JJF(鲁) 110-2021 变压器用绕组温控器校准规范

JJF(鲁)110—2021变压器用绕组温控器校准规范CalibrationSpecificationforWindingTem2021-04—01发布2021—05—01实施变压器用绕组温控器校准规范JJF(鲁)110-2021尹遵义(山东省计量科学研究院)徐华太(济南长峰致远仪表科技有限公司)梁兴忠(山东省计量科学研究院)郭沈辉(青岛市计量技术研究院)张虎(济南市计量检定测试院)尹跃(山东省计量检测中心)孔飞(山东省计量检测中心) 2引用文件 3名词术语 3.1变压器用绕组温控器 3.2变压器用油面温控器 3.2热模拟技术 4概述 5计量特性 5.1示值误差 5.2示值回差 5.3接点动作误差 5.4切换差 5.5热模拟温升误差 6校准条件 6.1环境条件 6.2测量标准及其他设备 7校准项目和校准方法 7.1校准项目 7.2校准前的检查 7.3校准方法 8校准结果的表达 9复校时间间隔 附录A-1 附录B 附录C 附录D 国家计量校准规范编写规则》进行编写，根据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的要求评定不确定度，采用了JJF1007-2007《温度计量名词术语及定义》中的相关定义。本规范为首次发布。1本规范适用于测量范围为(0~160)℃的变压器用绕组温控器的校准。测量范围为(-20～+160)℃的变压器用油面温控器可参照本规范校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JB/T6302-2016变压器用油面温控器JB/T8450-2016变压器用绕组温控器DL/T1400-2015油浸式变压器测温装置现场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名词术语3.1变压器用绕组温控器windingtemperatureindicatorfortransformer带有电气接点和远传信号装置，采用热模拟技术显示变压器绕组温度，并输出控制信号和远程信号的压力式仪表。[JB/T8450-2016,定义3.1]3.2变压器用油面温控器top-oiltemperatureindicatorfortransformer带有电气接点和远程信号装置，用于显示变压器顶层油温，并输出控制信号和远程信号的压力式仪表。[JB/T6302-2016,定义3.1]3.2热模拟技术heatsimulatetechnique在顶层油温Ty的基础上，叠加一个附加温升T△而获得变压器绕组的平均温度(其中T是热模拟装置提供的温升)。[JB/T8450-2016,定义3.2]2变压器用绕组温控器(以下简称温控器)主要由感温元件、弹性元件、指示仪表、I包图1绕组温控器结构示意图5计量特性5.1示值误差温控器示值最大允许误差与准确度等级及量程之间的关系如下：△T温控器示值最大允许误差α——温控器准确度等级；温控器示值误差应不大于最大允许误差。远传信号装置的示值(即温控器所带远传信号装置所输出的量值换算成温度值或温度显示器示值)误差应不大于最大允许误差。温控器示值与远传信号装置示值的差值应不大于最大允许误差绝对值的1/2。5.2示值回差温控器示值回差应不大于最大允许误差的绝对值。远传信号装置的示值回差应不大于最大允许误差绝对值的1/2。5.3接点动作误差温控器控制开关的接点动作误差应不大于示值最大允许误差的1.5倍。3示值的测试点不得与开关接点动作设定的标准点重叠，其间距应不小于6℃。5.4切换差温控器控制开关的接点切换差应为5℃±3℃,也可根据产品使用说明书。5.5热模拟温升误差热模拟装置输入500mA～5000mA的附加电流时，所产生的附加温升应符合表1的规定，对于温控器生产厂家提供热模拟特性数要配置变流器把T转换成.6校准条件温度：(20±5)℃,湿度：≤75%RH;6.2测量标准及其他设备校准所需的测量标准及配套设备可以从表2中参考选择，也可使用满足要求的其4序号设备名称1二等2电测设备于1mΩ,电压分辨力不低于0.1μV,电流分辨标准器、远传信号3温度范围：(-20～160)℃;工作区域最大温差：≤0.1℃;温度波动度：≤0.1℃/10min;4工频交流恒(0～5)A,准确度等级不低于0.5级，功率热模拟特性试验5交流电流表(0～5)A,准确度等级：0.5级，最小分辨热模拟特性试验输6交流电流表(0～2)A,准确度等级：0.5级，最小分辨热模拟特性试验输出端电流测量7额定电压500V,准确度等级5.0级8/7校准项目和校准方法7.1校准项目温控器的校准项目包括温度示值误差、温度示值回差、接点动作误差、切换差和热模拟温升误差。7.2校准前的检查温控器的外形结构应完好，各部件的保护层应牢固、均匀和清洁，不得有锈蚀和脱落现象；表面玻璃或其它透明材料应保持光洁透明，不得有妨碍正确读数的缺陷。温控器刻度盘上的刻度、数字、符号和其它标志应完整、清晰、准确。指针应深入标度尺最短分度线的1/4～3/4范围内，其指针尖端宽度应不超过标尺最短分度线宽5度。温控器的指针与刻度盘平面间的距离在1mm～3mm范围内。温控器示值刻度盘分度值应不大于2℃。7.2.2绝缘电阻检查使用直流电压为500V、准确度等级不低于5级的绝缘电阻表进行。测量温控器开关的接点(短接所有开关的输出端子)与接地端子之间的绝缘电阻，应不小于20MΩ。测量温控器开关的常开接点之间的绝缘电阻，应不小于20MΩ。测量温控器远传信号装置输出端子(短接所有远传信号输出端子)与接地端子之间的绝缘电阻，应不小于20MΩ。7.3校准方法温控器的校准点不少于4个，应均匀分布在测量范围内的主分度线上(包括测量上限和测量下限在内)。也可以根据用户需要选择校准点。校准应在上、下两个行程上分别向上限或下限方向逐点进行，除上限点和下限点只进行单程校准外，其他各点按正反行程各进行一次校准。校准时，将标准温度计和被校温控器温包插入恒温槽中，温包应全部浸没在恒温槽工作区域，温控器表头应垂直放置，表头与温包之间的高度差应不大于1m。示值校准点不得与开关设定点重叠，二者间距不小于6℃。将恒温槽设定到校准温度，待恒温槽示值稳定后10min开始读数，读数时恒温槽温度偏离校准点温度不超过0.5℃(以标准温度计为准),记录标准温度计示值，温控器示值和信号远传装置示值，则温控器示值误差远传信号装置示值误差温控器与远传信号装置偏差6tw温控器示值，℃:ty远传信号装置示值，℃。注：读取温控器示值时，视线应垂直于表盘，读数应估读到分度值的1/10。示值回差应与示值误差校准同时进行，在同一校准温度点(上、下限点除外)上、7.3.3接点动作误差校准接点动作误差的校准点根据出厂设定值或用户使用值，相邻开关间隔应大于6℃。校准时，将标准温度计和温控器温包插入恒温槽，温控器的接点指针调整到校准温度点，开关输出信号接点端子接到开关信号检测装置校准点温度不少于10℃的点，待温控器示值稳定(一般不少于10min),然后均匀改变恒温槽温度(温度变化速率应为0.8℃/min～1.0℃/min),使接点产生闭合或断开的切换动作，在动作瞬间读取标准温度计示值，即为接点上切换值(正行程)或下切换值(反行程),则接点动作误差Sv——接点动作误差校准温度点，℃;7ts——接点上切换值，℃;7.3.4切换差校准接点切换差与接点动作误差校准同时进行，同一温度点上行程切换值与下行程切换值的差值即为切换差，则ts——接点上切换值，℃;t's——接点下切换值，℃。将温控器温包和标准温度计插入恒温槽，确保温包浸没深度不小于150mm,将恒温槽温度控制在(80±1)℃,并稳定15min。wA工频电流发生器wA工频电流发生器传感器电热丝按图2连接好试验电路，按温控器操作说明进行调整，使热模拟装置适于5A输入。先读取温控器示值和远传信号装置示值，再调整工频电流发生器，使得输入电流ITA为5A,通过调整温控器使得加热电流I为740mA。远传信号装置的示值温升误差8温控器与远传信号装置的示值温升偏差△T热模拟温升值，根据加热电流In从表1中查的，℃;△T温控器示值温升误差，℃;△Ty远传信号装置示值温升误差，℃;ΔTp—温控器与远传信号装置的示值温升偏差，℃;T'w——加电流后温控器示值，℃;T'y加电流后远传信号装置示值，℃;Tw加电流前温控器示值，℃;Ty加电流前远传信号装置示值，℃。校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括以下信息：c)校准地点(如果与实验室的地址不同);d)证书的惟一性标识(如编号),页码及总页数的标识；f)被校对象的描述和明确标识，如型号、生产厂家和序列号等信息；g)校准日期，如果与校准结果有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h)如果与校准结果有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k)校准环境的描述，应包括环境温度、相对湿度等；l)校准结果及其测量不确定度的说明；m)对校准规范的偏离的说明；n)校准证书签发人的签名、职务或等效标识；9o)校准结果仅对被校对象有效的声明；p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。9复校时间间隔由于复校时间间隔的长短由仪器的使用情况、使用者和仪器本身质量等诸多因素决定，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。为了确保温控器在其规定的技术性能下使用，建议复校时间间隔为12个月。附录A-1校准地点：标准器名称：测量范围：准确度等级：证书编号：有效期至：1、外观检查：3、示值误差型号规格出厂编号测量范围准确度等级点℃示值/℃误差/℃误差/℃两表偏差/℃回差回差下行程下行程下行程下行程校准核验校准日期附录A-2校准地点：校准依据：标准器名称：证书编号：环境温度：℃测量范围：准确度等级：仪器名称型号规格出厂编号生产厂家证书编号测量范围/℃点上切换值/℃下切换值/℃接点动作误差△ta/℃切换差△₄/℃点上切换值/℃下切换值/℃JJF(鲁)110-2021接点动作误差△ta/℃切换差△t/℃校准地点：校准依据：环境条件：温度：℃标准器名称：测量范围：准确度等级：仪表名称型号规格出厂编号生产厂家证书编号测量范围/℃准确度等级对应的温升值/℃加流前绕组温控器示值/℃加流前远传表示值/℃加流后绕组温控器示值/℃JJF(鲁)110-2021温控器温升误差/℃远传表温升误差/℃温控器与远传表温升偏差/℃不确定度U/℃(k=2)校准：核验：校准日期：年月日附录B校准结果一、绕组温控器示值误差、回差校准校准点值误差/℃值误差/℃两表偏差值回差/℃值回差/℃测量不确定度U/℃(k=2)二、绕组温控器接点动作误差、切换差校准校准点/℃接点动作误差/℃切换差/℃恒温槽温度/℃对应的温升值/℃温挖器温升误差/℃远传表温升误差/℃JJF(鲁)110-2021温控器与远传表温升偏差/℃测(量不确定度U/℃(k=2)(以下空白)变压器用绕组温控器示值误差校准不确定度分析示例C.1被校对象变压器绕组温控器，测量范围：(0～160)℃,最小分度值：2℃,准确度等级：C.2.1二等标准铂电阻温度计，测量范围：(0～420)℃C.2.2高精度数字测温仪，测量范围：(0～420)℃,分辨力：不大于0.001℃,允差：C.2.3恒温槽，测量范围：(-20～160)℃,工作区域最大温差：0.1℃,温度波动度：C.3校准方法按照本规范规定，用比较法进行校准，将标准器和被校绕组温控器的感温包按规定插入恒温槽，恒温槽温度稳定后10分钟开始读取标准器和被检的数据。C.4测量模型tw——绕组温控器指示值，℃;C.5方差和灵敏度系数对式(C.1)各分量求偏导，各分量灵敏系数如下：因此合成方差u²表示为：JJF(鲁)110-2021u²=u²+u²C.6标准不确定度分量C.6.1输入量w引入的标准不确定度u₁C.6.1.1由被校对象示值误差测量重复性和分辨力引入的不确定度分量u₁a)重复性引入的不确定度分量u₁u₁采用A类评定，在相同条件下对被校表在50℃点进行6次重复测量，根据极差法计算单次测量的实验标准偏差s=0.08℃,u被校对象的最小分度值为2℃,不确定度区间半宽为0.2℃,按均匀分布，因此：C.6.1.2由恒温槽均匀度引入的不确定度分量u₁₂恒温槽工作区域最大温差0.1℃,不确定度区间半宽0.05℃,则恒温槽均匀度引C.6.1.3恒温槽波动度引入的不确定度分量u₁3不确定度区间半宽估计为0.05℃,按均匀分布，则双制冷恒温槽波动度引入的不确定C.6.1.4tw引入的标准不确定度u₁的计算C.6.2输入量引入的标准不确定度u₂C.6.2.1标准器及高精度数字测温仪允差引入的不确定度分量u₂1C.6.2.2标准器及高精度数字测温仪的稳定性引入的标准不确定度分量u₂₂标准器及高精度数字测温仪的稳定性不超过0.010℃,不确定度区间半宽0.005℃,按均匀分布，于是：C.6.2.3t引入的标准不确定度u₂的计算由于u₂1和u₂₂互不相关，则：标准不确定度分量一览表见表C.1。标准不确定度不确定度来源值灵敏系数C10.13℃示值误差重复性及被检示值分辨力0.12℃标准器及高精度数字测温仪允差C.8合成标准不确定度u。根据公式,u。=0.13℃。C.9扩展不确定度取包含因子k=2,根据公式U=ku:U=0.3℃。变压器用绕组温控器热模拟温升误差校准不确定度分析示例D.1被校对象变压器绕组温控器，测量范围：(0～160)℃,最小分度值：2℃,准确度等级：D.2校准用标准器及配套设备D.2.1二等标准铂电阻温度计，测量范围：(0～420)℃D.2.2高精度数字测温仪，测量范围：(0～420)℃,分辨力：不大于0.001℃,允差：D.2.3恒温槽，工作区域最大温差：0.1℃,温度波动度：0.1℃/10min。D.2.4交流电流表A₂,测量范围0～2A,准确度等级：0.5级。D.3校准方法将绕组温控器温包和标准温度计插入恒温槽，将恒温槽温度恒定在80℃点，记录恒温槽实际温度t及绕组温控器指示值tw,然后调节交流恒流源电流使A₂恒定在温升值△T