电测量变送器检定规程

Verification Regulation of Electrical Measuring Transducers

JJG(电力) 01-94

                  归口单位:电力工业部计量办公室

                  起草单位:西北电力试验研究院

                  施行日期:1994111

    本规程技术条文由起草单位负责解释。

    本规程主要起草人:

           雷惠博 (西北电力试验研究院)

 

中华人民共和国电力工业部

关于颁发《电测量变送器检定规程》的通知

 

电安生[1994416

    

    《电测量变送器检定规程》已经两年试用,现正式颁发,从1994111日开始执行,编号为JJG(电力)0194。各单位在执行中有何意见,请随时函告电力工业部计量办公室。

    本规程技术条文由起草单位负责解释。

    本规程由水利电力出版社负责出版发行。

    

199478

 

电测量变送器检定规程

 

    本规程适用于在电力系统中应用的将交流电量转换为直流模拟量或数字信号的变送器和功率总加器的检定。

    本规程不适用于电能变送器的检定。

  技 术 要 求

1 标志

    受检变送器上的标志应符合变送器国家标准的规定。

2 基本误差

    变送器在参比条件下工作时,在输出信号的较高标称值和较低标称值之间的任一点上的误差应不超过表1给定的以基准值百分数表示的基本误差的极限值。

1  以基准值百分数表示的基本误差的极限值与等级指数的关系

等级指数

0.1

0.2(0.25)

0.5

1.0

1.5

误差极限

±0.1%

±0.2(0.25)%

±0.5%

±1.0%

±1.5%

    注:括号内的等级指数是我国不推荐使用的等级指数。

3 改变量

    当变送器在参比条件下,一个影响量按照第9.2条的要求改变时,由该影响量引起的以等级指数的百分数表示的改变量应不超过表6规定。

4 工频耐压

    变送器应能承受频率为50Hz60Hz的正弦波形(畸变因数不超过5%)的电压,历时1min的试验

4.1 测量线路与参考接地点之间的试验电压应根据其线路绝缘电压或变送器的试验电压标志符号(五星符号)按表2选取。对于接入电压互感器和()电流互感器二次回路工作的变送器,其线路绝缘电压应不低于650V(试验电压不低于2kV)

    注:参考接地点由导电外壳或绝缘外壳上连接在一起的导电部分构成。

4.2 辅助线路与参考接地点之间的试验电压应根据其线路绝缘电压按表2选取。此线路绝缘电压应等于或大于其标称电压。

4.3 输入电压线路与输入电流线路之间、不同相别的输入电流线路之间的试验电压应为500V2倍标称电压,取其中的较大值。

2  试验电压表

线路绝缘电压

(V)

星号内的标志

试验电压方均根值

(kV)

50

无数字

0.5

50250

1.5

1.5

250650

2

2

 

0

不进行耐压试验

5 绝缘电阻

    变送器的绝缘电阻应不低于5MΩ。

6 输出纹波含量

    输出纹波含量(-峰值)应不超过正向输出范围的2C%C是变送器的等级指数。

    注:如果变送器的输出用于连接短探测时间数据处理系统时,可以附加特殊要求。

7 响应时间

    响应时间应不大于400ms

  检 定 条 件

8 测定基本误差的条件

8.1 在预处理和测定基本误差前,应在参比条件下,按照制造厂说明书的要求对变送器进行初调(制造厂未要求时不做)。但在进行周期检定的调前试验时,不得进行初调。

8.2 在表3规定的条件下,将变送器接入线路进行预处理。

    变送器的预处理时间可以根据其自热影响的大小适当延长或缩短,确定方法如下:变送器完成预处理时的误差与通电到使其内部达到热平衡时的误差之差不超过1/5基本误差极限值。

3  预 处 理

   

电压(包括辅助电源)

标称值

电流

标称值

频率

参比值

从接入电路到开始测定误差的时间

30min

    标准表的预处理时间按其技术要求确定。

8.3 按规定进行预处理之后,可根据需要按制造厂的说明书对可供用户调节的装置进行调节。当制造厂未作说明时,调整零位应在辅助电源施加标称电压、被测量为零值的条件下进行(带有隐零位的变送器除外)。对于有功和无功功率变送器,还应施加标称输入电压。

    当进行周期检定的调前试验时,不得进行任何调节。

8.4 测定基本误差时,所有影响量都应保持参比条件。每个影响量的参比条件和试验用允许偏差见表4,与被测量有关的参比条件见表5

4  影响量的参比条件和试验用允许偏差

       

参比条件

(另有标志除外)

试验用允许偏差

(适用于单一参比值)

一般用途

变送器

用于恶劣环

境的变送器

一般用途

变送器

用于恶劣环

境的变送器

环境温度()

20

±2

±5

位置

任意

输入量

的频率

非频敏变送器

标称值

±2%

频敏变送器

±0.1%

输出

负载

固定输出负载变送器

实际负载值

±1%

可变输出负载变送器

标称使用范围的平均值

输入量

的波形

  A级变送器;频敏的和整流式变送器

 

畸变因数乘以100

不超过等级指数

  除上列之外的变送器

畸变因数:0.05

辅助电源

交流电压

标称值

标称值-20%+15%

±1%

直流电压

标称值-15%+20%

   

标称值±5%

±2%

畸变因数

0.05

外磁场

0.025mT

注:① 当标志参比范围时,不允许有偏差。

    ② 对于带有固定负载的变送器,应为所带的实际负载值。

    ③ 指畸变因数等级为A级的变送器。

    ④ 当用以平均值响应的标准表或标准变送器检定整流式变送器时,允许的畸变因数为0.05

5  与被测量有关的参比条件

   

     

 

 

功率因数

有功功率

标称电压±2%

  标称电流及以下的任一值

cosj=1.00.5

(感性和容性)

无功功率

标称电压±2%

  标称电流及以下的任一值

sinj=1.00.5

(感性和容性)

相位角和功率因数

标称电压±2%

  标称电流的40%100%

频率

标称电压±2%

三相电量

对称电压

对称电流

    注:① 三相对称系统中每个线电压和相电压与其平均值之差不大于1%;各相电流与其平均值之差不大于1%;每个相电流与对应相电压之间的相位差之差不大于2°。

9 测定改变量的条件

9.1 应对每一影响量测定改变量,测定时其他影响量应保持参比条件。

9.2 当给定一个参比值时,影响量可在该值与标称使用范围内之任一值之间变化。当给定一个参比范围时,影响量可在参比范围的每一极限及标称使用范围中与该极限邻近的任一值之间变化。

    标称使用范围极限和允许改变量见表6。对用于户外或其他恶劣环境的变送器,其温度和湿度条件应按表7所列的场所分类。

9.3 测定改变量时,如有可能,应避免对标准表施加影响量。否则,当标准表和被检变送器承受相同的影响量时,应确保前者的改变量不超过后者改变量的1/4

9.4 如内部接线妨碍所规定的试验时,改变量按其他方法测定。

6  标称使用范围极限和允许改变量

       

标称使用范围极限

(另有标志除外)

允许改变量(以等级

指数的百分数表示)

一般用途

变送器

用于恶劣环

境的变送器

一般用途

变送器

用于恶劣环

境的变送器

环境温度

标称温度±10

7中给出范围

100%

输入量

的频率

非频敏变送器

标称频率±10%

100%

频敏变送器

制造厂标志值

电压(电压变送器除外)

标称电压±10%

标称电压±20%

50%

电流(对相位角和功率因数变送器)

标称电流的20%120%

100%

有功功率因数(cos)

cos=0(感性和容性)

100%

无功功率因数(sin)

sin=0

100%

输出

负载

固定输出负载变送器

由制造厂确定

50%

20%

可变输出负载变送器

标称值的10%100%

输入量的波形

(整流式变送器除外)

由制造厂确定

A级畸变因数

0.05

B级畸变因数

0.1

C级畸变因数

0.5

由制造

厂确定

100%

输助

电源

电压

标称电压±10%

50%

频率

标称频率±5%

不平衡电流

(对多元件功率变送器)

断开一相电流

100%

元件之间相互影响

(对三相功率变送器)

  仅一个测量元件的电压线路通电,另一个测量元件的电流线路通电

50%

自热影响

通电13min与通电3035min

100%

外磁场

磁场强度 0.4kA/m

100%

注:①电流输出负载的电阻值应为标称电阻值的10%100%;电压输出负载的电阻值应为标称电阻值的1000%100%

    ②畸变因数等级(ABC)应由制造厂说明。波峰因数在1.21.8范围内。

    ③当辅助电源取自被测量而试验时接线又不能分离时,总的允许改变量为100%,辅助电源引起的改变量不再做。

7  场 所 分 类

     

分类

温度范围()

相对湿度范围(%)

无特殊环境控制器的建筑物

或其他有掩体空间内

A1

A2

540

-1055

95

95

户外或恶劣环境

B

-2555

95

    注:试验时,在95%相对湿度下,最高温度为40℃。对于更高温度,湿球温度仍保持40℃不变。

10 检定装置

10.1 检定变送器时所用的检定装置的等级指数及检定装置在表4和表5规定的参比条件下对被检变送器的测量误差(以被检变送器测量上限的百分数表示),应不超过表8规定。测量误差应由试验确定。

8  检定装置的等级指数和允许的测量误差

被检变送器的等级指数

0.1

0.2(0.25)

0.5

1.0

1.5

检定装置的等级指数

0.03

0.05

0.1

0.2

0.3

检定装置允许的测量误差(以被检变

送器测量上限的百分数表示,%)

±0.03

±0.05

±0.1

±0.2

±0.3

    注:括号内标志的变送器与括号外标志的变送器适用同样的规定。

10.2 评定检定装置测量精度(重复性)的标准偏差估计值应由试验确定(测定方法见附录A),其值应不超过表9规定。

9  检定装置允许的标准偏差估计值

     

检定装置的等级指数

0.03

0.05

0.1

0.2

0.3

允许的标准偏差估计值S(%)

电流、电压、频率、相位、功率因数

0.006

0.01

0.02

0.04

0.06

有功功率(cos=1.00.5感性)

0.006

0.01

0.02

0.04

0.06

无功功率(sin=1.00.5感性)

0.006

0.01

0.02

0.04

0.06

10.3 检定装置中配套使用的标准表或标准变送器、变送器输出电压和电流测量用仪表、输出电压微差和电流微差测量用仪表等仪表的测量误差(分别以被检变送器被测量上限、基准值、输出微差上限的百分数表示),应不超过表10的规定值;标准变送器输出调节用直流电阻箱和电流、电压互感器的等级指数,应不大于表10的规定值。

    允许使用比表10低一等级的电流、电压互感器,但在装置检定周期内应能满足表8和表9的要求。

10.4 检定装置中每相电路均应装设0.5级监视表。

    对于频率可以调节的检定装置,应装设1(检定非频敏变送器时)0.05(检定频敏变送器时)频率监视表。

    对于使用微差法检定变送器的装置,应装设变送器输出电压和输出电流监视表,其等级指数应为0.5

10  检定装置配套仪表仪器和互感器的等级指数

配 套 设 备 名 称

检定装置的等级指数

0.03

0.05

0.1

0.2

0.3

配套仪表允许的测量误差(%)

标准表或标准变送器

±0.02

 

±0.05

(±0.03)

±0.1

(±0.05)

±0.2

(±0.1)

±0.2

 

变送器输出电压和电流测量用仪表

±0.01

±0.01

±0.02

±0.05

±0.05

输出电压微差和电流微差测量用仪表

±1

 

配套电阻箱和互感器的等级指数

标准变送器输出调节用直流电阻箱

0.01

0.01

0.02

0.05

0.05

电流、电压互感器

0.005

0.005

0.01

0.02

0.05

    注:经试验确定的检定装置的误差不符合要求时,宜用括号内所示等级指数的标准表或标准变送器。

10.5 对于没有配备无功功率标准,而是使用有功功率标准通过改变接线检定无功功率变送器的装置,当检定平衡三相无功功率变送器时,标准表或标准变送器的接线应与被检变送器一致,以减小三相电路不对称的影响。

10.6 检定装置的量程应该等于或大于被检变送器的量程,但不能超过后者的150%

10.7 检定装置的电流、电压调节器应能平稳地从零值调节到120%标称值。其调节细度应能保证检定装置输出量的分辨力优于其基本误差极限值的1/5

    三相装置的电流、电压调节器应能分相细调、分相控制。调节任何一相电流或电压时,引起同一相别的电压或电流的变化、或者其他相电流和电压的变化应不超过±1%

10.8 各相电压与电流之间的相位差应能在0°~360°范围内调节。其调节细度应不大于30′。对于具有检定相位变送器功能的检定装置,其调节细度应不大于其相位测量误差(绝对误差)极限值的1/5。移相引起的电流、电压的变化应不超过±1.5%

10.9 检定装置输出电流、电压、功率的稳定度应不超过表11规定(测定方法见附录A)。其频率稳定度应不超过1%(检定非频敏变送器时)0.05%(检定频敏变送器时)。但当装置具有检定频率变送器的功能时,其频率稳定度应参照表11要求。

11  检定装置输出稳定度

检定装置等级指数

0.03

0.05

0.1

0.2

0.3

电流、电压、功率

输出稳定度(%)

比较法

0.01

0.01

0.02

0.05

0.05

微差法

0.03

0.05

0.1

0.2

0.3

10.10 检定装置的其他技术指标应满足表4、表5和表6的有关要求。

10.11 检定装置的检定周期应不超过3年。其中配套仪表的检定周期应不超过1年。监视表的检定周期应与检定装置一致。

  检 定 项 目

11 周期检定项目

11.1 绝缘电阻测定;

11.2 外观检查;

11.3 基本误差的测定;

11.4 输出纹波含量的测定。

12 选作项目

    新安装和修理后的变送器,除应作周期检定项目外,还应根据需要选作下列项目中的全部或一部分。

12.1 工频耐压试验;

12.2 响应时间的测定;

12.3 改变量的测定。

12.3.1 由自热引起的改变量的测定(适用于所有变送器)

12.3.2 由不平衡电流引起的改变量的测定(适用于多元件有功和无功功率变送器)

12.3.3 由功率因数引起的改变量的测定(适用于有功和无功功率变送器)

12.3.4 由输入电压引起的改变量的测定(适用于除电压、电流变送器之外的所有变送器)

12.3.5 由输入电流引起的改变量的测定(适用于相位角和功率因数变送器)

12.3.6 由测量线路之间相互影响引起的改变量的测定(适用于三相有功和无功功率变送器,其中用两个测量元件测量三相四线不平衡功率的带有三个电流线路的变送器,或称两个半元件变送器除外)

12.3.7 由输入量的频率引起的改变量的测定(适用于除频率变送器之外的所有变送器)

12.3.8 由输入量波形畸变引起的改变量的测定(适用于所有变送器)

12.3.9 由输出负载引起的改变量的测定(适用于有模拟输出的变送器)

12.3.10 由辅助电源电压引起的改变量的测定(适用于所有变送器)

12.3.11 由辅助电源频率引起的改变量的测定(适用于所有变送器)

12.3.12 由环境温度引起的改变量的测定(适用于所有变送器)

12.3.13 由外磁场引起的改变量的测定(适用于所有变送器)

  检 定 方 法

13 试验方法的原则规定

13.1 比较测量法

    比较测量法(以下简称比较法)是采用与被检变送器量程相同或相近的仪表或装置作为标准,将二者的测量结果进行比较的一种试验方法。

    用比较法检定变送器时,输出回路应按图1接线。图中Tx是被检变送器;U0是电压输出端;I0是电流输出端;Vu是测量输出电压用直流数字电压表,mA是测量输出电流用直流数字毫安表;Rux是被检变送器的输出电压负载;Rix是被检变送器的输出电流负载。

    当直流数字电压表Vu和直流数字毫安表mA的功耗较大时,应计及其对输出负载的影响。

    当用直流数字电压表间接测量输出电流时,输出电流回路应按图2或图3接线。图中Vi是直流数字电压表;Rix是输出电流负载电阻。在图2Rix同时还是采样电阻。在图3Rc是采样电阻,取值为10n(n为整数)Ω。

1  用比较法检定变送器时  

输出回路接线图之一

2  用比较法检定变送器时 

输出电流回路接线图之二

3  用比较法检定变送器时

输出电流回路接线图之三

 

    采样电阻的误差应不超过被检变送器基本误差极限值的1/20

    直流数字电压表Vi的内阻与采样电阻的比值应不超过表12中的规定值。

    当采样电阻Rc的取值较大时,应计及它对输出电流负载的影响。

    为简便起见,在下文中,用比较法检定变送器时输出回路的接线只给出图1一种,但图2和图3同样是适用的。

13.2 微差测量法

    微差测量法(以下简称微差法)是采用与被检变送器具有相同标称值的高等级的变送器作为标准,通过测量这两个变送器输出量的差值来确定被检变送器误差的一种试验方法。

12  对直流数字电压表内阻的要求

检定装置等级指数

0.03

0.05

0.1

0.2

0.3

直流数字电压表内阻与采样电阻的比值

30000

20000

10000

5000

3000

    用微差法检定变送器时,两个变送器输出回路的接线如图4所示。图中Tx是被检变送器;

    Tn是标准变送器;U0是电压输出端;I0是电流输出端;ΔVu是测量输出电压微差用直流数字电压表(以下简称电压微差表);ΔVi是测量输出电流微差(间接测量)用直流数字电压表(以下简称电流微差表)Vu是输出电压监视用直流数字电压表;Vi是输出电流监视(间接监视)用直流数字电压表;RuxRir分别是被检变送器的输出电压负载和输出电流负载;R’unRunR’inRin是精密直流电阻箱。R’unRun串联作为标准变送器的输出电压负载;R’inRin串联作为它的输出电流负载。调节电阻箱的阻值可以使标准变送器输出的分压值与被检变送器输出的预期值相等。但在调节时应使R’unRun的阻值之和及R’inRin的阻值之和保持不变。

4  用微差法检定变送器时输出回路接线图

    对于频率、相位角、功率因数变送器,被检变送器和标准变送器均不需要进行再校准。在图4中,R’in =0, Rin = Rix

    对于电压、电流、功率变送器,为了能用一个标准变送器检定具有不同被测量再校准值的被检变送器,可以对标准变送器的被测量进行再校准,且使

 

式中 AnmAxm——标准和被检变送器的被测量再校准值上限。

    在图4中,RunRin的阻值按下式计算

                               (1)

为了消除输出纹波对输出微差测量的影响,测量输出电压微差和输出电流微差时,应选用以平均值响应且抗干扰能力强的仪表。如果选用以方均根值响应的仪表,则可能产生很大的误差。

13.3 再校准

    对于频率、相位角、功率因数变送器和不经过互感器直接进行测量的电压、电流、功率变送器,不需要进行再校准。以被测量的标称值为界的范围就是被测量范围,以输出量的标称值为界的范围就是输出范围。

    对接入互感器的二次回路工作的电压、电流、功率变送器,需要进行再校准。再校准只对被测量进行,而对输出量不需要进行再校准。以被测量再校准值的上限和下限为界的范围就是被测量的再校准范围。

    被测量再校准值上限按下式计算

                                  (2)

式中 AmA1m——被测量再校准值上限和被测一次量上限;

       kuki——电压互感器和电流互感器的变比。

    注:当只有电压互感器或电流互感器时,不存在的互感器的变比取为1

    对于电压、电流变送器,被测量再校准值的下限为零;对于功率变送器,被测量再校准值下限的绝对值与上限相等,但符号相反。

13.4 试验点和标准值的确定

    检定变送器时,试验点一般按等分原则选取。试验点是用规定的被测量值或标准表读数来表征的,它们分别被称为输入标准值和标准表标准值。与输入标准值(或标准表标准值)对应的输出量的预期值称为输出标准值。

    本条不适用于功率总加器。检定功率总加器时,试验点和标准值的确定见第21条。

13.4.1 输入标准值和输出标准值的确定

    取被测量的较高和较低标称值之间(对不需要进行再校准的变送器),或被测量再校准值的上限和下限之间(对需要进行再校准的变送器),包括二者在内的间距相等的N个量值作为输入标准值。取输出量的较高和较低标称值之间,包括二者在内的间距相等的N个量值作为输出标准值。

    对于电压、电流变送器,N应不小于6,通常取为6

    对于频率、相位角和功率因数变送器,N应不小于9,通常取为911

    对于有功功率和无功功率变送器,除按上述等分原则选取11个试验点外,还应增加两个试验点。在这两个试验点,输入标准值分别等于正向被测量范围和反向被测量范围的中心值,输出标准值分别等于正向输出范围和反向输出范围的中心值。在所有试验点中,处于正向工作部分的试验点称为正向试验点,处于反向工作部分的试验点称为反向试验点。

    被测量再校准值上限和下限的计算见第13.3条。

    对于三相有功和无功功率变送器,被测功率的较高标称值按式(3)或式(4)计算。制造厂未作说明时,按式(3)计算

                             (3) 

                             (4)

上二式中   AH——被测功率的较高标称值;

           Un——输入电压标称值;

           In——输入电流标称值;

           m——测量元件个数。

13.4.2 标准表标准值的计算

    检定除无功功率变送器之外的其他变送器时,标准表标准值与输入标准值相等。

    检定无功功率变送器时,标准表标准值按下式计算

                              (5)

式中   BS——标准表标准值;

       AS——输入标准值;

       Km——标准表接线系数,按表13选取。

13  检定三相无功功率变送器时标准表接线系数

两功率表跨相90°原理接线

三功率表跨相90°原理接线

两功率表人工中性点原理接线

平衡三相无功功率变送器单相法检定

平衡三相无功功率变送器分元件试验

附加B相电流式不平衡无功功率变送器分元件试验

交叉电流式不平衡无功功率变送器分元件试验

13.5 基准值的计算

    对于单向输出的变送器(含带有偏置零位的变送器),基准值按下式确定

                    (6)

式中 UFUHUL——输出电压基准值、输出电压的较高和较低标称值,V

     IFIHIL——输出电流基准值、输出电流的较高和较低标称值,mA

    注:对不带偏置零位的变送器,UL=0,IL=0

    对于双向输出和对称输出的变送器,基准值按下式确定

                   (7)

式中各符号的意义同式(6)

14 通用检定方法

   本条给出了各种变送器的检定方法中的通用部分。其特殊部分见各有关章节。

14.1 工频耐压试验

14.1.1 试验装置应有足够的容量。检测方法是:首先将试验装置的无负载电压调到规定值的50%,然后接上被测变送器,当观测到的电压降小于该电压的10%时,则认为试验装置的容量是足够的。

14.1.2 试验电压应满足第4条的规定。

14.1.3 试验电压施加点如下(不参加试验的线路应与参考接地点连接)

    a.连接在一起的所有测量线路与参考接地点之间;

    b.辅助线路与参考接地点之间;

    c.连接在一起的输入电压线路与连接在一起的输入电流线路之间;

    d.不同的输入电流线路之间。

14.1.4 试验电压应平稳地上升到规定值,保持1min,然后平稳地下降到零。

    在耐压试验中应不出现击穿与飞弧。

14.2 绝缘电阻测定

    在连接在一起的所有线路(输入线路和辅助线路)与参考接地点之间测量绝缘电阻,测量应在施加500V直流电压后1min进行。

14.3 外观检查

14.3.1 变送器的外壳上应有下述标志和符号:

    a.制造厂名或商标;

    b.制造厂的产品型号和名称;

    c.序号或日期;

    d.等级值;

    e.被测量种类和线路数(符号B-2B-4,或B-6B-10)

    f.被测量的较低和较高标称值;

    g.输出电流(电压)和输出负载的范围;

    h.试验电压(符号C-1C-2C-3)

    i.辅助电源值。

14.3.2 接线端钮上应有清楚的用途标记(符号F-31F-42F-47)

14.3.3 外壳应无裂缝和明显的损伤;接线螺丝应该齐全;轻摇时,内部应无撞击声。

14.3.4 检查有无封印。

14.4 基本误差的测定

    基本误差的测定应在调整前和调整后分别进行。检定证书上的数据应以调整后试验的结果为准。

14.4.1 用比较法测定基本误差的程序

    a.按比较法试验的接线图接线。检定各种变送器时的接线图见各有关章 节。

    b.在每一个试验点,施加激励使标准表读数等于其标准值,记录输出回路直流电压表读数Ux或直流毫安表读数Ix

    c.基本误差按下式计算

                                (8)

                                                                                     (9)

上二式中USUF——输出电压标准值和输出电压基准值,V

         ISIF——输出电流标准值和输出电流基准值,mA

14.4.2 用微差法测定基本误差的程序

    a.按微差法试验的接线图接线。检定各种变送器时的接线图见各有关章 节。

    b.在每一个试验点,施加激励使被测量等于输入标准值(以被测量监视表的读数为准),或者使输出量等于输出标准值(以输出量监视表的读数为准),记录电压微差表读数Uux或电流微差表读数ΔUix

    c.基本误差按下式计算

                                (10)

                                                                                    (11)

上二式中 Rix——被检变送器输出电流负载的电阻值。

    其它符号的意义见第14.4.1条。

14.5 输出纹波含量测定

    测定输出纹波含量时,各影响量应保持在参比条件下。给变送器施加激励使输出量等于其较高标称值。

14.5.1 用真空管毫伏表或晶体管毫伏表测量输出电压和输出电流(通过测量采样电阻的端电压间接测量电流)。测得值乘以22即得输出纹波含量(峰峰值)

14.5.2 用以方均根值响应的数字电压表串联一只容量不小于0.05μF的电容器测量输出电压和输出电流(间接测量),测得值乘以22即得输出纹波含量(峰峰值)

14.5.3 用峰值电压表串联一只容量不小于0.05μF的电容器,测量输出电压和输出电流(间接测量),测得值乘以2即得输出纹波含量(峰峰值)

14.5.4 用示波器交流档测量输出电压和输出电流(间接测量),直读输出纹波含量(峰峰值)

14.6 响应时间的测定

    a.在测定响应时间之前,变送器应置于参比条件下,辅助线路至少应按预处理时间通电,辅助电源取自被测量但不能隔离者除外。

    b.用开关突然改变激励,使变送器产生一个上升的输入阶跃和一个下降的输入阶跃。分别记录从施加输入阶跃到输出量达到稳定范围所经历的时间。取二者中的较大值作为响应时间。

    输入阶跃这样确定:使输出量产生从正向输出范围的090%的变化和从100%10%的变化。

    稳定范围应是正向输出范围的±1%。

14.7 改变量的测定

    附录E 给出了推荐的改变量测定方法。

15 电流变送器的检定

15.1 试验方法

    检定电流变送器时的试验方法见第14条。

15.2 试验接线

    用比较法检定电流变送器时,应按图5接线;用微差法检定时应按图6接线。图5ITx是被检电流变送器,A是标准电流表,其它符号的意义见第13.1条。图6ITxITn分别是被检和标准电流变送器,其它符号的意义见第13.2条。

5  用比较法检定电流变送器接线图 

 6  用微差法检定电流变送器接线图

16 电压变送器的检定

16.1 试验方法

    检定电压变送器时的试验方法见第14条。

16.2 试验接线    

    用比较法检定电压变送器时,应按图7接线;用微差法检定时应按图8接线。图7UTx是被检电压变送器,V是标准电压表,其它符号的意义见第13.1条。图8UTxUTn分别是被检和标准电压变送器,其它符号的意义见第13.2条。

7  用比较法检定电压变送器接线图

8  用微差法检定电压变送器接线图

17 三相有功功率变送器的检定

17.1 原理接线

    三相有功功率变送器的原理接线如图9(a)所示,图9(b)是其相量图。

17.2 试验接线

    用比较法检定三相有功功率变送器时,应按图10接线;用微差法检定时应按图11接线。在上述图中,PTxPTn分别是被检和标准三相有功功率变送器,W1W2是标准功率表,AV是监视电流表和监视电压表,其它符号的意义见第13.113.2条。

9  三相有功功率变送器原理接线图和相量图

(a)接线图;     (b)相量图

10  三相有功功率变送器检定接线图(比较法接线)

11  三相有功功率变送器检定接线图(微差法接线)

17.3 测定基本误差的程序

    首先测定变送器在正向工作时的基本误差,然后测定它在反向工作时的基本误差。

17.3.1 用比较法测定基本误差的程序

    a.按图10接线。

    b.cosj=1(j=0°)的情况下,施加标称电压。在每一个正向试验点,改变电流使标准功率表读数(或读数的代数和)等于其标准值。记录输出回路直流电压表读数Ux或直流毫安表读数Ix

    c.cosj=0.5(感性,j=60°)的情况下,施加标称电压。在50%及以下的正向试验点,改变电流使标准功率表读数(或读数的代数和)等于其标准值,记录输出回路直流电压表读数Uy或直流毫安表读数Iy

    d.cosj=0.5(容性,j=-60°)的情况下,重复程序c,记录输出回路直流电压表读数UZ或直流毫安表读数IZ

    e.基本误差按表14中比较法栏的公式计算。

    f.对于双向使用的变送器,还应测定它在反向工作时的基本误差。试验方法有以下二种,可以任选其一。

    (1)参照执行程序be,但应将其中的cosj变号(即将相位角j加上或减去180°),将其中的正向试验点改为反向试验点。

    (2)参照执行程序be,但应改变各相电流的方向,且将其中的正向试验改为反向试验点。

17.3.2 用微差法测定基本误差的程序

    a.按图11接线。

    b.cosj=1(j=0°)的情况下,施加标称电压。在每一个正向试验点,改变电流使输出电压或电流等于输出标准值。记录电压微差表读数ΔUux或电流微差表读数ΔUix

    c.cosj=0.5(感性,j=60°)的情况下,施加标称电压。在50%及以下的正向试验点,改变电流使输出电压或电流等于输出标准值。记录电压微差表读数ΔUuy或电流微差表读数ΔUiy

    d.cosj=0.5(容性,j=-60°)的情况下,重复程序c,记录电压微差表读数ΔUuz或电流微差表读数ΔUiz

    e.基本误差按表 14中微差法栏的公式计算。

    f.同第17.3.1条第f项。

14  三相功率变送器的基本误差和分元件试验误差的计算

 

基本误差试验

分元件试验j

(°)

比较法

(×100%)

微差法

(×100%)

有功(cosj)

无功(sinj)

电 压 输 出

1

1(感性)

0

0.5(感性)

0.5(感性)

60(滞后)

0.5(容性)

0.5(容性)

60(滞前)

电 流 输 出

1

1(感性)

0

0.5(感性)

0.5(感性)

60(滞后)

0.5(容性)

0.5(容性)

60(滞前)

    注:USUF——输出电压标准值和输出电压基准值,V

         ISIF——输出电流标准值和输出电流基准值,mA

15  根据功率表的读数确定三相有功功率因数

功率表读数B1B2BUnIn之比

   

B1/UnIn

B2/UnIn

B/UnIn

  两只表读数均为正指示,且相等;三相表读数为最大值

0

  W1指零,W2正指示;三相表读数为最大值的一半

0

  W2指零,W1正指示;三相表读数为最大值的一半

0

  两只表读数大小相等,符号相反,W1反指示;三相表指零

0

  两只表读数大小相等,符号相反,W2反指示;三相表指零

注:B1B2B——单相功率表W1W2和三相功率表W的读数,W

           Uu——变送器的标称输入电压,V

            IN——变送器的标称输入电流,A

17.4 功率因数的确定

    测定基本误差和功率因数引起的改变量时,功率因数可以用相位表或功率因数表指示,也可以在三相电路对称、电压和电流均为标称值的情况下,根据两只单相功率表或三相功率表的读数按表15确定。当按三相功率表的读数确定功率因数时,功率因数的性质(感性和容性)由相位调节器(指示器)指示。

17.5 分元件试验

    对于基本误差和改变量超出极限的变送器,应进行分元件试验、分元件调整。然后重新测定基本误差和改变量,直至合格。分元件试验只在变送器正向工作时进行。

17.5.1 试验接线

    用比较法试验时应按图12接线;用微差法试验时可参照图12接线。

12  三相有功功率变送器分元件试验接线图

(a)第一组元件;  (b)第二组元件

17.5.2 试验程序

    本条给出用比较法试验的程序,用微差法试验时可参照进行。

    a.按图12 (a)接线。

    b.调节电压和电流之间的相位差为0°,施加标称电压。在50%及以下的正向试验点,改变电流使标准功率表读数等于其标准值。记录输出回路直流电压表读数Ux或直流毫安表读数Ix

    c.调节电压和电流之间的相位差为60°(滞后),施加标称电压。在25%及以下的正向试验点,改变电流使标准功率表读数等于其标准值。记录输出回路直流电压表读数Uy或直流毫安表读数Iy

    d.调节电压和电流之间的相位差为60°(超前),重复程序c,记录输出回路直流电压表读数Uz或直流毫安表读数Iz

    e.按图12(b)接线;重复程序bd

    f.分元件试验误差按表14中的公式计算。

    注:分元件试验也可以在图10或图11所示的三相接线的情况下进行,但非受检元件的电流回路应断开,且应使加在受检元件上的电压和电流之间的相位差符合本程序的要求,而不应以三相电路的功率因数(相位角)为准。例如,当检第一组元件时,要使电压和电流之间的相位差为0°,就应使A相电流超前A相电压30°,而不应以三相电路的功率因数等于1为准。

17.5.3 分元件试验误差的极限

    分元件试验误差不作为被检变送器的基本误差,只作为评价分元件调试结果的准则。

    分元件试验误差应不超过被检变送器基本误差极限的一半。

18 三相无功功率变送器的检定

    常见的三相无功功率变送器有以下四类:

    a.平衡三相无功功率变送器。

    b.附加B相电流式不平衡无功功率变送器。

    c.交叉电流式不平衡无功功率变送器。

    d.90°移相原理的不平衡无功功率变送器。

18.1 平衡三相无功功率变送器的检定

    检定平衡三相无功功率变送器时应优先采用三相法。在不具备条件的情况下,允许采用单相法。

18.1.1 平衡三相无功功率变送器的原理接线

    平衡三相无功功率变送器的原理接线如图13(a)所示,图13(b)是其相量图。

13  平衡三相无功功率变送器原理接线图和相量图

(a)接线图;         (b)相量图

18.1.2 平衡三相无功功率变送器的三相法检定

18.1.2.1 试验接线

    平衡三相无功功率变送器三相法检定接线图如图14所示。图中QT是被检无功率变送器,W1W2是标准功率表,AV是监视电流表和监视电压表,其它符号的意义见第13.1条。

    用微差法检定时可参照图14接线。

    在图14中,两只标准功率表按跨相90°原理接线。如果限于条件,无法采用图14的接线时,允许采用不平衡三相无功功率标准,但应将三相电路的对称性调整到最佳状态,以减小三相电路不对称的影响。

14  平衡三相无功功率变送器三相法检定接线图

18.1.2.2 测定基本误差的程序

    首先测定变送器在正向工作时的基本误差,然后测定它在反向工作时的基本误差。

    本条给出了用比较法测定基本误差的程序。用微差法测定时可参照进行。

    a.按图14接线。

    b.sinj=1(感性,j=90°)的情况下,施加标称电压。在每一个正向试验点,改变电流使标准功率表读数(或读数的代数和)等于其标准值。记录输出回路直流电压表读数Ux或直流毫安表读数Ix

    c.sinj=0.5(感性,j=30°)的情况下,施加标称电压。在50%及以下的正向试验点,改变电流使标准功率表读数(或读数的代数和)等于其标准值。记录输出回路直流电压表读数Uy或直流毫安表读数Iy

    d.sinj=0.5(容性,j=150°)的情况下,重复程序c,记录输出回路直流电压表读数Uz或直流毫安表读数Iz

    e.基本误差按表14中比较法栏的公式计算。

    f.对于双向使用的变送器,还应测定它在反向工作时的基本误差。试验方法有以下二种,可以任选其一。

    (1)参照执行程序be,但应将其中的sinφ变号(即将相位角φ减去或加上180°),将其中的正向试验点改为反向试验点。

    (2)参照执行程序be,但应改变各相电流的方向,且将其中的正向试验点改为反向试验点。

注:①对于不在容性负载下使用的变送器,第d项不做。

    ②计算标准表标准值时,接线系数Km应按表13中“两功率表跨相90°原理接线”栏选取。

18.1.2.3 功率因数的确定

    测定基本误差和功率因数引起的改变量时,功率因数可以用相位表或功率因数表指示,也可以在三相电路对称、电压和电流均为标称值的情况下,根据两只单相功率表或三相功率表的读数按表 16确定。功率因数的性质(感性或容性)由相位调节器(指示器)指示。

16  根据跨相90°原理接线的功率表的读数确定无功功率因数

功率表读数BUnIn之比

特征

单相功率表

三相功率表

1

2

  功率表读数达最大值,均为正指示

1

  功率表读数达最大值的一半,均为正指示

1

  功率表读数达最大值的一半,均为正指示

0

0

  功率表示零

注:Un——变送器的标称输入电压,V

    In——变送器的标称输入电流,A

18.1.3 平衡三相无功功率变送器的单相法检定

18.1.3.1 试验接线   

    用比较法检定平衡三相无功功率变送器时应按图15接线。图中W是标准功率表,其它符号的意义同第18.1.2.1条中关于图14的说明。

15  平衡三相无功功率变送器单相法检定接线图

用微差法检定时参照图15接线。

18.1.3.2 测定基本误差的程序

    首先测定变送器在正向工作时的基本误差,然后测定它在反向工作时的基本误差。

    本条给出了用比较法测定基本误差的程序。用微差法测定时可参照进行。

    a.按图 15接线。

    b.测定sinj=1(感性)条件下的基本误差时,使电压与电流之间的相位差j=0°。施加标称电压。在每一个正向试验点,改变电流使标准功率表读数等于其标准值。记录输出回路直流电压表读数Ux或直流毫安表读数Ix

    c.测定sinj=0.5(感性)条件下的基本误差时,使电压与电流之间的相位差j=-60°(超前)。施加标称电压。在50%及以下的正向试验点,改变电流使标准功率表读数等于其标准值。记录输出回路直流电压表读数Uy或直流毫安表读数Iy

    d.测定sinj=0.5(容性)条件下的基本误差时,使电压与电流之间的相位差j=60°(滞后)。重复程序c,记录输出回路直流电压表读数Uz或直流毫安表读数Iz

    e.基本误差按表14中比较法栏的公式计算。

    f.对于双向使用的变送器,还应测定它在反向工作时的基本误差。试验方法有以下二种,可以任选其一。

    (1)参照执行程序be,但应将其中的sinj变号(即将相位角j减去或加上180°),将其中的正向试验点改为反向试验点。

    (2)参照执行程序be,但应改变各相电流的方向,且将其中的正向试验点改为反向试验点。

注:①对于不在容性负载下使用的变送器,第d项不做。

    ②计算标准表标准值时,接线系数Km应按表13中“平衡三相无功功率变送器单相法检定”栏选取。

18.1.4 分元件试验

    平衡三相无功功率变送器的分元件试验应按第17.5条的要求进行,但应将其中的图12用图16代替,其中的注不适用。图16中各符号的意义同图15

注:①分元件试验也可以在图14所示的三相接线的情况下进行,但非受检件的电流回路应断开,且应使加在受检元件上的电压和电流之间的相位差符合本程序的要求,而不应以三相电路的功率因数(相位角)为准。

    ②计算标准表标准值时,接线系数Km应按表13中“平衡三相无功功率变送器分元件试验”栏选取。

16  平衡三相无功功率变送器分元件试验接线图

(a)第一组元件;       (b)第二组元件

18.2 附加B相电流式不平衡无功功率变送器的检定

18.2.1 原理接线

    附加B相电流式不平衡无功功率变送器的原理接线如图17(a)所示,图17(b)是其相量图。

17  附加B相电流式不平衡无功功率

变送器原理接线图和相量图

(a)接线图;           (b)相量图

18.2.2 试验接线

    检定附加B相电流式不平衡无功功率变送器时应按图18或图19接线。图中Qx是被检无功功率变送器,W1W2W3标准功率表,RB是构成人工中性点的B相电阻,AV是监视电流表和监视电压表,其它符号的意义见第13.1条。

    在图18中,三只标准功率表按跨相90°原理接线;在图19中,两只标准功率表按人工中性点原理接线;B相电阻RB的阻值应该与两只功率表电压线路的阻值相等,其相对差值应不大于标准功率表的基本误差极限。

18.2.3 测定基本误差的程序

    测定基本误差时应按第18.1.2.2条的程序进行,但应将其中的图14用图18或图19代替。

    试验时,功率因数应按第18.2.4条的要求确定。

    计算标准表标准值时,接线系数Km应按表13中“三功率表跨相90°原理接线”栏或“两功率表人工中性点原理接线”栏选取。

18 用三功率表跨相90°原理接线检定附加

B相电流式不平衡无功功率变送器接线图

19  用两功率表人工中性点原理接线检定附加

B相电流式不平衡无功功率变送器接线图

 

18.2.4 功率因数的确定

    测定基本误差和功率因数引起的改变量时,功率因数可以用相位表或功率因数表指示,也可以在三相电路对称、电压和电流均为标称值的情况下,根据功率表的读数按表16或表17确定。当按图18接线时应按表16确定;当按图19接线时应按表17确定。

18.2.5 分元件试验

    附加B相电流式不平衡无功功率变送器的分元件试验应按第17.5条的要求进行,但应将其中的图12用图20代替,其中的注不适用。图20中各符号的意义见第18.1.3.1条中关于图15的说明。

17  根据人工中性点接线的功率表的读数确定无功功率因数

功率表读数B1B2BUnIn之比

   

B1/UnIn

B2/UnIn

B/UnIn

1

  两只单相表读数相等,均不正指示;三相表读数为最大值

0

  W2指零,W1正指示;三相表读数为最大值的一半

0

  W1指零,W2正指示;三相表读数为最大值的一半

0

  两只表读数大小相等,符号相反,W2反指示;三相表指零

注:B1B2B——单相功率表W1W2和三相功率表W的读数,W

           Ux——变送器的标称输入电压,V

           In——变送器的标称输入电流,A

    计算标准表标准值时,接线系数Km应按表13中“附加B相电流式不平衡无功功率变送器分元件试验”栏选取。

20  附加B相电流式不平衡无功功率 变送器分元件试验接线图

(a)第一组元件;(b)第二组元件

18.3 交叉电流式不平衡无功功率变送器的检定

18.3.1 原理接线

    交叉电流式不平衡无功功率变送器的原理接线如图21(a)所示,图21(b)是其相量图。

21  交叉电流式不平衡无功功率变送器原理接线图和相量图

(a)接线图;          (b)相量图

18.3.2 检定方法

    检定交叉电流式不平衡无功功率变送器时应按第18.2.218.2.4条的要求进行,但由于此类无功功率变送器没有B相输入电流线路,故当按图18或图19接线时,应将B相电流线路短路。

18.3.3 分元件试验

    交叉电流式不平衡无功功率变送器的分元件试验应按第17.5条的要求进行,但应将其中的图12用图22代替;其中的注不适用。图22中各符号的意义见第18.1.3.1条中关于图15的说明。

    计算标准表标准值时,接线系数Km应按表13中“交叉电流式不平衡无功功率变送器分元件试验”栏选取。

22  交叉电流式不平衡无功功率变送器分元件试验接线图

(a)第一组元件;             (b)第二组元件

18.4 90°移相原理的不平衡无功功率变送器的检定

    90°移相原理的不平衡无功功率变送器的原理接线与三相有功功率变送器相同,见图9

    检定90°移相原理的不平衡无功功率变送器时,应使用能够用于完全不平衡三相电路的无功功率表或无功功率变送器作为标准。当不具备上述条件时,允许按照第18.3.2条的要求进行,但应将三相检定装置的对称性调整到最佳状态,至少应不低于表5规定的参比条件。

19 频率变送器的检定

19.1 试验方法

    检定频率变送器时的试验方法见第14条。

19.2 试验接线

    检定频率变送器时应按图23接线。图中FTx是被检频率变送器,Hz是标准频率表,V是监视电压表,其它符号的意义见第13.1条。

23 频率变送器检定接线图   

24  用于单相电路的相位角和功率因数变送器检定接线图

20 相位角和功率因数变送器的检定

20.1 检定方法

20.1.1 检定相位角和功率因数变送器时,标准表的标准值与输入标准值相等,但用标准单相相位表检定用于三相电路的相位角和功率因数变送器时除外。对于后一种情况,标准表的标准值应按下式计算。

    检定相位角变送器时

BS=AS-90°                             (12)

    检定功率因数变送器时

BS=arccosAS-90°                         (13)

上二式中BS——标准单相相位表的标准值,正值为滞后(感性),负值为超前(容性)

       AS——被检相位角和功率因数变送器的输入标准值,滞后(感性)时相位角为正值;超前(容性)时相位角为负值。

20.1.2 检定相位角和功率因数变送器时的试验方法见第14条。

20.2 试验接线

20.2.1 检定用于单相电路的相位角和功率因数变送器时,应按图24接线,图中φTx是被检相位角和功率因数变送器;φ是标准单相相位表或功率因数表;AV是监视电流表和监视电压表;其它符号的意义见第13.1条。

20.2.2 检定用于三相电路的相位角和功率因数变送器时,应按图25接线,图中j可以是标准三相相位表或功率因数表,也可以是标准单相相位表;其它符号的意义同第20.2.1条。

25  用于三相电路的相位角和功率因数变送器检定接线图

26  用于电压—电压测量的相位角变送器检定接线图

20.2.3 检定用于电压-电压测量的相位角变送器时,应按图26接线,图中φ是具有两组电压输入的标准相位表,V1V2是监视电压表,其它符号的意义同第20.2.1条。

21 功率总加器的检定

    参加总加的变送器必须是非偏置零位的变送器,其输出范围必须相同。

21.1 电压相加型功率总加器的检定

21.1.1 试验点和标准值的确定

    取零与参加总加的功率变送器输出量的较高标称值之间,包括二者在内的间距相等的N个量值作为输入标准值。取零与总加器输出量的较高标称值之间,包括二者在内的间距相等的N个量值作为输出标准值。N应不小于6,通常取为6

21.1.2 试验接线

    检定电压相加型功率总加器时应按图 27接线。图中AΣ是功率总加器,

V是标准直流电压表,Q1Qn是开关,U1Un是总加器的输入端,其它符号的意义见第13.1条。

21.1.3 测定基本误差的程序

    a.按图27接线。

27  电压相加型功率总加器检定接线图

    b.将开关Q1Qn置于位置1

    c.在每一个试验点,施加激励使标准直流电压表读数等于输入标准值。记录输出回路直流电压表读数Ux或直流毫安表读数Ix

    d.将开关Q1置于位置1,其余开关置于位置2。施加激励使标准直流电压表读数等于功率变送器输出电压的较高标称值。记录输出回路直流电压表读数U1y或直流毫安表读数I1y

    e.依次用开关Q2Qn代替Q1,重复程序d。记录输出回路直流电压表读数U2yUny或直流毫安表读数I2yIny

    f.基本误差γ按下式计算

                            (14)

                                                               (15)

上二式中 USUF—总加器的输出电压标准值和输出电压基准值,V

        ISIF——总加器的输出电流标准值和输出电流基准值,mA

       UiyIiy——当总加器第i个输入端Ui的单端输入电压等于参加总加的功率变送器输出电压的较高标称值时,输出回路直流电压表和直流毫安表的读数,VmA;

       UisIis——当总加器输入端Ui的单端输入电压等于参加总加的功率变送器输出电压的较高标称值时,总加器输出电压和输出电流的预期值,VmA

    UisIis按下式计算

                               (16)

                                 (17)

上二式中Aim——接在总加器第i个输入端上的功率变送器的被测一次功率上限;

      ΣAim——参加总加的功率变送器的被测一次功率上限之和;

      UHIH——总加器输出电压和输出电流的较高标称值。

21.2 电流相加型功率总加器的检定

    检定电流相加型功率总加器时,可根据需要选用下述两种方法之一。

    a.按元件检定。

    b.整体检定。

21.2.1 电流相加型功率总加器按元件检定

21.2.1.1 直流毫伏放大器的检定

    取零与直流毫伏放大器输入电压的较高标称值之间,包括二者在内的间距相等的N个量值作为输入标准值;取零与总加器输出量的较高标称值之间,包括二者在内的间距相等的N个量值作为输出标准值。N应不小于6,通常取为6

    检定直流毫伏放大器时的试验方法见第14条。

    直流毫伏放大器时应按图28接线。图中Amv是直流毫伏放大器,mV是标准直流毫伏表,其它符号的意义见第13.1条。

28直流毫伏放大器检定接线图检定

21.2.1.2 输入电阻的测量

    总加器输入电阻R1Rn的测得值与计算值(计算方法见附录B)之间的相对差值应不超过总加器基本误差极限的1/10

21.2.2 电流相加型功率总加器的整体检定

21.2.2.1 试验点和标准值的确定

    取零与参加总加的功率变送器输出电流的较高标称值之和之间,包括二者在内的间距相等的N个量值作为输入标准值;取零与总加器输出量的较高标称值之间,包括二者在内的间距相等的N个量值作为输出标准值。N应不小于6,通常取为6

21.2.2.2 试验接线

    整体检定电流相加型功率总加器时应按图29接线。图中AΣ是功率总加器;mA0是标准直流毫安表;Q1Qn是开关;R1′、R2′…R’n-1是标准直流电阻箱,其等级指数应不大于总加器等级指数的1/10RP是调节电位器;G是直流电源;其它符号的意义见第13.1条。

29  电流相加型功率总加器整体检定接线图

(a)并联输入;      (b)单端输入

21.2.2.3 测定基本误差的程序

    a.测量总加器输入电阻R1Rn-1的电阻值。测量误差应不大于总加器基本误差极限的1/10

    b.计算直流电阻箱R1′~R’n-1的电阻值。计算公式如下

                    (18)

式中 R’i——与输入电阻Ri并联的电阻箱的电阻值,Ω;

    Ri——输入端Ii的输入电阻的实测值,Ω;

 ——参加总加的功率变送器输出电流的较高标称值之和,mA

 ——流过输入电阻Ri的电流的最大值。亦即接在输入端I1Ii上的功率变送器的输出电流的较高标称值之和, mA。

    注:允许使用等级指数大于规定值的电阻箱,但应对其电阻值进行实测。

    c.按图29(a)接线。

    d.在每一个试验点,调节电位器RP使标准直流毫安表读数等于输入标准值。记录输出回路直流电压表读数UX或直流毫安表读数IX

    e.按图29(b)接线。将开关Q1接通,其余开关断开。施加激励使标准直流毫安表读数等于接在该输入端上的功率变送器的输出电流上限之和。记录输出回路直流电压表读数U1y或直流毫安表读数I1y

    f.依次用开关Q2Qn代替Q1,重复程序e。记录输出回路直流电压表读数U2yUny或直流毫安表读数I2yIny

    g.基本误差按式(14)或式(15)计算。

式中 UisIis——当总加器输入端Ii的单端输入电流等于接在该输入端上的功率变送器输出电流的较高标称值之和时,总加器输出电压和输出电流的预期值;UisIis按下式计算

                       (19)

                       (20)

上二式中 mi——接在总加器输入端Ii上的功率变送器的个数;

   UHIH——总加器输出电压和输出电流的较高标称值;

    其他符号的意义同前。

22 运行中变送器的核对

    对运行中的变送器的指示值发生疑问时,允许在运行状态下用标准表对变送器的工作点进行核对。

  检定结果的处理和检定周期

23 检定结果的处理

23.1 数据修约要求

23.1.1 检定变送器时,测得的数据和经过计算后得到的数据,在填入检定证书时都应进行修约;判断变送器是否合格应根据修约后的数据。

23.1.2 拟修约的数字应一次修约获得结果,不得多次连续修约。

    例:修约15.4546,修约间隔为1

    正确的作法:15.454615

    不正确的作法:15.454615.45515.4615.516

23.1.3 数据修约后,其末位数只能是以下三种情况之一:

    a.1的整数倍(09之间的任何数)

    b.2的整数倍(009之间的任何偶数)

    c.5的整数倍(05)

23.1.4 对变送器的输出值和绝对误差进行修约时,有效数字位数由修约间隔确定。修约间隔应等于或接近于按下式计算出的数值

                              (21)

式中 C——变送器的等级指数;

     AF——变送器的基准值。

    例:检定一只输出范围为05V0.5级变送器,当对其输出电压的测得值进行修约时,选取修约间隔。

    解:依照题意AF =5V

      CAF×10-3 =0.5×5×10-3 =0.0025

      取修约间隔为0.002V。

23.1.5 基本误差的修约间隔应按表18选取。

18  基本误差的修约间隔

变送器的等级指数

0.1

0.2(0.25)

0.5

1

1.5

修约间隔

0.01

0.02

0.05

0.1

0.2

    注:括号内标志的变送器与括号外标志的变送器适用同样的规定。

23.2 数据修约方法

23.2.1 进舍规则

    保留位(指修约后的数的最右边一位,下同)右边的数字对保留位的数字1来说,若大于0.5,保留位加1;若小于0.5,保留位不变;若等于0.5,保留位是0和偶数(2468)时不变,是奇数(13579)时加1。例如,将99.94999.95199.9599.85修约到一位小数,分别是:99.9100.0100.099.8

23.2.2 按保留位的5个单位修约

    保留位与其右边的数之和,与保留位的数字1之比,若小于或等于2.5,留位变零;若大于2.5而小于7.5,保留位变成5;若等于或大于7.5,保留位变零而保留位左边那位加1。例如,将0.99920.999250.999260.999740.999750.9998修约到4位小数,按保留位的5个单位修约时,分别是:0.99900.99900.99950.99951.00001.0000

23.2.3 按保留位的2个单位修约

    a.保留位是0和偶数时不变。

    b.保留位是奇数时,如果保留位右边的数不为零,保留位加1;如果保留位右边的数为零,在保留位分别加1和减1后得到的两个数中取能被4整除者。判别能否被4整除,只须判别修约后最右边的两位数能否被4整除即可。例如,将4.99914.99894.99704.9990修约到第3位小数,按2个单位修约时,分别是:5.0004.9984.9965.000

23.3 检定结果的处理

    经检定合格的变送器应发给检定证书。对于0.5级及以上的变送器,检定证书上应给出输出值;对于1级及以下的变送器,只须说明是否合格,不必给出任何数据。

    经检定不合格的变送器应发给检定结果通知书。

    检定证书和检定结果通知书应保存至少5年。原始记录应保存至少3年。

24 检定周期

    变送器的周期检定应尽可能与该变送器所连接的一次设备的检修配合进行。

    电力系统主要测点所使用的变送器以及其它有重要用途的变送器每年至少检定一次;其它用途的变送器每三年至少检定一次。

 

附 录A

检定装置标准偏差估计值和输出稳定度测定方法

(补 充 件)

 

A1 检定装置标准偏差估计值测定方法

    标准偏差估计值的测定,应在检定装置常用量限的测量范围上限进行。对于有功和无功功率量限,还应在有功或无功功率因数为0.5(感性)时进行。测定时,在每一个测试点,用检定装置对稳定性良好的变送器(或仪表)进行不少于5次的重复测试。每次测试时都要重新起动调节设备和主要开关。根据所得测试结果计算标准偏差估计值。

    对变送器进行测试时,标准偏差估计值S按下式计算

              (A1)

式中  ——第i次测试时被试变送器输出量的示值;

       ——各次测试结果Ai的平均值,即=(A1+A2++An )/n

    ——基准值,等于被试变送器输出量的预期值,该预期值与检定装置被试量限的测量范围上限相对应;

       n——重复测试的次数。

    对仪表进行测试时,标准偏差估计值S按下式计算

                     (A2)

式中   Δi——第i次测试时被试仪表示值的绝对误差;

        ——各次测试结果Δi的平均值,即=(Δ1 +Δ2 ++Δn )/n(%)

       AF2——基准值,等于检定装置被试量限的测量范围上限;

        n——重复测试的次数。

A2 检定装置输出稳定度测定方法

    输出稳定度的测定应在常用量限的测量范围上限进行。对于有功和无功功率量限,还应在有功和无功功率因数为0.5(感性)时进行。测定时,用稳定性好、分辨力高、采样时间短的仪表对输出量进行测量。每次测试持续时间为60s,期间每隔24s记录一个读数。重复测试次数不得少于3次。输出稳定度γ按下式计算

                       (A3)

式中 ΔAi——第i次测试时输出的最大变化量,即最大值与最小值的差值;

      AF3——基准值,等于检定装置被试量限的测量范围上限;

       n——重复测试的次数。

    测试过程中可能受到某些突然因素的干扰或发生错误的读数和记录,使测试数据中出现异常值。异常值应予以剔除,用余下的数据按式(A3)计算稳定度。

    每组测试数据中,其残差符合下式的最大值和最小值被判定为异常值

                 (A4)

式中 ——最大值或最小值的残差;

     Am——每组测试数据中的最大值或最小值;

      ——每组测试数据的平均值;

      Aj——每次测试中的第j个读数;

       m——每次测试中读数的个数。

 

附 录 B

功率总加器输入电阻计算方法

(补 充 件)

B1 电压相加型功率总加器输入电阻计算方法输入电阻应按下式计算

                      (B1)

式中 Ri——总加器第i个输入端的输入电阻;

     Rf——反馈电阻,其数值应在制造厂规定的范围之内;

    Aim——接在总加器第i个输入端上的功率变送器的被测一次功率上限;

  ΣAim——参加总加的功率变送器的被测一次功率上限之和。

B2 电流相加型功率总加器输入电阻计算方法

    电流相加型功率总加器的输入回路如图B1所示。图中R1R2、…Rn分别是输入端I1I2、…In的输入电阻;r1r2、…rn分别是输入端I1I2、…In的总输入电阻。

B1  电流相加型功率总加器的输入回路

    输入电阻与总输入电阻之间存在下述关系

Ri=gi-gi+1(i=12,…,nrn+1=0)                            (B2)

式中 Ri——总加器第i个输入端的输入电阻;

 gigi+1——总加器第i和第i+1个输入端的总输入电阻。

    根据电流相加型功率总加器的工作原理,ri应按下式计算

                               (B3)

式中 UmV——功率总加器的直流毫伏放大器输入电压的较高标称值,通常为200mV

      IiH——接在总加器输入端Ii上的功率变送器输出电流的较高标称值;

     Aim——接在总加器输入端Ii上的功率变送器的被测一次功率上限;

   ΣAim——参加总加的功率变送器的被测一次功率上限之和。

    例:某发电厂功率总加器的输入回路如图B1所示。参加功率总加的发电机有:300MW1台,200MW1台,100MW2台,50MW2台。设功率总加器的直流毫伏放大器输入电压的较高标称值为200mV,发电机功率变送器输出电流的较高标称值为1mA。求总加器的输入电阻。

    解:依照题意,UmV=200mVIiH =1mA

                           

                                 =300+200+2×100+2×50

                                 =800(MW)

    代入公式(B3)

R1=r1-r2=75-50=25(Ω)

R2=r2-r3=50-25=25(Ω)

    R3=r3 -r4=25-12.5=12.5(Ω)

R4=r4=12.5(Ω)

 

附 录 C

检定证书和检定结果通知书格式

(补 充 件)

 

C1 检定证书格式

C1.1 检定证书封面格式

检定单位名称

 

        

 

检定证号___________

 

送检单位______________________

 

    ______________________

 

型号规格_____________________

 

    _____________________

 

制 造 厂_____________________

 

出厂编号_____________________

 

 

                  检定_______

                  审核_______

                 主管_______

 

检定日期           

有效日期           

C1.2 检定证书封2格式

C1.2.1 变送器检定证书封2格式

一次设备名称:

电流互感器变比:

被测一次量上限:

电压互感器变比:

被测量范围:

输出范围:

被测量再校准范围:

检定用标准:

温度:                

相对湿度:              %

绝缘电阻:             MΩ

输出纹波含量:          %

工频耐压:             kV

响应时间:              ms

改变量:

 

 

 

调整项目:

 

 

 

 

C1.2.2 功率总加器检定证书封2格式

总加系统名称:

总加器类型:

功率总加值上限:

输出范围:

参加总加的功率变送器参数

输出电压(电流)的较高标称值:

序号

被测一次功率上限(MW)

序号

被测一次功率上限(MW)

1

 

6

 

2

 

7

 

3

 

8

 

4

 

9

 

5

 

10

 

检定用标准:

温度:               

相对湿度:                  %

调整项目:

 

C1.3 检定结果表格(检定证书封3)

C1.3.1 电流、电压变送器检定结果表格

                1

输入标准值

(    )

输出标准值

(    )

        (    )

    1

    2

    3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                2

输入标准值

(    )

输出标准值

(    )

    1

    2

    3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

检定结论:

C1.3.2 频率、相位角、功率因数变送器检定结果表格

输入标准值

(    )

        1

        2

标准值(  )

实测值(  )

标准值(  )

实测值(  )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

检定结论:

C1.3.3 三相有功(无功)功率变送器检定结果表格

工作方式

输入标准值

(    )

输出标准值

(    )

        (    )

cosj (sinj)

1.0

(无功为感性)

0.5

(感性)

0.5

(容性)

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

检定结论:

C1.3.4 功率总加器检定结果表格

 

 

输入标准值

(    )

输出标准值

(    )

输出实测值

(    )

     

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

4

 

 

 

5

 

 

 

6

 

 

 

     

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

4

 

 

 

5

 

 

 

6

 

 

 

7

 

 

 

8

 

 

 

9

 

 

 

10

 

 

 

检定结论:

C2 检定结果通知书格式

C2.1 检定结果通知书封面格式

 检定单位名称

 

 

  检定号________

 

送检单位______________________

 

    ______________________

 

型号规格_____________________

 

    _____________________

 

制 造 厂_____________________

 

出厂编号_____________________

 

 

                  检定_______

                  审核_______

                  主管_______

 

检定日期           

C2.2 检定结果通知书背面格式

 

一次设备名称:________________________

 

被测一次量上限:_____________________

 

电流互感器变比:_____________________

 

电压互感器变比:____________________

 

被测量范围:________________________-

 

被测量再校准范围:__________________

 

输出范围:__________________________

 

检定用标准:________________________

 

温度:________oC相对温度:________%

 

                  检定结果:

 

 

 

附 录 D

技术术语定义(参 考 件)

D1 通用术语

D1.1 电测量变送器

    将一种电量变换为供测量用的另一种电量的装置。在国家标准中,本术语仅限于将交流被测量变换为直流电流或电压的变送器。

D1.2 辅助电源

    供变送器工作用的被测量以外的交流或直流电源。

D1.3 辅助线路

    通常是指由辅助电源供电的线路,有时由被测量供电。

D1.4 带有偏置零位的变送器

    当被测量为零时,预先给定非零输出的变送器。

D1.5 带有隐零位的变送器

    当被测量小于一定值时,输出为零或一常数的变送器。

D1.6 畸变因数

    谐波含量的方均根值与非正弦量的方均根值的比值。

D1.7 输出负载

    跨接于变送器输出端的线路和仪表的全部等效电阻。

D1.8 输出纹波含量

    在稳态输入条件下,输出中波动分量的峰—峰值。

D1.9 输出信号

    被测量的模拟显示或数字显示。

D1.10 输出功率

    变送器输出端的功率。

D1.11 输出电流(电压)

    由变送器产生并作为被测量的模拟函数的电流(电压)

D1.12 反相输出电流(电压)

    对被测量的符号或方向的变化以相反极性响应的电流(电压)

D1.13 变送器的测量元件

    是变送器的一个单元或模块,能将被测量或被测量的一部分转换为相应的信号。

D1.14 单元件变送器

    有一个测量元件的变送器。

D1.15 多元件变送器

    有两个或两个以上元件的变送器,各元件的输出信号合成为一个与被测量对应的输出信号。

D1.16 组合式变送器

    具有一种或多种功能,有两个或两个以上独立的测量线路的变送器。

D1.17 响应时间

    从施加阶跃输入信号的瞬间,到输出信号达到并保持在其最终稳定值,或以此值为中心的规定范围内的时间。

D2 变送器按输出负载分类

D2.1 固定输出负载变送器

    只有当输出负载为固定值,且不超过规定极限值时才符合国家标准的变送器。

D2.2 可变输出负载变送器

    当输出负载在一个范围内取任一值时均符合国家标准的变送器。

D3 标称值

D3.1 标称值

    表示供变送器预定使用的一个值或一些值之一。

    注:被测量的较低和较高标称值对应于输出电流(电压)的较低和较高标称值。

D3.2 输出量程(量程)

    输出的较高和较低标称值之间的代数差。

D3.3 基准值

    为了规定变送器的准确度而作为参比基准的值。除具有反向和对称输出的变送器以外,基准值就是输出范围;对具有反向和对称输出的变送器,基准值可以是制造厂规定的输出范围或输出范围的一半。

D3.4 线路绝缘电压(标称线路电压)

    变送器能承受的最高对地电压,可按此确定其电压试验。

D3.5 测量范围

    变送器性能符合国家标准要求的那部分输出范围。

D3.6 被测电压标称值

    与变送器电压输入线路连接的外部线路(例如:电压互感器的次级绕组)的电压标称值。

D3.7 被测电流标称值

    与变送器电流输入线路连接的外部线路(例如:电流互感器的次级绕组)的电流标称值。

D3.8 被测功率标称值

    对应于被测电压、电流和功率因数的标称值的有功和无功功率值。

D3.9 再校准值

    用户按特殊应用需要对变送器重新调整而被改变的标称值。

D3.10 被测量再校准值

    由用户通过调节而得到的被测量的值。

D3.11 输出再校准值

    与被测量再校准值对应的变送器的输出值。

D3.12 再校准范围

    被测电压或电流再校准值的可能范围。

D4 影响量和参比条件

D4.1 影响量

    能影响变送器性能的量,被测量除外。

D4.2 参比条件

    规定的一组条件,在此条件下,变送器符合有关基本误差要求。此条件由参比值或参比范围来给定。

D4.2.1 参比值

    规定的影响量单一值,在此值下,变送器符合有关基本误差要求。

D4.2.2 参比范围

    规定的影响量的范围,在此范围内,变送器符合有关基本误差要求。

D4.3 标称使用范围

    一个规定的数值范围,某影响量在此范围内取值,不致使由其引起的改变量超出规定值。

D5 误差和改变量

D5.1 误差

    输出测量值减去输出预期值,用代数差表示。

D5.2 以基准值百分数表示的误差

    误差与基准值的比率乘以100

D5.3 基本误差

    变送器在参比条件下测定的误差。

D5.4 影响量引起的改变量

    当某一影响量相继取两个不同的规定值时,变送器对同一被测量值产生的两个输出量之间的差值。

D5.5 以基准值百分数表示的影响量引起的改变量

    影响量引起的改变量与基准值的比率乘以100

D6 准确度、准确度等级、等级指数

D6.1 准确度

    变送器的准确度由基本误差极限和改变量极限确定。

D6.2 准确度等级

    对满足国家标准所有要求的变送器的准确度以相同数字命名的变送器的分级。

D6.3 等级指数

    表示准确度等级的数字。

注:①等级指数既适用于基本误差也适用于改变量。

    ②在国家标准中“等级指数的x%”是指“与等级指数有关的误差极限的x%”。

 

附 录 E

推荐的改变量测定方法

(参 考 件)

 

E1 测定改变量的通用方法

    本条适用于下列改变量的测定:

    由输入电压引起的改变量的测定;

    由输入电流引起的改变量的测定;

    由输入量的频率引起的改变量的测定;

    由输出负载引起的改变量的测定;

    由辅助电源电压引起的改变量的测定;

    由辅助电源频率引起的改变量的测定。

    a.保持影响量为参比条件,施加激励使被测量等于其较高标称值(对所有变送器)和中心值(仅对频率、相位角、功率因数变送器),记录输出电压指示值UR或输出电流指示值IR。

    b.调节影响量到标称使用范围的下限,施加与程序a相同的激励,记录输出电压指示值Ux或输出电流指示值Ix。

    c.调节影响量到标称使用范围的上限,施加与程序a相同的激励,记录输出电压指示值Uy或输出电流指示值Uy。

    d.由影响量引起的改变量按下式计算

                                      (E1)

                                                                                 (E2)

                                                                                 (E3)

                                                                                  (E4)

上四式中 UF——输出电压基准值,V

            IF——输出电流基准值,mA

    e.对于双向使用的变送器,还应测定它在反向工作时的改变量。试验方法是,改变激励的符号或方向,重复程序ad。

E2 由自热引起的改变量的测定

    a.将变送器在环境温度下至少断电放置4h

    b.按表3规定的预处理条件通电,对于功率变送器,还应保持功率因数为1。记录通电1min之后、3min之前,变送器输出电压的指示值UX或输出电流的指示值IX;在保持被测量不变的条件下,再次记录通电30min之后、35min之前,变送器输出电压的指示值UR或输出电流的指示值IR。

    c.改变量按公式(E1)(E3)计算。

E3 由不平衡电流引起的改变量的测定

    本项试验不适用于测量三相电量用的单元件变送器。

    a.在功率因数为1的情况下,施加标称电压。改变电流使被测功率等于其较高标称值(或再校准值上限)1/2(对于2元件变送器)2/3(对于两个半元件变送器)。记录输出电压指示值UR或输出电流指示值IR。

    b.断开一相电流,均衡地改变其它相电流,给变送器施加与程序a相同的激励,记录输出电压指示值UX或输出电流指示值IX。

    c.依次断开其它相电流,重复程序b

    d.改变量按公式(E1)(E3)计算。

E4 由功率因数引起的改变量的测定

    a.施加标称电压,不加电流。记录输出电压指示值UR或输出电流指示值IR

    b.cosφ=0(感性)(对于有功功率变送器)sinφ=0(对于无功功率变送器)的情况下,施加标称电压和标称电流。记录输出电压指示值UX或输出电流指示值IX

    c.cosφ=0(容性)(对于有功功率变送器)的情况下,施加标称电压和标称电流。记录输出电压指示值Uy或输出电流指示值Iy。

    d.对于有功功率变送器,改变量按公式(E1)(E4)计算;对于无功功率变送器,改变量按公式(E1)(E3)计算。

    e.对于双向使用的变送器,还应测定它在反向工作时的改变量。试验方法是,改变电流的方向,重复程序ad

E5 由测量元件之间相互影响引起的改变量的测定

    如果变送器的电流线路共用一个以上的测量元件(有时称为两个半元件),不做本试验。

    a.仅给一个测量元件施加标称电压,不加电流。记录输出电压指示值UR或输出电流指示值IR。

    b.依次给其它测量元件通以标称电流,改变电压与电流之间的相位差,使变送器受到最大影响。记录输出电压指示值UX或输出电流指示值IX。

    c.顺序地调换测量元件,重复程序ab。

    d.改变量按公式(E1)(E3)计算。

注:如果辅助电源取自某一相输入电压,那么该相电路应被选为施加电压的电路。

E6 由输入量波形畸变引起的改变量的测定

E6.1 对电流、电压变送器的程序

    对于整流式电流、电压变送器,不做本试验。

    a.施加正弦波激励,使被测量等于其较高标称值。记录输出电压指示值UR或输出电流指示值IR。

    b.在基波上叠加规定比例(见表6)3次谐波,改变基波与3次谐波之间的相位关系,使变送器受到最大影响。改变畸变波的幅度使被测量保持与程序a相同的方均根值。记录输出电压指示值UX或输出电流指示值IX。

    c.改变量按公式(E1)(E3)计算。

E6.2 对频率变送器的程序

    a.施加标称值的正弦波电压激励,使被测频率分别等于其较高标称值、较低标称值和中心值。记录输出电压指示值UR或输出电流指示值IR。

    b.施加标称值的畸变波电压激励,对畸变波的要求同第6.1条第b项。使被测频率保持与程序a相同的数值,记录输出电压指示值UX或输出电流指示值IX

    c.改变量按公式(E1)(E3)计算。

E6.3 对有功和无功功率变送器的程序

    a.在功率因数为1的情况下,施加正弦波电压和电流激励,保持输入电压为标称值,调节电流使被测功率等于其较高标称值。记录输出电压指示值UR或输出电流指示值IR。

    b.在输入电压线路施加标称值的正弦波电压,在输入电流线路施加畸变波电流,畸变波是由规定比例(见表6)3次谐波叠加在基波上构成的。改变基波与3次谐波之间的相位关系,使变送器受到最大影响。改变畸变波电流使被测功率保持与程序a相同的数值,记录输出电压指示值UX或输出电流指示值IX。

    c.在输入电流线路施加正弦波电流,在输入电压线路施加标称值的畸变波电压,对畸变波的要求同程序b。改变电流使被测功率保持与程序a相同的数值,记录输出电压指示值Uy或输出电流指示值Iy。

    d.改变量按公式(E1)(E4)计算。

    e.对于双向使用的变送器,还应测定它在反向工作时的改变量。试验方法是,改变电流的方向,重复程序ad

E6.4 对相位角和功率因数变送器的程序

    a.在两个输入线路施加标称值的正弦波激励,调节相位使被测相位角或功率因数等于其较高标称值、较低标称值和中心值。记录输出电压指示值UR或输出电流指示值IR。

    b.在输入线路之一施加标称值的正弦波激励,在另一输入线路施加标称值的畸变波激励,对畸变波的要求同第E6.3条第b项。调节相位使被测相位角或功率因数保持与程序a相同的数值,记录输出电压指示值UX或输出电流指示值IX

    c.将两个输入回路互换,重复程序b,记录输出电压指示值Uy或输出电流指示值Iy。

    d.改变量按公式(E1)(E4)计算。

E7 由环境温度引起的改变量的测定

    a.保持环境温度为参比值,在每一个试验点,使被测量等于输入标准值。记录输出电压指示值UR或输出电流指示值IR。

    b.将变送器置于标称使用范围上限的温度不少于2h,使其达到热稳定。施加与程序a相同的激励,记录输出电压指示值UX或输出电流指示值IX。

    c.将变送器置于标称使用范围下限的温度不少于2h,重复程序b,记录输出电压指示值Uy或输出电流指示值Iy。

    d.改变量按公式(E1)(E4)计算。

E8 由外磁场引起的改变量的测定

    a.将变送器置于一平均直径为1m的线圈(矩形截面,径向厚度远小于直径)中央。

注:①线圈应具有400A的励磁能力;在其中心位置,无变送器时,可产生0.4kA/m的磁场强度;产生该磁场的电流应与测量电路中的电流同频率,并且是相位和方向的最不利的组合。交变磁场强度以方均根值表示。

    ②外形尺寸超过250mm的变送器,应在平均直径不小于变送器最大尺寸4倍的线圈内试验。磁场强度仍为0.4kA/m

    ③在无被试变送器时,能产生足够均匀磁场的其它装置也可使用。

    b.在无外磁场情况下,在每一个试验点,记录输出电压指示值UR或输出电流指示值IR。

    c.按程序a的要求施加外磁场。在每一个试验点,给变送器施加与程序b相同的激励,记录输出电压指示值UX或输出电流指示值IX。

    d.改变量按式(E1)或式(E3)计算。

 

电测量变送器检定规程

JJG(电力)0194

条文说明

 

    JJG(电力)0194《电测量变送器检定规程》(以下简称《规程》)适用于在电力系统中应用的将交流电量转换为直流模拟量或数字信号的变送器和功率总加器的检定。不适用于电能(电度)变送器的检定。目前,国内大部分变送器制造厂家生产电能(电度)变送器。但这种变送器在电力系统中的使用尚不普遍,还没有成为电能计费或计量的正式依据。主要原因有二。其一,目前大部分电能变送器都是在功率变送器的基础上加上U/fI/f转换电路制成的。功率变送器的基本误差是以引用误差表示的,所以据此做成的电能变送器的误差也具有引用误差的性质。即是说,误差的大小与负荷的大小密切相关。当负荷为额定负荷的10%时,相对误差有可能增大10倍,这是无法接受的。电能变送器的误差只能用相对误差来表示。只有以相对误差表示的电能变送器才能获得广泛的应用。其二,电能变送器的可靠性尚未得到充分的认同。

一 技 术 要 求

2 基本误差

    基本误差是在参比条件下测定的变送器的误差。保持参比条件是极为重要的。脱离参比条件评价变送器的误差是没有意义的。用户与厂家之间经常出现的关于变送器是否超差的争议,往往是由于是否保持参比条件引起的。在非参比条件下测定的误差不能作为判断变送器是否合格的依据。同理,在现场核对变送器的误差时,不能因为测定结果超过基本误差极限而判定变送器不合格,但也不能判定其合格。因为现场的温度、湿度、外磁场、被测量的频率、波形、功率因数等影响量不可能完全满足参比条件。这就是在规程中不规定现场检定条款的原因。

3 改变量

    影响量是除被测量之外,能影响变送器性能的量。包括环境温度、湿度、外磁场、输入量的频率、波形、输出负载、辅助电源电压、频率、波形等物理量;还包括与被测量有关的一些物理量,例如电压、电流、频率、功率因数、三相电量对称性等。

    改变量是“影响量引起的改变量”的简称。是指当某一影响量相继取两个不同的规定值时(其中一个值是参比值或参比范围极限,另一个值是与参比范围极限临近的标称使用范围极限),变送器对同一被测量产生的两个输出量的差值。应该注意,当定义某影响量引起的改变量时,其它影响量必须保持参比条件。例如,对于一般用途变送器,环境温度引起的改变量就是在其它影响量保持参比条件的情况下,对于同一被测量,变送器在10℃和30℃时的输出值与其在20℃时的输出值的差值。通常用它与基准值的比值的百分数表示。

4.14.2 线路绝缘电压亦称标称线路电压,它是变送器能承受的最高对地电压,可据此确定其试验电压。由于IEC标准和《国标》并未规定必须在铭牌上或单列的文件中给出线路绝缘电压,所以,这一规定值通常是不可知的。但规定了必须在铭牌上标志试验电压符号。试验电压符号有C-1C-2C-3三种。C-1是一个空心五角星,表示试验电压是500VC-2是一个中心写有一位非零的阿拉伯数字n的空心五角星,表示试验电压是nkVC-3是一个中心写有阿拉伯数字0的空心五角星,表示不进行电压试验。

6 输出纹波含量

    电力系统中使用的变送器主要用于遥测系统,对输出纹波含量有较高的要求。IEC688-1《交流电量转换为直流电流用电测量变送器 第一部分 一般用途变送器》、IEC688-2《交流电量转换为直流电流用电测量变送器 第二部分 户外和其他严酷条件下使用的变送器》和国标GB/T 13850·1-92《交流电量转换为直流电量用电测量变送器 第一部分 一般用途变送器》、GBT 13850·2-92《交流电量转换为直流电量用电测量变送器 第二部分 户外和其他严酷条件下使用的变送器》(以下GBT13850·1-92GBT13850·2-92均简称为《国标》)的技术要求是:输出纹波含量应不超过输出范围的1%(方均根值)。这一要求偏低。《规程》中引用IEC/85(中央办公室)17(六月法) 《交流电量转换为模拟量或数字信号的变送器》的规定,即:输出纹波含量(-峰值)应不超过正向输出范围的2C%C是变送器的等级指数。以0.5级变送器为例,《规程》的要求是:2×0.5%=1%(-峰值),与《国标》规定值1%(方均根值)相比,当纹波为正弦波时,前者约为后者的1/2.8

二 检 定 条 件

8.2 3:预处理同预热是有区别的。进行预热时,只要求施加辅助电源电压,不施加被测量;进行预处理时,除施加辅助电源电压外,还应施加被测量。具体要求见表3

    《国标》规定的预处理时间为至少30min,最长不超过60min。《规程》规定为30min。用户订货时,应选用预处理时间短的变送器。对于新购的变送器,可按照第2.1.2条的要求测定预处理时间(抽查),一方面作为质量验收的内容之一,另一方面作为以后周检时进行预处理的依据。即允许在周检时按照实测的预处理时间执行,不受30min的限制。

8.4 参比条件是规定的一组条件,在此条件下,变送器符合基本误差要求。参比条件可以用参比值表示,也可以用参比范围表示。当用参比值表示时,试验时允许有规定的偏差;当用参比范围表示时,试验时不允许有偏差。例如,对于输入量的频率(非频敏变送器),如果规定其参比值为50Hz,则试验时允许有±2%的偏差;如果规定其参比范围为4852Hz,则试验时不允许有偏差。

    4

    a.《规程》与国标关于环境温度参比条件的差别

    关于环境温度的参比条件,《国标》规定按标志(可以标志20℃、23℃和27),《规程》规定为20℃。《国标》的规定与IEC标准一致,是为了满足进出口贸易的需要。我国电力系统计量检定部门试验室的环境温度都是按20℃设计和运行的,规定20℃比较合理。关于环境温度的允许偏差,《规程》予以放宽,对于一般用途变送器(0.10.5),从±1℃改为±2℃,对用于恶劣环境的变送器,从±2℃改为±5℃。放宽的理由是,变送器的检定工作大部分是在各电力基层单位进行的,这些单位的试验室的温度条件很难达到20±1℃的水平。如果要达到这样的水平,将需要花费很大的投资对现有的条件进行改造,这是不现实的。就是20±2℃的要求,实现起来也有相当大的困难。对用于户外和严酷条件下的变送器,考虑到现场检定的可能性,将±2℃的允许偏差放宽为±5℃。

    以上变动对变送器的温度特性提出了更高的要求,对于促进变送器产品质量的提高是有利的。此外,变动的幅度不算太大,制造厂家是有能力接受的。

    b.频敏变送器

    所谓频敏变送器就是对频率很敏感的变送器。当线路中含有移相电路时,例如采用90°移相原理的无功功率变送器,对频率就很敏感。移相后信号的相位和幅度与频率有关,因而这种变送器的误差也与频率有关,这种变送器就是频敏的变送器。检定频敏的变送器时,输入量的频率和波形的参比值的允许偏差比非频敏的变送器小得多。例如,如果输入量频率的参比值是50Hz,对频敏的变送器,试验用允许偏差为±0.1%,而对非频敏的变送器则为±2%

    c.固定输出负载变送器和可变输出负载变送器

    固定输出负载变送器是所谓的非恒流恒压输出的变送器。这种变送器的负载能力很差,检定和使用时只能带固定负载,当负载变化时误差急剧增大,因而难以提供改变量指标。制造厂家通常只给出输出负载的极限值,当超过极限值时变送器不能正常工作。我国早期的变送器产品,例如FS系列、YBG系列等都属于这一类,现已逐步被淘汰。

    可变输出负载变送器是所谓的恒流恒压输出的变送器。这种变送器的负载能力强,负载特性好,输出负载引起的改变量小。现在生产的变送器几乎都是这类变送器。

    d.整流式变送器

    整流式电压、电流变送器属于以平均值响应的变送器。以平均值响应的变送器就是输出量为被测交流量的平均值的模拟函数的变送器,它与以方均根值响应的变送器不同。后者是输出量为被测交流量的方均根值的模拟函数的变送器。通俗地说,前者是反映平均值的,后者是反映真有效值的。在电力系统中应用的电压、电流变送器需要测定的是真有效值。反映平均值的电压、电流变送器的输出量也是以真有效值定度的,而真有效值与平均值之间的关系是随交流量的波形而变化的。定度时的比例系数(即真有效值与平均值之比)是按正弦波形考虑的,等于1.11。当波形畸变时,比例系数也随之变化,因而会产生附加的测量误差。这一误差是理论误差,与变送器的质量无关。所以,应尽可能选用反映真有效值的变送器,避免选用反映平均值的变送器。由于技术上的原因,国内的早期产品多是反映平均值的,近年来,反映真有效值的产品迅速增加。反映平均值的产品很快将被淘汰。

    鉴于上述原因,二者的检定方法有以下差别:

    (1)试验时,输入量波形参比值(畸变因数等于零)的允许偏差有所不同。检定以平均值响应的变送器时,允许偏差为:畸变因数乘以100不超过等级指数;检定以方均根值响应的变送器时,允许偏差为:畸变因数:0.05(5%)。以0.5级变送器为例,前者允许的畸变因数为0.5/100=0.5%,而后者为5%

    (2)检定以平均值响应的变送器时,应该选用以平均值响应的标准表;检定以方均根值响应的变送器时,应该选用以方均根值响应的标准表。这样可以避免检定装置波形畸变的影响。

    e.输入量波形参比值的允许偏差

    输入量波形的参比值是,畸变因数等于零,即为正弦波形。《国标》规定的允许偏差是:畸变因数乘以100不超过等级指数。这一要求是很严格的。例如,对于0.25级变送器来说,要求检定装置的波形畸变因数不超过0.25%,这样高的要求是较难实现的。其实,对于以方均根值响应的变送器(例如:功率变送器,真有效值电压、电流变送器等)来说,这样高的要求是没有必要的。在GB7676《直接作用模拟指示电测量仪表及其附件》和SD111-83《电测量仪表检验装置检定方法》中都规定为5%。在《规程》中,区别不同情况,提出不同要求。对于畸变因数等级为A级的变送器、频敏的和整流式变送器,与《国标》要求相同;对于除此之外的变送器,规定为:5%

    f.外磁场的参比条件

    外磁场的参比条件是:无外磁场。《国标》和IEC标准规定的允许偏差为:地磁场强度(IEC688-1)40A/m(地磁场强度的最大值,IEC688-2)。就是说,除了地磁场之外不允许再有别的外磁场存在。这样的条件很难实现,而且不易测量(磁场强度难以测量)。《规程》修改为:0.025mT(磁感应强度单位),这一指标与相关的国家检定规程的规定是一致的,而且易于测量。

    5

    a.功率因数的参比条件

    关于功率因数的参比范围,对于一般用途变送器,国标的规定值为:cosj (sinj)=1.00.8,《规程》扩展为:cos(sin)=1.00.5。这一扩展是必要的,因为功率因数对功率测量的影响很大,功率测量是电力系统中最重要的测量项目之一,为了提高其准确度,理应对变送器的功率因数影响提出较严格的要求。在SD110-83《电测量指示仪表检验规程》中就提出过类似的要求。此外,实现这一扩展已具备了十分可靠的条件,这就是所有国产变送器均已达到此标准。

    b.三相电量的对称性

    5中对三相电量对称性的规定是:三相对称系统中每个线电压和相电压与其平均值之差不大于1%;各相电流与其平均值之差不大于1%;每个相电流与对应相电压之间的相位差之差不大于2°。目前使用的变送器检定装置基本上都是电子式的。三相电压和三相电流的幅值可以分相调节,互不影响。关键在于相位。三相电量信号部分相位的对称性一般都很好,多优于120°±0.5°。但在装置输出端三相电量的相位往往受输出负载的影响较大。由于在用的三相变送器多为两元件的,形成不对称负载,使三相电量相位的对称性变差,所以应选用容量较大、负载能力较强的检定装置。为保证三相电量幅值的对称性,三相电量监视仪表的等级指数应不大于0.5,且应将它们的误差尽量调得一致。

9.2 6

    a.变送器的分类

    《国标》与IEC标准(IEC688-1IEC688-2)对变送器的分类方法是一样的。示意如下:

    ① 其中的温度范围就是标称使用范围。

    ② 其中的畸变因数就是输入量波形的标称使用范围极限。

    A级的畸变因数与输入量波形的参比条件相同。在检定规程中改为0.05

解释见下文。

     b.标称使用范围

    标称使用范围是一个规定的数值范围,当某影响量在此范围内取值时,不致使由其引起的改变量超出规定值。它是规定改变量极限的条件,二者有着密切的关系。以一般用途变送器环境温度的影响为例,环境温度的标称使用范围极限是20±10℃,即10℃和30℃。环境温度的参比值是20℃,允许偏差为±2℃,所以环境温度的标称使用范围是1018℃和2230℃。也就是说,在此温度范围内,允许变送器有100%的改变量。换言之,允许变送器在基本误差的基础上再增加相当于基本误差极限的误差。例如对于0.5级变送器,允许再增加±0.5%的误差。如果基本误差为0.5%,则当变送器的误差达到1%时,不能判断为不合格。

    c.功率因数的标称使用范围

    关于功率因数的标称使用范围极限,在《国标》中,对于一般用途变送器,规定为:0cosj1(有功功率)0sinj1(无功功率);对用于户外和其他严酷条件下的变送器,规定为:0cosj0.5(有功功率)0sinj0.5(无功功率)。这一区别难以掌握。《规程》采用《国标》中一般用途变送器的规定

    d.可变输出负载变送器输出负载的参比值和标称使用范围极限值的计算

    变送器输出负载的标称值是由制造厂家规定的,实际上它是输出负载电阻的极限值。例如,某制造厂家提供的指标为:电压输出负载不小于5kΩ,电流输出负载不大于7kΩ。这里的5kΩ和7kΩ分别是电压输出负载电阻和电流输出负载电阻的标称值。

    《规程》中表4和表6内的“输出负载”应理解为“输出功率”,即输出负载上消耗的功率,不能简单地理解为输出负载的电阻值。在上例中,如果变送器输出电压和输出电流的较高标称值分别为5V1mA,则电压输出功率的标称值=(5V)2/5kΩ=5mW;电流输出功率的标称值=(1mA)2×7kΩ=7mW。输出负载的标称使用范围是:0≤电压输出功率≤5mW0≤电流输出功率≤7mW。用电阻值表示应为:5kΩ≤电压输出负载电阻≤∞;0≤电流输出负载电阻≤7kΩ。输出负载的参比值是:电压输出负载的参比值=(1/2)×5mW=2.5mW;电流输出负载的参比值=(1/2)×7mW=3.5mW。用电阻值表示应为:电压输出负载电阻的参比值=(5V)2/2.5mW=10kΩ;电流输出负载电阻的参比值=3.5mW/(1mA)2=3.5kΩ。对于电压输出负载电阻的参比值,不能理解为5kΩ与0Ω的平均值,也不能理解为5kΩ与∞的平均值(数学概念不成立)

    同理,电压输出负载标称使用范围的下限和上限分别是:10%×5mW=0.5mW100%×5mW=5mW;电流输出负载标称使用范围的下限和上限分别是:10%×7mW=0.7mW100%×7mW=7mW。如果用电阻值表示,电压输出负载电阻标称使用范围的下限和上限分别是:(5V)2/0.5mW=50kΩ和5kΩ;电流输出负载电阻标称使用范围的下限和上限分别是:0.7mW/(1mA)2=0.7kΩ和7kΩ。对于电压输出负载电阻标称使用范围的下限,不能理解为10%×5kΩ=0.5kΩ或10%×∞(数学概念不成立);对于其上限,不能理解为∞。

    e.输入量波形畸变因数的标称使用范围极限与《国标》规定的差别

    对于一般用途变送器,输入量波形畸变因数的标称使用范围极限及允许改变量由制造厂家确定;对用于户外和其他严酷条件下的变送器,分为AB、三个等级,见《规程》中的表6。其中A级畸变因数的规定值是:0.05,与《国标》不一致。《国标》规定值是:畸变因数乘以100等于等级指数。《规程》中的规定值是根据生产需要并参照GB7676-87而确定的。

    f.影响量与变送器特性之间的关系

    影响量与变送器特性之间的关系如图1所示。

1  影响量与变送器特性之间的关系

    从图1可以看出,影响量的量值范围可以表示为3个区域。中心区域用参比条件表示,参比条件可以是参比值(允许有偏差),也可以是参比范围。当影响量在这一范围时,变送器的误差是基本误差,应满足准确度等级的要求。标称使用范围是以参比条件为中心向外延伸的一个区域,当影响量落在这一区域中参比值或参比范围以外的区间时,变送器的容许误差是在基本误差的基础上再加一个改变量。最大的一个区域是以影响量的极限值为界的区域,当影响量落在这一区域中标称使用范围以外的区间时,变送器仍然可以工作,不致引起其性能发生永久性改变或导致其损坏,但对其误差不再考核。

    影响量与仪表特性之间的关系表明,变送器的分级不仅与基本误差有关,而且与改变量有关。不能简单地认为凡是基本误差符合等级要求的变送器就是合格的变送器,影响量引起的改变量也应符合等级要求。换言之,变送器在工作条件下的误差,是基本误差和改变量的总和。最不利的情况是,各改变量均达到极限值且与基本误差取同一符号。但实际误差可能小得多,因为上述情况出现的机率极小,其中的一些改变量可能较小或者可以互相抵销。

10 检定装置

10.1 检定装置允许的测量误差并不是以检定装置测量范围上限的百分数表示的,而是以被检变送器测量范围上限的百分数表示的。这就要求检定装置的量限与被检变送器一致或接近。如果相差太大,是不能容许的。例如,如果用量限为150V0.1级检定装置检定量限为100V的电压变送器,检定装置的测量误差可能达到:150V×0.1%/100V=0.15%,超过了《规程》中表8的规定值。

10.2 9

    总体标准差又称母体标准差或理论标准差,经常简称为标准偏差或标准差。它是方差的正平方根值。是表证测量分散性的重要参数,通常用符号σ表示。它是在测量次数无穷多的条件下定义的,从理论上说,它是一个常数。在同一条件下,对同一个量进行多次重复测量时,每次测得值的随机误差有大小和正负之分,但随机误差的分布规律可以用σ来估价。如果σ小,说明分散性小,绝对值小的误差出现的概率大,精密度高;如果σ大,说明分散性大,绝对值大的误差出现的概率大,精密度低。

    σ是在测量次数无穷多的条件下定义的,实际工作中是难以做到的。可以从总体中抽出一些作为样本,通过数学处理,取得σ的估计值,这个估计值就叫作实验标准差或样本标准差,也经常叫作标准偏差估计值或标准差估计值。国际上规定用S表示。S也是个随机变量。当测量次数无穷多时,S就等于σ。对于正态分布,S通常用贝塞尔公式计算。

    变送器的误差是以引用误差表示的,检定装置的测量误差通常也是以引用误差表示的。为方便起见,评价检定装置测量精度(重复性)的标准偏差估计值也以引用误差表示。详见附录A

10.3 10

    检定装置中配套使用的标准表或标准变送器允许的测量误差应以被检变送器测量范围上限的百分数表示;变送器输出电压和输出电流测量用仪表允许的测量误差应以基准值的百分数表示;输出电压微差和输出电流微差测量用仪表允许的测量误差应以输出微差上限的百分数表示。不应以仪表本身的允许误差为依据。例如,如果用量限为20V,允许误差为(±0.015%读数±0.005%满度)的直流数字电压表测量较高标称值为5V的输出电压,其测量误差可能达到:(±0.015%±20V×0.005%/5V)=±0.035%,超过了《规程》中表10的规定值(0.02%),是不能允许的。虽然其允许误差的名义值为±0.015%±0.005%=±0.02%,并未超过《规程》中表10的规定值。

10.7 对检定装置调节细度的要求是为保证输出量的分辨力而规定的。由于调节细度不易测定而且难以定量表示,为简便起见,在本规程中只要求输出量的分辨力优于其基本误差极限的1/5,不必提供试验数据。

10.9 测定变送器的误差时,在读数过程中,被测量的变化对测量结果会产生严重的影响。因为标准表、直流数字电压(电流)表、被检变送器都具有一定的响应时间(或采样时间),有的仪表的响应时间(或采样时间)可达数秒甚至数十秒,变送器的响应时间也可达400ms。由于采样时间、采样时刻、响应速度的差异,使得标准表和直流数字电压(电流)表的读数并不是同一时刻的测量值,当然测量结果就是不真实的。所以要求在读数过程中,被测量保持稳定。被测量的稳定性是由检定装置输出量的稳定性来保证的。所以《规程》对检定装置的输出稳定度作了严格的规定。

    测定检定装置输出稳定度时,如果出现异常值,应该予以剔除。根据误差理论,正态分布的随机变量的粗大值出现的机率大约只有1/300。在10余次(例如16)的测试中如果出现异常值,则可认为是粗大值,应该舍去。是否异常值,应按《规程》附录A中的公式(A3)判断,不能随意将含有异常值的一组数据舍去,然后重作一组数据(如果合格的话)代替,甚至三番五次进行,直到出现一组合格的数据为止。也不能因为出现了异常值(如果超差的话),就判定为不合格。

 

三 检 定 项 目

11.4 变送器在电力系统中主要用于遥测和实时控制系统。变送器输出的直流模拟量经A/D转换,变为数字信号后方能供计算机或控制系统使用。变送器输出的有效信号是直流信号,叠加在直流信号上的纹波就是噪声。如果采用积分式A/D转换器,因其具有很强的抗干扰能力,甚至可以抑制过零的交流信号,所以输出纹波的影响较小。但积分式A/D转换器的采样时间太长,难以反映被测量的瞬时变化,故常采用逐位逼近式A/D转换器。这种A/D转换器的采样时间很短,可达微秒级,但其抗干扰能力很差,当它正好在输出信号的峰谷点上采样时,会产生较大的附加误差。这时,输出纹波的影响达到最大值。所以,输出纹波的大小对测量准确度有较大的影响。因此,《规程》将输出纹波含量的测定作为周检项目,以示重视。

12 选作项目

    设置选作项目的目的是为用户提供一种较为全面地评价变送器性能和质量的试验手段;有助于用户在订货时进行选型;有利于对新购产品进行验收;对于修理过的变送器,还可作为评价检修质量的手段。

    当用户与厂家发生争执,需要进行仲裁时,不宜以《规程》为准,而应以《国标》为依据,因为本《规程》的部分规定严于《国标》。除非另有协议。

12.3.1 自热引起的改变量与以下因素有关:

    a.变送器的功耗和散热条件;

    b.元件的温度特性。

    《规程》规定的预处理时间是30min,但对自热影响大的变送器,30min是不够的,应由试验确定预处理时间。否则,检定时测定的误差与实际运行时的误差会有较大的差别。有些变送器在试验室检定合格,投入运行后便超差,往往与其自热影响大,且预处理时间不够有关。《规程》规定,由自热引起的改变量应不超过基本误差极限值的100%

12.3.2 对于多元件功率变送器,当有功功率因数不等于1,或者当三相电量不对称时,每个功率测量元件所承受的功率是不相同的。如果各个测量元件的测量误差(含角误差)不相等,则对于同样数值的被测量,变送器输出量的大小与功率因数和三相电量的对称性有关。也就是说,变送器的误差随着功率因数和三相电量的对称度的变化而变化。这显然是不理想的。测定不平衡电流引起的改变量,就是用来评价各测量元件的对称性的。

    《规程》规定,由不平衡电流引起的改变量应不超过基本误差极限值的100%

12.3.412.3.5 检定功率、频率、相位角、功率因数变送器时,输入电压不是被测量,它是一个影响量;检定相位角和功率因数变送器时,输入电流不是被测量,它也是一个影响量;检定除频率变送器之外的其他变送器时,输入量的频率不是被测量,它还是一个影响量。当这些变送器在电力系统中运行时,如果这些影响量的波动超出其参比条件规定的范围,则会产生附加误差。测定这些影响量引起的改变量,就是测定这种附加误差的极限值。《规程》规定,当输入电压、电流、输入量的频率在标称使用范围内变化,但不超过其极限值时,由这些影响量引起的改变量分别不超过基本误差极限值的50%100%

12.3.6 三相有功、无功功率变送器(两个半元件除外)的各功率测量元件本应是相互独立的,各自的工作状况应该互不影响。但实际情况并非如此。由于各组元件装在同一个机箱内,使用同一工作电源,因而相互之间必然存在一定的电磁联系。当一组元件的电压回路通电,另一组元件的电流回路通电,其他输入回路断电时,本应不构成被测功率,变送器的输出信号应该为零。实际上输出信号并不一定等于零,这一非零输出信号就是由测量线路之间相互影响引起的。当变送器运行时,这一数值叠加在正常输出之上,产生附加误差。这一附加误差就是由测量线路之间相互影响引起的改变量。《规程》规定,该改变量应不超过基本误差极限值的50%

12.3.7 见第12.3.412.3.5条。

12.3.8 检定变送器时,输入量的波形畸变(用畸变因数来评价)也是一个影响量。当变送器在电力系统中运行时,如果电压、电流波形的畸变超出参比条件规定的范围,就会产生附加误差。测定输入量波形畸变引起的改变量,就是测定这种附加误差的极限值。《规程》规定,当畸变因数在标称使用范围内变化,但不超过其极限值时(对一般用途变送器,该极限值由厂家确定;对用于户外和其它严酷条件下的变送器,该极限值按畸变因数等级分别规定。畸变因数为:A级为0.05B级为0.1C级为0.5)。由此引起的改变量应不超过基本误差极限的100%

12.3.9 变送器的电压输出回路相当于一个电压源,电流输出回路相当于一个电流源,其等效电路如图2所示。

2  输出回路等效电路图

 (a)电压输出;  (b)电流输出

    在图2 (a)中,G是电压源的电动势,就是变送器的输出电压信号;r是电压源内阻,就是变送器电压输出端的输出电阻;R是负载电阻。加到负载电阻R上的电压是输出电压信号经rR分压后的电压,显然有一定的衰减。对于理想电压源,r=0,输出电压信号没有衰减,全部加到负载电阻上,且不受负载大小的影响;对于固定输出负载变送器,r很大,可达数千欧甚至数十千欧,使输出电压信号产生很大衰减;对于可变输出负载变送器,r较小,一般为数欧至数十欧,使输出电压信号产生的衰减也较小。在图2(b)中,I是电流源的电流,就是变送器的输出电流信号;r是电流源内阻,就是变送器电流输出端的输出电阻;R是负载电阻。流过负载电阻R的电流是输出电流信号经rR分流后的电流,显然有一定的衰减。对于理想电流源,r=∞,输出电流信号没有衰减,全部流过负载电阻,且不受负载大小的影响;对于固定输出负载变送器,r很小,使输出电流信号产生很大衰减;对于可变输出负载变送器,r较大,使输出电流信号产生的衰减较小。

    固定输出负载变送器的负载能力很差,现在已不生产,实际上已被淘汰。现在国产的变送器都是可变输出负载变送器,具有较好的负载能力。

    在下述情况下,输出负载对变送器的误差可能产生较大的影响:

    a.变送器在检定时所带负载与实际运行时所带负载有较大的差别;

    b.运行中变送器所带负载变动时;

    c.带有变化的负载。

    测定输出负载引起的改变量是为了评价变送器的负载能力。《规程》规定,对于一般用途变送器和用于户外和其它严酷条件下的变送器,输出负载引起的改变量应分别不超过基本误差极限值的50%20%

12.3.1012.3.11 辅助电源就是供变送器工作用的被测量以外的交流或直流电源。辅助电源有外电源和自电源两种形式。前者是独立的电源,而后者取自被测量(电压或电流)。在电力系统中运行的变送器,当其辅助电源的电压、频率的波动超出其参比条件规定的范围时,会产生附加误差。测定这些影响量引起的改变量,就是测定这种附加误差的极限值。《规程》规定,当辅助电源的电压、频率在标称使用范围内变化,但不超过其极限值时,对于一般用途变送器,由这些影响量引起的改变量应不超过基本误差极限值的50%。对用于户外和其它严酷条件下的变送器不作要求。

12.3.12 变送器工作的环境一般不具有恒温条件,有的还工作在比较恶劣的环境,温度变化较大。如果变送器的温度特性不佳,将会对其测量的准确度产生严重的影响。所以,温度特性是评价变送器质量的最重要的因素之一。测定环境温度引起的改变量,就是用来评价变送器的温度特性的。《规程》规定,对于一般用途变送器和用于户外和其它严酷条件下的变送器,由环境温度引起的改变量均应不超过基本误差极限值的100%

12.3.13 变送器中的电磁元件,例如电压互感器、电流互感器、变压器、电感线圈等,它们的工作状态与外磁场的存在有关。为了保证变送器正常工作,除了对外磁场的强度应予以限制之外,还应对变送器抗外磁场的能力提出一定要求。测定外磁场引起的改变量就是用来评价变送器抗外磁场能力的大小的。《规程》规定,对于一般用途变送器和用于恶劣环境的变送器,由外磁场引起的改变量均应不超过基本误差极限值的100%

 

四 检 定 方 法

13.1 比较测量法

    《规程》规定,检定变送器时,变送器所带输出负载的阻值应该等于它正常工作时所带的实际负载的阻值,这也就是输出负载的参比值。如果输出量测量仪表功耗或采样电阻的阻值较小(例如与实际负载之差小于标称输出负载值的1/5),或者变送器的负载特性较好,输出量测量仪表功耗或采样电阻的影响较小(例如,引起的附加误差小于基本误差极限值的1/5),则可不考虑它们的影响。否则,应将测量仪表或采样电阻作为输出负载的一部分。如果输出量测量仪表功耗或采样电阻大于实际负载,且对输出有明显影响(例如,引起的附加误差大于基本误差极限值的1/5),则应换用功耗较小的测量仪表或减小采样电阻的阻值。

13.2 微差测量法

    微差测量法是采用与被检变送器具有相同的输入标称值、被测量范围和输出范围的高等级的变送器作为标准,在施加同一被测量的情况下,通过测量两个变送器输出量的差值来确定被检变送器误差的一种试验方法。这种试验方法具有以下特点:

    a.当被检变送器和标准变送器的电路原理相同时,所有影响量对二者的影响相同,对输出微差的影响很小。因此检定变送器时,对影响量的参比条件的要求可以降低。例如,对环境温度,输入频率、波形、外磁场,三相电路对称性,检定装置输出稳定度和标准偏差等均可降低要求。

    b.输出量的差值就是绝对误差。测差仪表的测量误差是被检变送器误差的误差,因此对测差仪表准确度等级的要求很低(1)。如果采用比较法,对输出电压(电流)测量用直流数字电压表允许误差的要求很高(见《规程》的表10)

    采用微差法时,输出微差中既包含直流分量,又包含纹波含量。其中直流分量就是被检变送器输出量的绝对误差,数值很小。其中纹波含量就是被检变送器和标准变送器输出纹波之差(相量差)。由于两个变送器输出纹波的相位关系是随机的,二者之差还是纹波,其幅值的衰减也是随机的,甚至可能大于被检变送器输出纹波的幅值。即是说,输出微差的畸变因数可能很大,当被检变送器的误差为零时,输出微差中全部是纹波。如果测差仪表选用以方均根值响应的仪表,可能产生很大的误差。必须选用以平均值响应且抗干扰能力强的仪表。

13.3 再校准

    由于下述原因,变送器所连接的一次设备的标称电流与其配用的电流互感器的标称一次电流通常不一致,后者多大于前者。

    a.电流互感器的一次标称值是按《国标》规定的序列设置的,与被测一次设备的标称电流不可能完全一致。例如,发电机的标称电流是根据它的额定容量计算出来的,通常不是整数(kA为单位),很少与电流互感器的一次标称值序列重合。

    b.考虑到一次设备过负荷的可能性,通常将电流互感器的一次标称值选得大一些。

    c.考虑到以后的发展,有些设备(例如配电变压器和配电线路)的设计容量与实际负荷相差甚远。

    有时电压互感器的配置也存在上述情况。

    变送器输入电流的标称值通常与电流互感器二次电流的标称值相等。因此,被测量的可能范围通常小于变送器的测量范围,有时相差十分悬殊。例如,配电线路实际负载的电流、功率可能不超过其额定值的20%。当相差较大时,使变送器的测量误差增大。在这种情况下,为了保证变送器的准确度,须要对其变换比率进行调整,以使输出量仍保持在正常范围内。这一过程就是再校准。同理,对接入电压互感器二次回路工作的电压、功率变送器,通常也须进行再校准。

13.4 试验点和标准值的确定

    电测量变送器没有显示器,不能直接显示测量结果,因而检定变送器时,必须人为确定试验点和计算标准值。

    变送器是将一种模拟量转换为另一种模拟量的测量仪器,它的变换比率不是固定不变的,可以由用户进行调整(即再校准)。因此检定变送器时,在每一个试验点,应计算出被测量和标准表的预期值,以便施加激励;还应计算出输出量的预期值,以便与实测值进行比较,计算误差。这些预期值就是标准值。

13.4.1 检定有功功率和无功功率变送器时,增加中心试验点的理由如下:

    a.在标称电压、标称电流、cosφ=0.5的条件下,变送器的输出值应为正向输出范围的中心值。如果不设这一试验点,这一点的误差就不能测定。而这一试验点通常正是呈现最大角误差和最大不平衡误差的一个试验点。设置这一试验点,可以在标称电压、标称电流条件下比较变送器在cosj=0.5cosj=1时的误差,便于发现角误差和元件不平衡误差。

    b.中心试验点通常正是呈现最大分元件试验误差的试验点,设置这一试验点,便于进行分元件试验和分元件调整。

13.4.2 在《规程》中,检定适用于平衡三相电路和简单不平衡三相电路的无功功率变送器时,没有采用无功功率标准(一是因为国内尚无此产品,二是由于下文中所述的原因),而是采用标准有功功率表通过改变接线方式,用以测量无功功率,代替无功功率标准。标准功率表不能直读无功功率,只能换算得到被测的无功功率值。标准表接线系数就是换算系数,等于标准功率表读数的预期值与被测无功功率的比值。《规程》中表13给出了标准表的接线系数。标准表接线系数仅与标准表的接法有关,而与被检变送器的原理无关。

    变送器接线系数与标准表接线系数的含义相同。无功功率变送器是由有功功率测量元件组成的,它只能指示有功功率。当通过改变接线方式测量无功功率时,不能直读无功功率。可以将有功功率读数乘以一个系数得到被测的无功功率。这个系数就是变送器接线系数。它是被测的无功功率与变送器指示的有功功率的预期值的比值,这一点与标准表接线系数不同。实际上在变送器定度时,通过调整其变换比率,已经乘过了这个系数。所以出厂的变送器可以直读被测无功功率(输出值乘以变换比率)

    例如,用两功率表人工中性点原理接线检定附加B相电流式不平衡三相无功功率变送器时,标准表接线系数为3/3,即将被测无功功率乘以这个系数就是标准表读数的预期值。附加B相电流式不平衡无功功率变送器的接线系数按下述方法计算。图17是其接线图和相量图。由图可知,当三相电路对称时,变送器的指示值(未乘系数前)应为:

             

               

               

           

              

              

           

             

             

     所以        

    上式中的/3就是变送器接线系数。即这种无功功率变送器在未定度前,其读数乘以这个系数就是被测无功功率。

    13

    a.用两功率表跨相90°原理接线检定三相无功功率变送器时,标准表接线系数()的来源。用两功率表跨相90°原理接线检定三相无功功率变送器时的接线图如图14所示。当三相电路完全对称时,功率表的指示值为

 

 

 

                                         (1)

式中 P1P2——第1、第2两只功率表的指示值;

          P——两只功率表指示值之和;

  UIφ——对称三相电路的线电压、线电流、相位角;

         Q——被测三相无功功率,亦即三相无功功率变送器预期的指示值(已乘变换比率)

    (1)表明,被测三相无功功率乘以系数23/3就是标准表读数的预期值。

    《规程》中对接线系数的定义是

                         (2)

式中 BS——标准表标准值;

    AS——输入标准值;

    km——标准表接线系数。

    (1)中功率表指示值P、被测三相无功功率Q分别与式(2)中的标准表标准值BS、输入标准值AS相对应;系数23/3就是标准表接线系数km

    b.用三功率表跨相90°原理接线检定三相无功功率变送器时,标准表接线系数(3)的来源。

    用三功率表跨相90°原理接线检定三相无功功率变送器时的接线图如图18所示。当三相电路完全对称时,功率表的指示值为

 

 

  

 

                                     (3)

式中 P1P2P3——第1、第2、第3三只功率表的指示值;

              P——三只功率表指示值之和;

      UIφ——对称三相电路的线电压、线电流、相位角;

             Q——被测三相无功功率,亦即三相无功功率变送器预期的指示值(已乘变换比率)

    (3)表明,被测三相无功功率乘以系数3就是标准表读数的预期值。根据《规程》中对接线系数的定义,该系数就是标准表接线系数。

    c.用两功率表人工中性点原理接线检定三相无功功率变送器时,标准表接线系数()的来源。

    用两功率表人工中性点原理接线检定三相无功功率变送器时的接线图如图19所示。当三相电路完全对称时,功率表的指示值为

 

 

 

                              (4)

式中 P1P2——第1、第2两只功率表的指示值;

          P——两只功率表指示值之和;

  UIφ——对称三相电路的线电压、线电流、相位角;

        UX——对称三相电路的相电

         Q——被测三相无功功率,亦即三相无功功率变送器预期的指示值(已乘变换比率)

    (4)表明,被测三相无功功率乘以系数就是标准表读数的预期值。根据《规程》中对接线系数的定义,该系数就是标准表接线系数。

    d.用单相法检定平衡三相无功功率变送器时,标准表接线系数()的来源。

    用单相法检定平衡三相无功功率变送器时,标准表接线系数的推导见第18.1.3条的说明。也可以这样理解:从第18.1.3条的说明可知,检定平衡三相无功功率变送器时,采用单相法同采用双功率表跨相90°原理接线法具有相同的效果。后者采用两只标准功率表,且两只表的读数相等。前者采用一只功率表,读数只有前者读数和的一半。所以前者的标准表接线系数是后者的1/2,即



    e.对平衡三相无功功率变送器进行分元件试验时,标准表接线系数(/3)的来源。

    平衡三相无功功率变送器分元件试验时的接线图如图16所示。

    对各种三相无功功率变送器进行分元件试验时,标准功率表的接线与第18.1.3条介绍的用单相法检定平衡三相无功功率变送器和用单功率表跨相90°原理接线检定平衡三相无功功率变送器时的接线相似。根据《规程》中对标准表接线系数的定义,标准表接线系数仅与标准表的接线方式有关,而与被检变送器的工作原理无关,因此,进行分元件试验时标准表的接线系数理应与平衡三相无功功率变送器单相法 检定时相同,即



    分元件试验时,以上标准表接线系数乘以输入标准值就是标准表标准值。此时变送器只有一组元件工作,因此输出标准值等于按《规程》第13.4.1条规定的方法计算出的输出标准值的1/2。由以上标准值确定了分元件试验时的试验点。但是,在《规程》中并未单独给出无功变送器分元件试验的程序,而是引用了三相有功功率变送器分元件试验的程序(即《规程》第17.5)。在后一个程序中,没有单独计算分元件试验时的试验点数据(标准表标准值和输出标准值),而是引用了三相检定时的试验点数据,但规定必须在50%及以下的试验点进行试验。三相检定时有两只功率表工作,被检变送器也是两组元件工作。分元件试验时,只有一只功率表和变送器的一组元件工作。所以三相检定时的标准表标准值和输出标准值是分元件试验时的2倍,标准表接线系数亦应是分元件试验时的理论计算值()2倍,即为:。

    以输入标称值为100V5A,输出标称值为0~±1mA的平衡三相无功功率变送器为例,其输入标准值为;按以上分析,标准表接线系数应为;标准表标准值为BS=kmAS=()×866=1000W。输出标准值为IS=1mA。分元件试验时在50%及以下的试验点进行试验,所以最大的试验点数据为:标准表标准值BS=50%×1000=500W;输出标准值为IS=50%×1=0.5mA

    f.对附加B相电流式不平衡无功功率变送器进行分元件试验时,标准表接线系数()的来源。

    附加B相电流式不平衡无功功率变送器就是所谓两个半元件变送器。它实际上还是由两个测量元件组成,只不过在每个测量元件的电流线圈中增加了一个与主绕组匝数相等的附加绕组。其原理接线图和相量图如图17所示。

    三相检定(或正常工作)时,给附加绕组反极性通以B相电流。当三相电路对称时,两组元件所反映的功率相等。设两个测量元件所反映的功率分别为P1P2,由相量图可知

              

                 

                   

              

                 

                 

                

                     

                  

所以                                                                                (5)

    分元件试验时,按图20接线。将附加绕组与主绕组反向串联,通以单相电流,以便检验两个绕组对同一元件的综合影响。参照第18.1.3条条文说明中的公式(11),可以计算出每个测量元件所反映的功率如下

 

                                            

                          (6)

    显然,在两种试验中,每个元件所反映的功率是不相同的。二者之比为

                          (7)

    也就是说,分元件试验时,每个元件所反映的功率是三相试验时的4/3倍。

    鉴于与第e项相同的原因,附加B相电流式不平衡无功功率变送器进行分元件试验时,标准表接线系数理应按其理论计算值()2倍选取,即取。但为了在分元件试验时,在最大的试验点,使输出标准值等于正向输出范围的中心值(变送器的基本误差是在该值及以下的范围内定义的),根据式(7)的结果,必须使标准表标准值降低到原来的3/4(即除以系数k),这是通过调整标准表接线系数来实现的。因此,附加B相电流式不平衡无功功率变送器分元件试验时的标准表接线系数为



    g.对交叉电流式不平衡无功功率变送器进行分元件试验时,标准表接线系数()的来源。

    交叉电流式不平衡无功功率变送器就是所谓两个半元件变送器。它实际上还是由两个测量元件组成,只不过在每个测量元件的电流线圈中增加了一个附加绕组,其匝数等于主绕组匝数的一半。其原理接线图和相量图如图21所示。

    三相检定(或正常工作)时,给第一个附加绕组通以C相电流,给第二个附加绕组通以A相电流。当三相电路对称时,两组元件所反映的功率相等。设两个测量元件所反映的功率分别为P1P2,由相量图可知

                 

                    

                    

                 

                    

                   

                

                     

                  

     

所以                                                                                (8)

    分元件试验时,按图22接线。将附加绕组与主绕组正向串联,通以单相电流,以便检验两个绕组对同一元件的综合影响。参照第18.1.3条条文说明中的公式(11),可以计算出每个测量元件所反映的功率如下

                      

                             

                                  (9)

    显然,在两种试验中,每个元件所反映的功率是不相同的。二者之比为

                                   (10)

    也就是说,分元件试验时,每个元件所反映的功率是三相试验时的2倍。

    鉴于与第e项相同的原因,交叉电流式不平衡无功功率变送器进行分元件试验时,标准表接线系数理应按其理论计算值()2倍选取,即取。但为了在分元件试验时,在最大的试验点,使输出标准值等于正向输出范围的中心值(变送器的基本误差是在该值及以下的范围内定义的),根据式(10)的结果,必须使标准表标准值降低到原来的1/2(即除以k),这是通过调整标准表接线系数来实现的。因此,交叉电流式不平衡无功功率变送器分元件试验时的标准表接线系数为



13.5 基准值的计算

    基准值是计算变送器的误差时作为参比基准(分母)的值。计算基本误差和影响量引起的改变量时都要用到基准值。对于单向输出的变送器,基准值应是输出量程;对于具有反向和对称输出的变送器,基准值应是输出量程的一半。

    带有偏置零位的变送器是指当被测量为零时,预先给定非零输出的变送器。有人称为无零位变送器。例如,输出为420mA15V的变送器就是带有偏置零位的变送器,当被测量为零时,输出量分别为4mA1V。国内早期的变送器产品多采用有零位电压输出。近年来偏置零位电流输出的变送器使用越来越广泛,它有以下优点。

    a.有零位变送器在被测量为零时和停用时输出都是零信号,难以区分工作状态和停用状态。偏置零位变送器正好可以解决这一问题。以420mA输出为例,在零被测量时,输出为4mA,停用时输出为0

    b.电压输出时,由于负载、接线电阻等影响,输出信号可能会衰减。电流输出时不存在这一问题,因为电流信号一般不可能衰减。

    单向输出变送器是指输出范围不包含负极性信号的变送器。例如,输出范围为01mA420mA05V15V的变送器,都是单向输出变送器。

    双向输出变送器是指当被测量的极性或符号改变时,输出量的极性也随之改变的变送器。双向输出的变送器肯定是有零位变送器。例如,输出范围为0~±1mA0~±20mA0~±5V的变送器都是双向输出变送器。其中的零输出与零被测量相对应。

    对称输出变送器实际上也是一种带有偏置零位的单向输出变送器。例如,输出范围为41220mA135V的变送器就是对称输出变送器。它与输出范围为420mA15V的单向输出变送器的区别仅在于基准值的计算方法不同。带有偏置零位的单向输出变送器的基准值就是输出量程,对称输出变送器的基准值是输出量程的一半。以输出范围为420mA15V的带有偏置零位的单向输出变送器和输出范围为41220mA135V的对称输出变送器为例,前者的基准值是:IF=20-4=16mAUF=5-1=4V。后者的基准值是:IF=(20-4)/2=8mAUF=(5-1)/2=2V。也就是说,对称输出变送器的允许误差是带有偏置零位的单向输出变送器的一半。

14.3 外观检查

    《国标》对变送器标志的规定如下。

    a.外壳上的标志和符号

    应在变送器外壳的一个外部表面上(或明显处)带有以下标志。标志应清楚易读并不能涂掉。

下列各项所涉及到的符号在表1中规定。

    (1) 制造厂名称或商标;

    (2) 制造厂的产品型号和名称;

    (3) 顺序号或日期;

    (4) 等级值(符号E-10)

    (5) 被测量种类和线路数(符号B-2B-4B-6B-10)

    (6) 被测量的较低和较高标称值;

    (7) 电压互感器和电流互感器的变比(如使用互感器时)

    (8) 在规定的工作条件下输出电流(电压)值的范围和输出负载;

    (9) 测量范围的极限;

    (10) 有关装置的顺序号;

    (11) 试验电压(符号C-1C-2C-3)

    (12) 辅助电源值(如有关时)

    (13) 在单独的文件中规定的其他基础符号,如符号F-33

1  变送器标志符号

 

项目

   

B

输入量和测量线路数

 

B-1

直流线路

B-2

交流线路(单相)

B-3

直流和交流线路

B-4

三相交流线路

3

B-6

三线网络用一个测量元件

31E

B-7

四线网络用一个测量元件

3N1E

B-8

不平衡负载三线网络用两个测量元件

32E

B-9

不平衡负载四线网络用两个测量元件

3N2E

B-10

不平衡负载四线网络用三个测量元件

3N3E

C

             

 

C-1

试验电压500V

C-2

试验电压500V以上,以kV表示(例如2kV)

C-3

不经受电压试验

E

       

 

E-10

基准值相当于输出量程的等级指数(例如1)

1

E-11

基准值相当于输出量程1/2的等级指数(例如0.5)

0.5/0.5

F

     

 

F-31

()(通用符号)

F-33

参照单独的文件

F-42

框架或底板接线端

F-43

保护接地()

F-44

噪声接地()

F-45

测量线路接地()

F-46

正接线端

F-47

负接线端

    b.如标志和符号在容易移动的部件上,如盖板等,也应有标志在变送器实体上的顺序号。

    c.关于变送器的参比条件和标称使用范围的标志:

    (1)如参比值(范围)不同于《规程》中表4和表5规定时,应标志对应于每一影响量的参比值或参比范围。此标志应标在变送器上或单独的文件中。

    (2)如标称使用范围不同于《规程》中表6的规定时,应予以标志。

    (3)当标志参比值或参比范围时,其值以下加横线的方式来区别。

    (4)变送器的参比条件和标称使用范围举例见表2

    d.接线和接线端的识别

    为了正确使用变送器,应有接线图或表。在接线端应有说明接线方法的清楚的标志。

    接地端应使用符号F-31()F-42F-45

    e.应在单独的文件中规定的数据:

     (1)响应时间;

     (2)外部磁场引起的改变量;

     (3)非线性变送器的输入和输出之间的相互关系。

14.6 响应时间的测定

    测定响应时间是比较困难的。因为响应时间比较短,不超过400ms,所以测定响应时间时,要求试验电源和输出量测量仪表本身的响应时间要小得多,通常应小12个数量级。这样的要求是不易做到的。此外,对于数字表急速跳动的数字,试验人员难于以毫秒级的精度正确判断。所以测定响应时间应该用专用设备。目前国产的变送器检定装置极少具备测定响应时间的功能。

17.4 功率因数的确定

    检定三相有功和无功功率变送器时,三相电路的功率因数难以直接测量,因为迄今为止尚无可以直接测量不平衡三相电路功率因数的仪表。常用的单相、三相功率因数表或相位表只能用于平衡三相电路。根据功率表的读数确定三相功率因数是一种既准确可靠又简便易行的方法。在水电部检验规程SD110-83中早已被采用。

2  变送器的参比条件和标称使用范围举例

表示方法

     

意义

无标志

(位置)

 

  任一位置

一个数字

(温度)

23

  参比值:23

  标称使用范围:13℃…33(见表6)

三个数字

(温度)

202330

  参比值:23

  标称使用范围:20℃…30(标称使用范围不同于表6规定)

02035

  参比范围:20℃…35

  标称使用范围:0℃…45(标称使用范围上限按表6规定,但是下限不同)

四个数字

(温度)

15202530

  参比范围:20℃…25

  标称使用范围:15℃…30(允许改变量在15℃…20℃和25℃…30℃范围内)

17.5 分元件试验 

    功率变送器的各测量元件是相互独立的(输出相加)。保证每一个测量元件的准确度是保证整个变送器的准确度的关键。当变送器超差时,或者希望将变送器调整到最佳状态时,都应进行分元件试验和调整。

    在进行分元件试验时,评价元件平衡与角差的方法如下。

    (1)评价各测量元件是否平衡,主要是比较它们在相位角为0°时的读数是否相等或接近,至于误差的大小无关紧要,因为变送器都设有输出幅度调节器,一致性的误差很容易调整。

    (2)评价每个测量元件角差的大小,应比较它在相位角为60°(滞后和超前)时的读数是否相等或接近,而与误差的大小无关。

18 三相无功功率变送器的检定

    三相无功功率变送器按其工作原理可以分为适用于平衡三相电路、简单不平衡三相电路、完全不平衡三相电路三类。检定三相无功功率变送器时,为了消除三相电路不对称性的影响(该影响量引起的误差是方法误差,与变送器的质量无关),标准功率表的接线方式应具有与被检变送器相同的适用性,即遵守所谓“以假对假,以真对真”的原则。例如,检定平衡三相无功功率变送器时,标准表应按两功率表跨相90°原理接线;检定适用于简单不平衡三相电路的无功功率变送器(例如附加B相电流式和交叉电流式等所谓两个半元件变送器)时,标准表应按三功率表跨相90°原理接线或两功率表人工中性点原理接线;检定适用于完全不平衡三相电路的无功功率变送器(例如90°移相原理的无功功率变送器)时,应使用“真无功功率标准”。但由于目前我国尚无“真无功功率表”产品,因而难以满足要求。《规程》推荐采用一个权宜的解决办法,就是借用适用于简单不平衡三相电路的无功功率变送器的检定方法,但要求将三相电路的对称性调整到最佳状态。

18.1.2.2

    当被测三相电路的相位角φ为30°(超前)时,被测三相无功功率为:,此时变送器的输出量是反向的。当测定正向输出时的基本误差时,应将各相电流改变方向,则φ=-30°+180°=150°,此时被测三相无功功率为: ,输出为正向。因此测定三相无功功率变送器在sinφ=0.5(容性)时的基本误差时,要将相位角调整到150°(滞后)

18.1.2.3

    见第17.4条。

18.1.3 下面分析用单相法检定平衡三相无功功率变送器的依据。

    用两功率表跨相90°原理接线检定平衡三相无功功率变送器的接线图见图14。如果改用图1-3所示的接线,将二者进行比较可以发现,各组测量元件电压、电流之间的相位关系完全相同。二者的唯一差别是电压与电压、电流与电流间的相位关系有所不同,前者相差120°,后者同相。这种差别可能对元件之间相互影响引起的改变量有所影响。这是因为元件之间相互影响引起的改变量不仅与施加的激励(其中一个元件施加电压,另一个元件施加电流)的大小有关,可能还与它们之间的相位差有关。但是试验证明,元件之间相互影响引起的改变量与施加的激励源之间的相位差关系很小,几乎没有影响。而且元件之间相互影响本来就很小。所以,可以认为两个电路具有同样效果。

    3所示的方法本质上也是一种单相法。如果将线电压UBC用单相电压UD代替,使二者的相位和幅值均相等;将A相电流IA用单相电流ID代替,使二者的相位和幅值亦相等;则UDID之间的相位差为j=θ。这就是单相法,其原理接线亦如图3所示,但适用括号内的标志。功率表的指示值为

 

                                (11)

    (11)中的3/3就是用单相法检定平衡三相无功功率变送器时的标准表接线系数。

3  平衡三相无功功率变送器三相电路单相检定接线图和相量图

(a)接线图;            (b)相量图

18.1.4 分元件试验

    见第17.5条。

18.2.4 功率因数的确定

    见第17.4条。

18.2.518.3.3 分元件试验

    见第17.5条。

18.4 90°移相原理的不平衡无功功率变送器的检定

    90°移相原理的三相无功功率变送器的外部接线如图4(a)所示,图4(b)是其相量图。由相量图可知,变送器的电压回路(或电流回路)通过一个90°的移相电路将输入电压(或电流)移相90°后加在测量元件上。可以证明,这种原理的变送器能够用于测量不平衡三相电路的无功功率。所以常常称为“真无功变送器”。为了计算这种变送器的接线系数,假设三相电路对称,则变送器的指示值为

                              

                                 

                                 

                              

                                 

                                 

                               

                                  

                                  

                                                               (12)

式中 Q——被测三相无功功率。

    由式(12)可见,这种变送器可以直读被测三相无功功率,即接线系数等于1

    检定这种变送器时,应采用“真无功功率标准”。但到目前为止,尚未见到有这种产品。所以《规程》中仍采用三功率表跨相90°原理接线或两功率表人工中性点原理接线进行检定。但因这两种方法只能对简单不对称三相电路的无功功率进行正确测量,对于完全不对称三相电路的无功功率,会产生附加误差。因此检定时除应保证三相电量的对称性满足参比条件外,还应尽可能将其调到最佳状态。

    这种变送器的缺点是,由于存在移相电路,因此对频率比较敏感,属于频敏变送器。频率的参比条件比较严格。

4  90°移相原理的三相无功功率变送器接线图和相量图

(a)接线图;              (b)相量图

20.1.1 用标准单相相位表检定用于三相电路的相位角和功率因数变送器时,标准表的标准值应按《规程》中的公式(12)和式(13)计算。以检定0°~±90°的相位角变送器和cosφ=10(感性和容性)的功率因数变送器为例,标准表标准值的计算见表3和表4

3  检定相位角变送器时标准表标准值的计算

   

(j)

90°

(超前)

60°

(超前)

30°

(超前)

 

30°

(滞后)

60°

(滞后)

90°

(滞后)

输入标准值(AS)

-90°

-60°

-30°

30°

60°

90°

标准表标准值(BS)

-180°

-150°

-120°

-90°

-60°

-30°

 

4  检定功率因数变送器时标准表标准值的计算

输入标准值(AS)

(cosj)

0

(容性)

0.5

(容性)

0.866

(容性)

1

 

0.866

(感性)

0.5

(感性)

0

(感性)

ArccosAS

-90°

-60°

-30°

30°

60°

90°

标准表标准值(BS)

-180°

-150°

-120°

-90°

-60°

-30°

21.1.321.2.2.3 测定基本误差的程序

    功率总加器的基本误差是由并联输入时的误差和单端输入时的误差组成的。并联输入时的误差表征总加器在均衡输入时的误差特性;单端输入时的误差表征总加器在各个输入端单独作用时的误差特性。前者在所有的试验点进行试验。后者只在一个试验点进行试验。

23.1 数据修约要求

    《规程》中的数据修约要求是参照国家标准GB8170-87《数据修约规则》的原则编写的。GB8170-87的内容原则性强,但步骤复杂。为了通俗易懂,便于应用,参考国家检定规程JJG907-88《交流电度表》中的“测量数据化整方法”,结合变送器的实际需要,形成了现在的实用条文。

23.1.4 进行数据修约时必须确定修约位数。确定修约位数的表达方式如下。

    a.指定位数

    (1)指定修约间隔为10-n(n为正整数),或指明将数值修约到n位小数;

    (2)指定修约间隔为1,或指明将数值修约到个数位;

    (3)指定修约间隔为10n,或指明将数值修约到10n数位(n为正整数),或指明将数值修约到“十”、“百”、“千”……数位。

    b.指定将数值修约成n位有效位数。

    修约间隔系确定修约保留位数的一种方式。修约间隔的数值一经确定,修约值即应为该数值的整数倍。

    1:如指定修约间隔为0.1,修约值即应在0.1的整数倍中选取,相当于将数值修约到一位小数。

    2:如指定修约间隔为100,修约值即应在100的整数倍中选取,相当于将数值修约到“百数位”。

    《规程》规定检定证书上应给出输出值,因此对输出值的修约是必须进行的。修约间隔ΔA按变送器基本误差限(绝对误差)1/10选取。用公式表达即为

 

式中 C——变送器的等级指数;

    AF——变送器的基准值。

    但是,按规定,小于1的修约间隔的末位数字只能取125三个数字之一,因此应选取其中最接近于计算结果的数字。

    以输出范围为420mA0.5级变送器为例,当对其输出值进行修约时



式中 AF=20-4=16mA

    取修约间隔为0.01mA

    如果需要对输出值的绝对误差进行修约,方法同上。

23.1.5

 对变送器的基本误差进行修约时,修约间隔ΔA按变送器基本误差限的1/10选取。用公式表达即为



式中 C——变送器的等级指数。

    但是,按规定,修约间隔的末位数只能取125三个数字之一,因此应选取其中最接近于计算结果的数字。《规程》中的表18就是按这个原则确定的。

    0.25级变送器为例,当对其基本误差进行修约时



    取修约间隔为0.02%

23.2.1 进舍规则

    为了叙述方便,我们把修约后的数的最右边一位称为保留位。进舍规则就是按保留位的一个单位修约。这种修约方法与俗称的“四舍五入法”相似,但又有区别。具体作法是,保留位右边的数与保留位的数字1之比如果大于0.5,保留位加1;如果小于0.5,保留位不变。这与“四舍五入法”相同。但当等于0.5时,使用偶数法则,即当保留位是0和偶数(2468)时不变,是奇数(13579)时加1。这与“四舍五入法”不同。例如,将下述数字修约到第二位小数时为

4.875014.88

4.874994.87

4.875004.88

4.865004.86

23.2.2 按保留位的5个单位修约

    按保留位的5个单位修约的具体作法是,保留位与其右边的数之和,与保留位的数字1之比,若小于或等于2.5,保留位变零;若大于2.5而小于7.5,保留位变成5;若大于或等于7.5,保留位变零而保留位左边那位加1。例如,将下述数字按小数第二位的2个单位修约后得

4.824994.80

4.825004.80

4.825014.85

4.850004.85

4.874994.85

4.875004.90

4.875014.90

23.2.3 按保留位的2个单位修约

    按保留位的2个单位修约的具体作法是,保留位是零和偶数时不变;保留位是奇数时,如果保留位右边的数不为零,保留位加1;如果保留位右边的数为零,在保留位分别加1和减1后得到的两个数中取能被4整除者。判别能否被4整除,只须判别修约后最右边的两位数能否被4整除即可。例如,将下述数字按小数第二位的2个单位修约后得

4.809994.80

4.869994.86

4.870014.88

4.850004.84

4.870004.88

 

______________________

 

    附加说明:

    撰搞人:雷惠博 (西北电力试验研究院)