高压测试仪器及设备校准规范 第11部分：电容电流测试仪-编制说明.docx

《高压测试仪器及设备校准规范 第11部分：电容电流测试仪-编制说明.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高压测试仪器及设备校准规范 第11部分：电容电流测试仪-编制说明.docx（14页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、高压测试仪器及设备校准规范第11局部:电容电流测试仪编制说明国网浙江省电力电力科学研究院2022年5月溯源用标准器针对测试仪工作原理进行设计，利用标准电压互感 器及标准电容器组构建配电网二次侧开口三角及配电网对地电容模 型，通过比拟标准电容器组的电容量输出设定值与被校测试仪的测量 结果实现对测试仪器的量值溯源工作。利用标准电容器组和标准电压互感器构成溯源用标准装置。通过 对测试仪测量最大允许误差的调研，大局部测试仪电容量和电容电流 测量准确度等级都为5级。再考虑到标准模型搭建后引入的不确定度, 溯源用标准装置的测量扩展不确定度应满足优于相应测量参数2个准 确度等级的要求。因而，综合考虑标准器配

2、置的经济性及最低要求，参考DL/T 19532018电容电流测试仪通用技术条件条和表2,标准电 容器组的电容最大值为125.F,调节步长lpiF,准确度等级不低于0.5 级；标准电压互感器准确度等级不低于0.2级，需适用于配电网电压 等级，根据推荐使用电压等级为6kV、10kV、35kV或66kV的单相标 准电压互感器或三个相同（同型号同批次）的单相电压互感器构成三 相电压互感器。参考JJG1005-2009电子式绝缘电阻表检定规程和JJG795-2016 耐电压测试仪检定规程，结合仪器生产使用情况，规定绝缘电阻 表额定电压为500V、准确度等级不低于10级，耐电压测试仪输出电 压不小于2kV

3、、准确度等级不低于5级。（7）校准工程和校准方法a）校准工程根据对测试仪及现场电容电流测试所测参数的调研，确定电容量 和电容电流作为校准工程，保证其量值的准确可靠，从而有效提高电 容电流测量准确率，保障电网的平安稳定运行。b）校准的准备外观检查和工作正常性检查外观检查和工作正常性检查的相关条款结合GB/T 6587-2012电 子测量仪器通用规范和现场实际工作情况提出。绝缘电阻与介电强度测试仪作为现场工作仪器，必须有平安要求。电气平安要求只针 对交流电源供电的测试仪提出，包含了“绝缘电阻”和“介电强度”两部 分。电源输入端对机壳及地的绝缘电阻，沿用了测试仪器的通用标准, 测试电压500V,绝缘

4、电阻不小于20MQ。测量端与机壳、电源输入端 与机壳及地之间的绝缘强度，根据GB/T6587-2012电子测量仪器通 用规范表3要求，规定为可承受工频耐压2kV/lmin,测试仪应无击 穿、飞弧现象。c）校准方法经实际调研，现场绝大多数使用单TV接线方式和3TV接线方式, 4TV接线方式和C1TV接线方式很少使用；结合DL/T1953-2018电容 电流测试仪通用技术条件6.5条功能检查的要求，针对测试仪的单 TV接线方式或3TV接线方式开展校准。电容量接线方式可采用单TV接线方式或3TV接线方式。在测试仪测量 范围内，均匀选取不少于5个整数校准点(包括量程的上限、下限值) 进行电容量校准。采

5、用比拟法，通过比拟标准电容器组输出设定值与 被检测试仪的测量结果实现对被测试仪的校准。电容电流根据测试仪工作原理，电容电流由测试仪测得的电容量和系统电 压等级计算得出。因而，对电容电流的校准通过算法验证开展。接线 方式可采用单TV接线方式或3TV接线方式。采用选取的电容量 校准点进行电容电流校准，读取测试仪电容电流显示值，用标准电容 器组的电容量输出设定值根据理论公式计算标准电容电流值，从而计 算电容电流的计算误差。(8)校准结果表达为明确校准结果的有效位数，本章节要求校准数据有效位数应与 扩展不确定度位数一致。为保证校准证书信息的完整性，本章节对证书应包含的信息作出 规定，其内容与同类校准规

6、范相似，并与计量管理相关法律法规保持 一致。(9)复校时间间隔建议复校时间间隔为1年。(10) 电容量测量不确定度评定测试仪注入频率对电容量测量结果的影响分析如下：测试仪将异频电流信号通过单相或三相电磁式电压互感器(TV)注入不接地系统的中性点，测量系统零序电压和零序电流，根据电压 互感器的等值模型（如图1所示）及电压和电流的关系，计算系统对 地电容。1 .rrwy*R R Xl Km说明：C系统对地电容；R互感器等值漏阻；Xl互感器等值漏抗；Rm互感器励磁电阻；一一互感器励磁电抗。图1测试原理等效电路通常，互感器的励磁阻抗比短路阻抗和对地电容容抗大很多，励磁电流几乎为零，图1中心和X”的影响

7、可以忽略不计。假设测试仪将异频电流信号通过单相电磁式电压互感器的二次侧注入不接地系统的中性点，在TV二次侧可测得零序电压。0(1)式中:Ctv系统三相对地电容，Ctv= Ca+Cb+Cc;k互感器变比;一一注入信号角频率。假设测试仪将异频电流信号通过三相电磁式电压互感器的开口三角形侧注入不接地系统的中性点，在3TV开口三角形侧可测得零序电压Uo(2)式中：C3TV系统单相对地电容，C3TV=Ca=Cb=CCo测试仪通过向不接地系统的中性点注入不同频率的恒定电流信 号，测得不同的零序电压和零序电流值，联立求解方程组（1）或（2） 计算图1中的尺、Xl和C。测试仪注入频率的选取直接影响电容量测量的

8、准确度。图2给出 了误差定性分析图，当线路对地电容。较大时，其容抗Xc将较小； 假设频率选择较高，那么漏抗Xl较大，容抗Xc较小。算法通过测量整个 串联回路的阻抗值Z和相角来计算电容值，如果Xc相对于Xl很小， 阻抗Z和相角的微小测量误差将导致很大的电容值计算误差，也就 是说，企图通过测量一个大的量值来提取出一个小的量值是很困难的。 频率选取越低，越能增大Xc对Xl的比重，能增加计算的稳定度。但 频率选择也不能过低，频率太低那么不能忽略TV励磁回路的影响，因 此必须综合考虑上述两个因素才能选择合适的注入频率。XcXc八Xl图2误差定性分析图经调研，目前仪器制造厂商选取的频段在几赫兹到二百赫兹之

9、间, 通常采用向量法（分频法），按照频率一低一高的原那么选择注入异频 信号，低频率可以准确测量电容量，高频率可以准确测量漏抗值。同 时，为防止测量时工频信号的干扰，注入信号的频率需避开工频的倍 频和分频。经文献调研，通过Matlab/Simulink仿真软件进行频率分 析，在测试仪注入信号的频率范围内，系统的等效电容几乎不变，TV 的一、二次绕组之间的信号传输仍在线性范围内。测量不确定度是指“根据所用的信息，表征赋予被测量量值分散 性的非负参数”。测量重复性是测量不确定度的分量之一。由测试仪 测试原理可知，仪器注入异频信号的选择将直接影响电容量测量的准 确性；测试仪注入电流信号频率的稳定性将影

10、响电容量测量结果的重 复性，继而影响电容量测量结果的不确定度。因此，本文件将测试仪 注入电流信号频率对于电容量测量不确定度的影响纳入到测量重复 性中加以考虑。经评定，测量结果的不确定度主要分量有：由测试仪测量重复 性引入的不确定度分量w(Cxi);由测试仪测量分辨力引入的不确定 度分量(Cx2)；由标准电容箱最大允许误差引入的不确定度分量 “(Csl)；由标准电压互感器比值最大允许误差引入的不确定度分量 u(Cs2)o电容量测量不确定度具体评定方法见规范正文附录Bo 9.2其他应予以说明的事项无。标准编制小组2022年5月电力行业标准高压测试仪器及设备校准规范第11局部： 电容电流测试仪编制说

11、明.工作内容1.1 任务来源电力行业标准高压测试仪器及设备校准规范第11局部：电容电 流测试仪（以下简称“本文件”）是根据国家能源局综合司关于下 达2021年能源领域行业标准制修订计划及外文版翻译计划的通知 （国能综通科技（2021） 92号）获批立项，由全国高电压试验技术和 绝缘配合标准化技术委员会高电压试验技术标准化分技术委员会归 口管理，国网浙江省电力电力科学研究院牵头编制。本文件为首次制定，是DL/T 1694系列标准的一局部，系列标准 由以下局部组成： 第1局部：特高频局部放电在线监测装置； 第2局部：电力变压器分接开关测试仪； 第3局部：高压开关动作特性测试仪； 第4局部：绝缘油耐

12、压测试仪； 第5局部：氧化锌避雷器阻性电流测试仪； 第6局部：电力电缆超低频介质损耗测试仪； 第7局部：综合保护测控装置电测量； 第8局部：电力电容电感测试仪； 第9局部：电力变压器空、负载损耗测试仪。第10局部：六氟化硫密度控制器校验仪;第11局部：电容电流测试仪。本文件是DL/T 1694高压测试仪器及设备校准规范的第H局部。 1.2工作过程2021年9月获批立项。牵头单位随即开展收集资料和启动准备相 关工作。2021年11月19日在武汉召开启开工作会议，编制工作由国网陕西 省电力朱跃进行技术指导。启动会成立了标准编制工作组, 对标准草案进行了讨论，对标准编写工作内容、要求、进程等进行讨

13、论和分工，标准编制工作组由国网浙江省电力电力科学研究 院、中国电力科学研究院、国网北京市电力公司电力科学研 究院、国网福建省电力电力科学研究院、国网浙江省电力有 限公司桐庐县供电公司、国网湖北省电力电力科学研究院、 广西电网有限责任公司电力科学研究院、国网重庆市电力公司电力科 学研究院、国网河北省电力电力科学研究院、国网陕西省电 力公司电力科学研究院、国网天津市电力公司电力科学研究院、安徽 大为电气科技共12家单位组成。2021年12月，编制工作组成员单位对电容电流的现场测试方法 和试验数据、测试仪的工作原理、技术参数、实验室校准能力等情况 进行调研，编制了调研报告。2021年12月至2022

14、年2月，国网浙江省电力电力科学 研究院和国网湖北省电力电力科学研究院联合开展了验证 试验，编制了验证试验报告。2022年2月17日，国网浙江省电力电力科学研究院完成初稿草案编制，会同其他编制文件在工作组内部征求意见，修改完 善形成征求意见稿初稿。2022年2月26日，召开起草工作组内部讨论会议，修改完善征 求意见稿初稿，经技术指导专家朱跃复核后，上报全国高电压试验技 术标准化分技术委员会审查；3月14日，工作组收到预审查意见。2022年3月22日，召开起草工作组第二次工作会议，结合预审 意见对征求意见材料进行详细讨论并开展集中编制工作。4月11日， 召开起草工作组内部审查会议，进一步修改完善征

15、求意见稿初稿材料。 4月12日，主编单位根据会议讨论结果和二次调研情况，完成征求 意见材料的修改，经技术指导专家朱跃复核后，上报全国高电压试验 技术标准化分技术委员会。2022年4月22日，召开线上征求意见稿审查会。评审组专家认 为工程满足编制目的要求，经表决，予以认可，同意该工程按照评审 意见修改，并经过复核确认后，进入下一阶段工作。根据评审意见， 国网浙江省电力电力科学研究院再次开展试验验证，工作组 根据试验验证情况和评审建议修改完善征求意见稿。5月7日，经评 审组组长对标准化文件的整改情况进行验收后，上报全国高电压试验 技术标准化分技术委员会。2 .编写原那么和主要内容编写原那么本文件是

16、首次制定。编制遵循“统一性、协调性、适用性、一致 性和规范性”的原那么，严格按照GB/T 1.1-2020标准化工作导那么第1 局部：标准的结构和编写规那么进行编制，并与相关标准协调统一。 2.2主要内容按照电力行业标准规范性编制要求，本文件内容结构上主要包含 前言、引言、范围、规范性引用文件、术语和定义、概述、计量特性、 校准条件、校准工程和校准方法、校准结果表达、复校时间间隔。本 文件是电容电流测试仪检测机构规范开展此类仪器校准工作的指导 性文件。2.3 编制目的及要解决的问题电容电流测试仪广泛应用于电力系统配电网电容电流的测量。准 确测量电容电流是决定装设消弧线圈与否及正确选择消弧线圈容

17、量 和采取措施抑制电压互感器谐振过电压的关键依据，对于配电网的安 全运行至关重要。本文件的制定，将有效规范和统一此类仪器的量值 溯源和传递工作，保证其量值的准确可靠，从而有效提高电容电流测 量准确率，保障电网的平安稳定运行。3 .主要试验验证情况和预期到达的效果国网浙江省电力电力科学研究院和国网湖北省电力有 限公司电力科学研究院承当试验验证工作。主要开展的试验验证工程包括：采用不同电压等级互感器对测试仪测量结果影响试验、电容量示值误差试验、电容电流示值误差试验。试验验证数据证明：标准编制条款制定合理，可操作性较强。4 .采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的比照情况本文件无

18、相关的国际与国外同类标准及国家标准。5 .与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性本文件引用以下现行有效标准：DL/T 3082012中性点不接地系统电容电流测试规程DL/T 19532018电容电流测试仪通用技术条件编写过程中相应术语、试验方法均借鉴或直接引用自上述标准最 新有效版本，故本文件符合现行法律、法规、政策和现行有效的相关 标准规定。6 .重大分歧意见的处理经过和依据暂无。7 .贯彻标准的要求和措施建议在本文件的贯彻过程中应组织各省市、自治区电力科学研究院、 计量检测机构等从事电容电流测试仪校准工作的技术人员和仪器制 造企业相关人员学习宣贯，对相关技术条款进行详细明确解读，保证 条

19、款内容执行的正确性和规范性。8 .废止现行有关标准的建议无。9 .重要内容的解释和其它应予说明的事项重要内容的解释本文件规定了电容电流测试仪的计量特性、校准工程和方法、校准结果的表达及复校时间间隔等内容。（1）范围对本文件适用范围进行了明确。经调研，电容电流测试仪的测试方法有异频（非50Hz）信号注入法和中性点外加电容法。目前，测 试仪通常采用异频（非50Hz）信号注入法。中性点外加电容法测试 仪直接从系统中性点引出端或补偿电容器组中性点测量配网的电容 电流。该方法直接在系统一次侧进行测试，平安风险较大，测量前准 备工作耗时长，生产厂家和使用情况非常少。考虑异频（非50Hz） 信号注入法测试仪

20、在电力系统广泛应用，目前国内计量检测机构开展 的校准工作均针对异频（非50Hz）信号注入法的测试仪开展，故确 定本文件适用范围为：适用于异频（非50Hz）信号注入法测试仪的 校准，与DL/T 19532018电容电流测试仪通用技术条件保持一 致。（2）规范性引用文件电容电流测试仪作为一种测量交流配电网系统电容电流的仪器， 对电容电流、电容电流测试仪的定义和测试方法术语引用了DL/T 3082012中性点不接地系统电容电流测试规程和DL/T 19532018电容电流测试仪通用技术条件。（3）术语和定义电容电流、电容电流测试仪和异频信号注入法等三个术语定义都 是描述测试仪及其测量参数所必须涉及的，

21、且在后续文中都会提及， 本局部引用了DL/T 3082012和DL/T 19532018中的相关术语定义。但凡相线落到地上和大地有接触或相线对地的绝缘电阻不够等 都属于单相接地。金属接地是单相接地故障的一种，指相线和已经接 地的金属（设备金属外壳等）搭接或连接,是最严重的单相接地故障。 因此，本文件中的电容电流引用DL/T 3082012中3.2条的定义，指 无补偿的中性点不接地系统发生单相金属性接地时的容性电流。（4）概述为便于理解，编制了异频（非50Hz）信号注入法测试仪结构组 成和测试原理局部，对其结构、功能、原理进行了描述，并附测试仪 结构框图；同时，在附录A中对测试仪的测试原理和测试

22、方法进行了 具体阐述。（5）计量特性配电网中性点不接地系统单相接地的电容电流由电力线路（电缆 线路、架空线路、电缆线路+架空线路）和电气设备（同步发电机、 异步电动机、变压器、断路器等）两局部电容电流组成。经调研，电容电流现场测试情况如下：10kV电压等级系统电容 量数据范围10|iF120四，35kV电压等级系统电容量数据范围 0.3奸15，66kV电压等级系统电容量数据范围0.3吓10。电容电流测试仪国内生产厂家众多，目前国内主要制造、生产此 类仪器的制造商多达数十家，其中具备自主研发此类仪器技术的制造 商有10家左右。编制工作组经过充分调研目前市面上占有率较大的测 试仪的技术指标，综合考

23、虑现场实际测试情况和电容电流工程估算结 果，确定了电容量和电容电流的测量范围及最大允许误差。条款中规定的电容量测量范围0.3|iF125|iF和最大允许误差一般 不超过5%,与DL/T 19532018电容电流测试仪通用技术条件 一致。根据测试仪工作原理，电容电流由测试仪测得的电容量和系统电 压等级根据公式/ = coCU计算得出。根据调研结果，综合考虑现场实 际测试得到的电容量和电容电流范围，条款中规定“测试仪电容电流 测量范围小于等于300A,最大允许误差一般不超过5%；电容电流测 量范围大于300A,最大允许误差一般不超过土 10%”，与DL/T 19532018电容电流测试仪通用技术条件一致。（6）校准条件a）环境条件环境条件：考虑到本文件用于规范实验室校准工作，因而采取实 验室通行的环境条件要求，环境温度要求为205”，环境湿度要 求为不大于80%RH。供电电源：对不同厂家不同型号的测试仪开展的调研结果说明， 测试仪有工频电源和直流电池供电两种方式。参考GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差、GB/T 15945-2008电能质量电力系统频 率允许偏差、GB/T14549-1993电能质量 公用电网谐波相关条款， 规定交流供电电压为220V22V,频率为50Hz0.5Hz,波形为正弦波、 失真度小于等于5%。b）测量标准及辅助设备