电力互感器检定规程

1、国家计量检定规程JJG200电力互感器 第 17 页 共 17 页电力互感器检定规程本规程适用于新制造、使用中和修理后的安装在6kV及以上电力系统中用于计费与测量的电力互感器（包括电流、电压互感器以及组合互感器）的检定。一 技术要求1 准确度等级电流互感器的准确度为0.1、0.2S、0.2、0.5S、0.5、1级，电压互感器的准确度为0.1、0.2、0.5、1级。组合互感器按它所包含的电流、电压互感器的准确度分别定级。2 基本误差电流互感器的电流误差（比值差）按下式定义： （1）电流互感器的相位误差定义为一次电流相量与二次电流相量的相位差，单位为min。相量方向以理想电流互感器的相位差为零来决

2、定，当二次电流相量超前一次电流相量时，相位差为正，反之为负。电压互感器的电压误差（比值差）按下式定义： （2）电压互感器的相位误差定义为一次电压相量与二次电压相量的相位差，单位为min。相量方向以理想电压互感器的相位差为零来决定，当二次电压相量超前一次电压相量时，相位差为正，反之为负。式（1）和（2）中，为电流互感器的额定电流比，为电压互感器的额定电压比，为二次电流有效值，为二次电压有效值，为一次电流有效值，为一次电压有效值。在表1的参考条件下，电流互感器的误差不得超过表2给出的限值范围，电压互感器的误差不得超过表3给出的限值范围，实际误差曲线不得超出误差限值连线所形成的折线范围。电力互感器在

3、连续的两次周期检定中，其误差的变化，不得大于基本误差限值的1/2。表1 参考条件环境温度相对湿度电源频率二次负荷电源波形畸变系数环境电磁场干扰强度103530%85%50Hz0.5 Hz额定负荷和1/4额定负荷5%不大于正常工作接线所产生电磁场的1/3表2 电流互感器基本误差限值准确等级Ip/In(%值差（%）3.01.51.01.0相位差（ ）1809060600.5比值差（%）1.50.750.50.5相位差（ ）904530300.2比值差（%）0.750.350.20.2相位差（ ）301510100.1比值差（%）0.40.20.10.1相位差（ ）1585

4、50.5S比值差（%）1.50.750.50.50.5相位差（ ）90453030300.2S比值差（%）0.750.350.20.20.2相位差（ ）3015101010 注：电流互感器的基本误差以退磁后的误差为准。表3 电压互感器基本误差限值准确等级Up/Un(%)801001201比值差（%）1.01.01.0相位差（ ）6060600.5比值差（%）0.50.50.5相位差（ ）3030300.2比值差（%）0.20.20.2相位差（ ）1010100.1比值差（%）0.10.10.1相位差（ ）5553 附加误差电力互感器在制造厂规定的运行工况下，附加误差不得超过基本误差限值的1/2

5、。4 铬牌和标志电力互感器的器身上应有铭牌和标志。铭牌上应有接线图或接线方式说明，有额定电流比或（和）额定电压比，准确度等级等明显标示。一次和二次接线端子上应有电流或（和）电压接线符号标志，接地端子上应有接地标志。二 检定条件5 环境条件5.1 环境气温-545，相对湿度不大于95。5.2 环境电磁场干扰引起标准器的误差变化，不大于被检互感器基本误差限值的1/20。环境电磁场干扰引起被检互感器的误差变化，不大于被检互感器基本误差限值的1/10。6 试验电源电源频率为50Hz0.5 Hz，波形畸变系数不大于5%。7 电流、电压比例标准器6.1 标准电流、电压互感器 检定使用的标准电流、电压互感器

6、，应和被检互感器有相同的变比，准确度至少比被检互感器高两个等级，在检定环境条件下的实际误差不大于被检互感器基本误差限值的1/5。标准器的变差（电流、电压上升与下降时两次测得误差值之差），应不大于它的误差限值的1/5。标准器的实际二次负荷（含差值回路负荷），应不超出其规定的上限与下限负荷范围。如果需要使用标准器的误差检定值，则标准器的实际二次负荷（含差值回路负荷）与其检定证书规定负荷的偏差，不应大于10%。6.2 电容分压器在检定环境条件下，电容分压器的电压系数（分压比与电压的相关性），应不大于被检电压互感器基本误差限值的1/7。 选用电容分压器作标准器检定电压互感器时，应使用替代法线路操作。电

7、容分压器的分压比在使用期间的变化，不得大于被检互感器基本误差限值的1/10。7 电流、电压负荷箱 在环境气温1525，相对湿度不大于85，电源频率50Hz0.5 Hz，波形畸变系数不大于5%的条件下，电流、电压负荷箱在额定电流、电压的80%120%范围内，有功和无功分量误差均不大于3%。功率因数等于1的负荷箱，残余无功分量不大于额定负荷的3%。在其它有规定的电流、电压百分数下，有功和无功分量的附加误差均不大于1.5%。环境温度每变化10，引起的附加误差不大于2。8 误差测量装置误差测量装置引起的测量误差，不大于被检互感器基本误差限值的1/10。其中差值回路的二次负荷对标准器和被检互感器的误差影

8、响均不大于它们误差限值的1/20。9 监测用电流、电压百分表电流、电压百分表的准确度不低于1.5级。在规定的测量点范围内，内阻抗应保持不变。三 检定项目和检定方法10 检定项目9.1 外观检查9.2 绕组极性检查9.3 误差检验10 外观检查被检互感器外观应完好，铭牌及标记符合第3条要求。11 绕组极性检查推荐使用互感器校验仪检查绕组的极性。根据互感器的接线标记，按比较法线路完成测量接线后，升起电流、电压至额定值的5%以下试验或试测，用校验仪的极性指示功能或误差测量功能，确定互感器的极性。12 误差检验12.1 一般要求根据被检互感器的变比和准确度等级，参照第6条选用标准器，使用本条所规定的线

9、路测量误差。测量时可以从最大的百分数开始，也可以从最小的百分数开始，但都应该在至少一次全量程升降之后读取检定数据。电流互感器在上限负荷下的检验点为1%（只对S级）、5%、20%、100%、120。下限负荷下的检定点为5%、100%。电压互感器的上限负荷下的检验点为80%、100%、120%（对35kV及以下电压互感器），或80%、100%、110%（对330kV及以下电压互感器），或80%、100%、105%（对500kV电压互感器）。下限负荷下的检定点为80%和100%。除非用户有要求，电流互感器和电压互感器都只对实际使用的变比进行检验。图1 检验电流互感器误差接线图中：T升流器 YT调压器

10、To标准电流互感器Tx试品电流互感器计费绕组Zb电流负荷箱 HE互感器校验仪CT1CTn被检电流互感器保护和测量绕组准确度0.1级和0.2级的互感器，检验时读取的比值差精确到0.001%, 相位差精确到0.01 。准确度0.5级和1级的互感器，检验时读取的比值差精确到0.01%, 相位差精确到0. 1 。12.1 使用标准电流互感器的比较法线路原理线路见图1。被检电流互感器一次导体的L1（P1）端和标准电流互感器的L1（P1）端对接，二次绕组的K1（S1）端和标准电流互感器的K1（S1）端对接。共用一次导体的其它电流互感器二次绕组端子用导线短路并接地。图2 检验电磁式电压互感器误差 图3 检验

11、电容式电压互感器误差（高端测差） （高端测差）12.2 使用标准电压互感器的比较法线路原理线路见图2和图3。图2的高压试验电源是试验变压器，主要用于检验电磁式电压互感器。图3使用串联谐振升压装置，主要用于检验电容式电压互感器。在图2和图3中，互感器校验仪HE使用高端电压测差接法。如果使用的校验仪只能低端测差，可按图4和图5线路接线和测量。检定三相电压互感器，应施加三相高压电源，在被测相接入标准电压互感器和互感器校验仪，用比较法测量误差。用一台标准电压互感器检定中性点有效接地三相电压互感器的线路见图6。 图4 检验电磁式电压互感器 图5 检验电容式电压互感器 （低端测差） （低端测差）图6 中性

12、点有效接地三相电压互感器检验线路 12.3 使用电容分压器的检验线路 使用电容分压器作标准器检验电压互感器误差的线路见图7和图8。电容分压器用作替代法测量。首先用电容分压器检验一台与被检互感器变比相同的标准电压互感器，调节电容分压器的分压比使校验仪示值等于标准电压互感器的检定值。 然后用被检电压互感器替换标准电压互感器，在规定的电压百分数下测出被检互感器的误差。图7 电磁式电压互感器的误差检验线路 图8 电容式电压互感器的误差检验线路 12.4 大电流互感器等安匝法校验当一次返回导体的磁场对电流互感器误差产生的影响不大于基本误差限值的1/6时，可以使用等安匝法测量电流互感器的误差。 等安匝校验

13、方法见附录B12.5 大电流互感器误差曲线的外推当一次返回导体的磁场对电流互感器误差产生的影响不大于基本误差限值的1/6时，允许用外推的误差曲线代替实测的误差曲线。外推的起始点应不小于额定电流的20%。外推的方法参见附录C。12.6 电磁式电压互感器误差曲线的外推当一次绕组的电阻和漏电抗测算的误差不大于30%时，允许用外推的误差曲线代替实测的误差曲线。外推的起始点应不小于额定电压的20%。外推的方法参见附录D。12.7 电压互感器负荷误差曲线的外推当电压互感器的实际二次负荷不等于误差检验时所带负荷，并且实际负荷不大于误差检验时所带负荷的二倍时，允许用外推的误差曲线代替实测的误差曲线。外推的方法

14、参见附录E。四 检定结果的处理和检定周期13 检定数据应按规定格式做好原始记录。原始记录应至少保持两个检定周期。14 用外推法测算互感器误差时，应按规定格式填写计算单。计算单和原始记录一起保存。当外推法与比较法结果不一致时，应进行复检。复检数据的不确定度应不大于被检互感器基本误差限值的1/6。15 按本规程得到的被检互感器在全部检验点的误差，如果不超出表2或表3的基本误差限值范围，则认为误差合格。按本规程得到的被检互感器在一个或多个检验点的误差，如果超出表2或表3的基本误差限值范围，而且检验时的环境条件符合表1的参考条件，则认为误差不合格。若检验时的环境条件不符合表1的参考条件，则应设法在参考

15、条件下复检，并根据复检的结果作出误差是否合格的结论。16 被检互感器外观检查和极性试验合格，同时按第15条规定认定误差检验合格，则互感器检定合格并发给检定证书。并在检定证书上给出互感器的误差检定结果。复验后仍有不合格项目的互感器，发给检定结果通知书。并在通知书中说明不合格的项目和数据。17 电力互感器的第一个检定周期为10年，以后的检定周期为5年。使用中的电力互感器，当用电与供电有一方或双方提出缩短检定周期的要求时，计量机构应按要求缩短检定周期。 附录A电流互感器开路退磁法将电流互感器的二次绕组开路，用升流变压器往一次绕组通入10%的额定一次电流，。然后平稳、缓慢地将电流降到零。为了获得好的退

16、磁效果，一般要重复多次，每次适当降低最大退磁电流。退磁时应在匝数最多的二次绕组接入交流峰值电压表监视二次电压，当指示值超过4500V时，应停止增加电流。并在此较小的电流下退磁。附录B用等安匝法测量大电流互感器误差 一次电流导体由多匝导线组成的电流互感器以及母线型电流互感器，可以采用等安匝法测量误差。测量时使用的一次电流根据标准电流互感器选用，一般为被检电流互感器额定一次电流的1/21/10。母线型电流互感器的一次电流导线尽量均匀地绕在被检电流互感器铁芯上。标准电流互感器的电流比乘上一次导线匝数应等于被检电流互感器的电流比。等安匝法测量电流互感器误差的线路和常规的比较法线路相同。数据处理方法也相

17、同。 当一次返回导体的磁场对被检电流互感器误差的影响达到基本误差限值的1/61/8时，应使用实际准确度不大于被检电流互感器基本误差限值1/10的标准电流互感器。影响小于1/8时可以使用实际准确度不大于被检电流互感器基本误差限值1/5的标准电流互感器。 由多匝导线组成的电流互感器，铁芯一般没有磁屏蔽。一次返回导体轴线与互感器铁芯轴线的距离与铁芯半径之比，典型值为3。计算表明在一次导线电流不大于3000安匝时，对互感器误差的影响不大于基本误差的1/6。用于测量发电机出口电流的母线型电流互感器，一次电流达到10kA量级，必须对铁芯采取磁屏蔽措施。通常把铁芯置于由高磁导材料制成的屏蔽盒内，为了避免磁屏

18、蔽层在强磁场下饱和，磁屏蔽层外面再套一层高电导材料的屏蔽套。正确设计安装的磁屏蔽系统，可以保证一次返回导体对互感器误差的影响不大于基本误差限值的1/6。附录C用负荷误差仿真法外推电流互感器误差曲线C1 原理受电源及设备限制，一次电流不能升到额定值，且被校互感器一次返回导体磁场对误差的影响不大于被校互感器基本误差限值的1/6时。可以采用二次负荷仿真法外推电流互感器误差曲线。方法是通过增加二次负荷来提高二次电压，模拟一次电流增加后对励磁阻抗的影响。当一次电流从增加到时，上的电压从增加到。如果保持一次电流为，但改用二次负荷，并且，其中，则上的电压等于二次负荷为，一次电流为时的值，保证了与的相关性。

19、在运用二次负荷仿真的原理进行计算前，要把互感器误差还原为无补偿的状态。为此要计算补偿量 ，在下面例子中，通过用5%点仿真外推20%点的误差，和20%点的误差实测结果比较，计算出补偿量。公式推导如下：记电流互感器在5%额定电流，二次负荷R下的误差为，在20%额定电流，二次负荷R/4下的误差为，记为5%点的一次电流，为20%点的一次电流，为5%点，二次负荷R下的励磁电流，为20%点，二次负荷R/4下的励磁电流。为互感器的误差补偿量。根据电流互感器的误差理论： （C.1） （C.2）由式（C.1）解出 （C.3）把式（C.3）代入式（C.2），经运算后得到 （C.4）C2 操作步骤 以下的步骤适用于

20、以额定电流20%点作为参考点外推误差曲线的操作。C2.1 按表C.1的内容测量被检电流互感器在额定电流5%、20%点的误差。(对S级增加1%点在额定负荷下的误差.) 。表中R为额定二次负荷。测量时使用的标准器在20%点的实际误差应不大于被检互感器在100%点基本误差限值的1/10。 表C.1 电流互感器仿真测量数据IpIn5%20%二次负荷RR/4RR/45R5R/46R6R/4f (%)F1F2F3F4F5F6F7F8 ( )D1D2D3D4D5D6D7D8C2.2 计算补偿量按公式C.4 计算补偿量, 。计算补偿量引入的误差。选取比值差和相位差中绝对值大的一个作为控制量。此值不得大于基本误

21、差限值的1/10。C2.3 计算电流互感器消除补偿后的仿真数据把表B.1中各栏数据减去, 即得到电流互感器消除补偿后的仿真数据。C2.4 计算电流互感器仿真测量结果 1) 100%点, 额定负荷下的误差为+, ;2) 120%点, 额定负荷下的误差为+, 3) 100%点, 1/4额定负荷下的误差为+, 计算二次负荷偏差引入的误差。选取比值差和相位差中绝对值大的一个作为控制量。此值不得大于基本误差限值的1/10。C3 计算举例表C.2是某开关站一台220kV电流互感器的仿真测量数据。电流比1500A/1A,额定负荷30VA，cos=0.8。准确度0.2级.。标准器为一台200A3000A/5A

22、、1A， 0.02级电流互感器。测量程序为：在5%额定电流下，负荷箱置30VA和7.5VA（对应上限负荷和下限负荷），测量并记录误差；在20%额定电流下，负荷箱置30VA和7.5VA，150VA和37.5VA（对应100%额定电流）, 180VA和45VA（对应120%额定电流），测量并记录误差。表C.2 电流互感器仿真测量数据Ip/In5%20%S(VA)307.5307.515037.518045f (%)0.1880.0720.0970.0490.2410.1070.2690.12( )5.843.551.51.071.521.471.471.43用式（C.4）可计算出补偿量：0.003

23、%, 0.52。可见它没有匝数补偿。表C.2各栏减去补偿量，即还原为无补偿状态，数据见表C.3。补偿量引入的误差为0.910-4, 0.910-4，都没有超过0.2%的1/10。表C.3 电流互感器消除补偿后的仿真数据Ip/In5%20%S(VA)307.5307.515037.518045f (%)0.1850.0690.0940.0460.2380.1040.2660.117( )6.364.072.021.592.041.991.991.95 根据仿真原理，20%电流下150VA对应100%电流下30VA，37.5VA对应100%电流下7.5VA，180VA对应120%电流下30VA，4

24、5VA对应120%电流下7.5VA。把表C.3中相应值依次除以5和6，再加上补偿量，即得到仿真测量结果，如表C.4。 二次负荷偏差引入的误差为：1.410-4，0.810-4，都没有超过0.2%的1/10。表C.4 电流互感器误差仿真结果Ip/In5%20%100%120%5%20%100%120%S(VA)307.5f (%)0.1880.0970.0500.0470.0720.0490.0240.023( )5.841.500.220.563.551.070.230.28附录D用励磁误差仿真法外推电压互感器误差曲线图D.1 电压互感器低压励磁仿真测量线路D1 原理使用图D.1的线路，在被检

25、电压互感器的二次侧串入低值电阻，模拟一次回路电阻压降，测量和计算电压互感器的空载误差。线路中使用了试验电源E，试验变压器T，仿真用标准电压互感器PT0 ，低值(典型值0.1)电阻RP，电压互感器校验仪HE和被检电压互感器PTX 。图D.2是折算到二次侧的T型等效电路， Z1是一次回路电阻和漏抗Z1折算 到二次侧的阻抗，折算关系为：Z1 =Z1 W22/W12 。C1是一次回路对地电容C1折算到二次侧图D.2 电压互感器低压励磁仿真等效电路的电容，折算关系为：C1 =C1 W22/W12 。C0是一次回路等效励磁电容C0折算到二次侧的电容，折算关系为：C0 =C0 W22/W12 。Zm是二次回

26、路励磁阻抗，根据耦合系数等于1的假设，Zm=Zm W22/W12 , Z2是二次回路电阻和漏抗。Z2和RP相对于Zm 可以忽略，Z1相对于C1可以忽略。当试验电压折算到一次的值等于工作电压Ua时，校验仪测量得到误差读数1： (D.1)使用增量测量方法，按图D.1线路在电压Ub下进行仿真测量，得到2：则有： （D.2）根据（D.1）式，在一次电压Ub和Ua下的空载误差和之差为： = （D.3）从（D.2）和（D.3）式得到： 可算得： （D.4）式（D.4）表明，被测电压互感器在电压Ub下的误差，可以通过在电压Ua下实测的误差，加上低压励磁仿真测量得到的误差与分流器电阻，以及一次绕组内阻折算到二

27、次的阻抗计算得到。式中中的电阻分量可以用电压互感器一次绕组直流电阻算出。电抗分量可以通过绕组的电气结构和几何尺寸计算。一般情况下，单级结构的一次绕组折算到二次的漏电抗值为0.01量级，串级结构的一次绕组折算到二次的漏电抗值为0.001量级。D2 操作步骤以下的步骤适用于以额定电压30%点作为参考点外推误差曲线的操作。D2.1 按表C.1的内容测量被检电压互感器在额定电压30%、80%、100%、120%(或115%)点的低压励磁误差以及额定电压20%、30%点的变比误差。表中变比误差对应的二次负荷为0VA。测量时使用的标准器在额定电压30%点的实际误差应不大于被检电压互感器100%点基本误差的

28、15%。 表D.1 电压互感器仿真测量结果 0VA UpUn(%)203050f (%)()f (%)()f (%)()F2D2F3D3F5D5F3-F2D3-D2F5-F3D5-D30.1340.100.1340.10表D.1（续）UpUn(%)80100120f (%)()f (%)()f (%)()F8D8F10D10F12D12F8-F3D8-D3F10-F3D10-D3F12-F3D12-D3D2.2 计算补偿量按公式D.4 计算补偿量 。式中是一次绕组的电阻和漏电抗折算到二次的阻抗, =。是二次串联电阻。和是在电压U1下测得的变比误差和励磁误差。和是在电压U2下测得的变比误差和励磁

29、误差。一次绕组的电阻可以用欧姆表测量，准确度可达到5%。漏电抗可以根据绕组结构用公式计算，准确度可达到20%。如果不知道绕组结构，也可以用以下的经验方法估计：对于只有一个高压线圈的电压互感器，漏电抗取电阻值的0.61.5倍，串级的110kV和220kV电压互感器，漏电抗取电阻值的0.20.3倍。注意这里，=均为复数。校验仪测得的同相分量f单位为%，正交分量和单位为min，计算时要把min化为crad。换算关系为，。一次绕组电阻和漏电抗的测算误差，应控制在于30%之内。D2.3 计算电压互感器的误差仿真数据把表D.1中的30%栏的实测误差数据加上80%、100%、120%各栏算得的, 即得到被检电压互感器二次负荷0VA的误差仿真数据。把测得的20%和30%栏在上限和下限负荷的误差，分别加上80%、100%、120%各栏算得的, 即得到被检电压互感器在上限和下限负荷下的误差仿真数据。D3 计算举例表D.2是对一台110kV串级结构的电压互感器的仿真测量结果。准确度0.2级，一次绕组直流电阻R1=49