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1 立項背景 高壓三相組合互感器安裝在供電變壓器的高壓側，儀表箱內裝三相有功電度表及無功電度表，是用來直接測量高壓線路中有功和無功電能的電器設備，且多用于大用戶和專用變作關口電能計量以及電網的電壓監測。因此，它的質量性能及誤差狀況直接影響到電力部門的安全運行和經濟效益。隨著智能電網建設的展開，用于配電網中的三相組合互感器已同電能量信息采集器、預付費邏輯控制器、反竊電保護系統等設計為一體化的智能受電裝置，采用共箱結構，體積更緊湊，已成為趨勢。目前，由于缺乏三相組合互感器相應的檢定規程，生產廠家和檢測部門均采用單相法對其進行出廠檢驗、驗收及周檢。經研究表明，單相法檢定出的誤差結果無法真實反映高壓三相組合互感器實際工作時的誤差特性。因此有必要制定“三相組合互感器檢定規程”，規范三相組合互感器的檢定方法。該規程將推動組合互感器產品的設計、制造質量的提升，全面地保證電能計量的公平和公正。 2 任務來源 2012年5月至2012年9月，標準主要起草人員進行了廣泛的調研，收集了大量的資料。 2012年10月至2013年2月，對資料進行整理，對相關數據進行試驗論證； 2013年2月-5月，編制草案稿并召開內部討論會議； 2013年6月-7月，對草案稿進一步修改，形成草案稿定稿； 2013年9月-12月，整理標準編制說明、試驗報告和不確定度分析報告。并于2013年12月再次召開討論會議，對該標準進行討論； 2014年1月-3月，由于還需要收集更多的試驗方法，于該階段再次調研收集整理資料，經過三個月的收集整理，于2014年7月修改形成征求意見稿； 2014年8月發文進行廣泛的意見征求； 工作組在**召開《三相組合互感器》制訂啟動工作會議，匯報調研情況，組建標準制定工作組，正式啟動規范編制工作。 3 標準編寫原則 （1）堅持先進性與實用性相結合、統一性與靈活性相結合、可靠性與經濟性相結合的原則。 （2）結合各地的實際建設情況，采用分散與集中討論的形式，提高本標準的實用性。 （3）按照計量專業的相關標準要求，提出具體的技術指標和可行的試驗方法，確保依據本標準所得的檢定結果符合計量管理的基本要求。 4 標準的主要內容 本標準依據JJF 1002-2010《國家計量檢定規程編寫規則》的編寫要求進行了編制。標準主要結構和內容如下： （1）目錄 （2）引言 （3）標準正文共7章：范圍、引用文件、術語和計量單位、概述、計量性能要求、通用技術要求、計量器具控制。 （4）標準設3個規范性附錄：檢定原始記錄格式；檢定證書/檢定結果通知書內頁格式、檢定證書/檢定結果通知書檢定結果頁格式。 5 與現行法律、法規、政策及相關標準的協調性 本標準的制定過程主要依據和參考如下文獻： JJG 313
測量用電流互感器 JJG 314
測量用電壓互感器 JJG 1021－2007
電力互感器 GB 1207－2006
電磁式電壓互感器 GB 1208－2006
電流互感器 GB/T 16927.1－1997 高電壓試驗技術 第一部分：一般試驗要求 GB 17201－2007
組合互感器 JB/T 10432－2004
三相組合互感器 6 重要條文內容的解釋 （1）范圍
三相組合互感器一般應用于額定電壓為3 kV、6 kV、10 kV、35 kV的三相配電網上用作電能計量。我國電網的頻率為50Hz，有部分廠家生產60Hz的產品對外出口。根據這些實際現狀，本規程適用于最高電壓為35kV及以下電壓等級，額定頻率為50Hz（60Hz）的三相組合互感器（或電力計量箱）的首次檢定、后續檢定和使用中的檢驗。
（2）三相組合互感器 由于三相組合互感器缺乏強有力的規程和標準，目前國內各廠家的產品質量參差不齊，接線方式多種多樣，給用戶的選用造成了一定的困難。標準編寫過程中對三相組合互感器的安裝使用情況進行了調研，表明JB/T 10432－2004《三相組合互感器》的規定能夠較好的代表目前的使用現狀，因此標準編寫時采用了JB/T 10432－2004對三相組合互感器的規定和要求。 （3）準確度等級及允許誤差 三相組合互感器中的電壓互感器、電流互感器對應著按GB1207《電壓互感器》和GB1208《電流互感器》和GB/T4703《電容式電壓互感器》生產的互感器。在這些標準中，用于測量與計量的互感器準確度從0.1級到1級。事實上歐美工業國家的互感器檢定規程也主要針對上述準確度等級的互感器。因此標準分別規定了三相組合互感器中電壓互感器和電流互感器的準確度等級，具體要求與JJG 1021－2007《電力互感器》保持一致。 （4）二次負荷范圍 現有的互感器標準把互感器的負荷范圍規定為額定負荷與1/4額定負荷。由于電子儀表的大量使用，互感器的實際二次負荷往往小于1/4額定負荷。近年新建的電站，現場安裝的互感器普遍存在容量過大，實際負荷下的誤差超出誤差限值的情況。為了保證測量的準確性，甚至在設計部門對互感器容量選擇不當時仍能保證計量誤差滿足要求，下限負荷選擇小于1/4額定負荷甚至接近零負荷是合理的。但是現有的互感器國家標準并沒有這樣的規定，因此選取比1/4額定負荷小的下限負荷超出了已有標準的內容。考慮到這些因素，檢定規程在優先采用低下限負荷的同時保留了用戶選擇1/4下限負荷的權利，但是也率先采用技術進步來保證計量的準確性。對二次額定電流為5A的電流互感器，選取GB1208規定的最小下限負荷3.75VA。對二次額定電流為1A的電流互感器，取1VA為下限負荷。取GB1207規定的最低下限負荷2.5VA為電壓互感器的下限負荷。對于有多個二次繞組的電壓互感器，規定把下限負荷分配給主二次繞組，其它二次繞組空載。這樣規定的好處是當用戶使用電壓互感器測量電壓時可省去給其它二次繞組配接負荷的麻煩。 （5）磁飽和裕度 測量用電流互感器有儀表保安系數要求，當一次電流達到規定的儀表保安電流（額定一次電流與儀表保安系數乘積）時，電流互感器的誤差應大于10%。使用冷軋硅鋼片鐵芯的電流互感器，儀表保安系數大致為10，使用鐵鎳合金鐵芯的電流互感器，儀表保安系數大致為3。新型軟磁材料，例如超微晶材料，磁導率比過去的材料要高出好幾倍，達到相同的準確度可以使用更高的磁密。這樣一來，儀表保安系數也降低了，電流互感器鐵芯的飽和點與額定電流120%點接近。而電流互感器在誤差檢驗和使用時，一次返回導體的磁場可能使鐵芯磁通密度有1/6的的不對稱度，如果不對稱的兩部分鐵芯均未飽和，對電流互感器的誤差不會產生顯著影響。但如果有一側鐵芯飽和，電流互感器的誤差將發生顯著變化，使互感器的誤差不合格。因此設計時必須保證鐵芯的磁飽和裕度不小于1.5倍。 （6）穩定性 考核互感器在兩次檢定周期中間的誤差穩定性，可以通過比較兩次檢定的結果判斷。由于檢定誤差最大為基本誤差的1/3，如果互感器誤差的變化為基本誤差的1/2，按方和根法進行綜合， 。最后選基本誤差的2/3考核穩定性。 （7）運行變差 互感器運行變差定義為互感器誤差受運行環境的影響而發生的變化。它可以由運行狀態如環境溫度、剩磁、鄰近效應引起，也可以由運行方式引起，如變換高壓電流互感器一次導體對地電壓，變換大電流互感器一次導體回路等。 本規程采用三相法檢定三相組合互感器，檢定狀態與互感器的實際工作狀態有較好的一致性，互感器受鄰近一次導體磁場、高壓漏電流、工作接線影響在檢定條件下已有所體現，因此規程沒有對這些影響因素作單獨規定。 （8）剩磁 不同廠家生產的不同型號和不同批次的電流互感器，鐵芯的磁性能都不會完全相同，剩磁對電流互感器誤差的影響也不相同。試驗數據顯示，有的電流互感器退磁后的誤差與退磁前的誤差相比，差別可以達到0.4%。在強磁化情況下，可以達到20%。表2規定電流互感器以退磁后的狀態為基本誤差測量狀態。這一寫法考慮到與現行標準的協調。在JJG313《測量用電流互感器》中，沒有對剩磁誤差進行限制。因為這個規程主要用于精密電流互感器，可以隨時退磁處理。電力互感器不可能經常退磁處理，鐵芯剩磁產生的附加誤差可以長期存在，影響到計費的公正性。在IEC標準和國標中，電流互感器的誤差都以退磁后的誤差為準，主要的原因是電流互感器鐵芯退磁后的狀態是可復現的。而電流互感器剩磁狀態下的誤差不是一個穩定值，不能用來定義互感器的基本誤差。很顯然，電流互感器的基本誤差還只能在退磁狀態下定義。但是剩磁對電流互感器誤差的影響也是要控制的。為了協調處理好剩磁誤差的問題，規程把剩磁誤差作為電流互感器的運行變差，并要求限制為基本誤差的1/3。這樣在一定程度上可滿足用戶對計量準確度的要求，另一方面也照顧到制造廠在鐵磁材料選用上的多樣性。規程提出的限制剩磁誤差的要求，可以促使制造廠選用更好的鐵芯材料和更完善的熱處理工藝減小剩磁誤差，生產出更準確可靠的電力互感器。 （9）通用技術要求 三相組合互感器的外觀標志要求綜合了GB 1207－2006、GB 1208－2006、GB 17201－2007和JB/T 10432－2004對電壓互感器、電流互感器和組合互感器的要求，其絕緣水平控制值采用了目前通用的規定。 （10）檢定條件 三相組合互感器的檢定條件綜合考慮了JJG 313、JJG 314和JJG 1021的要求，沿用了目前通用的規定。 （11）檢定項目 三相組合互感器的檢定項目包括外觀及標志檢查、絕緣試驗、繞組級性檢查、基本誤差測量、穩定性試驗、運行變差試驗、磁飽和裕度試驗。 現場檢定互感器通常結合設備驗收與檢修進行，根據電力行業規程DL/T727－2000《互感器運行檢修導則》以及DL/T596－1996《電力設備預防性試驗規程》，國家標準GB50150－91《電氣裝置安裝工程
電氣設備交接試驗標準》，在執行這三個規程與標準時，已包括對互感器的絕緣電阻測量和工頻耐壓試驗。規程為了避免重復性工作，允許直接采用按以上標準與規程得到的絕緣試驗數據。只有在必須由檢定人員進行的絕緣試驗才按規程有關項目進行絕緣試驗。 （12）誤差測量方法 三相組合互感器的誤差測量分單相法和三相法，兩種方法的特點對比如表1所示。 表1單相法和三相法比較表 項
目 | 單相檢定標準裝置 | 三相檢定標準裝置 | 檢測狀態 | 1.
1. 電流互感器使工作在高壓狀態，而檢定卻是在低壓狀態。 2.
2.三相組合互感器是在三相狀態下運行，而檢定卻只在單相下進行。 | 3.
1. 標準和被試電流互感器均工作在實際運行的高電壓狀態。 4.
2.對三相組合互感器的檢定是模擬三相運行狀態下進行。 | 耗費時間及工作量 | 測試需進行6次接線，工作量大，費時長 | 只需兩次接線即可，工作量小 | 電磁場影響 | 只能單相測試，無法進行三相測試，故不能考核組合互感器中的電流、電壓部分的相互影響，即無法考核電場和磁場對誤差的影響程度。 | 可進行單相、三相測試以及組合互感器電流、電壓相互影響測試。 | 模擬現場運行情況 | 單相下檢測的工作狀態與實際運行完全不同，不能發現不良產品的特性，如諧波影響 | 三相下的檢測模擬了產品的實際運行情況，能發現不良產品的性能好壞。 | 計量準確度的考核 | 檢測狀態與實際使用不同，帶來測試誤差 | 檢測狀態與實際使用相同，消除了附加測試誤差 | 結構特點 | 由單相標準器、單相互感器校驗儀、單相調壓器及控制、調節機構組成，結構簡單。 | 由三相標準器、三相互感器校驗儀、三相調壓器及控制、調節機構組成，結構較復雜。 | 成本價格 | 以普通單相為標準價 | 比單相貴一倍 |
對不同廠家的兩元件組合互感器采用單相法與三相法，測試所得到的差異較大，尤其是對于1%In和5%In這兩點，差異性最為明顯，測得的比差最大相差0.14%，角差最大相差6分。 分析和試驗結果表明，三相法檢定狀態更接近試品的運行工況、檢定結果更為可靠、操作性更強，因此規程規定采用三相法進行組合互感器的誤差測量。 7 其它 我國儀用互感器、電力互感器的檢定工作已經開展多年，各省均有一批常年從事互感器檢定工作的技術人員，其業務水平完全滿足相關法規的要求，完全有能力按照本規程規定的檢定方法實行三相組合互感器的檢定工作。 檢定中需用的高壓三相組合互感器檢定標準裝置已經研制成功并進行了大量實驗測試，結果表明能夠滿足檢定三相組合互感器的需要，可以在全國范圍內推廣使用。各檢測單位也可按照同樣的方法組建標準裝置。 規程實施后一方面可以提高三相組合互感器檢定結果的可靠性，提升電能計量的準確度；另一方面可推動組合式互感器的設計、制造質量，促進三相組合互感器在我國配電網中的使用，降低互感器的采購成本，減少安裝費用，節省占地面積。 | 
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