DL∕T 1952-2018 变压器绕组变形测试仪校准规范

变压器绕组变形测试仪校准规范2018-12-25发布2019-05-01实施国家能源局发布I 12规范性引用文件 13术语和定义 14结构及工作原理 15计量性能要求 26校准条件 27校准项目和校准方法 38校准结果处理 69复校时间间隔 7附录A(规范性附录)频率响应特性曲线的数据导出格式 8附录B(资料性附录)选频滤波性能判定方法 9附录C(规范性附录)校准原始数据记录格式 附录D(规范性附录)校准证书内页格式 附录E(资料性附录)测量不确定度评定示例 Ⅱ1变压器绕组变形测试仪校准规范1范围本标准规定了电力变压器绕组变形测试仪的计量性能要求、校准条件、校准项目、校准方法、校本标准仅适用于采用频率响应分析法的电力变压器绕组变形测试仪(以下简称测试仪)校准。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。DL/T911—2016电力变压器绕组变形的频率响应分析法3术语和定义电力变压器绕组在遭受短路电流冲击或在运输过程中遭受冲撞时，在电动力或机械力作用下发生[DL/T911—2016,定义3.1]变压器绕组变形测试仪powertransforme用于测试、判断电力变压器绕组变形的仪器，通过工作在扫频模式下的仪器测量变压器各个绕组幅值比amplituderatio以对数形式表示的不同频率下响应端电压U₂和激励端电压U₁的信号幅值之比，用于表征幅频响应曲线H(f)。单位为分贝(dB);4结构及工作原理测试仪一般由信号源、信号检测单元、信号处理单元、输出显示器等部分组成。测试仪工作原理如图1所示(以单相双绕组变压器为例),通过扫频方式检测电力变压器各个绕组的幅频响应特性，并对检测结果进行纵向、横向或综合比较，根据幅频响应特性的差异，判断变压器可能发生的绕组2输出显示器V2——信号响应端口。末端超过1%。3具有2个测量通道，每个通道的模拟带宽不低于20MHz,在10mV输入输出阻抗为(50±1)Ω,应包括一80dB、-60dB、-40dB、-20dB、—10dB、0dB等幅值校准项目12幅值比校准 4检查测试仪存储的测试数据，数据存储格式或经转换后的数据存储格式应符测试仪设为单频点扫描模式。信号激励端口连续输出频率为1kHz的正弦电压信号，用示波器分别测量信号激励端口在空载和50Ω负载时的电压。根据式(2)计算出信号激励端口的输出阻抗，输出阻抗测量结果应为(50±1)Ω。Rout=(U₁-U₂)/U₂×50U₁——空载时电压，V;测试仪的信号参考端口和信号响应端口分别连接阻抗分析仪的测试端口，用阻抗分析仪分别测量测试仪信号参考端口和信号响应端口在1kHz频率下的阻抗值，输入阻抗测量值应不低于1MQ。测试仪设置为1kHz和1MHz单频点扫描模式。用数字示波器观察测试仪输出对应频率的电压信测试仪设置为扫频模式，范围设置为1kHz～1MHz,间隔设置为1kHz或设置为线性分布1000个扫描点，用数字示波器观察测试仪输出的扫频信号，测试仪应具备线性分布的频率扫描模式，扫频范围一般包括1kHz～1MHz频段，扫描频率的间隔一般为1kHz。选频滤波特性试验接线如图2所示。5a)被校测试仪设置为单频点扫描模式，扫描频率fo分别设置为1kHz、10kHz、100kHz、b)数字示波器同时测量信号加法器两个输入端的信号幅度及频率；c)信号发生器输出正弦信号频率分别设置为0.98f6和1.02f6,设置输出幅度与测试仪输出激励信d)加法器将测试仪和信号发生器输出的信号进行同相比例相加，比例设置为1;被校测试仪以频率fo单频点输出，分别记录测试仪的检测数据，若与幅值比标准装置设定的幅值比绝对误差符合式(3),则测试仪的选频滤波特性满足6dB带宽小于扫描频率2%的要求。频率校准接线如图3所示。图3频率校准接线图测试仪设为单频点扫描模式，用数字频率计测量测试仪输出信号的频率。校准频率点的范围应能覆盖测试仪的扫描频率范围，频率校准点设定为1kHz、2kHz、5kHz、10kHz、20kHz、50kHz、100kHz、200kHz、500kHz、1MHz,其他校准点可根据实际需要进行增补。按式(4)计算相对误差，试验结果应符合5.1的要求。Y=(fx-f)/f×100%幅值比校准接线如图4所示。采用长度不超过2m、特征阻抗为502的同轴屏蔽电缆连接。为保证6阻抗匹配，在信号响应端就近加装502的匹配电阻或将测试仪信号响应端口输入阻抗设定为502。图4幅值比校准接线图测试仪设为扫频模式对幅值比校准装置进行测量。扫频范围设定为1kHz～1MHz,幅值比校准点分别设定为-80dB、-60dB、-40dB、-20dB、0dB,其他校准点可根据实际需要进行增补。根据测试仪各次存储的数据文件，按式(5)计算绝对误差最大值，试验结果应符合5.2要求。δN——幅值比校准装置设定值，dB。测试仪设为扫频模式。测试仪对幅值比标准装置进行6次测量，采用测试仪配套同轴屏蔽电缆连接。扫频范围设定为1kHz～1MHz,幅值比校准点设定为-80dB、-60dB、-40dB、-20dB、0dB,其他校准点可根据实际需要进行增补。分别读取1kHz、2kHz、5kHz、10kHz、20kHz、50kHz、100kHz、200kHz、500kHz、1MHz频率点处测量值，按式(6)计算实验室标准差(相对值),试验结果应符合5.2要求。i——测量序号。8校准结果处理校准数据记录在校准原始数据记录表中，校准结果应记录在校准证书或校准报告上。校准证书或78(规范性附录)数据文件名应包含激励端、响应端和测量次数信息，且均以2个字符表示。其中，代表绕组电压Z,也可用其他字母表示，代表测量次数的字符为两位十进制数字。示例：文件名“HOHA03.csv”表示激励端为高压(H)绕组的中性点O端，响应端为高压(H)绕组的A相，该文件为第03次测量的A.2数据文件的存储目录同一台变压器各个绕组的频响特性测试数据应保存在同一个文件目录下，并以该变压器的运行编a)第1行第1列为频率单位“kHz”、第2列为幅值单位“dB”、第3列为扫频测量的起始频率值、第4列为终止频率值、第5列为扫频测量的频点数量。b)第2行第3列用于记录检测仪器的型号及版本等信息，应以“;”开头。c)第3行起至第N(N=频点数量+3)行用于记录测试数据，其中第1列为频率(单位为kHz),第2列为幅值(单位为dB)。d)第N+1行的第3列记录变压器的名称信息，应以“;”开头。e)第N+2行的第3列记录测试编号，以“;”开头，例如“;01”表示第一次测试。f)第N+3行的第3列记录变压器分接开关的挡位信息，以“;”开头，例如“;12”表示测试时分接开关处于第12挡挡位。g)第N+5行的第3列记录响应端的名称，以“;”开头，例如“;HA”。h)第N+4行的第3列记录激励端的名称，以“;”开头，例如“;HO”。其中，被测绕组的电压等级可以H(高压)、M(中压)和L(低压)表示，被测绕组的端头名称通常为A、B、i)第N+6行的第3列记录测试时间，以“;”开头，例如“;2013年5月9日12时6分”。j)第N+7行的第3列记录备注信息(如生产厂家名称),以“;”开头。k)第N+8行的第3列记录被测变压器的型号，以“;”开头，例如“;SFPSZ7-120000/220”。9(B.2)所示：选频滤波校准的影响可用式(B.10)表示：根据要求，测试仪对检测到的位于(1±2%)倍输出正弦频率值处的信号应至少衰减为该信号原在此种情况下选频滤波校准的指标为|△δ≤0.9691dB;另外，表B.1给出了不同选频滤波衰减倍数下的判定指标(在α=1条件下)。表B.1不同选频滤波衰减倍数下的判定指标(α=1)衰减倍数β衰减分贝判定指标△δ(规范性附录)校准原始数据记录格式测试仪校准原始记录格式见表C.1。表C.1测试仪校准原始数据记录表基本信息型号/规格出厂编号型号出厂编号准确度级别校准地点℃%测试值(MQ)电源对外壳电源对地3.介电强度试验(2kV交流电压) 7.选频滤波特性试验干扰频率值(干扰频率值(kHz)测试值(测试值(dB)干扰频率值(kHz)测试值(dB)干扰频率值(kHz)测试值(dB)D.中心频率f=500kHz、幅值比：干扰频率值(kHz)测试值(dB)干扰频率值(kHz)测试值(dB)校准值人(kHz)实测值fx(kHz)相对误差y(%)不确定度125最小检测值8xmi绝对误差最大值△δ不确定度10.幅值比测量示值重复性123456123456RSD值123456RSD值123456123456(规范性附录)测试仪校准证书内页格式见表D.1。型号/规格出厂编号最大允许误差生产厂家温度℃%校准地点校准所依据的技术文件(代号、名称):型号出厂编号校准项目校准项目12幅值比校准幅值比示值误差幅值比测量示值重复性(资料性附录)测量不确定度评定示例E.1概述按本规范进行的各项校准操作，所得结果的测量不确定度与使用的仪器及设备的准确度有关。在仪器设备固定使用时，测量不确定度为定值，不需要重复分析。校准过程的测量不确定度采用测量列E.2频率最大允许误差校准不确定度评定用频率计校准测试仪的输出频率最大允许误差见7.2.2,其最大允许误差用相对误差来表示，校准测量模型可用式(E.1)表示：γp=(fx-fn)/f×100%fx——频率计示值，kHz;各输入量之间不相关，不确定度传播可用公式(E.2)表示：ue(γ,)——被校测试仪输出频率最大允许误差的合成不确定度；u₁(f)——由重复测量引入的标准不确定度分量；E.2.2标准不确定度的评定E.2.2.1标准不确定度u₁(f)测量结果的重复性引入的标准不确定度，通过多次重复测量进行A类评定。多次重复测量结果见表E.1,用贝塞尔公式(E.3)计算实验标准差：n——重复测量次数，此处n=10。表E.1频率计100kHz10次重复性频率测量数据23456789根据表E.1中的数据，可由式(E.3)计算出频率计重复性测量的实验标准差(相对值表示):s(f)=3.3×10⁻³kHz/10E.2.2.2标准不确定度u₂(f)以测量100kHz频率点为例，由于校准用的频率计测量频率时的示值最大相对误差±0.02%,按B按均匀分布考虑，取k=√3,则测量频率时由频率计引入的B类标准不确定度分量为：U₂(f)=a/k=2.00×10-41√3=1.2×E.2.3合成标准不确定度的计算合成标准不确定度按式(E.2)计算：u(y)=Ju²(f)+u₂()=1.2×E.2.4扩展不确定度的确定E.3幅值比示值误差校准不确定度评定E.3.1测量模型用幅值比校准装置校准测试仪的幅值比示值误差见7.2.3,其绝对误差最大值可简化为绝对误差，校准测量模型可用式(E.4)表示：各输入量之间不相关，不确定度传播可用式(E.5)表示：ue(δ)——被校