趙軍
摘 要 闡述電力計量電流互感器誤差特性。由被測電流互感器二次回路引起的測量誤差。提出了解決控制的方法。
關(guān)鍵詞 電流互感器;負(fù)荷阻抗;附加誤差
中圖分類號:TM452 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)23-0063-03
計量用電流互感器在電力系統(tǒng)中起著重要的關(guān)鍵作用,其測量倍數(shù)誤差直接影響表計的精確度。為描述電流互感器運(yùn)行條件下的性能,國家標(biāo)準(zhǔn)GB1208—2006《電流互感器》對測量用電流互感器給出了額定儀表限值一次電流(IPL)定義,規(guī)定了儀表保安系數(shù)(FS)準(zhǔn)確級別與各個級別的誤差限值。JJG1021-2007《電力互感器檢定規(guī)程》對電力用互感器的測量方法、標(biāo)準(zhǔn)器、誤差測量裝置、二次負(fù)荷、測量環(huán)境等均做出了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)定。本文就如何在電流互感器誤差檢定過程中容易引入的測量誤差,或經(jīng)常忽視測量附加誤差做了系統(tǒng)的分析與研究。結(jié)合我們多年的測量經(jīng)驗,提出了相應(yīng)解決方法。以期引起廣大同仁的關(guān)注。使電流互感器在量值傳遞的過程中正確把握國家標(biāo)準(zhǔn)及檢定規(guī)程具體要求。從而提現(xiàn)計量器具在量值傳遞過程中再現(xiàn)真實的示值誤差。以期達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)及檢定規(guī)程所制定的技術(shù)規(guī)范。
1 電流互感器(以下簡稱CT)誤差分析
CT在實際工作中通過鐵芯磁場的作用來建立一次與二次的聯(lián)系。通常我們所關(guān)注的是CT二次電流隨一次電流的變化,而不關(guān)注一次端電壓的變化。(其一次電壓等級由CT的絕緣來決定)因此這里繪出的CT相量圖中沒有繪出一次繞組端電壓相量。同樣在常見的CT等效電路圖中都不繪出一次繞組阻抗。其等效電路圖均以減極性原則繪出。
1)根據(jù)公式可以看出CT的有效鐵芯截面積Ac和鐵芯的平均磁路長度Lc直接影響其誤差,即CT鐵芯有效截面積Ac越大,其誤差越小。鐵芯的平均磁路越短,其誤差越小。
2)鐵芯的導(dǎo)磁率越高,誤差就越小。因此,選用高導(dǎo)磁率材料鐵芯是減小誤差的最好途徑。超微晶鐵芯因其導(dǎo)磁率高,有利于提高CT的誤差精度,且能方便的控制其誤差走向。所以目前高精度計量CT均要用微晶鐵芯來制作。
3)CT的誤差與一次安匝成反比。因此提高一次的安匝可以減小誤差,提高CT的精確度。因此,這在有多個二次繞組的CT中是經(jīng)常用來提高精確度的方法。
4)負(fù)荷影響CT的誤差。有公式及相量圖可以看出,二次負(fù)荷阻抗的功率因數(shù)角(φ2)是二次總阻抗角α的主要組成部分。因此二次負(fù)荷(φ2)越大越大,則sin(α+θ)數(shù)值越大CT的比值差(εi)越大。cos(α+θ)數(shù)值越小,角差(δi)越小。因此隨著二次負(fù)荷功率因數(shù)角(φ2)的增大,CT的比差增大,角差減小。
實際上,CT鐵芯磁密是隨二次電流和二次負(fù)荷變化的。在常態(tài)下,工作磁密較低。當(dāng)二次電流增大后,鐵芯磁密增加。到一定程度后B-H曲線開始彎曲,導(dǎo)磁率下降,當(dāng)進(jìn)α飽和區(qū)后,導(dǎo)磁率會降到很低的程度。此時CT的誤差急劇增大。比差向負(fù)方向飄移,超出要求的誤差范圍。輸出的波狀發(fā)生很大變化,含有很多高次諧波。
2 CT誤差測量系統(tǒng)
國家質(zhì)檢總局對各種量具分別制定有各自的檢定規(guī)程,以達(dá)到量值傳遞統(tǒng)一目的。對測量用CT頒布有JJG313-2010《測量用電流互感器》及JJG1021-2007《電力互感器》兩個規(guī)程。這兩個規(guī)程是規(guī)范CT檢測系統(tǒng)的準(zhǔn)則和完善量值傳遞的依據(jù)。
對CT檢測系統(tǒng)具體約束條件有:標(biāo)準(zhǔn)器至少比被檢高兩個等級。在檢定環(huán)境條件下的實際誤差不大于被檢CT基本誤差限值的1/5。由誤差測量裝置引起的測量誤差,應(yīng)不大于被檢CT基本誤差的1/10。其中差值回路的二次負(fù)荷對標(biāo)準(zhǔn)器和被檢CT誤差的影響均不大于它們基本誤差限值的1/20。
電流負(fù)荷箱在必要的環(huán)境溫度區(qū)間,在額定頻率與額定電流下,負(fù)荷箱的有功分量和無功分量均不超±3%,1021檢定規(guī)程對現(xiàn)場均使用的電流負(fù)荷箱誤差規(guī)定為±6%。但同時規(guī)定由檢定接線引起被檢的誤差變化,不大于被檢基本誤差的1/10。因此,1021檢定規(guī)程即便放寬現(xiàn)場使用的誤差范圍,并非沒有約束條件。
檢定規(guī)程是規(guī)范計量器具檢定系統(tǒng)的法律性文件,保持檢定系統(tǒng)的精確度是執(zhí)行檢定規(guī)程的先決條件。
3 由CT二次回路引入的測量誤差
被測CT二次回路由電流負(fù)荷箱及外接導(dǎo)線組成。功率因數(shù)cosφ=0.8,阻抗Zb的表達(dá)式如下:
電流負(fù)荷箱由抽頭電抗分電阻串聯(lián)組成。標(biāo)稱值由開關(guān)轉(zhuǎn)換,配合被檢CT需要的負(fù)荷范圍。在使用的過程中,因頻繁變換阻抗值。轉(zhuǎn)換開關(guān)會有接觸電阻產(chǎn)生。此電阻常會比規(guī)定值增大0.01-0.05歐。特別是在額定電流的1%-5%區(qū)間,甚至?xí)龃笾?.1歐以上。這對檢定負(fù)荷為0.2歐,150安匝以下、0.2s、0.5s級CT來講會引入很大的測量誤差,因此而誤判鑒定結(jié)果。
JJG313-2010《電流互感器》檢定規(guī)程第5.1.6條規(guī)定:電流負(fù)荷箱在電流20%以下的附加誤差限值為:電流每變化5%,誤差增加1%。
筆者認(rèn)為:規(guī)程放寬的誤差,遠(yuǎn)小于電流負(fù)荷箱接觸電阻帶來的附加誤差。由于此誤差的存在,做試驗時會出現(xiàn):電流上升與下降時示值誤差不同,對同一只CT幾次測量的誤差離散性太大,因此對測量結(jié)果不易得出結(jié)論。
4 消除電流負(fù)荷箱接觸電阻引入的測量誤差
1)測量CT時,應(yīng)先把電流升至額定電流120%,退回零位。然后重新升流,讀取各測量點的示值誤差。此時,在二次回路不變更接線或切換負(fù)荷開關(guān)的前提下,電流上升與下降其誤差讀數(shù)均會保持在同一個示值誤差范圍內(nèi)。
采用此方法,對同一只CT分別幾次進(jìn)行試驗,示值誤差的離散性會變的極小,誤差讀數(shù)會基本重合。
實踐證明,采用電流沖擊方法來消除被檢CT二次回路的附加阻抗,不失為復(fù)現(xiàn)檢定規(guī)程對量值傳遞的精度要求。由于排除了被檢二次回路引入的測量誤差。其試驗結(jié)果只有測量系統(tǒng)的基本誤差存在。這樣對檢定結(jié)果的處理會增加可靠的依據(jù)。endprint
所以筆者認(rèn)為,此種測量方法不僅適用于電力系統(tǒng)CT的誤差檢定,同樣也適用高精密CT的測量檢定。但是,此方法非為對CT退磁,具體CT退磁方法請參閱檢定規(guī)程。
2)保養(yǎng)電流負(fù)荷箱消除接觸電阻。
當(dāng)代CT的檢定過程中,只有電流負(fù)荷箱需頻繁切換檔位變更阻抗值,轉(zhuǎn)換開關(guān)因磨擦便會有粉末滯留在各觸點上,產(chǎn)生接觸電阻,當(dāng)接觸電阻輕微時,可用前文所述方法排除。但對電流負(fù)荷箱適用太久,用全程升降電流不能徹底排除,或在檢定試驗過程中,出現(xiàn)被測CT在下限負(fù)荷的誤差比額定負(fù)荷誤差,偏負(fù)的狀況時,應(yīng)該打開電流負(fù)荷箱,清除轉(zhuǎn)換開關(guān)的污垢,對電流負(fù)荷箱進(jìn)行保養(yǎng)。具體方法:松開面板螺絲,把阻抗元件連同面板一起提出,用棉球清除刷形開關(guān)各觸點的污物。然后在各觸點輕輕打上一些丸士標(biāo)油,注意不要觸碰各焊點引線。重新組裝即可完成。經(jīng)過這樣保養(yǎng)后的電流負(fù)荷箱,會回到初始狀態(tài)。使轉(zhuǎn)換開關(guān)各觸點的接觸電阻基本消失。如此時對電流負(fù)荷箱進(jìn)行檢定,各阻抗標(biāo)稱值的示值誤差均會保持在合格的范圍內(nèi),滿足檢定規(guī)程對電流負(fù)荷箱±3%的誤差要求。
我們曾用一只150/5、 0.2S級、負(fù)荷0.2歐、微晶鐵芯電流互感器,在負(fù)荷箱保養(yǎng)前后作比對試驗。試驗方法均采用從小電流開始讀數(shù)。實測誤差數(shù)據(jù)如下。
在兩次試驗的同時,用全程升降電流的方法進(jìn)行比對試驗,試驗誤差如下。
通過比對試驗可以看出,電流負(fù)荷箱在頻繁使用的過程中,接觸電阻給被檢CT引入的附加誤差是十分顯著的。因此在檢定試驗的同時,發(fā)現(xiàn)和消除測試系統(tǒng)的附加誤差,是提高測量準(zhǔn)確度的行為準(zhǔn)則。
3)電流負(fù)荷箱檢定。
互感器誤差測量裝置全有測量阻抗的功能??捎脙x器測阻抗線路隨時對電流負(fù)荷進(jìn)行測量檢定。因儀器測阻抗線采用四端輸入法,測量引入的誤差很小,只會帶來測量裝置的固有誤差。檢定時應(yīng)包括電流負(fù)荷箱的外接導(dǎo)線。測阻抗接線如下圖所示。
電流負(fù)荷箱阻抗標(biāo)稱值下的電阻與電抗。
檢定電流負(fù)荷箱時如不帶外接導(dǎo)線,應(yīng)從讀書中扣除外接導(dǎo)線的電阻部分。測量的實際讀數(shù)與標(biāo)稱值通過計算后,便可分析是否負(fù)荷±3%的誤差要求。試驗時,還可以觀察從小電流到大電流阻值的變化。分析是否存在檔位切換接觸電阻。
4)用替代法驗證測量的準(zhǔn)確度。
從計量學(xué)角度出發(fā),可以用比對的方法來驗證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。常用的方法有:修正法、替代法、交換法等等。因此在CT的校驗過程中,同樣可以來用替代的方法來驗證測量系統(tǒng)試驗誤差正確與否。如可以用三只150/5、0.2S級或0.5S的小安匝CT,在實驗設(shè)備認(rèn)定完好時測定其誤差。如能進(jìn)行多家比對則更好。保存幾只CT,以便作為日常實驗比對的依據(jù)。這樣能基本保持檢定結(jié)果的準(zhǔn)確度,并可隨時發(fā)現(xiàn)測量系統(tǒng)的附加誤差。
5 標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的自檢
1)標(biāo)準(zhǔn)電流互感器由一二次匝數(shù)配合的方式變換變比。以滿足檢定CT不同變比的需求。高精度標(biāo)準(zhǔn)器坡莫合金做鐵芯,采用零磁通補(bǔ)償方法,經(jīng)過精心調(diào)試,容易做成高精度的標(biāo)準(zhǔn)器,如0.001S級、0.002S級等。對于標(biāo)準(zhǔn)器的檢定,一般要求送檢,以此來驗證標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度是否符合其精度等級要求。在日常檢定工作中,了解標(biāo)準(zhǔn)器的精度變化時,對標(biāo)準(zhǔn)器可以進(jìn)行自檢。自檢可在5/5變比上試驗。因標(biāo)準(zhǔn)CT一般把5/5的變比均設(shè)置在二次最小安匝上,所以只要5/5這個變比符合精度要求,就可以認(rèn)為其余各變比全部符合精度要求。自檢時,標(biāo)準(zhǔn)CT的二次負(fù)荷功率因(cosφ=1)。試驗可選用JJG—2010《電流互感器》檢定規(guī)程自檢線路。如下圖。
由于自檢為絕對誤差試驗,所測量非常準(zhǔn)確。
2)提高標(biāo)準(zhǔn)CT使用精度的方法。
在檢定測試工作中,因使用的標(biāo)準(zhǔn)CT精度等級已定,常因某些特殊情況,感覺所用標(biāo)準(zhǔn)精度偏低,有不盡人意的現(xiàn)象。如果能找到一個使標(biāo)準(zhǔn)CT提高精度的辦法,不失為最佳的選擇。
標(biāo)準(zhǔn)CT的負(fù)荷設(shè)定在0.2Ω-0.1Ω之間。功率因數(shù)cosφ=1,0.15Ω為其中間負(fù)荷。實際上,標(biāo)準(zhǔn)CT在誤差調(diào)試過程中,多在此0.15Ω負(fù)荷下進(jìn)行。只要把誤差調(diào)試在零線附近,基本上便可滿足上下限負(fù)荷下的精度要求。因此0.15Ω的負(fù)荷是標(biāo)準(zhǔn)CT精度最高時的條件。如結(jié)合誤差測量裝置配接標(biāo)準(zhǔn)CT導(dǎo)線,使之滿足標(biāo)準(zhǔn)CT負(fù)荷工作在0.15Ω附近,便可使標(biāo)準(zhǔn)CT提高一個精度等級。
因各廠家生產(chǎn)的誤差測量裝置帶給標(biāo)準(zhǔn)CT的負(fù)荷不盡相同,所以導(dǎo)線的配接應(yīng)參考儀器使用說明來完成。
驗證標(biāo)準(zhǔn)CT精確度的方法,可在自檢的結(jié)果上得到。
6 結(jié)束語
本文在解讀電流互感器檢定規(guī)程的前提下,結(jié)合實踐經(jīng)驗分析CT檢定過程中易于產(chǎn)生的附加誤差,以及在升降電流時出現(xiàn)變差。提出了在試驗過程中減小附加誤差和消除附加誤差的方案。同時對標(biāo)準(zhǔn)CT的自檢和使用,找到提高精度等級的方法。解決了在不變換標(biāo)準(zhǔn)CT的前提下,滿足某些特殊檢定需求并以此提高檢定系統(tǒng)的總體精度。
參考文獻(xiàn)
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2)保養(yǎng)電流負(fù)荷箱消除接觸電阻。
當(dāng)代CT的檢定過程中,只有電流負(fù)荷箱需頻繁切換檔位變更阻抗值,轉(zhuǎn)換開關(guān)因磨擦便會有粉末滯留在各觸點上,產(chǎn)生接觸電阻,當(dāng)接觸電阻輕微時,可用前文所述方法排除。但對電流負(fù)荷箱適用太久,用全程升降電流不能徹底排除,或在檢定試驗過程中,出現(xiàn)被測CT在下限負(fù)荷的誤差比額定負(fù)荷誤差,偏負(fù)的狀況時,應(yīng)該打開電流負(fù)荷箱,清除轉(zhuǎn)換開關(guān)的污垢,對電流負(fù)荷箱進(jìn)行保養(yǎng)。具體方法:松開面板螺絲,把阻抗元件連同面板一起提出,用棉球清除刷形開關(guān)各觸點的污物。然后在各觸點輕輕打上一些丸士標(biāo)油,注意不要觸碰各焊點引線。重新組裝即可完成。經(jīng)過這樣保養(yǎng)后的電流負(fù)荷箱,會回到初始狀態(tài)。使轉(zhuǎn)換開關(guān)各觸點的接觸電阻基本消失。如此時對電流負(fù)荷箱進(jìn)行檢定,各阻抗標(biāo)稱值的示值誤差均會保持在合格的范圍內(nèi),滿足檢定規(guī)程對電流負(fù)荷箱±3%的誤差要求。
我們曾用一只150/5、 0.2S級、負(fù)荷0.2歐、微晶鐵芯電流互感器,在負(fù)荷箱保養(yǎng)前后作比對試驗。試驗方法均采用從小電流開始讀數(shù)。實測誤差數(shù)據(jù)如下。
在兩次試驗的同時,用全程升降電流的方法進(jìn)行比對試驗,試驗誤差如下。
通過比對試驗可以看出,電流負(fù)荷箱在頻繁使用的過程中,接觸電阻給被檢CT引入的附加誤差是十分顯著的。因此在檢定試驗的同時,發(fā)現(xiàn)和消除測試系統(tǒng)的附加誤差,是提高測量準(zhǔn)確度的行為準(zhǔn)則。
3)電流負(fù)荷箱檢定。
互感器誤差測量裝置全有測量阻抗的功能。可用儀器測阻抗線路隨時對電流負(fù)荷進(jìn)行測量檢定。因儀器測阻抗線采用四端輸入法,測量引入的誤差很小,只會帶來測量裝置的固有誤差。檢定時應(yīng)包括電流負(fù)荷箱的外接導(dǎo)線。測阻抗接線如下圖所示。
電流負(fù)荷箱阻抗標(biāo)稱值下的電阻與電抗。
檢定電流負(fù)荷箱時如不帶外接導(dǎo)線,應(yīng)從讀書中扣除外接導(dǎo)線的電阻部分。測量的實際讀數(shù)與標(biāo)稱值通過計算后,便可分析是否負(fù)荷±3%的誤差要求。試驗時,還可以觀察從小電流到大電流阻值的變化。分析是否存在檔位切換接觸電阻。
4)用替代法驗證測量的準(zhǔn)確度。
從計量學(xué)角度出發(fā),可以用比對的方法來驗證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。常用的方法有:修正法、替代法、交換法等等。因此在CT的校驗過程中,同樣可以來用替代的方法來驗證測量系統(tǒng)試驗誤差正確與否。如可以用三只150/5、0.2S級或0.5S的小安匝CT,在實驗設(shè)備認(rèn)定完好時測定其誤差。如能進(jìn)行多家比對則更好。保存幾只CT,以便作為日常實驗比對的依據(jù)。這樣能基本保持檢定結(jié)果的準(zhǔn)確度,并可隨時發(fā)現(xiàn)測量系統(tǒng)的附加誤差。
5 標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的自檢
1)標(biāo)準(zhǔn)電流互感器由一二次匝數(shù)配合的方式變換變比。以滿足檢定CT不同變比的需求。高精度標(biāo)準(zhǔn)器坡莫合金做鐵芯,采用零磁通補(bǔ)償方法,經(jīng)過精心調(diào)試,容易做成高精度的標(biāo)準(zhǔn)器,如0.001S級、0.002S級等。對于標(biāo)準(zhǔn)器的檢定,一般要求送檢,以此來驗證標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度是否符合其精度等級要求。在日常檢定工作中,了解標(biāo)準(zhǔn)器的精度變化時,對標(biāo)準(zhǔn)器可以進(jìn)行自檢。自檢可在5/5變比上試驗。因標(biāo)準(zhǔn)CT一般把5/5的變比均設(shè)置在二次最小安匝上,所以只要5/5這個變比符合精度要求,就可以認(rèn)為其余各變比全部符合精度要求。自檢時,標(biāo)準(zhǔn)CT的二次負(fù)荷功率因(cosφ=1)。試驗可選用JJG—2010《電流互感器》檢定規(guī)程自檢線路。如下圖。
由于自檢為絕對誤差試驗,所測量非常準(zhǔn)確。
2)提高標(biāo)準(zhǔn)CT使用精度的方法。
在檢定測試工作中,因使用的標(biāo)準(zhǔn)CT精度等級已定,常因某些特殊情況,感覺所用標(biāo)準(zhǔn)精度偏低,有不盡人意的現(xiàn)象。如果能找到一個使標(biāo)準(zhǔn)CT提高精度的辦法,不失為最佳的選擇。
標(biāo)準(zhǔn)CT的負(fù)荷設(shè)定在0.2Ω-0.1Ω之間。功率因數(shù)cosφ=1,0.15Ω為其中間負(fù)荷。實際上,標(biāo)準(zhǔn)CT在誤差調(diào)試過程中,多在此0.15Ω負(fù)荷下進(jìn)行。只要把誤差調(diào)試在零線附近,基本上便可滿足上下限負(fù)荷下的精度要求。因此0.15Ω的負(fù)荷是標(biāo)準(zhǔn)CT精度最高時的條件。如結(jié)合誤差測量裝置配接標(biāo)準(zhǔn)CT導(dǎo)線,使之滿足標(biāo)準(zhǔn)CT負(fù)荷工作在0.15Ω附近,便可使標(biāo)準(zhǔn)CT提高一個精度等級。
因各廠家生產(chǎn)的誤差測量裝置帶給標(biāo)準(zhǔn)CT的負(fù)荷不盡相同,所以導(dǎo)線的配接應(yīng)參考儀器使用說明來完成。
驗證標(biāo)準(zhǔn)CT精確度的方法,可在自檢的結(jié)果上得到。
6 結(jié)束語
本文在解讀電流互感器檢定規(guī)程的前提下,結(jié)合實踐經(jīng)驗分析CT檢定過程中易于產(chǎn)生的附加誤差,以及在升降電流時出現(xiàn)變差。提出了在試驗過程中減小附加誤差和消除附加誤差的方案。同時對標(biāo)準(zhǔn)CT的自檢和使用,找到提高精度等級的方法。解決了在不變換標(biāo)準(zhǔn)CT的前提下,滿足某些特殊檢定需求并以此提高檢定系統(tǒng)的總體精度。
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所以筆者認(rèn)為,此種測量方法不僅適用于電力系統(tǒng)CT的誤差檢定,同樣也適用高精密CT的測量檢定。但是,此方法非為對CT退磁,具體CT退磁方法請參閱檢定規(guī)程。
2)保養(yǎng)電流負(fù)荷箱消除接觸電阻。
當(dāng)代CT的檢定過程中,只有電流負(fù)荷箱需頻繁切換檔位變更阻抗值,轉(zhuǎn)換開關(guān)因磨擦便會有粉末滯留在各觸點上,產(chǎn)生接觸電阻,當(dāng)接觸電阻輕微時,可用前文所述方法排除。但對電流負(fù)荷箱適用太久,用全程升降電流不能徹底排除,或在檢定試驗過程中,出現(xiàn)被測CT在下限負(fù)荷的誤差比額定負(fù)荷誤差,偏負(fù)的狀況時,應(yīng)該打開電流負(fù)荷箱,清除轉(zhuǎn)換開關(guān)的污垢,對電流負(fù)荷箱進(jìn)行保養(yǎng)。具體方法:松開面板螺絲,把阻抗元件連同面板一起提出,用棉球清除刷形開關(guān)各觸點的污物。然后在各觸點輕輕打上一些丸士標(biāo)油,注意不要觸碰各焊點引線。重新組裝即可完成。經(jīng)過這樣保養(yǎng)后的電流負(fù)荷箱,會回到初始狀態(tài)。使轉(zhuǎn)換開關(guān)各觸點的接觸電阻基本消失。如此時對電流負(fù)荷箱進(jìn)行檢定,各阻抗標(biāo)稱值的示值誤差均會保持在合格的范圍內(nèi),滿足檢定規(guī)程對電流負(fù)荷箱±3%的誤差要求。
我們曾用一只150/5、 0.2S級、負(fù)荷0.2歐、微晶鐵芯電流互感器,在負(fù)荷箱保養(yǎng)前后作比對試驗。試驗方法均采用從小電流開始讀數(shù)。實測誤差數(shù)據(jù)如下。
在兩次試驗的同時,用全程升降電流的方法進(jìn)行比對試驗,試驗誤差如下。
通過比對試驗可以看出,電流負(fù)荷箱在頻繁使用的過程中,接觸電阻給被檢CT引入的附加誤差是十分顯著的。因此在檢定試驗的同時,發(fā)現(xiàn)和消除測試系統(tǒng)的附加誤差,是提高測量準(zhǔn)確度的行為準(zhǔn)則。
3)電流負(fù)荷箱檢定。
互感器誤差測量裝置全有測量阻抗的功能??捎脙x器測阻抗線路隨時對電流負(fù)荷進(jìn)行測量檢定。因儀器測阻抗線采用四端輸入法,測量引入的誤差很小,只會帶來測量裝置的固有誤差。檢定時應(yīng)包括電流負(fù)荷箱的外接導(dǎo)線。測阻抗接線如下圖所示。
電流負(fù)荷箱阻抗標(biāo)稱值下的電阻與電抗。
檢定電流負(fù)荷箱時如不帶外接導(dǎo)線,應(yīng)從讀書中扣除外接導(dǎo)線的電阻部分。測量的實際讀數(shù)與標(biāo)稱值通過計算后,便可分析是否負(fù)荷±3%的誤差要求。試驗時,還可以觀察從小電流到大電流阻值的變化。分析是否存在檔位切換接觸電阻。
4)用替代法驗證測量的準(zhǔn)確度。
從計量學(xué)角度出發(fā),可以用比對的方法來驗證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。常用的方法有:修正法、替代法、交換法等等。因此在CT的校驗過程中,同樣可以來用替代的方法來驗證測量系統(tǒng)試驗誤差正確與否。如可以用三只150/5、0.2S級或0.5S的小安匝CT,在實驗設(shè)備認(rèn)定完好時測定其誤差。如能進(jìn)行多家比對則更好。保存幾只CT,以便作為日常實驗比對的依據(jù)。這樣能基本保持檢定結(jié)果的準(zhǔn)確度,并可隨時發(fā)現(xiàn)測量系統(tǒng)的附加誤差。
5 標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的自檢
1)標(biāo)準(zhǔn)電流互感器由一二次匝數(shù)配合的方式變換變比。以滿足檢定CT不同變比的需求。高精度標(biāo)準(zhǔn)器坡莫合金做鐵芯,采用零磁通補(bǔ)償方法,經(jīng)過精心調(diào)試,容易做成高精度的標(biāo)準(zhǔn)器,如0.001S級、0.002S級等。對于標(biāo)準(zhǔn)器的檢定,一般要求送檢,以此來驗證標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度是否符合其精度等級要求。在日常檢定工作中,了解標(biāo)準(zhǔn)器的精度變化時,對標(biāo)準(zhǔn)器可以進(jìn)行自檢。自檢可在5/5變比上試驗。因標(biāo)準(zhǔn)CT一般把5/5的變比均設(shè)置在二次最小安匝上,所以只要5/5這個變比符合精度要求,就可以認(rèn)為其余各變比全部符合精度要求。自檢時,標(biāo)準(zhǔn)CT的二次負(fù)荷功率因(cosφ=1)。試驗可選用JJG—2010《電流互感器》檢定規(guī)程自檢線路。如下圖。
由于自檢為絕對誤差試驗,所測量非常準(zhǔn)確。
2)提高標(biāo)準(zhǔn)CT使用精度的方法。
在檢定測試工作中,因使用的標(biāo)準(zhǔn)CT精度等級已定,常因某些特殊情況,感覺所用標(biāo)準(zhǔn)精度偏低,有不盡人意的現(xiàn)象。如果能找到一個使標(biāo)準(zhǔn)CT提高精度的辦法,不失為最佳的選擇。
標(biāo)準(zhǔn)CT的負(fù)荷設(shè)定在0.2Ω-0.1Ω之間。功率因數(shù)cosφ=1,0.15Ω為其中間負(fù)荷。實際上,標(biāo)準(zhǔn)CT在誤差調(diào)試過程中,多在此0.15Ω負(fù)荷下進(jìn)行。只要把誤差調(diào)試在零線附近,基本上便可滿足上下限負(fù)荷下的精度要求。因此0.15Ω的負(fù)荷是標(biāo)準(zhǔn)CT精度最高時的條件。如結(jié)合誤差測量裝置配接標(biāo)準(zhǔn)CT導(dǎo)線,使之滿足標(biāo)準(zhǔn)CT負(fù)荷工作在0.15Ω附近,便可使標(biāo)準(zhǔn)CT提高一個精度等級。
因各廠家生產(chǎn)的誤差測量裝置帶給標(biāo)準(zhǔn)CT的負(fù)荷不盡相同,所以導(dǎo)線的配接應(yīng)參考儀器使用說明來完成。
驗證標(biāo)準(zhǔn)CT精確度的方法,可在自檢的結(jié)果上得到。
6 結(jié)束語
本文在解讀電流互感器檢定規(guī)程的前提下,結(jié)合實踐經(jīng)驗分析CT檢定過程中易于產(chǎn)生的附加誤差,以及在升降電流時出現(xiàn)變差。提出了在試驗過程中減小附加誤差和消除附加誤差的方案。同時對標(biāo)準(zhǔn)CT的自檢和使用,找到提高精度等級的方法。解決了在不變換標(biāo)準(zhǔn)CT的前提下,滿足某些特殊檢定需求并以此提高檢定系統(tǒng)的總體精度。
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