組合互感器的誤差測(cè)量分單相法和三相法，兩種方法的特點(diǎn)對(duì)比如表1所示。 表1單相法和三相法比較表 項(xiàng)
目 | 單相檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置 | 三相檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置 | 檢測(cè)狀態(tài) | 1.
1. 電流互感器使工作在高壓狀態(tài)，而檢定卻是在低壓狀態(tài)。 2.
2.三相組合互感器是在三相狀態(tài)下運(yùn)行，而檢定卻只在單相下進(jìn)行。 | 3.
1. 標(biāo)準(zhǔn)和被試電流互感器均工作在實(shí)際運(yùn)行的高電壓狀態(tài)。 4.
2.對(duì)三相組合互感器的檢定是模擬三相運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行。 | 耗費(fèi)時(shí)間及工作量 | 測(cè)試需進(jìn)行6次接線，工作量大，費(fèi)時(shí)長(zhǎng) | 只需兩次接線即可，工作量小 | 電磁場(chǎng)影響 | 只能單相測(cè)試，無(wú)法進(jìn)行三相測(cè)試，故不能考核組合互感器中的電流、電壓部分的相互影響，即無(wú)法考核電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)誤差的影響程度。 | 可進(jìn)行單相、三相測(cè)試以及組合互感器電流、電壓相互影響測(cè)試。 | 模擬現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況 | 單相下檢測(cè)的工作狀態(tài)與實(shí)際運(yùn)行完全不同，不能發(fā)現(xiàn)不良產(chǎn)品的特性，如諧波影響 | 三相下的檢測(cè)模擬了產(chǎn)品的實(shí)際運(yùn)行情況，能發(fā)現(xiàn)不良產(chǎn)品的性能好壞。 | 計(jì)量準(zhǔn)確度的考核 | 檢測(cè)狀態(tài)與實(shí)際使用不同，帶來(lái)測(cè)試誤差 | 檢測(cè)狀態(tài)與實(shí)際使用相同，消除了附加測(cè)試誤差 | 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) | 由單相標(biāo)準(zhǔn)器、單相互感器校驗(yàn)儀、單相調(diào)壓器及控制、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 | 由三相標(biāo)準(zhǔn)器、三相互感器校驗(yàn)儀、三相調(diào)壓器及控制、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 | 成本價(jià)格 | 以普通單相為標(biāo)準(zhǔn)價(jià) | 比單相貴一倍 |
對(duì)不同廠家的兩元件組合互感器采用單相法與三相法，測(cè)試所得到的差異較大，尤其是對(duì)于1%In和5%In這兩點(diǎn)，差異性最為明顯，測(cè)得的比差最大相差0.14%，角差最大相差6分。 分析和試驗(yàn)結(jié)果表明，三相法檢定狀態(tài)更接近試品的運(yùn)行工況、檢定結(jié)果更為可靠、操作性更強(qiáng)，因此規(guī)程規(guī)定采用三相法進(jìn)行組合互感器的誤差測(cè)量。 7 其它 我國(guó)儀用互感器、電力互感器的檢定工作已經(jīng)開(kāi)展多年，各省均有一批常年從事互感器檢定工作的技術(shù)人員，其業(yè)務(wù)水平完全滿足相關(guān)法規(guī)的要求，完全有能力按照本規(guī)程規(guī)定的檢定方法實(shí)行三相組合互感器的檢定工作。 檢定中需用的高壓三相組合互感器檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置已經(jīng)研制成功并進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果表明能夠滿足檢定三相組合互感器的需要，可以在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用。各檢測(cè)單位也可按照同樣的方法組建標(biāo)準(zhǔn)裝置。 規(guī)程實(shí)施后一方面可以提高三相組合互感器檢定結(jié)果的可靠性，提升電能計(jì)量的準(zhǔn)確度；另一方面可推動(dòng)組合式互感器的設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量，促進(jìn)三相組合互感器在我國(guó)配電網(wǎng)中的使用，降低互感器的采購(gòu)成本，減少安裝費(fèi)用，節(jié)省占地面積。 | 
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