(3.6 kV～40.5)kV交流開關(guān)設(shè)備能效計(jì)量測試規(guī)范

13.6kV～40.5kV交流開關(guān)設(shè)備能效計(jì)量測試規(guī)范本規(guī)范規(guī)定了額定頻率50Hz、額定電壓3.6kV～40.5kV交流開關(guān)設(shè)備(以下簡稱開關(guān)設(shè)備)能效計(jì)量測試方法和測試報(bào)告等內(nèi)容。本規(guī)范適用于開關(guān)設(shè)備主回路、操動機(jī)構(gòu)的能效計(jì)量測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。3.2(開關(guān)裝置的)主回路maincircuit(ofaswitchingdevice)3.4主回路損耗maincircuitloss對于三相開關(guān)設(shè)備，輸出端子短接，當(dāng)額定電流從開關(guān)設(shè)備關(guān)設(shè)備，開關(guān)設(shè)備所吸取的有功功率，計(jì)量單位為W。對于單相開關(guān)設(shè)備，當(dāng)額定電流從開關(guān)設(shè)備主回路輸入端子回路并通過輸出端子流出開關(guān)設(shè)備，開關(guān)設(shè)備所吸取的有功功率。計(jì)量單位為W。按照規(guī)定的操作程序，在空載工況下，用分、合閘裝源電壓對開關(guān)設(shè)備進(jìn)行分閘、合閘和儲能操作時(shí)，開關(guān)設(shè)備所吸取的能量。計(jì)量單位2開關(guān)設(shè)備是主要用于與發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換有關(guān)的開關(guān)裝置以及其同控5.1.1環(huán)境溫度：+10℃~+40℃。5.1.2相對濕度：40%～75%。5.1.3海拔：海拔不超過1000m。電源電壓的波形應(yīng)近似于正弦波，即畸變波形中的總諧波含量不大于5%,偶次諧波含量不大于1%。額定電流總諧波含量不超過額定電流的5%。操動機(jī)構(gòu)損耗測試電源為分、合閘裝置和輔助、控制回路的的±1%,操動機(jī)構(gòu)損耗測試電源頻率的標(biāo)準(zhǔn)值為交流50Hz或直流。直流電源的紋波電壓為額定負(fù)載時(shí)電源電壓交流分量的峰-峰值，應(yīng)限制到不大于直流分量的5%。分、合閘裝置和輔助、控制回路的電源電壓應(yīng)該理子上測得的電壓，如果需要，還包括制造廠提供或要求的與回路串聯(lián)的輔助電阻或元b)準(zhǔn)確度等級：0.01級。a)電壓測量范圍：0.1V～1000V;b)電壓測量最大允許誤差：士(讀數(shù)×0.05%+量程×0.05%)d)電流測量最大允許誤差：±(讀數(shù)×0.05%+量程×0.05%);f)功率因數(shù)測量最大允許誤差：±0.02%(功率因數(shù)>0.5),±0.01%(功率因g)功率測量范圍：0.01W～300h)功率測量最大允許誤差：±(讀數(shù)×0.05%+量程×0.05%)35.2.2.3溫度測量儀表a)溫度測量范圍：0.01℃~150℃;b)溫度測量最大允許誤差：±0.2℃;c)分辨力：0.01℃。5.2.2.4瞬態(tài)功率記錄儀器(具有功率積分功能)a)電壓測量范圍：0.1V～1000V;b)電壓測量最大允許誤差：±(讀數(shù)×0.1%+量程×0.1%);c)電流測量范圍：0.1A～100A;d)電流測量最大允許誤差：±(讀數(shù)×0.1%+量程×0.1%)e)功率測量范圍：0.01VA～100000VA;f)功率測量最大允許誤差：±(讀數(shù)×0.1%+量程×0.1%);g)電能量測量最大允許誤差：±0.3%。5.2.2.5開關(guān)設(shè)備能源效率測量裝置及其測量儀表均應(yīng)具備有效的檢定或校準(zhǔn)證書。6測試項(xiàng)目和方法6.1能源消耗量測試6.1.1主回路損耗測試按照附錄A進(jìn)行測試，并用公式(1)～公式(7)計(jì)算開關(guān)設(shè)備的主回路損耗。PA=UAK?IACOSφAPc=UcK?Iccosφ(式中：IA——主回路A相二次電流，A;φA—主回路A相功率因數(shù)；Ig——主回路B相二次電流，A;qn——主回路B相功率因數(shù)；Ic——主回路C相二次電流，A;φc——主回路C相功率因數(shù)；4K?——電流互感器變比；—溫度為t(℃)溫度為t(℃)溫度為t(℃)時(shí)，電流未修正的主回路A相損耗，W;時(shí)，電流未修正的主回路B相損耗，W;時(shí)，電流未修正的主回路C相損耗，W;I?——開關(guān)設(shè)備額定電流，A;P溫度為t(℃)Pα——溫度為t(℃)Pc——溫度為t(℃)Pz——溫度為t(℃)時(shí)，電流修正到額定電流后的主回路A相損耗，W;時(shí)，電流修正到額定電流后的主回路B相損耗，W;時(shí)，電流修正到額定電流后的主回路C相損耗，W;時(shí)，電流修正后的主回路總損耗，W;t——熱平衡狀態(tài)時(shí)的周圍空氣溫度，℃。6.1.2操動機(jī)構(gòu)損耗測試按照附錄B進(jìn)行測試，并用公式(8)～公式(11)計(jì)算開關(guān)設(shè)備的操動機(jī)構(gòu)損耗，其中開關(guān)設(shè)備的分閘操作主要考慮的是分勵(lì)脫扣操作方式下的損耗測量。E,=Ec+Eo+EsE,=Ec+Eo+Es式中：Uc——合閘回路電壓，V;Ic——合閘回路電流，A;U?——分閘回路電壓，V;Us——儲能回路電壓，V;Is——儲能回路電流，A;Es——儲能回路損耗，J;tci——分閘回路電流起始時(shí)刻；tc?——分閘回路電流結(jié)束時(shí)刻；to——合閘回路電流起始時(shí)刻；to?——合閘回路電流結(jié)束時(shí)刻；tsi——儲能回路電流起始時(shí)刻；tse——儲能回路電流結(jié)束時(shí)刻；E,——t(℃)時(shí)操動機(jī)構(gòu)總損耗，J;t——測試時(shí)的環(huán)境溫度，℃。5計(jì)量測試的原始記錄應(yīng)包含3.6kV～40.5kV開關(guān)設(shè)備能效計(jì)量測試所要求的必要信息，記錄中列出的項(xiàng)目應(yīng)準(zhǔn)確填寫。測量結(jié)果、數(shù)據(jù)和計(jì)算應(yīng)在測試時(shí)予以記錄。記錄應(yīng)包括測試人員和核驗(yàn)人員的簽名和測試日期。原始記錄格式見附錄D。按本規(guī)范規(guī)定的計(jì)量測試要求測量和計(jì)算3.6kV～40.5kV開關(guān)設(shè)備的主回路損a)主回路損耗保留兩位小數(shù)，計(jì)量單位為W;b)操動機(jī)構(gòu)損耗保留兩位小數(shù)，計(jì)量單位為J。應(yīng)準(zhǔn)確、客觀和規(guī)范地報(bào)告測試結(jié)果，出具測試報(bào)告。測試報(bào)告應(yīng)包括足夠的信息。測試報(bào)告應(yīng)由測試人員、報(bào)告審核人員和報(bào)告批準(zhǔn)人員簽名，測試報(bào)告格式見附j(luò))測試環(huán)境的描述；6開關(guān)設(shè)備主回路損耗測試方法受試開關(guān)設(shè)備應(yīng)按照GB/T11022—2011中6.5溫升試驗(yàn)規(guī)定的要求準(zhǔn)備，試驗(yàn)應(yīng)該在戶內(nèi)、周圍空氣的流動速度小于0.5m/s的環(huán)境下進(jìn)行，頻率范圍為47.5Hz~51Hz,開關(guān)設(shè)備的各部分的溫度應(yīng)該用熱電偶或其他適用的傳感器件來測量，它們應(yīng)周圍空氣溫度是開關(guān)設(shè)備周圍空氣的平均溫度，它應(yīng)該應(yīng)布置在開關(guān)設(shè)備周圍、處在載流部件的平均高度上并距離開關(guān)設(shè)備1m處的熱電偶或其他適用的傳感器件來測量，應(yīng)該防止熱電偶受氣流度快速變化造成的讀數(shù)誤差，可以把熱電偶放入裝有0.5L油的小瓶中。對于三相開關(guān)設(shè)備測試，接線見圖A.1,將大電流升流設(shè)備的輸出線，接入開關(guān)設(shè)頭的一端分別接在開關(guān)設(shè)備主回路輸入端子a、b、c測量點(diǎn)，電壓探頭另一端共同接在短接排的O測量點(diǎn)，將開關(guān)設(shè)備額定頻率下的額定電流注入開關(guān)設(shè)備。主回路A相電壓UA是測量點(diǎn)a、O間的電壓，主回路B相電壓U。是測量點(diǎn)b、O間的電壓，主回路試驗(yàn)應(yīng)該持續(xù)足夠長的時(shí)間以使溫升達(dá)到穩(wěn)定，即熱平衡狀態(tài)。如果在1h內(nèi)開關(guān)設(shè)備的各部分的溫升(開關(guān)設(shè)備的各部分的溫度與周圍空氣溫度之差)的變化不超過1K,就認(rèn)為達(dá)到了這一狀態(tài)。周圍空氣溫度的變化在1h內(nèi)不應(yīng)該超過1K。當(dāng)開關(guān)設(shè)備達(dá)到熱平衡后，將施加電流值控制在額定電流值100%～101%之間，在功率測量儀器上讀取開關(guān)設(shè)備每一相的電流、電壓、功率因數(shù)，根據(jù)6.1.1中公式(1)～公式(3)得到主回路損耗PA、PB、Pc,同時(shí)記錄周圍空氣溫度t。根據(jù)6.1.1中公式(4)～公式(6)得到修正到額定電流的主回路損耗Pa、根據(jù)6.1.1中公式(7)得到三相開關(guān)設(shè)備總損耗Pz,以3次總損耗的平均值作7圖A.1三相開關(guān)設(shè)備主回路損耗測試線路圖對于單相開關(guān)設(shè)備測試，接線見圖A.2,測試方法與三相相同，測試電流互感器串儀器上讀取電流、電壓、功率因數(shù)及主回路損耗，同時(shí)記錄周圍空氣溫度t,單相開關(guān)設(shè)備損耗計(jì)算方法同三相開關(guān)設(shè)備。圖A.2單相開關(guān)設(shè)備主回路損耗測試線路圖8開關(guān)設(shè)備操動機(jī)構(gòu)損耗測試方法B.1測試準(zhǔn)備根據(jù)被測開關(guān)設(shè)備分、合閘裝置和輔助、控制回路的技術(shù)要求，選擇適合的電源類型(交流或直流電源)及其額定電源電壓。B.2測試方法開關(guān)設(shè)備進(jìn)行分閘、合閘和儲能操作，操作程序如下：2)每個(gè)操作循環(huán)為：開關(guān)設(shè)備C(合),間隔60s,開關(guān)設(shè)備O(分),開關(guān)設(shè)備合閘后，儲能電機(jī)即進(jìn)行儲能操作。測試回路見圖B.1、圖B.2,瞬態(tài)功率記錄儀器的電壓探頭接在開關(guān)設(shè)備分、合閘和儲能回路的進(jìn)線端子a、b處測量各回路的電壓，同時(shí)用瞬態(tài)功率記錄儀器的測試電流傳感器測量各回路的電流。通過瞬態(tài)功率記錄儀器采集電流、電壓波形，根據(jù)6.1.2同時(shí)記錄測試時(shí)的環(huán)境溫度t。操動機(jī)構(gòu)損耗：E,=Ec+E?+Es操動機(jī)構(gòu)損耗的測試結(jié)果由10個(gè)操作循環(huán)測得的平均值確定。b3b9附錄C開關(guān)設(shè)備能效計(jì)量測試結(jié)果測量不確定度評定示例依據(jù)JJF1059.1—2012,對開關(guān)設(shè)備的主回路損耗、操動機(jī)構(gòu)損耗的測量不確定度進(jìn)行評定。C.1開關(guān)設(shè)備主回路損耗測試結(jié)果測量不確定度評定C.1.1測量模型開關(guān)設(shè)備的主回路總損耗計(jì)算公式為：P=Pz(C.式中：P——周圍空氣溫度為t(℃)時(shí)，主回路總損耗，W;Pz——周圍空氣溫度為t(℃)時(shí)，電流修正后的功率測量儀器上顯示的損耗值與電流互感器變比K的乘積，W。根據(jù)不確定度傳播律，開關(guān)設(shè)備的主回路損耗的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公u2r(P)=[uire(Pz)]2+[ur(Pa)]2+[ure(K)]2式中：uja(Pa)——開關(guān)設(shè)備的主回路損耗測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度；u(Pa)——數(shù)字功率測量儀器功率測量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度；uyg(K)——電流互感器變比引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度。C.1.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評定C.1.2.1主回路損耗測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量以一臺額定頻率50Hz、額定電壓12kV、額定電流1250A的開關(guān)柜為測試樣本，進(jìn)行10次獨(dú)立的重復(fù)測量，測量結(jié)果見表C.1。序號i12345678序號i9采用A類方法評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用貝塞爾公式計(jì)算測量結(jié)果，計(jì)算公式為：式中：u?(Pa)——開關(guān)設(shè)備的主回路損耗測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，W;Pz——第i次獨(dú)立測得開關(guān)設(shè)備的主回路損耗值，W;Pz——n次獨(dú)立測量得到開關(guān)設(shè)備的主回路損耗的平均值，W;n——獨(dú)立測量次數(shù)，此處n=10。uire(Pz)=u?(Pa)/Pa=0.035%(C.4)C.1.2.2數(shù)字功率測量儀器功率測量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量采用B類方法評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，根據(jù)數(shù)字功率測量儀器檢定/校準(zhǔn)證書和說明書，功率測量最大允許誤差為±(讀數(shù)的0.05%+量程的0.05%),電流互感器的變比為3000A/5A,不考慮電流互感器的變比時(shí)，讀數(shù)值為1.51W,量程為7.5W(電流量程5A、電壓量程1.5V)。按矩形分布估計(jì)，則數(shù)字功率測量儀器功率測量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：C.1.2.3電流互感器變比K引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量采用B類方法評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，根據(jù)電流互感器檢定/校準(zhǔn)證書，電流互感器最大允許誤差為±0.01%,按照矩形分布估計(jì)，k=√3,電流互感器變比引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度開關(guān)設(shè)備主回路損耗相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度具體分量數(shù)據(jù)見表C.2。分布不確定度分量符號正態(tài)均勻電流互感器變比均勻usm(P)=√[ujma(Pa)]2+[u擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,則開關(guān)設(shè)備的主回路損耗的相對擴(kuò)展不確定度為：C.2開關(guān)設(shè)備操動機(jī)構(gòu)損耗測試結(jié)果測量不確定度評定C.2.1測量模型E=E,式中：E——操動機(jī)構(gòu)總損耗，J;E,——瞬態(tài)功率記錄儀器上顯示的操動機(jī)構(gòu)總損耗，J。根據(jù)不確定度傳播律，開關(guān)設(shè)備的操動機(jī)構(gòu)損耗的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式為：u2e(E)=uìre(E,)+ure2(E,)(C.10)uie(E)——開關(guān)設(shè)備的操動機(jī)構(gòu)損耗測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度；ug(E?)——瞬態(tài)功率記錄儀器損耗測量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度。C.2.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評定C.2.2.1操動機(jī)構(gòu)損耗測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量以一臺配備彈簧操動機(jī)構(gòu)、使用分勵(lì)脫扣方式的真空斷路器作為測試樣本，進(jìn)行了10次獨(dú)立的重復(fù)測量，測量結(jié)果見表C.3。序號i123456序號i7一1.14289采用A類方法評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用貝塞爾公式計(jì)算測量結(jié)果，計(jì)算公式為：式中：u?(E)——開關(guān)設(shè)備的操動機(jī)構(gòu)損耗測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，J;E;——第i次獨(dú)立測得開關(guān)設(shè)備的操動機(jī)構(gòu)損耗值，J;E,——n次獨(dú)立測量得到開關(guān)設(shè)備的操動機(jī)構(gòu)損耗值的平均值，J;n——獨(dú)立測量次數(shù)，此處n=10。uire(E)=u?(E?)/E,=0.193%C.2.2.2瞬態(tài)功率記錄儀器測量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量采用B類方法評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，根據(jù)瞬態(tài)功率記錄儀器檢定/校準(zhǔn)證書和說明書，瞬態(tài)功率記錄儀器損耗測量最大允許誤差為±0.3%,按矩形分布估計(jì)，則數(shù)字功率計(jì)損耗測量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：C.2.3相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度開關(guān)設(shè)備操動機(jī)構(gòu)損耗相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度具體分量數(shù)據(jù)見表C.4。分布不確定度分量符號正態(tài)瞬態(tài)功率記錄儀器損耗測量均勻uee(E)=√u?a(E)+ug2(E)=0.擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,則開關(guān)設(shè)備的操動機(jī)構(gòu)損耗的相對擴(kuò)展不確定度為：型號規(guī)格收樣日期測試日期產(chǎn)品編號