变压器特性测试仪校准规范

变压器特性测试仪校准规范1范围本校准规范适用于交流电压（0.1～750）V,交流电流（0.1～100）A,频率（40～70）Hz,相位（0～359.9）º的变压器特性测试仪计量性能的校准，其他变压器测量仪的校准可以参照本规范。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示JJF1075-2015钳形电流表校准规范JJF1491-2014数字式交流电参数测量仪校准规范凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3概述变压器特性测试仪是是专用于电力变压器特性测试的仪器，可测量电压、电流、相位、频率、功率及功率因数等参数，通过同时对多参数的进行精密的测量,计算出变压器的容量、空载损耗、短路（负载）损耗、阻抗电压等一系列变压器工频参数。4计量特性4.1变压器特性测试仪的交流电压、交流电流、相位、频率及功率误差表达式见附录A，测量范围和最大允许误差见表1。表1测量范围和最大允许误差功能测量范围最大允许误差（ɑ+b）交流电压（0.1～750）V±0.05%及以下交流电流直接接入：（0.1～5）A±0.05%及以下钳形：5A～100A±0.2%及以下相位（0～359.9）º±0.1°及以下频率（40～70）Hz±0.02Hz及以下交流功率交流功率（电流直接接入）：100mW～11kW±0.1%及以下交流功率（电流钳形）：11kW～225kW±0.5%及以下注：1.以上指标不适用于符合性判定，仅供参考。变压器特性测试仪的不同功能、不同量程及同一量程不同的校准点允许有不同的误差指标，各功能准确度最高的量程为基本量程。2.通过比较某校准点的示值误差和最大允许误差判断该点是否符合要求时，使用说明书给出的最大允许误差或年稳定性指标作为符合性判定依据。5校准条件5.1环境条件环境温度：（20±5）℃；相对湿度：≤75%；周围环境无影响仪器工作的强电磁场干扰和机械震动；5.2测量标准及其他设备标准装置的扩展不确定度(k=2)应小于被测测试仪最大允许误差绝对值的1/3，分辨力应小于被测测试仪最大允许误差绝对值的1/5。输出范围应覆盖变压器特性测试仪各功能的测量范围。测量标准参见表2表2校准参数及测量标准器校准参数标准源法交流电压示值误差三相标准功率源交流电流示值误差三相标准功率源频率示值误差三相标准功率源相位示值误差三相标准功率源功率示值误差三相标准功率源6校准项目和校准方法6.1校准项目表3校准项目序号校准项目计量特性条款校准方法条款1交流电压46.2.42交流电流46.2.53频率46.2.64相位46.2.75功率46.2.86.2校准方法6.2.1校准前准备校准前，被校准测试仪在上述环境中放置时间不少于12h；根据被校测量仪的功能和量程，设置好标准器相应的功能和量程，校准前设备预热30min。6.2.2示值误差在表5.1环境的条件下，对各功能进行示值误差校准，接线如图1图1标准源法接线图采用标准源法（直接比较测量法）时，各功能示值误差为：=(1)相对误差为：（2）式中：——变压器特性测试仪的示值误差；——变压器特性测试仪显示值；——标准源的输出标准值；——变压器特性测试仪的相对误差。6.2.3校准点的选取a）交流电压、交流电流校准：基本量程至少选择5个校准点，非基本量程选取至少3个校准点（要考虑量程间覆盖和基本量程的最大误差点）；b）相位校准：推荐选择0º、60º、300º三个点；c）频率校准：电压选择常用点（推荐57.7V、100V、220V或380V）中的一个点作为参考电压，在频率测量范围内均匀选取不少于3个频率校准点。d）交流功率校准：电压选择常用点（推荐57.7V、100V、220V或380V）作为基本量程，在电压基本量程下，电流直接接入时选择常用点（1A或5A）进行功率示值误差的校准，电流钳形测量时选择常用点（推荐20A、50A或100A）进行功率示值误差的校准。在电压非基本量程下电流可选择任意一个或几个点校准。功率因数通常选择1.0、0.5L、0.5C三个值，其中0.5L、0.5C的功率因数仅在电流量程的某一个点进行校准。6.2.4交流电压示值误差使用标准源法，调节校验装置输出50Hz标准交流电压值，对变压器特性测试仪的每相均进行测试，读出对应变压器特性测试仪显示值，则交流电压示值误差用公式(1)，相对误差用公式（2）计算。6.2.5交流电流示值误差使用标准源法，测量小电流（5A及以下）时采用直接接入法测量电流，多功能源与设备直接连接，调节校验装置输出50Hz标准交流电流值，读出对应变压器特性测试仪显示电流值，则交流电流示值误差用公式(1)，相对误差用公式（2）计算。测量大电流（大于5A）时，使用变压器特性测试仪钳形表测量电流，调节校验装置输出标准50Hz交流电流值，读出对应变压器特性测试仪通过钳形表测量的显示值，则交流电流示值误差用公式(1)，相对误差用公式（2）计算。6.2.6频率示值误差使用标准源法对变压器特性测试仪每相进行测试，电压选择常用点（57.7V、100V、220V或380V）中的一个点作为参考电压点，调节校验装置输出测试仪频率测量范围内交流电压，分别读取校验装置频率值和变压器特性测试仪显示频率值，则频率示值误差用公式(1)，相对误差用公式（2）计算。6.2.7相位示值误差调节校验装置输出0º、60º、300º标准相位值，读出对应变压器特性测试仪显示值，则相位示值误差用公式(1)计算，相对误差用公式（2）计算。6.2.8交流功率（空载损耗、负载损耗）示值误差使用标准源法，三相四线功率标准源法接线图见图2，三相三线功率标准源法接线图见图3。调节校验装置输出50Hz标准交流功率值，读出对应变压器特性测试仪显示交流功率（空载损耗、负载损耗）值，则交流功率示值误差用公式(1)，相对误差用公式（2）计算。图2三相四线功率标准源法接线图图3三相三线功率标准源法接线图7校准结果7.1校准记录经校准后出具校准证书，校准证书由封面和校准数据内页组成，封面由校准机构确定统一格式，校准记录应尽可能详尽记载测量数据和计算结果，记录格式见附录A。7.2校准证书校准证书由封面和校准数据组成，经校准的测定仪应出具校准证书，校准证书应包括的信息及推荐的校准证书内页格式见附录B。当客户要求时，可以根据计量特性进行符合性判定，并将结论列入校准证书。进行符合性判定应考虑测量不确定度。8复校时间间隔建议复校时间间隔一般不超过1年。如果仪器经修理、更换重要性能的部件，对仪器性能怀疑时应重新校准。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸多因素所决定的，因此，送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。

附录A变压器特性测试仪的最大允许误差表达式用绝对误差表示形式：(A.1)(A.2)用相对误差表示形式：（A.3）式中：——变压器特性测试仪的示值误差；——被测量的读数值；——被测量的量程值；ɑ——与读数值有关的误差系数；——与量程值有关的误差系数；——以数字表示的绝对误差项，=；——变压器特性测试仪的相对误差；附录B变压器特性测试仪原始记录格式委托单位仪器名称型号 出厂编号准确度等级测量范围生产厂家标准仪器:型号/规格：编号测量范围:准确度等级：证书编号有效日期年月日温度℃湿度%RH校准日期年月日校准员核验员地点：一、交流电压测量(单位：V)相别设定值标准值显示值测量结果不确定度A相B相C相二、交流电流测量(单位：A)相别设定值标准值显示值测量结果不确定度A相B相C相三、相位测量（单位：°）标准值显示值测量结果不确定度四、频率（参考电压：V，单位：Hz）标准值显示值测量结果不确定度五、交流功率相别设定值标准值显示值测量结果不确定度A相B相C相Σ附录C校准证书的内容C.1校准证书信息校准证书至少包括以下信息：标题：“校准证书”；实验室名称和地址；进行校准的地点（如果不在实验室内进行校准）；校准证书编号，页码及总页数的标识；校准单位校准专用章；送校单位的名称和地址；被校仪器的描述和明确标识：仪器的制造单位、名称、型号及出厂编号；校准日期；校准所依据的技术规范的名称及代号；本次校准所用的主要计量标准器具（包括标准物质）的名称、测量范围、不确定度或准确度等级或最大允许误差、证书编号及有效期；校准时的环境温度、相对湿度；校准结果及其测量不确定度的说明；校准人与核验人的签名；校准证书批准人的签名与职务；校准结果仅对被校对象有效的声明；未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。

C.2校准证书（内页）格式一、交流电压测量(单位：V)相别设定值标准值显示值测量结果不确定度A相B相C相二、交流电流测量(单位：A)相别设定值标准值显示值测量结果不确定度A相B相C相三、相位测量（单位：°）标准值显示值测量结果不确定度四、频率（参考电压：V，单位：Hz）标准值显示值测量结果不确定度五、交流功率相别设定值标准值显示值测量结果不确定度A相B相C相Σ校准内容结束

附录DD.1变压器特性测试仪电压测量不确定度评定1概述1.1环境条件：（20±5）℃；相对湿度：≤75%；1.2测量标准：多功能校准源57201.3被测对象：变压器特性测试仪1.4测量过程：采用比较法测量被测变压器特性测试仪的示值误差。将可调标准源与被测变压器特性测试仪直接连接，由可调标准源输出电压值给被检测量仪，在变压器特性测试仪上读得相应的读数，与标准源输出示值相减，其差值即为变压器特性测试仪的示值误差。1.5评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定方法。2建立测量模型2.1测量模型=式中：——变压器特性测试仪的示值误差；——变压器特性测试仪显示值；——标准源的输出实际值。2.2灵敏系数：数学模型=灵敏系数C1==1C2==-12.3传播律：因各输入量彼此独立不相关，所以u2C（）=u2（）+u2（）3输入量的标准不确定度评定3.1输入量的标准不确定度u（）的评定：输入量的标准不确定度u（）的来源主要是由被测变压器特性测试仪电压的测量重复性引起的，不确定度分项u（）采用A类方法评定。选择100V点，在相同温湿度，重复性条件下连续独立测量10次，获得1组测量值(V):100.01、100.00、100.00、100.01、100.00、100.00、100.00、100.00、100.00、100.00单次实验标准差S==0.0042Vu（Vx）=S=0.0042V3.2输入量的标准不确定度u（）的评定输入量的不确定度来源主要是由标准源不准引起的不确定度，采用B类方法进行评定。标准源制造厂说明书给出其交流最大允许误差为±（45×10-6×输出+0.7mV）。测量100V时e=±（0.0045%×100+0.7mV）=±0.0052V，半宽度a=0.0052V，，在此区间内可认为服从均匀分布，包含因子k=eq\r(3)，则u()=α/k=0.0052/eq\r(3)V=0.003V4标准不确定度汇总表2标准不确定度汇总表标准不确定度分量u(xi)不确定度来源标准不确定度值概率分布ci|ci|u(xi)u(Ax)测量重复性0.0042V正态10.0042Vu(AN)标准器0.003V均匀-10.003V5合成标准不确定度的评定合成标准不确定度uc（）由2.3条可得到uc（）==0.0052V6扩展不确定度的评定取k=2,则，U=kuc（）=2×0.0052=0.0104V≈0.02V（k=2）D.2变压器特性测试仪电流测量不确定度评定1概述1.1环境条件：（20±5）℃；相对湿度：≤75%；1.2测量标准：多功能校准源57201.3被测对象：变压器特性测试仪1.4测量过程：采用比较法测量被测变压器特性测试仪的示值误差。将可调标准源与被测变压器特性测试仪直接连接，由可调标准源输出电流值给被检测量仪，在变压器特性测试仪上读得相应的读数，与标准源输出示值相减，其差值即为变压器特性测试仪的示值误差。1.5评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定方法。2建立测量模型2.1测量模型=式中：——变压器特性测试仪的示值误差；——变压器特性测试仪显示值；——标准源的输出实际值。2.2灵敏系数：测量模型=灵敏系数C1==1C2==-12.3传播律：因各输入量彼此独立不相关，所以u2C（）=u2（）+u2（）3输入量的标准不确定度评定及其相应自由度3.1输入量的标准不确定度u（）的评定：输入量的标准不确定度u（）的来源主要是由被测变压器特性测试仪电流的测量重复性引起的，不确定度分项u（）采用A类方法评定。选择1A点，在相同温湿度，重复性条件下连续独立测量10次，获得1组测量值(A):1.0001、1.0000、1.0000、1.0001、1.0000、1.0000、1.0001、1.0000、1.0000、1.0000