JJF2041-2023互感器二次压降及二次负荷现场测试方法

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF2041—2023

互感器二次压降及二次负荷现场测试方法

MethodforTransformerSecondaryLoopVoltageDropandLoads

FieldTesting

2023-06-30发布2023-12-30实施

国家市场监督管理总局发布

JJF2041—2023

目录

引言

………………………(Ⅱ)

范围

1……………………(1)

引用文件

2………………(1)

术语和定义

3……………(1)

测试条件

4………………(1)

环境条件

4.1……………(1)

设备要求

4.2……………(1)

测试项目

5………………(3)

测试步骤

6………………(3)

测试前准备

6.1…………(3)

电压互感器二次压降测试步骤

6.2……………………(3)

互感器二次负荷测试步骤

6.3…………(6)

测试结果的处理

7………………………(8)

附录电压互感器二次压降测试仪工作原理

A………(10)

附录电压互感器二次压降测试仪自校方法

B………(13)

附录电压互感器二次压降测试原始记录格式

C……(15)

附录电压互感器二次负荷测试原始记录格式

D……(17)

附录电流互感器二次负荷测试原始记录格式

E……(19)

附录三相三线接线方式的电压互感器二次压降测试报告内页格式

F……………(20)

附录三相四线接线方式的电压互感器二次压降测试报告内页格式

G……………(21)

附录电压互感器二次负荷测试报告内页格式

H……(22)

附录电流互感器二次负荷测试报告内页格式

I……(23)

Ⅰ

JJF2041—2023

引言

本规范按照通用计量术语及定义国家计量

JJF1001—2011《》、JJF1071—2010《

校准规范编写规则并参照标准编写规则第部分试验方法

》,GB/T20001.4—2015《4

标准编写要求制定

》。

本规范为首次发布

。

Ⅱ

JJF2041—2023

互感器二次压降及二次负荷现场测试方法

1范围

本规范规定了运行条件下电压互感器二次回路压降以及电压互感器电流互感器二

、

次负荷的现场测试方法

。

2引用文件

本规范引用了下列文件

:

二次压降及二次负荷现场测试技术规范

DL/T1517—2016

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术语和定义

界定的术语和定义适用于本规范

DL/T1517—2016。

4测试条件

环境条件

4.1

在互感器二次压降及二次负荷现场测试时应满足以下环境条件

,:

温度

———:(-25~55)℃;

湿度

———:≤85%RH;

测量时电网频率

———:(50±0.5)Hz。

设备要求

4.2

设备选择

4.2.1

电压互感器二次压降现场测试选用有线二次压降测试仪和无线二次压降测试

4.2.1.1

仪电压互感器二次压降测试仪基本工作原理见附录电压互感器和电流互感器二次

,A;

负荷测试选用互感器二次负荷专用测试仪

。

电压互感器二次压降现场测试应优先选用有线二次压降测试仪若选用无线

4.2.1.2。

二次压降测试仪时则应根据现场环境条件选用不同的压降测试仪

,。

无线二次压降测试仪选用要求如下

:

非阴雨天气无强电磁场干扰且电压互感器和电能表屏均在户外的场所可以

a)、,

选用卫星同步法无线压降测试仪

;

电压互感器在户外电能表屏在室内的场所可以选用载波同步法或晶振守时

b),,

同步法无线压降测试仪

;

无线信号被屏蔽等通讯不畅的场所可以选用光纤同步法无线压降测试仪

c),。

1

JJF2041—2023

技术要求

4.2.2

电压互感器二次压降测试仪

4.2.2.1

电压互感器二次压降测试仪的技术要求

:

应具备单相三相压降测量功能并应能测量互感器端电压电能表端电压

a)、,、、

互感器端与电能表端压降以及压降的比值差和相位差并自动计算压降误差

,;

误差限值应满足表的要求其压降的比值差和相位差示值分辨力应不低于

b)1,

和

0.001%0.1';

表1电压互感器二次压降测试仪测量范围和误差限值

压降测量范围压降误差限值

测差法比值差读数相位差读数

比值差±(0.001%~:±(×2%+0.0291××2%+0.001)%

直接测量法

10%):±0.020%

测差法相位差读数比值差读数

相位差±(0.01'~:±(×2%+34.38××2%+0.1')

直接测量法

500'):±1.0'

注:

压降误差限值计算公式中的相位差读数指的是相位差单位为()时的读数;

1'

无线二次压降测试仪同步信号引起的相位误差应包含在其允许误差范围之内;

2

无线二次压降测试仪可采用卫星对时、载波同步、光纤同步和晶振守时等方式实现同步采样;

3

载波同步法无线二次压降测试仪通讯距离应大于,通讯发射功率的频谱密度在工作频

41km

带内应不大于/,在工作频带外不大于/。

50dBmHz-80dBmHz

对被测电压互感器二次回路增加的负荷应不超过

c)0.2VA;

应能存储自校误差并自动用于压降测试结果修正

d)。

互感器二次负荷测试仪

4.2.2.2

互感器二次负荷测试仪的技术要求

:

应具备电压互感器和电流互感器二次负荷测试功能应能测量互感器二次负荷

a),

的同相分量正交分量和功率因数并自动计算出导纳值阻抗值并折算出互感器额定

、,、

二次输出时的负荷值

;

二次负荷测量范围和误差限值应满足表的要求其导纳测量分辨力应不低于

b)2,

阻抗测量分辨力应不低于电压测量分辨力应不低于电流

0.01mS,0.01Ω,0.01V,

测量分辨力应不低于频率显示的分辨力应不低于

0.01A,0.1Hz;

表2互感器二次负荷测试仪测量范围和误差限值

测试项目测量范围误差限值

导纳同相分量同相分量读数

电压互感器二次负荷测试:(0.1~50.0)mS,:±(×1%

正交分量读数

(φ:))

阻抗cos0~1正+交分量正交×1分%量+读0.数01ms

电流互感器二次负荷测试:(0.1~50.0)Ω,:±(×1%

φ同相分量读数

(cos:0~1)+×1%+0.01)Ω

注:

电压互感器二次负荷测试的误差限值计算公式中的同相分量读数和正交分量读数指的是同

1

相分量和正交分量的单位均为时的读数;

mS

电流互感器二次负荷测试的误差限值计算公式中的同相分量读数和正交分量读数指的是同

2

相分量和正交分量均为时的读数。

Ω

2

JJF2041—2023

对被测二次回路增加的负荷应不超过

c)0.2VA。

专用测试线

4.2.2.3

专用测试线技术要求

:

应有明显的相别标志

a)A、B、C、N;

应采用屏蔽线插头和接头应与导线连接可靠不会出现短路和断线

b),,;

插座应安装可靠内部接头连接牢固

c),。

5测试项目

测试项目包括电压互感器二次压降测试和互感器二次负荷测试

。

6测试步骤

测试前准备

6.1

每个工作面应至少安排两名测试人员并在测试前做好各项安全预控措施

6.1.1,。

测试前应确认被测互感器和电能表均处于运行状态被测二次回路电压和电

6.1.2,,

流在测试仪器有效测试范围内

。

被测互感器二次回路空气开关处于合闸状态熔断器中间触点联合接线盒接

6.1.3,、、、

线端子等接触牢靠无锈蚀必要时使用红外热像仪确认被测互感器二次回路无过热点

,;,。

压降测试仪和二次负荷测试仪使用前应按表所列检查要求对其完好性进行

6.1.4,3

检查压降测试仪使用前必须经过自校自校方法见附录

;,B。

表3仪器设备检查内容一览表

序号检查内容检查要求

仪器外观检查检查仪器外观是否完好铭牌和标志是否清晰接插件是否牢固

1,,

仪器通电检查检查仪器各项显示是否正常供电电池电量是否充足

2,

检查仪器专用测试线长度是否满足现场测试要求

1);

检查仪器专用测试线含电缆盘绝缘和导通性是否良好检查

2)(),

专用测试线含电缆盘各测试线之间以及测试线与屏蔽线有无短路防止相间或对地

(),

3绝缘和导通性检查短路

;

使用绝缘电阻表检查专用测试线含电缆盘的绝缘且

3)500V(),

在检查结束后对被测测试线放电

专用测试线屏蔽将专用测试线与仪器可靠连接检查其屏蔽层是否与仪器接地端

,

4接地可靠性检查导通确保屏蔽层可靠接地

,

电压互感器二次压降测试步骤

6.2

现场接线

6.2.1

接线前应将有线压降测试仪或无线压降测试仪主机置于计量屏柜侧无线

6.2.1.1,,

压降测试仪从机置于互感器侧

。

对新建改建工程的电压互感器二次回路压降首次测试时必须测试电压互感

6.2.1.2、,

器本体接线盒与电能表输入端之间简称全段电压互感器本体接线盒与电压互感

(“”)、

3

JJF2041—2023

器落地端子箱输入端之间简称前段和电压互感器落地端子箱电压输入端与电能

(“”)

表输入端之间简称后段的压降误差测试接线如图至图所示其中

(“”),14,:

图为三相三线计量方式下二次回路后段压降现场测试接线图

———1“”;

图为三相三线计量方式下二次回路后段压降现场测试接线图

———2“”;

图为三相四线计量方式下二次回路前段压降现场测试接线图

———3“”;

图为三相四线计量方式下二次回路全段压降现场测试接线图

———4“”。

注:图和图测差法接线采用有线压降测试仪,接线时应使用已参与自校的压降

13

测试专用长导线连接互感器侧二次电压端子与压降测试仪相应输入端子。

图三相三线计量方式下二次回路压降现场测试接线图测差法

1()

图三相三线计量方式下二次回路压降现场测试接线图直接测量法

2()

图图说明

1~2:

被测电压互感器三相一次运行线电压接入点

A、B、C———;

被测电压互感器本体接线盒三相线电压测试接入点

a、b、c———;

电压互感器落地端子箱三相线电压测试接入点

a'、b'、c'———;

电能表侧三相线电压测试接入点

a″、b″、c″———;

三相电能表内阻抗

Yab、Ybc、Yca———。

4

JJF2041—2023

图三相四线计量方式下二次回路压降现场测试接线图测差法

3()

图三相四线计量方式下二次回路压降现场测试接线图直接测量法

4()

图图说明

3~4:

被测电压互感器三相一次运行电压接入点

A、B、C、N———;

被测电压互感器接地端子

N、n———;

三相电能表内阻抗

Ya、Yb、Yc———。

接线结束后应经过相序正确性检查再进入二次压降测试环节

6.2.1.3,。

二次压降测试

6.2.2

测试前应对压降测试仪进行预热

6.2.2.1。

测试时应同时测取比值差相位差和压降误差其原始记录格式见附录

6.2.2.2、,C;

在测试过程中发现测试数据异常应查明原因后再测

,。

压降测试完毕后应立即拆除所有接线

6.2.2.3,。

测试数据处理

6.2.3

5

JJF2041—2023

当前段压降误差不大于时则后续测试只需测试后段压降误差以后

6.2.3.10.02%,,

段的压降误差作为后续测试时的电压互感器二次压降误差当前段压降误差大于

;

则后续测试测得后段的压降误差后与首次测试测得的前段压降误差代数和相

0.02%,,

加后作为后续测试时的电压互感器二次压降误差

。

测试两段及以上母线电压互感器的二次压降应在二次回路最大运行负荷下进

6.2.3.2

行否则应按式对二次压降误差测试结果进行测算以测算结果作为被测电压互

,(1),

感器二次回路压降误差

。

x

εε

x=n×n(1)

式中

:

ε最大运行负荷下二次回路压降误差计算值

x———,%;

ε实际负荷下二次回路压降误差测试值

n———,%;

x母线电压互感器所带电能表最大数只

———,;

n测试时被测母线电压互感器二次回路所带电能表数只

———,。

互感器二次负荷测试步骤

6.3

现场接线

6.3.1

应将负荷测试仪置于互感器侧

6.3.1.1。

电压互感器二次负荷测试时三相四线接线方式测试电压和测试电流分别取

6.3.1.2,

相电压和相电流三相三线接线方式测试电压和测试电流分别取线电压和线电流测试

,,

接线如图所示并确保电压取样点在熔断器断路器之前靠近电压互感器侧

5,、。

电流互感器二次负荷测试时测试电流和测试电压分别取被测二次电流回路

6.3.1.3,

的电流和与之相对应的电流绕组的端电压测试接线如图所示并应确保电压取样点

,6,

位于电流互感器落地端子箱靠近电流互感器侧

。

使用钳形电流互感器测量电流时应注意钳口方向与出口端子相对应确保

6.3.1.4,,

同相分量为正读数

。

图电压互感器二次负荷测试接线示意图

5

被测电压互感器一次侧相别被测电压互感器二次回路相别

A、B、C—;a、b、c—;

被测电压互感器接地端子U测量时电压互感器二次绕组输出电压

N、n—;—;

I测量时电压互感器二次回路负荷电流Y被测电压互感器二次回路实际负荷

—;—

6

JJF2041—2023

图电流互感器二次负荷测试接线示意图

6

被测电流互感器被测二次绕组标志U测量时电流互感器二次绕组端电压

S1、S2—;—;

I测量时电流互感器二次回路电流Z被测电流互感器被测二次绕组二次实际负荷

—;—

负荷测试

6.3.2

测试前应对负荷测试仪进行预热

6.3.2.1。

测试电压互感器二次负荷时应同时测取二次回路导纳Y电导G电纳B

6.3.2.2,、、、

功率因数φ电压互感器二次绕组输出电压有效值U二次回路负荷电流有效值I

cosU、、、

测试频率f和额定二次电压时的二次实际负荷S其原始记录格式见附录

u,D。

注:

··

φ为电压互感器二次回路负荷电流I相对于二次绕组端输出电压U之间的相位

1U

角,单位为()。

°

对于多绕组电压互感器,除了剩余绕组外,其他绕组均应测量二次回路实际

2

负荷。

测试电流互感器二次负荷时应同时测取二次回路阻抗Z电阻R电抗X

6.3.2.3,、、、

功率因数φ电流互感器二次绕组感应电压有效值U二次回路输出电流有效值I

cosI、、、

测试频率f和额定二次电流时的二次实际负荷S其原始记录格式见附录

i,E。

··

注:为电流互感器二次绕组负载电压U相对于二次回路输出电流I之间的相位角,

φI

单位为()。

°

在负荷测试过程中发现测试数据异常应查明原因后再测

6.3.2.4,;

负荷测试完毕后应立即拆除所有接线

6.3.2.5,。

测试数据处理

6.3.3

电压互感器二次回路导纳和实际负荷分别按式和式计算

6.3.3.1(2)(3)。

I

Y

=U(2)

式中

:

Y电压互感器二次回路测得的导纳

———,mS;

I测量时电压互感器二次回路负荷电流有效值

———,A;

U测量时电压互感器二次绕组输出端电压有效值

———,V。

7

JJF2041—2023

SU2Y

u=N(3)

式中

:

S换算到电压互感器额定二次电压时的二次实际负荷

u———,VA;

U电压互感器额定二次电压

N———,V;

Y电压互感器二次回路测得导纳

———,mS。

电流互感器二次回路阻抗和实际负荷分别按式和式计算

6.3.3.2(4)(5)。

U

Z

=I(4)

式中

:

Z电流互感器二次回路测得的阻抗

———,Ω;

U电流互感器二次绕组感应电压有效值

———,V;

I测量时电流互感器二次回路输出电流有效值

———,A。

SI2Z

i=N(5)

式中

:

S换算到电流互感器额定二次电流时的二次实际负荷

i———,VA;

I电流互感器额定二次电流

N———,A;

Z电流互感器二次回路测得阻抗

———,Ω。

7测试结果的处理

电压互感器二次压降测试测试结果应不大于其额定电压的测试报告内页

7.10.2%,

格式见附录和附录

FG。

电压互感器二次负荷测试结果应在表规定的允许范围之内测试报告内页格式

7.24,

见附录

H。

表4电压互感器二次回路实际运行负荷允许范围

二次绕组用途负荷允许范围功率因数允许范围

计量用额定二次负荷

2.5VA~100%0.8~1

测量或保护用额定二次负荷

(25%~100%)———

注:“———”表示不做规定。

电流互感器二次负荷测试结果应在表规定的负荷允许范围之内测试报告内页

7.35,

格式见附录

I。

表5电流互感器二次回路实际运行负荷允许范围

额定二次电流负荷允许范围功率因数允许范围

额定二次负荷

1A1VA~100%

额定二次负荷0.8~1

5A3.75VA~100%

8

JJF2041—2023

电压互感器二次压降每两年现场测试一次电压互感器和电流互感器二次负荷则

7.4,

按需测试

。

9

JJF2041—2023

附录A

电压互感器二次压降测试仪工作原理

基于直角坐标系测差法的有线二次压降测试仪工作原理

A.1

直角坐标系的测差法矢量图

A.1.1

有线二次压降测试仪通过专用测试线和隔离电压互感器组合形成电压互感器二次回

路始末两端电压差压压降测试仪内部的误差计算方法是基于直角坐标系的测差法其

,,

测量矢量图如图所示

A.1。

图直角坐标系的测差法矢量图

A.1

U·电压互感器二次侧电压U·电能表侧电压U·二次压降U·二次压降的同相分量

0—;x—;Δ—;Δf—;

·

Uδ二次压降的正交分量δ电压互感器二次侧电压与电能表侧电压之间的相位误差角

Δ—;—

压降的比值差和相位差计算方法

A.1.2

压降的比值差f和相位差δ分别按式和式分析获得当U

(A.1)(A.2)。Δf<<

U时按照式可近似计算得到比值差f

0,(A.1):

·

UU·U

fx-0Δf

·U()

=U≈0A.1

0

当δ很小时按照式可近似计算得到相位差δ

,(A.2):

·

UU

δδΔ0Δ0

≈arctan=arctanU·U·≈U(rad)(A.2)

0-Δf0

压降误差计算方法

A.1.3

电压互感器二次回路压降引起的误差按式计算

(A.3):

εf2δ2

=+(0.0291)(A.3)

式中

:

ε压降误差

———,%;

f比值差

———,%;

δ相位差

———,(')。

基于极坐标系的傅里叶算法无线二次压降测试法工作原理

A.2

算法原理

A.2.1

与有线二次压降测试仪相比较无线二次压降测试仪取消了长导线增加了同步信

,,

号和数据传输模块数据传输模块可以选择载波和无线模块无线模块具有开阔空地

,,

10

JJF2041—2023

的传输能力功率不超过测试仪同步技术包括和北斗卫星同步技

1000m,1kW。GPS

术载波同步技术晶振守时技术和基于光纤通讯的同步法无线二次压降测试仪分为

、、。

主机和从机两部分在同步机制控制下分别在互感器侧和电能表侧对三相二次电压的

,,

有效值和初相角进行测量其模型原理基于极坐标系矢量图见图计算方法通常

,,A.2,

采用傅里叶算法

。

图极坐标系的直接法矢量图

A.2

··

U电压互感器侧电压U电能表侧电压

0—;x—

对于运行中的电压互感器二次信号可以用式来描述

,(A.4):

xt=X+Xmωt+θ+Xmωt+θ+Xkmnωt+θn

()01sin(1)2sin(22)…sin()

∞∞

XXnmnωtθnXannωtbnnωt

=0++=0++

n=sin()n=(sincos)(A.4)

11

式中∑∑

:

Xnm各次谐波的幅值

———;

θn各次谐波在t时刻的初相角

———=0;

an各次谐波的正弦分量幅值

———;

bn各次谐波的余弦分量幅值

———。

根据傅里叶算法可以求得各次谐波峰值为

:

Xnman2bn2

=+(A.5)

2π

X=1fωtωt

0()d()