發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀校準規(guī)范

發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于頻率(45～75)Hz、交流電壓（0.01～600）V、交流電流（0.01～120）A、功率（0.01～72）kW、交流阻抗（0.001～1000）Ω范圍內的發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀（以下簡稱測試儀）的校準。本規(guī)范不適用于直流電阻測試儀的校準。2引用文件本規(guī)范引用以下文件：JJG124-2005電壓表、電流表、功率表及電阻表檢定規(guī)程JJF1491-2014數字式交流電參數測量儀校準規(guī)范JJF1587-2016數字多用表校準規(guī)范凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。3術語和計量單位3.1術語3.1.1發(fā)電機轉子generatorrotor發(fā)電機轉子是由鐵芯（或磁極、磁軛）繞組、互環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風扇及轉軸等部件組成。轉子的功能是產生磁場。3.1.2交流阻抗ACimpedance在具有電阻、電感和電容的電路里，對電路中的電流所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，是一個復數，實部為電阻，虛部為電抗，其中電容在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為容抗,電感在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為感抗，電容和電感在電路中對交流電引起的阻礙作用總稱為電抗。3.2計量單位阻抗的國際單位為歐姆（Ω，簡稱歐），常用的單位還有毫歐（mΩ）、微歐（μΩ）、千歐（kΩ）等。4概述4.1用途測試儀主要是用于測量和分析發(fā)電機轉子繞組匝間及調相機轉子繞組交流阻抗的綜合測量儀器（通過阻抗變化，分析繞組匝間是否短路），通過專門設計的測量電路可實現各種同步發(fā)電機轉子靜態(tài)、動態(tài)交流阻抗同步測量交流電壓、交流電流、有功功率、頻率等參數的自動測量。4.2工作原理實際測量中交流阻抗幅值指某一頻率下的電壓有效值與電流有效值之比，交流阻抗測量的基本原理如圖1所示。通過調壓器調節(jié)輸出電壓施加到發(fā)電機轉子兩端，由歐姆定律可知，交流電壓與交流電流的比值即為被測交流阻抗幅值。式中:——被測發(fā)電機交流阻抗幅值，（Ω）；——被測發(fā)電機轉子兩端電壓有效值,(V)；——流經發(fā)電機轉子的電流有效值,(A)。圖1基本原理5計量特性測試儀的交流電壓、交流電流、有功功率、交流阻抗、頻率的測量范圍和最大允許誤差如表1：表1計量特性序號項目名稱測量范圍最大允許誤差1交流電壓（0.01～600）V±0.2%2交流電流（0.01～120）A±0.2%3功率（0.01～72）kW±0.5%4頻率(45～75)Hz±0.2%5交流阻抗（0.001～1000）Ω±0.2%注：以上指標不做合格判定依據，僅供校準及不確定度評定時參考。具體技術指標參照被校發(fā)電機交流阻抗測試儀的技術指標規(guī)定。6校準條件6.1環(huán)境條件環(huán)境溫度：20℃±5℃；環(huán)境相對濕度：≤75％；交流供電電壓：220V±22V；電源頻率：50Hz±0.5Hz；注意防潮、防塵，防電磁干擾，注意環(huán)境周圍無影響儀器正常工作的機械振動及其他影響量。6.2測量標準及其他設備標準設備的測量結果擴展不確定度(k=2)應小于校驗儀表最大允許誤差絕對值的1/3，分辨力應小于校驗儀最大允許誤差絕對值的1/5。測量范圍應覆蓋測試儀各功能的輸出范圍。標準源30s內穩(wěn)定度和調節(jié)細度應小于被校測量儀最大允許誤差絕對值的1/10。測量標準見表2。表2校準參數及測量標準器校準參數標準源法標準表法交流電壓示值誤差標準電壓源交流電源、標準電壓表交流電流示值誤差標準電流源交流電源、標準電流表功率示值誤差標準功率源交流電源、標準功率表頻率示值誤差標準功率源變頻電源、標準頻率表交流阻抗示值誤差標準功率源交流電源、標準電壓表、標準電流表注：除上表規(guī)定的標準設備外，也可使用其他符合上述要求的計量器具作為標準設備。7校準方法7.1校準項目測試儀校準項目見表3，可根據被校儀器的預期用途，選擇其中的校準項目。表3校準項目一覽表序號項目名稱計量特性條款校準方法條款1外觀及通電檢查57.2.12交流電壓示值誤差57.2.23交流電流示值誤差57.2.34功率示值誤差57.2.45頻率示值誤差57.2.56交流阻抗示值誤差外觀及通電檢查被校發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀應外觀完好，無影響正常工作的機械損傷；儀器名稱、型號、出廠編號、生產單位或商標、生產日期、供電電源電壓及頻率、各接線柱及輸入輸出端口應標識清晰；通電后被檢儀器應能正常工作，各開關和按鍵應能正常工作，各種設置指示應正確，各種通訊接口應功能正常。7.3交流電壓通常選取50Hz作為校準頻率點，在測量范圍內按滿量程的20%均勻選取5個電壓校準點，對測量儀的電壓示值誤差進行校準。7.3.1標準源法a)接線如圖2所示電壓部分。圖2b）調節(jié)標準源電壓輸出至校準點,被校測試儀電壓顯示值為，則被校測試儀電壓的示值誤差為：（1）相對誤差為：（2）式中：—被校測試儀交流電壓示值誤差，V;—被校測試儀交流電壓顯示值，V;—交流電壓標準值，V;—被校測試儀交流電壓相對誤差，%。7.3.2標準表法a）接線如圖3所示的電壓部分。圖3b)調節(jié)交流功率源的電壓輸出至校準點，標準電壓表的顯示值為，被校測試儀顯示值為，則被校測試儀電壓的示值誤差按式（1）計算，相對誤差按式（2）計算。7.4交流電流通常選取50Hz作為校準頻率點，在測量范圍內按滿量程的20%均勻選取5個電流校準點，對測量儀的電流示值誤差進行校準。7.4.1標準源法a)接線如圖2所示電流部分（被校測試儀電流輸入端子短接）。b）調節(jié)標準源電流輸出至校準點,被校測試儀電流顯示值為，則被校測試儀電流的示值誤差為：（3）相對誤差為：（4）式中：—被校測試儀交流電流示值誤差，A;—被校測試儀交流電流顯示值，A;—交流電流標準值，A;—被校測試儀交流電流相對誤差，%。7.4.2標準表法a)接線如圖3所示電流部分（被校測試儀電流輸入端子短接）。b)參照電壓校準中的標準表法進行電流校準，被測測試儀的電流的示值誤差按式（3）計算，相對誤差按式（4）計算。7.5功率通常選取50Hz作為校準頻率點，電壓選擇常用點（220V或57.7V）作為基本量程，在電壓基本量程下，電流在測量范圍按滿量程的20%均勻選取5個點進行功率示值誤差的校準；在電壓非基本量程下電流可選擇任意一個或幾個點校準。功率因數選擇1.0、0.5L（感性）、2個值，其中0.5L的功率因數僅在電流量程的某一個點進行校準。7.5.1標準源法a)接線如圖2所示b)調節(jié)標準源的輸出電壓至額定值點,設定功率因數cos,調節(jié)標準源的輸出電流,使輸出功率至校準點,被校測試儀功率顯示值為，則被校測試功率的示值誤差為：（5）相對誤差為：（6）式中：—被校測試儀功率示值誤差，W;—被校測試儀功率顯示值，W;—功率標準值，W;—被校測試儀功率相對誤差，%。2）標準表法a)接線如圖3所示b)調節(jié)交流電源輸出電壓使標準功率表電壓顯示額定值，并設置功率因數使標準功率表顯示值為cos,調節(jié)交流電源的輸出電流，使功率輸出至校準點，標準功率表功率顯示值為,被校測試儀功率顯示值為，則被校測試功率的示值誤差按式（5）計算，相對誤差按（6）計算。7.6頻率校準時電壓選擇常用點（220V或57.7V），在頻率測量范圍內均勻選取不少于3個頻率校準點。7.6.1a)接線如圖2所示電壓部分b)設置標準源的輸出電壓至選定值，調節(jié)標準源的輸出頻率至校準點為,被校測試儀頻率顯示值為，則被校測試儀頻率的示值誤差為：（7）相對誤差為：（8）式中：—被校測試儀頻率示值誤差，Hz;—被校測試儀頻率顯示值，Hz;—頻率標準值，Hz;—被校測試儀頻率相對誤差，%。7.6.2標準表法a)接線如圖3所示電壓部分。b)參照電壓校準中的標準表法進行頻率校準，被校測試儀的頻率示值誤差按式（7）計算，相對誤差按式（8）計算。7.7交流阻抗7.7.1在測量范圍內按滿量程的20%均勻選取5個阻抗校準點，對測量儀的阻抗示值誤差進行校準。a)接線如圖2所示b)調節(jié)標準源的輸出電壓至額定值點電壓選擇常用點（150V或220V）,設定功率因數cos,調節(jié)標準源的輸出電流,根據公式，得到輸出阻抗,被校測試儀顯示值為，則被校測試阻抗的示值誤差為：（9）相對誤差為：（10）式中：—被校測試儀阻抗示值誤差，Ω;—被校測試儀阻抗顯示值，Ω;—阻抗標準值，Ω;7.7.2標準表法a)接線如圖3所示b)調節(jié)交流電源輸出電壓使標準功率表電壓顯示額定值，調節(jié)交流電源的輸出電流值，使標準功率表顯示電流，根據公式使阻抗輸出至校準點，標準阻抗值為,被校測試儀阻抗顯示值為，則被校測試儀阻抗的示值誤差按式（9）計算，相對誤差按（10）計算。8校準結果8.1校準記錄校準記錄應盡可能詳盡地記載測量數據和計算結果，記錄格式見附錄A。8.2校準證書校準證書由封面和校準數據組成，經校準的儀器應出具校準證書，校準證書應包括的信息及推薦的校準證書內頁格式見附錄B。當客戶要求時，可以根據計量特性進行符合性判定，并將結論列入校準證書。進行符合性判定應考慮測量不確定度見附錄C。9復校時間間隔儀器復校時間間隔，建議不超過1年。如果儀器經維修、更換重要部件或對儀器性能有懷疑時，應隨時校準。附錄A發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀校準原始記錄格式委托單位列入證書號儀器名稱型號出廠編號準確度等級測量范圍生產廠家校準技術依據標準儀器:型號/規(guī)格：編號測量范圍不確定度/準確度證書編號有效日期年月日溫度℃濕度%RH電壓量程實際值顯示值測量結果不確定度阻抗量程實際值顯示值測量結果不確定度電流量程功率量程頻率量程附錄B校準證書的內容B.1校準證書至少包括以下信息：標題：“校準證書”；實驗室名稱和地址；進行校準的地點（如果不在實驗室內進行校準）；校準證書編號，頁碼及總頁數的標識；校準單位校準專用章；送校單位的名稱和地址；被校儀器的描述和明確標識：儀器的制造單位、名稱、型號及出廠編號；校準日期；校準所依據的技術規(guī)范的名稱及代號；本次校準所用的主要計量標準器具（包括標準物質）的名稱、測量范圍、不確定度或準確度等級或最大允許誤差、證書編號及有效期；校準時的環(huán)境溫度、相對濕度；校準結果及其測量不確定度的說明；校準人與核驗人的簽名；校準證書批準人的簽名與職務；校準結果僅對被校對象有效的聲明；未經實驗室書面批準，不得部分復制證書的聲明。

B.2校準證書（內頁）格式。一、外觀檢查：二、示值誤差的測量結果：電壓量程實際值顯示值測量結果不確定度阻抗量程實際值顯示值測量結果不確定度電流量程功率量程頻率量程校準內容結束附錄C發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀電壓測量結果不確定度評定1概述1.1測量依據:JJF(新)-2021《發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀校準規(guī)范》。1.2環(huán)境條件:溫度20℃±5℃,相對濕度≤80％。1.3測量標準:發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀校驗裝置，型JZJY-1，規(guī)格：（1～500）V。準確度：0.1級。1.4被測對象:發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀，型號：GD-603。1.5測量過程：將發(fā)電機交流阻抗測試儀設置空載，調節(jié)JZJY-1發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀校驗裝置，得到電壓值的測量結果與標稱值比較。1.6評定結果的使用：符合上述條件的測量結果，一般可直接使用本不確定度的評定方法，其中ACV100V點的測量結果的不確定度可直接使用本不確定度的評定結果。2測量模型2.1測量模型式中：V—發(fā)電機交流阻抗測試儀的測量結果，V；Vx–標準值，V；–標準裝置不準對測量結果的影響，V。2.2靈敏系數：2.3不確定度傳播律因各輸入量彼此獨立不相關，所以3全部輸入量的標準不確定度評定3.1輸入量Vx的標準不確定度分量u（Vx）的評定標準不確定度分量u（Vx）主要由被測發(fā)電機交流阻抗測試儀的測量重復性引起，采用A類方法評定。標準裝置輸出100V點，在重復性條件下連續(xù)獨立測量10次，獲得1組測得值（V）：100.05，100.09，100.16，100.12，100.08，100.07，100.10，100.13，100.04，100.06=100.0790（V）單次實驗標準差=0.0307（V）3.2輸入量的標準不確定度分量的評定標準裝置電壓檔準確度等級為0.1級，則最大允許誤差：±（0.001×100）V。輸出100V時為±（0.001×100）V=±0.1V，則半寬度a=0.1V，在區(qū)間內可認為服從均勻分布，包含因子k=，則=a/k=0.1V/=0.0577V各個不確定度分量的匯總見表1。表1不確定度分量匯總表標準不確定度u(xi)不確定度來源標準不確定度值概率分布ciu（Vx）被測測試儀測量重復性0.0307V正態(tài)分布10.0307V標準裝置0.0577V均勻分布10.0577V4合成標準不確定度的評定由2.3條，可得合成標準不確定度為=0.0654V5擴展不確定度的評定取包含因子k=2，擴展不確定度為U=kuc（V）=2×0.0654V≈0.13V其相對擴展不確定度為Urel=0.13%，k=26其他測量點的測量不確定度評定根據上述同樣的評定方法，對量程區(qū)間的其他測量點進行不確定度評定，得到結果見表2。表2常用檢定/校準點的測量不確定度計算結果測量點（V）不確定度分量（V）（V）U（V）(k＝2)Urel（%）(k＝2)u（Vx）100.01480.00580.0160.030.32500.01940.02890.0350.070.145000.05140.28870.2930.590.127校準和測量能力（CMC）取一臺穩(wěn)定性很好的發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀，用相同方法可得校準測量能力如下表：測量點（V）不確定度分量（V）（V）U（V）(k＝2)Urel（%）(k＝2)u（Vx）100.00950.00580.0110.020.221000.01260.05770.0590.120.12500.00630.02890.0300.060.125000.02980.28870.2900.580.12發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀電流測量結果不確定度評定1概述1.1測量依據:JJF(新)-2021《發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀校準規(guī)范》。1.2環(huán)境條件:溫度20℃±5℃,相對濕度≤80％。1.3測量標準:發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀校驗裝置，型JZJY-1，規(guī)格：（1～500）V。準確度：0.1級。1.4被測對象:發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀，型號：GD-603。1.5測量過程：將發(fā)電機交流阻抗測試儀設置空載，調節(jié)JZJY-1發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀校驗裝置，得到電流值的測量結果與標稱值比較。1.6評定結果的使用：符合上述條件的測量結果，一般可直接使用本不確定度的評定方法，其中ACI5A點的測量結果的不確定度可直接使用本不確定度的評定結果。2測量模型2.1測量模型式中：I—發(fā)電機交流阻抗測試儀的測量結果，A；Ix–標準值，A；–標準裝置不準對測量結果的影響，A。2.2靈敏系數：,2.3不確定度傳播律因各輸入量彼此獨立不相關，所以3全部輸入量的標準不確定度評定3.1輸入量Ix的標準不確定度分量u（Ix）的評定標準不確定度分量u（Ix）主要由被測發(fā)電機交流阻抗測試儀的測量重復性引起，采用A類方法評定。標準裝置輸出5A點，在重復性條件下連續(xù)獨立測量10次，獲得1組測得值（A）：5.02，5.01，5.02，5.04，5.04，5.06，5.01，5.03，5.02，5.01=5.0260（A）單次實驗標準差=0.0165（A）3.2輸入量的標準不確定度分量u的評定標準裝置電流檔準確度等級為0.1級，則最大允許誤差：±（0.001×5）A。輸出5A時為±（0.001×5）A=±0.005A，則半寬度a=0.005A，在區(qū)間內可認為服從均勻分布，包含因子k=，則u=a/k=0.005A/=0.0029A各個不確定度分量的匯總見表1。表1不確定度分量匯總表標準不確定度u(xi)不確定度來源標準不確定度值概率分布ciu被測測試儀測量重復性0.0165A正態(tài)分布10.0165Au標準裝置0.0029A均勻分布10.0029A4合成標準不確定度的評定由2.3條，可得合成標準不確定度為=0.167A5擴展不確定度的評定取包含因子k=2，擴展不確定度為U=kuc（I）=2×0.167A≈0.03A其相對擴展不確定度為Urel=0.67%，k=26其他測量點的測量不確定度評定根據上述同樣的評定方法，對量程區(qū)間的其他測量點進行不確定度評定，得到結果見表2。表2常用檢定/校準點的測量不確定度計算結果測量點（A）不確定度分量（A）uc（I）（A）U（A）(k＝2)Urel(k＝2)u（Ix）u100.01490.00580.0160.030.32500.02970.02890.0410.080.171000.06910.05770.0900.180.187校準和測量能力（CMC）取一臺穩(wěn)定性很好的發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀，用相同方法可得校準測量能力如下表：測量點（A）不確定度分量（A）uc（I）（A）U（A）(k＝2)Urel（%）(k＝2)u（Ix）u50.00630.00290.0070.010.28100.00470.00580.0070.010.15500.00970.02890.0300.060.121000.03780.05770.0690.140.14發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀電阻測量結果不確定度評定1概述1.1測量依據:JJF(新)-2020《發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀校準規(guī)范》。1.2環(huán)境條件:溫度20℃±5℃,相對濕度≤80％。1.3測量標準:發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀校驗裝置，型JZJY-1，規(guī)格：（1～500）V。準確度：0.05級。1.4被測對象:發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀，型號：GD-603。1.5測量過程：將發(fā)電機交流阻抗測試儀設置空載，調節(jié)JZJY-1發(fā)電機轉子交流阻抗測試儀校驗裝置，得到電阻值的測量結果與標稱值比較。1.6評定結果的使用：符合上述條件的測量結果，一般可直接使用本不確定度的評定方法，其中OHM100Ω點的測量結果的不確定度可直接使用本不確定度的評定結果。2測量模型2.1測量模型式中：R—發(fā)電機交流阻抗測試儀的測量結果，Ω；Rx–標準值，Ω；–標準裝置不準對測量結果的影響，Ω。2.2靈敏系數：,2.3不確定度傳播律因各輸入量彼此獨立不相關，所以3全部輸入量的標準不確定度評定3.1輸入量Rx的標準不確定度分量u（Rx）的評定標準不確定度分量u（Rx）主要由被測發(fā)電機交流阻抗測試儀的測量重復性引起，采用A類方法評定。標準裝置輸出100Ω點，在重復性條件下連續(xù)獨立測量10次，獲得1組測得值（Ω）：100.034，100.026，100.038，100.058，100.064，100.026，100.054，100.037，100.048，100.046，100.042