中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程第3部分：電力電流互感器第3部分：電力電流互感器電力電流互感器部分雷民(國家高電壓計量站)熊魁(國家高電壓計量站)潘寶祥(江蘇省計量科學研究院)黃奇峰(國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院)史強(國網四川省電力公司計量中心)李振東(國網青海省電力公司電力科學研究院)孫軍(武漢磐電科技股份有限公司)I 2引用文件 3術語和計量單位 4概述 5計量性能要求 5.1準確度等級 5.2基本誤差 5.3周期穩(wěn)定性 5.4磁飽和裕度 6通用技術要求 6.1外觀和標志 6.2繞組極性 6.3絕緣電阻 7計量器具控制 7.1檢定條件 7.2計量標準器及配套設備 7.3檢定項目 7.5檢定結果的處理 7.6檢定周期 附錄B電流互感器誤差試驗無功補償方法 附錄C用等安匝法測量大電流互感器誤差 附錄D一次返回導體對電流互感器誤差的影響 附錄E檢定原始記錄格式 附錄F檢定證書/檢定結果通知書內頁格式(第2頁) 附錄G檢定證書/檢定結果通知書檢定結果頁式樣(第3頁) Ⅱ本規(guī)程代替JJG1021—2007《電力互感器》的電力電流互感器部分，與1測量用互感器第3部分：電力電流互感器檢定規(guī)程本規(guī)程適用于安裝在電力系統(tǒng)中用于計量與測量的工頻電力電流互感器的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。本規(guī)程不適用于電子式電流互感器。2引用文件本規(guī)程引用了下列文件：JJG169互感器校驗儀JJG313測量用電流互感器JJF1701.1測量用互感器型式評價大綱第1部分：標準電流互感器凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)程。3術語和計量單位下列術語和定義適用于本規(guī)程。3.1電力電流互感器currenttransformerinpowersystem在電力系統(tǒng)中起著電氣隔離和按比率進行電流變換作用，向電氣測量、電能計量、自動保護等裝置提供與一次電流信號有準確比例的二次電流信號的互感器。3.2比值差ratioerror電流互感器在測量中由于實際變比與額定變比不相等所引入的誤差。電流互感器的式中：K?——電流互感器的額定變比，無量綱；I?——一次電流有效值，A;3.3相位差phasedisplacement電流互感器的一次電流相量與二次電流相量的相位差值，相量方向以理想電流互感器的相位差為零來決定。當二次電流相量超前一次電流相量時，相位差為正，單位通常3.4模擬比較法analogcomparisonmethod被檢電流互感器與標準電流互感器的額定變比相同時，將被檢電流互感器與標準電2圖1電流互感器基本原理圖電流互感器的準確度等級分為0.1S級、0.1級、0.2S級、0.2級、0.5S級、0.5級、1級。當環(huán)境溫度為-25℃~40℃,相對濕度不大于95%,環(huán)境電磁干擾可忽略，電流表1電流互感器基本誤差限值準確度等級電流百分數I?/I%151級比值差/%士1.5士1.0士1.0相位差/()士180士90士60士600.5級比值差/%士0.75士0.5士0.5相位差/()士90士300.5S級比值差/%士1.5士0.75士0.5士0.5士0.5相位差/()士90士45士30士30士303表1(續(xù))準確度等級電流百分數I?/In%150.2級比值差/%士0.75士0.35士0.2士0.2相位差/()士30士15士10士100.2S級比值差/%士0.75士0.35士0.2士0.2士0.2相位差/()士100.1級比值差/%士0.2士0.1士0.1相位差/()士15士8士50.1S級比值差/%士0.2士0.1士0.1士0.1相位差/()注：電流互感器的基本誤差以退磁后的誤差為準，電流互感器的開路退磁法見附錄A。5.3周期穩(wěn)定性電流互感器在接續(xù)的兩次檢定中，其誤差的變化不得超過基本誤差限值的2/3。電流互感器鐵芯磁通密度在相當于額定電流和額定負荷狀態(tài)下的1.5倍時，誤差應不超過額定電流及額定負荷下誤差限值的1.5倍。6.1外觀和標志電流互感器的器身上應有銘牌和標志。銘牌上應標有：型號、編號、出廠日期、接線圖或接線方式說明、額定電流比、準確度等級和二次負荷等明顯標志。一次和二次接電流互感器的絕緣電阻應符合表2的要求。注：一次對二次及外殼絕緣電阻要求不適用于GIS套管式電流互感器。4計量器具控制包括首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢7.1檢定條件7.1.1溫濕度環(huán)境溫度：—25℃~40℃,相對濕度：不大于95%。注：當電流互感器技術條件規(guī)定的環(huán)境溫度與—25℃~40℃范圍不一致時，以技7.1.2環(huán)境電磁場影響環(huán)境電磁場干擾引起標準電流互感器的誤差變化不超過被檢電流互感器基本誤差限值的1/20。7.1.3檢定接線影響檢定接線引起被檢電流互感器誤差的變化不超過被檢電流互感器基本誤差限值的7.2計量標準器及配套設備7.2.1試驗電源試驗電源頻率為50Hz±0.5Hz,波形畸變系數不大于5%。電流互感器現場試驗根據情況進行電容補償，其無功補償方法參考附錄B。7.2.2標準電流互感器7.2.2.1標準電流互感器應符合JJG313和JJF1701.1規(guī)定的要求。7.2.2.2采用模擬比較法進行檢定時，標準電流互感器的額定變比應和被檢電流互感器相同，準確度等級至少比被檢互感器高兩級，且在檢定環(huán)境條件下的實際誤差不超過被檢電流互感器基本誤差限值的1/5。7.2.2.3采用數字比較法進行檢定時，應確保被檢電流互感器的檢定點在標準電流互感器的有效溯源范圍內，標準電流互感器準確度等級至少比被檢電流互感器高三級，且在檢定環(huán)境條件下的實際誤差不超過被檢電流互感器基本誤差限值的1/10。7.2.2.4標準電流互感器的實際二次負荷(含差值回路負荷),應不超出其規(guī)定的上限7.2.3誤差測量裝置7.2.3.1誤差測量裝置的比值差和相位差的示值分辨力應分別不低于0.001%7.2.3.2采用模擬比較法進行檢定時，誤差測量裝置應符合JJG169的要求。在檢定環(huán)境條件下，誤差測量裝置引起的測量誤差應不超過被檢電流互感器基本誤差限值的7.2.3.3采用數字比較法進行檢定時，誤差測量裝置應對標準電流互感器和被檢電流互感器二次信號同步采樣，額定采樣率應不低于4k/s,并具有不少于16位的采樣精度。在檢定環(huán)境條件下，誤差測量裝置引起的測量誤差應不超過被檢電流互感器基本誤差限值的1/5。5用于電流互感器檢定的負荷箱(以下簡稱電流負荷箱),在接線端子所在的面板上還應標明外部接線電阻數值。本規(guī)程推薦的額定環(huán)境溫度區(qū)間為：低溫型—25℃~15℃,常溫型一5℃~35℃,高溫型15℃~40℃。檢定時使用的電流負荷箱，其額在規(guī)定的環(huán)境溫度區(qū)間，電流負荷箱在額定頻率和額定電流的20%～120%范圍內，有功和無功分量相對誤差均不超出±6%,殘余無功分量(適用于功率因數等于1的相對誤差均不超出±9%,殘余無功分量(適用于功率因數等于1的負荷箱)不超出電流百分表的準確度等級不低于1級。在規(guī)定測量范圍內，百分表內阻抗應保持絕緣電阻表的額定電壓為直流500V和25表3電流互感器檢定項目檢定項目檢定類別首次檢定后續(xù)檢定外觀及標志檢查十十十十十—十十十十十十十— 注：表中符號“十”表示必檢項目，符號“—”表示可不檢項目。6表4電流互感器的電流測量點電流百分數I?/Is%5額定負荷十十十十十下限負荷十十十十 Ix———額定一次電流。當電流互感器二次負荷大于或等于5VA時，二次負荷的功率因數應為0.8(滯后),當二次負荷小于5VA時，應采用功率因數1.0。①只針對0.1S,0.2S,0.5S級。除非用戶有要求，二次額定電流5A的電流互感器，額定負荷10VA及以上的下限負荷按3.75VA選取，10VA以下的下限負荷按2.5VA選??；二次額定電流1A的電流互感器，下限負荷按1VA選取。7圖2電流互感器模擬比較法誤差檢定接線7.4.4.3.2數字比較法檢定接線電流互感器數字比較法檢定接線圖見圖3。與被檢電流互感器共用一次繞組的其他圖3電流互感器數字比較法誤差檢定接線7.4.4.4大電流互感器等安匝法測量當一次返回導體的磁場對電流互感器誤差產生的影響不超過基本誤差限值的1/6等安匝測量方法及注意事項見附錄C,一次返回導體的磁場對被檢電流互感器誤差影響的計算方法見附錄D。7.4.4.5試驗步驟和基本誤差計算a)對被檢電流互感器進行退磁，電流互感器的開路退磁法見附錄A;b)當選用模擬比較法進行誤差測量時，按照圖2進行接線，當選用數字比較法進8行誤差測量時，按照圖3進行接線；c)平穩(wěn)地上升或下降電流，分別讀取誤差測量裝置的比值差和相位差讀數。被檢電流互感器的基本誤差按式(2)和式(3)計算：fx——被檢電流互感器的比值差，%;δx——被檢電流互感器的相位差，();fp——電流上升或下降時誤差測量裝置的比值差讀數，%;δp——電流上升或下降時誤差測量裝置的相位差讀數，()。測量結果應符合5.2的要求。7.4.5周期穩(wěn)定性電流互感器的周期穩(wěn)定性取上次檢定結果與當前檢定結果，分別計算兩次檢定結果中比值差的差值和相位差的差值，測量結果應符合5.3的要求。7.4.6磁飽和裕度7.4.6.1直接測量如果被檢電流互感器150%額定電流點在標準裝置的測量范圍內，可用模擬比較法或數字比較法直接測量150%額定點的誤差。注：在試驗條件滿足情況下，優(yōu)先采用直接測量。7.4.6.2間接測量如果不具備在150%額定電流點測量誤差的標準裝置，可通過增加二次負荷的方法間接測量，測量時選定的電流不小于額定電流的20%。設選定的電流百分點為m%,電流互感器的額定二次負荷為Zg,二次繞組電阻和漏電抗為Z?,分別在二次負荷Zg、電流百分點m%,以及二次負荷2Zp+Z?、電流百分點0.5m%下測量電流互感器的誤差，得到f?、δ1和f?、δ2。然后在二次負荷(150/m)Zp+(150/m—1)Z?、電流百分點m%下測量電流互感器的誤差，得到f?、δ?。被檢電流互感器150%額定電流點下的誤差按式(4)和式(5)計算。f、δ——被檢電流互感器在150%額定電流點下的比值差、相位差；f?、δ?——被檢電流互感器在二次負荷Zg和電流百分點m%下的比值差、相位差；f?、δ?——被檢電流互感器在二次負荷2Zg+Z?和電流百分點0.5m%下的比值差、相位差；f?、δ?——被檢電流互感器在二次負荷(150/m)Zp+(150/m—1)Z?和電流百分點97.5.1檢定準確度等級0.1(0.1S)級和0.2(0.2S)級的電流互感器，讀取的比值差保留到0.001%,相位差保留到0.01'。7.5.2檢定準確度等級0.5(0.5S)級和1級的電流互感器，讀取的比值差保留到0.01%,相位差保留到0.1'。電流互感器開路退磁法將電流互感器的二次繞組開路，用升流變壓器往一次繞組通入10%～15%的額定次。已被深度磁化的電流互感器，應當使用超過15%的額定一次電流退磁。退磁時應在匝數最多的二次繞組處接入交流峰值電壓表監(jiān)視二次電壓電流互感器誤差試驗無功補償方法在對現場安裝的電流互感器特別是GIS用電流互感器進行誤差檢驗時，會存在試驗回路長、額定電流大，對升流裝置容量要求高情況。在大電流、長線路回路中導體電阻小于導體電抗，主要呈現電感量，因此試驗中感性無功可通過電容器進行補償以減小對電源容量的要求?；芈冯姼杏嬎阋罁?B.1):電感計算及測試等效圖見圖B.1。根據試驗回路的具體情況，可選擇以下補償方式：a)在試驗回路較短，回路電感較小時，在升流器一次側并聯(lián)電容器進行補償，無功補償裝置原理圖如圖B.2所示。圖B.2并聯(lián)電容器補償原理圖圖B.3串聯(lián)電容器補償原理圖RZCC圖B.4多臺電流升流器并聯(lián)運行原理圖用等安匝法測量大電流互感器誤差附錄D一次返回導體對電流互感器誤差的影響一次返回導體在鐵磁媒質表面磁化產生電流和磁通，改變了電流互感器繞組各處的磁密，使沿鐵芯圓周的磁導率不相等，產生附加誤差。表D.1給出了模型鐵芯(截面為20mm×25mm)在一次電流為1000A的磁通計算值，表中a為一次導體與電流互根據表D.1可估算電流互感器內部或外部一次返回導體對電流互感器誤差的影響。23456789D.1鐵芯沒有屏蔽時的影響由多匝導線組成的電流互感器，鐵芯一般沒有磁屏蔽。當鐵芯沒有磁屏蔽時，首先為b×h,其中h為高度，單位為mm。一次電流為N×1000A。按比例關系根據式(D.1)和(D.2)分別計算得到鐵芯遠導線側磁密B。'和近導線側的磁密B%。表D.1中的計算對象是冷軋硅鋼片鐵芯，對鐵鎳合金鐵芯，還應乘上磁導率倍數，通常取5~20倍。者的偏差與沒有干擾時的磁導率之比。如果比值不超過被檢電流互感器基本誤差限值的1/3,則認為干擾量不超過被檢電流互感器基本誤差限值的1/6。一次返回導體軸線與電流互感器鐵芯軸線的距離a與鐵芯半徑R之比的典型值為3。計算表明在一次導線電流不超過3000安匝時，一次返回導體對電流互感器誤差的影響不超過基本誤差的1/6。D.2鐵芯有屏蔽時的影響用于測量發(fā)電機出口電流的母線型電流互感器，一次電流達到10kA量級，當三相母線距離不能滿足磁場影響的要求時，必須對鐵芯采取磁屏蔽措施。通常把鐵芯置于由高磁導材料制成的屏蔽盒內，為了避免磁屏蔽層在強磁場下飽和，磁屏蔽層外面再套一層高電導材料的屏蔽套。正確設計安裝的磁屏蔽系統(tǒng)，可以保證一次返回導體對電流互感器誤差的影響不超過基本誤差限值的1/6。當鐵芯有磁性材料的屏蔽時，可按D.1的方法計算屏蔽套的磁通，磁通除以屏蔽套的截面積，就得到屏蔽套里的磁密。算得的最大磁密值加上工作磁密應小于屏蔽材料的飽和磁密并有一定裕度。如果鐵芯有平衡繞組，則取近導線側和遠導線側的磁密平均值代替最大磁密值。鐵芯中的磁場可以按等效電流計算，等效電流為原一次電流除以屏蔽系數。屏蔽系數按式(D.3)計算：式中：b——屏蔽層的壁厚，m;2——屏蔽效率；a——屏蔽層的最大邊長，m;μ——屏蔽材料的相對磁導率，無量綱。如果鐵芯有銅屏蔽套，則按式(D.4)計算屏蔽系數：附錄E(第×××號)試品基本信息廠站名稱型號出廠編號A A A_ 準確度等級名稱型號編號不確定度/最大允許測量范圍準證書編號環(huán)境溫度℃相對濕度%檢定項目二次繞組間及對地絕緣電阻：3.繞組極性檢查：5.磁飽和裕度試驗：誤差數據：直接測量法口間接測量法口合格口不合格□6.基本誤差測量：模擬比較法□數字比較法□檢定：記試驗：