TR-II型三相组合电压互感器溯源方式分析及

刘 罡1，李诗宇2，周 浩1，刘志同3，房 琛4

(1.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006；2.国网辽宁省电力有限公司检修分公司，辽宁 沈阳 110006；3.国网沈阳供电公司，辽宁 沈阳 110003；4.大连电力建筑工程公司，辽宁 大连 116021)

TR-II型三相组合电压互感器为变压比电桥检定装置的重要组成部分，可进行变压比电桥的三相检定，长期以来其溯源方式为每年送检至中国计量科学研究院。该方式不仅需要花费大量的校准费用，更有长途运输可能带来的设备失准、损坏等隐患。近年来，随着国网辽宁省电力有限公司计量中心工频电压比例标准装置尤其是多盘感应分压器应用技术的成熟，中心已具备在本地以多盘感应分压器为标准器校准TR-II型三相组合电压互感器的能力。本文以现有设备基础，对其溯源方式进行分析并对测量结果进行评定。

1 仪器概况

TR-II型三相组合电压互感器外观如图1所示。变比共有10、20、50、100共4个档位。A、B、C、N和a、b、c、n分别为高压侧和低压侧的三相线和中性点。接线方式1和接线方式2组合产生Y/y0、Y/y6、D/d0、D/d6、Y/d11、Y/d5、D/y11、D/y58种接线方式。检定变压比电桥时，将本仪器A、B、C、N和a、b、c、n端子与被试电桥高压侧和低压侧三相对应连接。启动被试电桥进行测量，即可读出电桥的误差[1]。该仪器准备度等级为0.01级，可检定0.05级及以下变压比电桥。

图1 TR-II型三相组合电压互感器外观图

2 原理分析

由于三相组合电压互感器接线端子存在Y/d或D/y等接线方式，高压侧和低压侧的变比不为整数，故普通标准电压互感器无法完成对其校准。而标准感应分压器由于一次侧和二次侧变比可调节，故可采用以标准感应分压器为标准器通过单相逐相校准的方法完成三相组合互感器溯源。以A相为例，溯源原理图如图2所示。升压器输出端、标准感应分压器一次侧、三相组合电压互感器一次侧并联，升压器A端子与标准感应分压器一次高端、三相组合互感器A相相连，升压器X端子与标准感应分压器一次低端、三相组合互感器高压中性点N相连，同时与地相连；误差测量装置的供电回路a、x由升压器测量绕组a、x端子完成；误差测量装置的测差回路D、K通过标准感应分压器、三相组合互感器二次侧构成高端测差回路完成，标准感应分压器二次高端与D相连，三相组合互感器二次侧高端a相与K相连，标准感应分压器二次侧低端和三相组合互感器二次侧低端相连，同时与地相连。根据三相组合互感器不同的接线方式调节标准感应分压器7个盘的置数，即可完成不同变比和接线方式的校准[2]。

图2 溯源原理图

3 校准试验

3.1 Y/y接线或D/d接线

高压侧和低压侧同为Y或D接线共有4种方式，即Y/y0、Y/y6、D/d0、D/d6。三相组合互感器变比的倒数等于标准感应分压器的置数。其中Y/y6和D/d6接线时，由于向量图中高压侧和低压侧反向，故实际试验时需将三相组合互感器一次侧(或二次侧)反向接线，综上分析，对变比为10、20、50、100时，调节标准感应分压器不同置数，得到校准误差如表1所示[3]。

表1 Y/y、D/d接线校准误差值

3.2 D/y接线

表2 D/y接线校准误差值

3.3 Y/d接线

表3 Y/d接线校准误差值

4 不确定度评定

TR-II型三相组合电压互感器溯源方法的本质是采用标准感应分压器校准特殊变比的电压互感器，其中A、B、C三相需分别采用单相校准方式校准。依据JJG 244—2003《感应分压器检定规程》和JJG 314—2010 《测量用电压互感器检定规程》[5-6]，从3方面对其进行不确定度评定：①主标准器引入；②测量误差修约；③测量重复性引入。

4.1 主标准器引入

溯源采用的主标准器为工频电压比例标准装置中的七盘标准感应分压器，其不确定度评定由单盘感应分压器得到，本文直接给出u1=0.27×10-6。

4.2 测量误差修约

4.3 测量重复性

对表1、表2、表3中所有组别和变比分别按照单相进行10次独立重复性测量，同时考虑比值误差和相位误差，共得到4×2×3×3×2=144组试验标准偏差值s1—s144，取最大试验标准偏差值smax为测量重复性引入的不确定度分量u3，则u3=smax=0.63×10-6。

5 合成标准不确定度和扩展不确定度

扩展不确定度由合成标准不确定度乘以包含因子k得到，本文取k=2，经计算，扩展不确定度U=k×uc=6.0×10-6，对应包含概率约为95%，表示测量结果有95%概率在扩展不确定度范围内。

6 示值误差的符合性评定

依据JJF1094—2002《测量仪器特性评定校准规范》中符合性评定的要求[8]，当最大允许误差MPEV与扩展不确定度U95之比小于或等于1/3时，仅需考虑测量点的示值误差不超过最大允许误差，就可判为该计量器具符合该准确度等级的要求，不需要考虑示值误差评定的测量不确定度对符合性评定的影响。本文中0.01级三相组合互感器MPEV=0.01%=1×10-4，U≈U95=6.0×10-6，故U95/MPEV=0.06<1/3，故判断该三相组合互感器是否合格无需考虑校准结果不确定度影响，仅需判断表1、表2、表3中各测点小于MPEV即可。上述3个表数据经逐一比较，测量结果均在MPEV范围内，证明该三相组合互感器满足准确度0.01级要求，可以开展0.05级及以下变压比电桥的三相检定工作。

7 结束语

本文对TR-II型三相组合互感器的溯源方式进行分析，对校准结果不确定度进行了评定，依据测量仪器特性评定要求对其符合性评定进行分析，评定结果之比小于1/3，仅需考虑最大允许误差即可作为仪器合格与否的依据，简化了评定流程。本文的溯源方法为变压比电桥的其他主标准器的校准打下良好基础。