JJF鲁161-2023高压电能表校准装置校准规范

JJF（鲁）161-2023

高压电能表校准装置校准规范

1范围

本规范适用于参比频率为50Hz，电压范围为6kV~35kV的三相或单相高压电能表校

准装置的校准。

2引用文件

本规范引用了下列文件：

JJG597交流电能表检定装置

GB/T32856-2016高压电能表通用技术要求

GB/T37968-2019高压电能计量设备检验装置

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于该规范；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

高压电能表校准装置（以下简称装置）是用来校准高压电能表的装置，其通常由控制

模块、高压源、标准表、标准互感器（或其他电参量转换设备）或其组合及误差计算系统

组成，装置分为单相装置和三相装置，其中，三相装置可以在三相三线、三相四线的接线

方式下工作。以单相装置为例，其结构框图如图1所示。

I反馈电流互感器

控制

模块I输出电流

标

准电压电流源

表

误差计电压

U输出

算系统

U反馈电压互感器

图1单相装置结构框图

1

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

4计量特性

4.1基本误差

基本误差用相对误差表示。各等级装置的基本误差不应超过表1、表2的规定。

表1装置有功电能测量的最大允许误差

功率因数各等级装置的最大允许误差

负载电流范围

cosφ0.02级0.05级0.1级

1±0.03%±0.07%±0.2%

0.5L

单相和平衡负载＜±0.05%±0.1%±0.3%

0.2Imin≤IImin0.8C

0.25L

±0.07%±0.2%±0.5%

0.5C

1±0.02%±0.05%±0.1%

0.5L

单相和平衡负载＜±0.03%±0.07%±0.2%

Imin≤IImax0.8C

0.25L

±0.05%±0.1%±0.3%

0.5C

1±0.05%±0.1%±0.3%

＜

0.2Imin≤IImin0.5L

±0.07%±0.2%±0.5%

0.8C

不平衡负载

1±0.03%±0.07%±0.2%

＜

Imin≤IImax0.5L

±0.05%±0.1%±0.3%

0.8C

注：Imax、Imin分别为电流的最大量限、最小量限。

2

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

表2装置无功电能测量的最大允许误差

各等级装置的最大允许误差

功率因数

负载电流范围

sinφ0.2级0.3级

1±0.3%±0.5%

0.2Imin≤I＜Imin0.5±0.5%±0.7%

0.25±0.7%±1.0%

单相和平衡负载

1±0.2%±0.3%

Imin≤I＜Imax0.5±0.3%±0.5%

0.25±0.5%±0.7%

1±0.5%±0.7%

0.2Imin≤I＜Imin

0.5±0.7%±1.0%

不平衡负载

1±0.3%±0.5%

Imin≤I＜Imax

0.5±0.5%±0.7%

4.2装置的测量重复性

装置的测量重复性用实验标准差表征，实验标准差不应超过表3和表4的规定。

表3装置有功测量允许的实验标准差限值

装置的准确度等级0.02级0.05级0.1级

cosφ=1.00.0025%0.005%0.01%

cosφ=0.5L0.0030%0.007%0.02%

表4装置无功测量允许的实验标准差限值

装置的准确度等级0.2级0.3级

sinφ=1.00.02%0.03%

sinφ=0.5L0.03%0.07%

4.3监视示值的误差与显示

装置配置的监视仪表（含内置仪表或虚拟仪表）应与装置的测量范围相适应，在实

3

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

际工作状态下，监视示值（以及不能直接显示的默认值）与装置输出实际值之间的误差

应不超过表5的规定，起动电流和起动功率的监视示值误差不超过5%。各监视示值的

分辨力应不超过其对应误差限的1/5。潜动试验时，电压回路实际输出能达到额定电压

回路的80%~115%，电流回路的实际输出电流应为零。显示监视示值的软件界面应方便

监视输出状态。

表5监视示值的误差限值

装置的有功准确度等级0.02级0.05级及以下等级

电压（相对误差）±0.2%±0.2%

电流（相对误差）±0.2%±0.5%

相位（绝对误差）±0.3º±0.5º

功率（相对误差）±0.2%±0.5%

频率（相对误差）±0.1%±0.2%

4.4对称度

三相装置应能输出对称的电量，在装置指示(或默认)对称时，实际输出的对称度应不

超过表6的规定。

表6三相装置输出的对称度

装置的准确度等级0.02级0.05级及以下等级

电压对称度（%）±0.3±0.5

电流对称度（%）±0.5±1.0

相位对称度（º）12

4.5波形失真度

在规定的输出负载范围内，装置输出的波形失真度应不超过表7规定。

表7三相装置输出的波形失真度

装置的准确度等级0.02级0.05级0.1级

波形失真度（%）±0.5±1±2

4

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

4.6功率稳定度

装置输出功率稳定度在规定的输出负载范围内应不超过表8规定。

表8装置输出功率稳定度

装置的准确度等级0.02级0.05级0.1级

功率稳定度（%）0.020.050.1

注：

1.以上指标不适用于合格性判别，仅供参考。

2.计量特性以产品技术指标为准。

5校准条件

5.1环境条件

温度：(23±2)℃；

相对湿度：小于等于75%；

供电电源：应满足制造厂及有关规定；

其他条件：实验室应配备保障人员安全的高压防护用具，具备良好的接地设施。

5.2测量标准及其他设备

5.2.1标准测量系统

校准时所需的标准测量系统主要由标准电能表、标准电压互感器、标准电流互感器组

合而成。确定被校装置的误差时，使用的测量标准的准确度等级不应低于表9的规定。

表9标准测量系统准确度等级

装置准确度等级0.02级0.05级0.1级

三相标准电能表0.01级（加修正）0.02级0.03级

标准电压互感器0.002级0.005级0.01级

标准电流互感器0.002级0.005级0.01级

5.2.2失真度测量仪器

由失真度测量仪器引入的不确定度应不超过被校装置最大允许误差绝对值的1/5。

5.2.3电流电压转换仪器

由电流电压转换仪器引入的不确定度应不超过被校装置最大允许误差绝对值的1/5。

5

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

6校准项目和校准方法

6.1校准项目

测量系统的校准项目见表10。

表10校准项目

序号校准项目校准方法

1监视示值误差6.2.2

2对称度6.2.3

3波形失真度6.2.4

4功率稳定度6.2.5

5基本误差6.2.6

6装置的测量重复性6.2.7

6.2校准方法

6.2.1校准前准备

装置的标志应符合国家相关技术文件的规定，装置应明示产品名称及型号、出厂编号

（或设备编号）、准确度等级、测量范围（或量限）、制造厂商（或商标）等信息，应有显

著的接地端子。

装置应能进行起动试验、潜动试验；三相装置还应能进行不平衡负载试验。三相装置

初始状态应为正相序，能进行相序转换的装置应有相序的指示（或监视）功能。

6.2.2监视示值误差

将标准测量系统的电流测量回路串联在装置的电流输出回路，电压测量回路并联在装

置的电压输出回路，采用比较法确定电压、电流、功率、相位和频率的监视示值误差。

在控制量限和其它认为有必要的量限进行校准。

注：控制量限一般指经常使用、较能代表装置计量性能、通常作为制造商和用户对计量性能进行调

整和长期考核的主要参考量限。控制量限可协商确定，不能协商确定的由校准部门确定。

确定电压监视示值误差时，在控制量限输出的60%~120%范围内选取不少于3个常用

试验点；确定电流监视示值误差时，在控制量限输出的40%～120%范围内选取不少于3

个常用试验点；确定相位监视示值误差时，电压、电流调至控制量限输出的100%，选择

不少于3个常用试验点；确定功率监视示值误差时，在控制量限输出的40%～120%范围内

6

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

选取不少于3个常用试验点；确定频率监视示值误差时，在控制量限输出100%时测量额

定频率点。

6.2.3对称度

对于三相装置，选择控制量限，调节装置输出，使监视仪表显示最佳对称状态。

将标准测量系统的电流测量回路串联在装置的电流输出回路，电压测量回路并联在装

置的电压输出回路，同时在装置输出端测量三相线电压、相电压、相电流，分别在功率因

数1.0和0.5L下进行测量，由式（1）、（2）计算电压对称度V、电流对称度I，取三相

计算结果中最大值为最终对称度测量结果。

VV

x100%（1）

VV

II

x100%（2）

II

式中：

电压对称度；

V——

电流对称度；

I——

相电压（或线电压）；

Vx——

V——三相相电压（或线电压）平均值；

相电流；

Ix——

I——三相相电流平均值。

将标准测量系统的电流测量回路串联在装置的电流输出回路，电压测量回路并联在装

置的电压输出回路，同时测量任一相电压和对应电流间的相位角，取相位角之间最大差值

作为相间相位对称度；测量任一相电压（电流）与另一相电压（电流）间的相位角，取其

与120°的最大差值作为线间相位对称度。分别在功率因数1.0和0.5L下进行测量。

6.2.4波形失真度

校准时在控制量限下进行。

将标准电压互感器并联在装置的电压输出回路，电压互感器二次端连接失真度测量仪

器，其测量结果为装置电压失真度。

7

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

将标准电流互感器串联在装置的电流输出回路，电流互感器二次端连接电流电压转换

设备，电流电压转换设备输出端连接至失真度测量仪器，其测量结果为装置电流失真度。

6.2.5功率稳定度

选择控制量限，分别在功率因数1.0、0.5L时进行测量。将标准测量系统的电流测量

回路串联在装置的电流输出回路，电压测量回路并联在装置的电压输出回路，1s~1.5s读

一次功率，测量时间至少2min。中间不允许对输出进行调节。三相装置应分别在三相平

衡负载和不平衡负载下进行。装置输出负载功率的稳定度按式（3）计算，计算中应去掉

粗大误差：

1n

4cos(pip)

n1

i=1100%（3）

Pp

式中：

装置的功率稳定度；

P——

第次测量的功率读数（）；

pi——ii=1,2,3…n

p——n次功率读数的平均值；

n——测量次数。

6.2.6基本误差

计算基本误差方法

三相三线基本误差校准接线方式如图2所示，三相四线基本误差校准接线方式如图3

所示。将标准测量系统的电流测量回路串联在装置的电流输出回路，电压测量回路并联在

装置的电压输出回路，将装置的脉冲输出接入标准电能表的脉冲输入端口，经预热稳定后，

在最小负载下施加电压电流。

8

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

Ua电压互感器AUa

UaoUao

三

UbUb

被UboUbo

电压互感器

C相

UcUc

UcoUco

测标

准

装

Ia

Ia电流互感器A电

IaoIao

Ib

置Ib能

IboIbo

IcIc

电流互感器C表

IcoIco

高频脉冲

图2三相三线基本误差校准连接图

Ua

电压互感器AUa

Uao

Uao

Ub三

电压互感器BUb

被

Ubo

Ubo

Uc相

Uc

电压互感器

UcoC

Uco

测标

准

装

Ia电

电流互感器AIa

Iao

Iao

置

Ib能

电流互感器BIb

Ibo

Ibo

Ic表

Ic

电流互感器C

Ico

Ico

高频脉冲

图3三相四线基本误差校准连接图

9

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

装置的基本误差按公式（4）计算得出：

NnomNact

i100%（4）

Nact

式中：

装置的基本误差；

i——

给定测量周期内标准测量系统期望的脉冲数；

Nnom——

试验期间从被检装置收到的实际脉冲数。

Nact——

脉冲信号同步采样的控制

应选取适当的采样时间，使被控制设备有足够的电能脉冲累计值。此时，一个脉冲与

脉冲累计值之比不超过对应误差限的1/100。但有功测量和无功测量时采样时间最长不应

超过式（5）和式（6）计算的T：

S

T60n（5）

P0

式中：

T——采样时间；

该量限额定视在功率；

Sn——

有功调定功率。

P0——

S

T60n（6）

Q0

式中：

无功调定功率。

Q0——

试验量限的选择

基本误差在表11给出的试验量限进行校准（该试验量限是指电压和电流量限的组合）。

根据需要，用户和校准部门均可要求增加其它试验量限。表11中包括的试验点，如果实际

上不使用，可不予测量。

10

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

表11基本误差试验量限

序号电压电流功率因数负载试验量限数

1.0

平衡负载（单相）、

1UcIc0.5L、0.25L1

不平衡负载

0.5C、0.8C

Umin≤Ui≤Umax1.0

2Ic平衡负载（单相）i=2

（Ui≠Uc）

0.5L

Imin≤Ii≤Imax1.0

3Uc平衡负载（单相）i=4

（Ii≠Ic）

0.5L

1.0

平衡负载（单相）、

4UminIc0.5L1

不平衡负载

0.5C、0.8C

注：

1、Umax、Imax、Umin、Imin、Uc、Ic分别为电压（电流）的最大量限、最小量限、控制量限；

2、无功试验时按实际需要选择感性负载或容性负载；

3、最小负载仅相当于连接一个测量仪表，最大负载相当于在电压线路或电流线路最大输出消耗时

连接最多的仪表；

4、如果装置试验电流或电压量限小于i，则试验量限数可适当减少。

试验量限用图表的形式表示如图4所示。

I

Imax

(3)

Ic(2)(2)(1)(2)

(3)

Imin

UminUcUmaxU

图4试验量限选择图

11

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

确定基本误差时，0.05级和0.1级装置每一负载功率下至少记录两次误差数据，

取平均值作为结果，0.02级装置每一负载功率下至少记录五次误差数据，取平均值做结果。

记录有明显错误或负载功率急剧波动时测得的数据除外。

6.2.7装置的测量重复性

选择控制量限，在功率因数1.0、0.5L下分别确定有功基本误差和无功基本误差。0.05

级及0.1级装置进行不少于5次测量，0.02级装置进行不少于10次测量，每次测量必须从

开机初始状态重新调整至测量状态。按式（7）计算实验标准差S(%)：

n

12（）

S(%)(i)7

n1i1

式中：

第次测量时被检装置的基本误差；

i——i

——各次基本误差的平均值；

n——重复测量的次数。

7校准结果表达

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：

a)标题：“校准证书”；

b)实验室名称和地址；

c)进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；

d)证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；

e)客户的名称和地址；

f)被校对象的描述和明确标识；

g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收

日期；

h)如果与校准结果的有效性应用有关时，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；

l)校准结果及其测量不确定度的说明；

12

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

m)对校准规范的偏离的说明；

n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；

o)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。

8复校时间间隔

建议复校时间间隔为2年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、

仪器本身质量等诸因素所决定的，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。

13

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

附录A高压电能表校准装置基本误差不确定度评定示例

A.1概述

将标准电压互感器和标准电流互感器接入被测装置线路，标准电流互感器和标准电压

互感器的二次端接入标准电能表，被测装置的脉冲输出接入标准电能表，从而计算出被测

装置的基本误差。

测量标准：三相标准电能表0.01级

2台标准电压互感器0.001级

2台标准电流互感器0.001级

被测对象：0.05级高压电能表校准装置。

A.2测量模型

测量模型见公式（A.1）。

0（A.1）

式中：

——高压电能表校准装置基本误差；

0——标准测量系统测得的基本误差。

A.3由测量重复性引入的不确定度u1

在相同条件下，将被测对象，在三相三线接线方式下测量10kV、100A、cos=1.0测

量点，独立重复测量10次，10次的数据见表A.1。

表A.1重复性测量数据

次数nxi（%）

1-0.015

2-0.022

3-0.014

4-0.013

5-0.015

6-0.013

7-0.014

8-0.012

9-0.016

10-0.015

14

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

用Bessel公式计算得:

平均值:

n

xi

xi1-0.015%

n

测量重复性s为：

n

2

(xix)

si10.0028%

n1

因实际测量中基本误差取两次平均值作为结果，所以测量重复性引入的标准不确定度：

0.0028%

u10.0020%

2

A.4由三相标准电能表准确度引入的不确定度u2

测量中使用三相标准电能表为0.01级，在cosφ=1.0时，标准电能表测量最大允许误差

为0.01%，在区间内认为服从均匀分布，包含因子k=3，可得三相标准电能表准确度引

入的不确定度：

0.01%

u20.00577%

3

A.5由标准互感器合成误差引入的不确定度u3

三相三线测量互感器综合误差计算公式为：

0.5(fU1fI1fU2fI2)0.0084[(I1U1)(I2U2)]

0.289[(fI2fU2)(fI1fU1)]tan0.0145[(I1U1)(I2U2)]tan

式中：

为互感器综合误差（%）；

、为标准电压互感器的比值差（%）；

α

t、为t标准电流互感器的比值差（%）；

t、t为标准电压互感器的相位差（′）；

tt

、为标准电流互感器的相位差（′）；

φ为t实际t负载下的功率因数角。

15

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

使用的电流互感器和电压互感器比差量限均为±0.001%，角差量限均为±10×10-6rad，

即0.034′，此次电压互感器和电流互感器比差取误差限同向最大值，角差取误差限反向

最大值，φ取角度示值误差限值0.5°，将互感器各参数代入，得到cosφ=1.0时，互感器综

合误差=0.0031%，在区间内认为服从均匀分布，包含因子k=3，则：

α0.0031%

u30.0018%

3

A.6由分辨力引入的不确定度u4

测量结果的分辨力为0.001%，，在±0.0005%的区间内为均匀分布，包含因子k=3，

则：

0.0005%

u40.00029%

3

A.7测量不确定度汇总

将各分量汇总，见表A.2。

表A.2测量不确定度各分量列表

符号不确定度来源类型不确定度

u1重复性A0.0020%

u2标准电能表准确度B0.00577%

u3标准互感器合成误差B0.0018%

u4分辨力B0.00029%

A.8合成标准不确定度

考虑到重复性和分辨力引起的不确定度存在重复，在合成标准不确定度时将二者中较

小值舍去。各影响量相互独立，合成标准不确定度为：

222

uc=u1u2u3=0.0064%

A.9扩展不确定度

取k=2，扩展不确定度U=kuc，由此得到10kV、100A、cos=1.0测量点：

U=0.0064%×2=0.013%，k=2

16

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

附录B校准原始记录格式

高压电能表校准装置校准原始记录格式

证书编号：

送检单位

仪器名称

制造厂型号出厂编号

准确度等级/

标准器名称测量范围溯源证书编号有效期至溯源机构名称

不确定度

校准依据温度湿度

根据校准文件或客户要求，通常情况下

校准日期年月日

复校时间间隔为年。

校准内容

1监视示值误差

量限相别示值实际值示值误差不确定度

2对称度

量限相位A相B相C相对称度

相电压

线电压

电流

相间相位

线间相位

3失真度

量限负载A相B相C相不确定度

电压

电流

4功率稳定度

负载

量限电压电流功率因数稳定度

单相/三相最大/最小

17

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

5基本误差

负载功率不确

量限电压电流γ1γ2γ3γ4γ5平均值

单相/三相最大/最小因数定度

6装置的测量重复性

负载

功率

量限电压电流γ1γ2γ3γ4γ5重复性

单相/三相最大/最小因数

校准：核验：

第×页共×页

18

学兔兔标准下载

JJF（鲁）161-2023

附录C校准证书内页格式

1、监视示值误差

量限相别示值示值误差不确定度

2、对称度

量限相位A相B相C相对称度不确定度

相电压

线电压

电流

相间相位

线间相位

3、失真度

量限负载A相B相C相不确定度

电压

电流

4、功率稳定度

负载

量限电压电流功率因数功率稳定度

单相/三相最大/最小

5、基本误差

负载

量限电压电流功率因数基本误差不确定度

单相/三相最大/最小

6、装置的测量重复性

负载

量限电压电流功率因数重复性

单相/三相最大/最小

第×页共×页

——————

19

学兔兔标准下载

2

0

2

—

3

1

6

1