JJG机电式交流电能表宣贯.docx
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JJG机电式交流电能表宣贯
JJG-机电式交流电能表宣贯
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《JJG307-2006机电式交流电能表》
检定规程宣贯材料
1
规程修订情况介绍……………………
……………………………………………………………
1
2
检定规程名称改动说明………………
……………………………………………………………
1
3
规程内容宣贯(正文部分)……………
……………………………………………………………
2
4
规程内容宣贯(型式评价大纲部分)…
……………………………………………………………
13
5
勘误表…………………………………
……………………………………………………………
24
规程修订情况介绍
JJG307-1988《交流电能表(电度表)》检定规程于1988年颁布实施。
施行18年来,它在保持电能量值传递统一、有效实施电能计量监督等方面发挥了重要作用。
但是,根据国家计量检定规程应与相应的国家标准或国际建议相互协调一致的原则,同时考虑到国内研制的计量标准及辅助设备技术方面的提高和完善,国家下达了规程修订任务书。
由原规程起草人蓝永林主持,东北电力科学研究院、辽宁省计量科学研究院、沈阳供电公司等单位共同参与,对原规程(JJG307-1988)进行了修订。
2006年国家质量监督检验检疫总局发布了JJG307-2006《机电式交流电能表》检定规程,与原规程比较,该规程主要修改和补充了以下内容:
1.适用范围做了较大修改。
新规程规定,只适用于机电式交流电能表的首次检定和型式评价试验。
2.删除了机电式标准电能表内容;对标准仪表的要求进行了修改和补充。
3.对直接接入的电能表和经互感器接入的电能表,分别规定了参比电流;特殊要求和不平衡负载时的上限电流,由参比电流改为最大电流;对三相电能表,增加了不平衡负载时的误差与平衡负载时的误差之差不应超过的限度。
4.改写了电能表的交流耐压要求和耐压试验方法;允许对电能表加一定功率进行电压潜动试验;延长了电能表的轮换周期。
检定规程名称改动说明
在JJG307-1988《交流电能表(电度表)》检定规程中,我们把感应系电能表的检定规程名称定为“交流电度表或交流电能表”,但随着我国大量使用电子式(或称静止式)电能表,这样的称谓容易引起费解。
为了与国际电工委员会(IEC)和国际法制计量组织(OIML)的文件(IEC62052:
2003和OIMLIR46:
2004)一致,特将感应系电能表规程的名称改为“机电式交流电能表”。
规程内容宣贯
正文部分
1.范围
“本规程适用于参比频率为50Hz或60Hz机电式(感应系)交流电能表的首次检定,不适用于电能表的现场检验。
按本规程附录A,对机电式交流有功电能表进行型式评价试验。
”
1.1首次检定
电能表属于限期使用、到期轮换的计量器具,因此电能表的首次检定是指对即将投入使用的电能表进行的检定。
对新生产的电能表、库存多年的电能表、轮换检修或因故退出工作而经检修后的电能表进行的检定,均属于首次检定范畴。
对于工作中的电能表的计量性能有所质疑或要进行监督检验而被撤换到标准试验室不经检修所进行的检定,不属于首次检定。
因为电能表工作多长期限而允许多大基本误差限,尚待确定。
监督检验、仲裁检定和后续检定怎么办?
——与用户协商,经用户同意后依据JJG307-2006开展工作。
——国家在探讨重新立法。
1.2型式评价试验
型式评价是对制造厂生产的电能表新产品样机的全部性能进行全面试验、审查和考核。
国家计量技术规范JJF1002-1998《国家计量检定规程编写规则》中规定,要将电能表型式评价内容写入检定规程,将型式评价纳入法制计量范畴,便于计量监督机构进行监督检查试验。
众所周知,型式评价的技术要求、试验项目和试验方法跟检定规程的要求有很大差别;同时,使用型式评价试验大纲的工作者很少,而关心规程的人很多,因此,为了便于叙述和使用者查阅,特将电能表的型式评价试验放在了附录A。
1.3为什么规程不适用于电能表的现场检验
所谓现场检验(或称实负荷检验),就是用标准电能表和辅助设备,测定电能表在工作条件下的“工作误差”(不是“基本误差”,这是两个概念),检查电能表和互感器的接线是否正确并查看有无其他异常情况。
由于电网频率、电压、电压电流波形、环境温度、负载电流和负载功率因数等因素,随时都在变化,在某一负载点测得的工作误差,不能代表电能表的工作误差曲线。
和其他计量器具一样,很难确定电能表在多因素影响下的工作误差允许值。
即使依靠大量的统计数据拟定的工作误差,人们未必能接受。
尽管如此,长期以来,各部门都使用基本误差限和各项附加误差限约为受检电能表的5%~10%的标准电能表,对工作中的电能表进行实负荷检验。
如果测得的工作误差没超过受检电能表的基本误差限,就认为满足要求,人们对此为提出较大异议。
这种情况是否符合情理,尚待研究。
2.概述
JJF1002-1998《国家计量检定规程编写规则》中规定,概述是规程的必备章节,要简述受检计量器具的原理、结构和用途(包括必要的结构示意图)。
因此,规程中给出了概述和图1。
由硅钢片叠成的电压、电流铁心,分别绕有电压线圈和电流线圈。
单相电路的相电压加在电压线圈,就有电流流经该线圈,产生穿过铝质转盘的交变电压工作磁通φU;流经电流线圈的负载电流,产生穿过铝质转盘的交变电流工作磁通φI。
有相位差的电压、电流工作磁通,从不同位置穿过转盘并在转盘中感生涡流,各磁通与涡流相互作用,形成驱动转盘转动的驱动力矩(平均值):
式中的电压(电流)工作磁通,跟随电压(电流)成正比地变化;绕有线圈的电压电流铁心组成的驱动元件,其结构参数满足电压电流工作磁通间的相位差ψ=90º-ϕ。
因此,驱动力矩与单相电路的有功功率P成正比,即。
制动磁铁产生的制动磁通,与其在转动着的转盘内感生的涡流相作用,形成制动力矩,阻止转盘加速转动。
这样,转盘因受驱动力矩和制动力矩的作用,其转动速度跟随负载消耗的有功功率P成正比地变化。
随转盘转动的转轴带动齿轮机构,相继推动计度器(图中没画出)各位字轮(或推针)转动。
因此,在负载用电期间内计度器累计的转数,表示测得的电能。
3.计量性能要求
3.1基本误差
3.1.1基本误差、附加误差和工作误差
基本误差是电能表在规定的参比条件下的误差,电能表允许的基本误差最大值简称基本误差限;附加误差是指某一影响量(如环境温度、电压、频率、电压电流波形和外磁场等)偏离参比条件时电能表具有的误差与其基本误差之代数差;工作误差是指各附加误差与基本误差的综合,其允许值应大于基本误差限。
通过型式评价的电能表,其驱动元件参数和相应的附加误差限是不容易改变的,只要基本误差确定后,附加误差就以基本误差为参照点随工作条件改变而在允许限度内变化,因此在电能表的额定工作条件内同类仪表的工作误差不会相差太大。
在自然条件下检定电能表,各种影响量随机变化,得到的检定结果可比性很差,因此为了保证电能量值传递的统一,通常采用基本误差作为量值传递的指标。
3.1.2参比电流(Ib和In)和最大电流(Imax)
Ib——基本电流,它是确定直接接入的电能表有关特性的电流;
In——额定电流,它是确定经互感器接入的电能表有关特性的电流,其值与所接电流互感器次级额定电流相同;
Imax——最大电流,它是指满足电能表准确度要求的电流最大值。
对直接接入的电能表,其Imax为Ib的整数倍;对经互感器接入的电能表,Imax应与所接电流互感器次级额定扩展电流(1.2In、1.5In或2In)相同。
3.1.3经互感器接入的电能表
根据上面的定义,经互感器接入的电能表,其参比电流In应与所接电流互感器次级额定电流相同,并且最大电流Imax应与所接电流互感器次级额定扩展电流(1.2In、1.5In或2In)相同。
目前,就我国电力系统来说,电流互感器次级额定电流In只有5A和1A。
经互感器接入电能表的规格大体如下:
5(6)A5(7.5)A5(10)A1(1.2)A1(1.5)A1
(2)A
在国际上,电流互感器次级额定电流In只有1A、2A和5A。
目前,有些地区的负载电流只达到电流互感器额定电流5%~30%,电力部门使用3×1.5(6)A和3×3(6)A的宽负载电能表,力图提高电能计量的准确度。
对于Ib=1.5A而In=5A,负载电流为0.05Ib(1.5%In)和0.02In(2%In)时,电能表的基本误差限是相同的。
如果认为In=1.5A,就很难满足JJG307-2006表1中基本误差和表3中起动电流的要求。
所以,经互感器接入的宽负载[3×1.5(6)A和3×3(6)A]电能表的计量性能仍由Ib(1.5A或3A)确定,按直接接入的电能表对待。
3.1.4相邻两轻负载电流范围的基本误差限
表1中,cosϕ=1时,规程给出了0.05Ib(0.02In)和0.1Ib~Imax(0.05In~Imax)的基本误差限,0.05Ib~0.1Ib或0.02In~0.05In范围内的基本误差限如何确定?
当功率因数越低和负载电流越小时,电能表的允许误差应当越大,在某一轻负载电流附近误差不能突变,我们可用内插法确定相临两轻负载电流范围的基本误差限。
(1)cosϕ=1,0.05Ib~0.1Ib或0.02In~0.05In范围内的基本误差允许值:
≈
式中:
和——电流为和时的基本误差限(<,(%);
——电流为时的基本误差限(<<,(%)。
(2)给定cosϕ和0.1Ib~0.2Ib或0.05In~0.1In范围内的基本误差允许值(0.5 ≈×(1-cosϕ) 式中: ——cosϕ=1时的基本误差限,(%); ——cosϕ=0.5时的基本误差限,(%)。 3.1.5增加了不平衡负载时误差与平衡负载时误差之差的要求 没带地方负载的大型发电机、枢纽变电站和220kV以上的输电线路的三相负载较为平衡,其各相负载功率基本相同。 除此之外,其他的三相负载都不平衡,甚至在低压三相四线电路(3×220/380V)内有时只有一相负载。 如果三相电能表测量这种极端不平衡负载消耗的电能都满足要求,那么在其他不平衡负载情况下就不会出现较大问题。 因此,三相电能表测量平衡与不平衡负载消耗的电能时都应有相应的准确度要求。 因受电能表结构参数影响,不平衡负载时的误差允许值,比不平衡负载时的三相误差允许值偏正1.0%。 另外,所规定的上述误差之差值,对电能表的调试者来说,除了要求把各相(单相)误差调成正值外,还必须把各相误差调到接近相同,才能得到另人满意的单相和三相误差。 注: 机电式三相电能表标准中在Ib(In)的情况下规定不平衡负载时的误差与平衡负载时的误差之差的允许值。 机电式电能表的电流制动力矩对误差的影响很大,大量的试验数据表明,在Ib(In)和cosϕ=1时,不平衡负载时误差与平衡负载时误差之差值较小;在Imax和cosϕ=1时,不平衡负载时误差与平衡负载时误差之差值很大。 为了保证电能量值传递的准确,规程规定了在Imax下不平衡负载时误差与平衡负载时误差之差的允许值。 3.1.6规程规定的基本误差限与原规程相比有部分改动 (1)对特殊要求时的电流范围 对于0.5级和1级电能表的特殊要求中,JJG307-1988中只在0.2Ib~Ib时规定了较大的基本误差限。 这种电能表肯定不会只工作在I≤Ib(In)状态下,对于I>Ib(In)时的基本误差限没有规定。 考虑到这一点,在JJG307-2006表1中,对特殊要求时的负载电流范围规定为0.2Ib~Imax和0.1In~Imax。 (2)不平衡负载时的电流范围 在JJG307-1988中,对0.5级和1级电能表只在I≤Ib(In)的情况下,规定了不平衡负载时的基本误差。 难道不平衡电流不会大于参比电流? 对2级有功电能表却在Ib(In)~Imax范围内规定了误差限。 基于此,参照电子式电能表标准并依据大量的试验数据,在I≤Imax的情况下,规程都规定了不平衡负载时的基本误差限。 (3)规程规定的基本误差限值(相对于原规程)有变化 经过大量的试验数据验证,规程起草人对个别基本误差限值做了改动。 具体见表1和表2(括号内为JJG307-1988中的规定)。 表1单相电能表和平衡负载时三相电能表的基本误差限 类 别 直接接入 经互感器接入 功率因数 电能表准确度等级 0.5 1 2 3 负载电流 基本误差限(%) 有 功 电 能 表 0.05Ib 0.02In cos 1 ±1.0 ±1.5 ±2.5 —— 0.1Ib~Imax 0.05In~Imax 1 ±0.5 ±1.0 ±2.0 —— 0.1Ib 0.05In 0.5L ±1.3 ±1.5 ±2.5 —— 0.8C ±1.3 ±1.5 —— —— 0.2Ib~Imax 0.1In~Imax 0.5L ±0.8 ±1.0 ±2.0 —— 0.8C ±0.8 ±1.0 —— —— 0.2Ib~Imax (0.2Ib~Ib) 0.1In~Imax 0.25L ±2.5 ±3.5 —— —— 0.5C ±1.5 ±2.5 —— —— 无 功 电 能 表 0.1Ib 0.05In sin (L或C) 1 —— —— ±3.0 ±4.0 0.2Ib~Imax 0.1In~Imax 1 —— —— ±2.0 ±3.0 0.2Ib 0.1In 0.5 —— —— ±3.0 (±4.0) ±4.0 (±5.0) 0.5Ib~Imax 0.2In~Imax 0.5 —— —— ±2.0 ±3.0 0.5Ib~Imax 0.2In~Imax 0.25 —— —— ±4.0 ±6.0 3.2潜动 要求有所提高,由原来的“转盘转动不得超过1转”改为“转盘转动应少于1转”。 3.3起动 规程对有止逆器的电能表的起动电流做了改动;增加了轮换检修后的2级单相电能表的起动电流要求。 具体改动见表3(括号内为JJG307-1988中的规定)。 表2不平衡负载时三相有功和无功电能表的基本误差限 直接接入 的电能表 经互感器接 入的电能表 每组元件 功率因数 cosθ(sinθ) 有功电能表准确度等级 无功电能表 准确度等级 0.5 1 2 2 3 负载电流 基本误差限(%) 0.2Ib~Imax (0.2Ib~Ib) (Ib~Imax) 0.1In~Imax 1 ±1.5 ±1.5 —— ±2.0 ±2.0 —— ±3.0 ±3.0 (±4.0) —— —— 0.5Ib~Imax (0.5Ib~Ib) (Ib) 0.2In~Imax 0.5L ±1.5 (±1.5) (——) ±2.0 (±2.0) (——) ±3.0 (——) (±3.0) —— —— 0.2Ib~Imax 0.1In~Imax 1(L或C) —— —— —— ±3.0 ±4.0 0.5Ib~Imax 0.2In~Imax 0.5(L或C) —— —— —— ±3.0 ±4.0 Imax Imax(In) 1 不平衡负载时的误差与平衡负载时的误差之差不超过(%): ±1.0 ±1.5 ±2.5 ±2.5 ±3.5 表3有功和无功电能表的起动电流 类别 有功电能表准确度等级 无功电能表准确度等级 0.5 1 2 2 3 起动电流IQ 直接接入 的电能表 —— 0.004Ib 0.005Ib 0.005Ib 0.01Ib 经互感器接 入的电能表 0.002In 0.002In 0.003In 0.003In 0.005In 有止逆器 的电能表 —— 0.003In 0.005Ib; (0.009Ib) 0.003In 0.005Ib; (0.01Ib) 0.003In 0.005Ib; (0.01Ib) 0.003In 0.01Ib; (0.015Ib) 0.005In 轮换检修后的单相电能表 —— —— 0.007Ib 0.004In —— —— 注: 经互感器接入的宽负载电能表[如3×1.5(6)A和3×3(6)A],可按In确定起动电流。 表3中的注是推荐方式,可按In确定起动电流,也可以按Ib确定起动电流。 4.通用技术要求 4.1标志 新规程详细列出了电能表应具有的标志。 具体内容见原文。 4.2交流耐压 新规程对交流耐压的要求做了很大改动。 (1)取消了电压线路与电流线路之间进行600V耐压的要求。 标准GB/T15283-1994中指出,它不是介电强度试验,而是检验接线装置开路时绝缘距离是否足够的方法。 (2)我们所检定的电能表,没有工作电压等于或低于40V的辅助线路,不需要提及500V耐压要求。 (3)为防止火灾和电击,对轮换检修后的电能表,不应降低耐压水平(JJG307-1988中要求由2kV降低为1.5kV)。 (4)按照电子式交流电能表的规定,我们可以认为机电式交流电能表中各电压线路与各电流线路都具有相同的电位。 因此,规定所有电压电流线路对地之间、工作中不相连接的所有电压线路与所有电流线路之间,应能承受住频率为50Hz或60Hz的实用正弦波交流电压有效值2kV(Ⅱ类防护绝缘包封的电能表,其电压电流线路对地交流耐压4kV)历时1min的试验。 5计量器具控制 5.1型式评价 型式评价的试验方法放在附录A,后面具体解释。 5.2首次检定 5.2.1检定条件 5.2.1.1影响量允许偏差的选取原则 对确定基本误差的检定工作来说,要把各种因素的影响程度减少到1/3到1/20,这样,由此引起的附加误差可以忽略或当作基本误差的组成部分。 新规程对影响量允许偏差的修订主要依据这一原则,同时考虑到可操作性,使规程易于执行。 5.2.1.2影响量 (1)环境温度 新规程中给出的环境温度参比值是标准温度。 目前,世界上各个国家的标准温度不同,我国的标准温度为20℃,北美、日本及部分欧洲国家为23℃,热带地区(如印度等国)为25℃~27℃。 为什么没给出标准温度的数值呢? 主要是近年来制(修)订规程和标准时对这一问题有较大的争议。 目前,我国应按20℃执行检定规程,以确保量值传递的统一。 当然,出口产品应根据用户需求确定标准温度。 根据5.2.1.1条原则,温度偏差规定为±2℃,才能忽略温度附加误差影响。 但是,考虑到1~3级电能表是工作计量器具,县市计量部门试验室的温控条件以及电能表在15℃~25℃范围内温度系数一般较小的情况,将温度偏差放宽到±3℃。 尽管如此,还是期望检定部门尽量将温度控制在20℃±2℃范围内。 (2)工作位置 对于0.5级和1级表,原规程倾斜角度限定在0.5︒以内,这是符合5.2.1.1条原则的。 但是,对例行检定工作来说,各厂生产的检定装置都没有精密的测角仪器,仅凭视力也就能判别1︒的倾斜角。 (3)对于电压、频率、电压电流波形、功率因数等影响量的要求,新规程都有不同程度的改动。 具体对比见表4(括号内为JJG307-1988中的规定)。 (4)参比条件中为什么没提空气相对湿度要求 电能表中电压电流线路属强电线路,各地试验室的空气湿度常在30%~80%范围变化,它对试验设备和电能表的绝缘有所影响,对电能表误差没有明显影响;机电式电能表型式评价中也没有提出湿度要求;同时控制环境湿度的难度很大。 基于以上理由,规程参比条件中没有提空气相对湿度要求。 表4影响量及其允许偏差 影响量 参比值 有功电能表准确度等级 无功电能表准确度等级 0.5 1 2 2 3 允许偏差 环境温度 标准温度 ±2℃ ±3℃ (±2℃) ±3℃ (±2℃) ±3℃ (±2℃) ±3℃ (±2℃) 电压 参比电压 ±0.5% ±1.0% ±1.0% (±1.5%) ±1.0% (±1.5%) ±1.0% (±1.5%) 频率 参比频率 ±0.2% (±0.5%) ±0.3% (±0.5%) ±0.5% ±0.5% ±0.5% 电压、电流波形 正弦波 波形畸变因数不大于: 2% 2% (3%) 3% (5%) 2% (5%) 3% (5%) 参比频率的外磁场① 磁感应强 度为零 磁感应强度使电能表误差变化(%)不超过下列值: ±0.1 ±0.2 ±0.3 ±0.3 ±0.3 功率因数 规定值 ±0.01 ±0.01 (±0.01) ±0.01 (±0.01) ±0.01 (±0.01) ±0.01 (±0.01) 工作位置 垂直位置 1° (0.5°) 1° (0.5°) 1° 1° 1° 注: ①对0.5级电能表应小于0.025mT;对1~3级电能表应小于0.05mT。 5.2.2检定装置 本次修订中,检定装置的要求是修改比较多的地方之一。 相对于JJG307-1988,新规程将对标准仪表的要求由附录移到正文;对功率稳定度的评定方法、导线电压降和布线交变磁场影响进行了修改和补充。 对检定装置的要求非常复杂,对于只从事电能表检定的人员来讲,确实不容易理解。 其实,检定装置研制出来后,都要进行型式评价,其性能必须符合5.2.2条要求,同时5.2.2条也是电能表检定装置的检定项目(JJG597-2005交流电能表检定装置检定规程),因此只要大家知道两点即可: 一是所使用的检定装置是正规厂家生产且经检定合格;二是根据表5知道所使用的检定装置能够开展什么级别的电能表。 表5检定装置开展对象列表 装置准确度等级 0.05 0.1 0.2 0.3 能够开展的电能表准确度等级 0.2级及以下等级 0.5级及以下等级 1级及以下等级 2级及以下等级 需要注意的是,电能表检定装置对功率稳定度的要求有提高(见表6,括号内为JJG307-1988中的要求)。 表6检定装置的输出功率稳定度 检定方法 标准电能表法 瓦·秒法① 装置准确度等级 0.05 0.1 0.2 0.3 0.05 0.1 0.2 0.3 测试期间功率稳定度优于(%) 0.05 (0.2) 0.1 (0.5) 0.2 (0.5) 0.2 (1.0) 0.01 0.02 0.05 0.05 5.2.3检定项目 检定项目跟老规程基本相同。 5.2.4检定方法 5.2.4.1直观检查 直观检查跟原规程要求基本相同。 5.2.4.2交流耐压试验 新生产和检修后的电能表应当先进行交流耐压试验,经受不住耐压的电能表就无须进行下一步试验。 对于购置的电能表,可用酌情抽样的方法进行交流耐压试验。 “酌情”就是要考虑电能表的新、旧程度,制造厂产品的可信度,来确定是否抽检和抽检数量。 耐压试验前,推荐先测定绝缘电阻,其目的是为了发现不宜进行耐压试验
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- JJG 机电 交流 电能表
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