Методика поверки «ГСИ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА GI, GIS, GS, GSWS» (ИЦРМ-МП-093-21)

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Методика поверки

ИЦРМ-МП-093-21 г. Москва 2021

Настоящая методика устанавливает методы и средства первичной и периодических поверок трансформаторов тока GI, GIS, GS, GSWS, изготавливаемых фирмой «RITZ Instrument Transformers GmbH», Германия, содержащих в своем составе вторичные обмотки с классами точности по ГОСТ Р МЭК 61869-2-2015.

Трансформаторы тока GI, GIS, GS, GSWS (далее по тексту - трансформаторы, приборы) предназначены для передачи сигналов измерительной информации средствам измерений, устройствам защиты, автоматики, сигнализации и управления в электрических установках переменного тока промышленной частоты.

При проведении поверки должна обеспечиваться прослеживаемость трансформаторов тока GI, GIS, GS, GSWS к государственному первичному эталону единицы величины по Приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2018 г. № 2768 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений коэффициентов преобразования силы электрического тока».

Поверка трансформаторов тока GI, GIS, GS, GSWS должна проводиться в соответствии с требованиями настоящей методики поверки.

Интервал между поверками - 8 лет.

Методы, обеспечивающие реализацию методики поверки - дифференциальный (нулевой) метод, метод прямых измерений.

Классы точности 5PR. 10PR характеризуются требованием к коэффициенту остаточной магнитной индукции Kr. При протекании симметричных токов короткого замыкания такая вторичная обмотка не уйдет в насыщение и не будет происходить искажения тока во вторичной цепи. После отключения вторичная обмотка не требует размагничивания, т.к. после прекращения протекания тока в обмотках магнитопровод возвращается в состояние, предшествующее короткому замыканию.

• 1.1   При поверке выполняются операции, указанные в таблице 1.

• 1.2   При получении отрицательных результатов при выполнении любой из операций поверка прекращается и прибор бракуется.

Таблица 1 - Операции поверки

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• •    температура окружающего воздуха от +10 до +30 °C;

• •     относительная влажность от 30 до 80 %;

• •     атмосферное давление от 84 до 106 кПа.

• 3.1   К проведению поверки допускаются лица, изучившие настоящую методику’ поверки, эксплуатационную документацию на поверяемые приборы и средства поверки.

• 3.2   К проведению поверки допускаются лица, соответствующие требованиям, изложенным в статье 41 Приказа Минэкономразвития России от 26.10.2020 года № 707 (ред. от 30.12.2020 года) «Об утверждении критериев аккредитации и перечня документов, подтверждающих соответствие заявителя, аккредитованного лица критериям аккредитации».

• 4.1   При проведении поверки должны применяться средства измерений, перечисленные в таблице 2.

• 4.2   Допускается применять другие средства поверки, обеспечивающие требуемую точность передачи единиц величин поверяемому средству измерений.

• 4.3   Все средства поверки должны быть исправны, поверены и иметь сведения (отметки в формулярах или паспортах) о поверке.

  Таблица 2 - С	редства поверки
  Операция поверки	Средство поверки	Метрологические и технические требования к средствам поверки	Рекомендуемые типы средств поверки
  Проверка сопротивления изоляции	Мегаомметр	Выходное напряжение 2500 В. Диапазон измерений не менее 1000 МОм. Выходное напряжение 1000 В. Диапазон измерений не менее 50 МОм	Измеритель сопротивления, увлажнённости и степени старения электроизоляции MIC-5000 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 34590-07)
  Размагничива ние	Источник силы переменного тока	Диапазон силы переменного тока от 0 до 6000 А	Источник тока регулируемый ИТ5000. Прибор электроизмерительный эталонный многофункциональный «Энергомонитор-3.1 КМ» (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 52854-13)
  Проверка правильности обозначения контактных зажимов и выводов. Определение погрешности	Источник силы переменного тока	Диапазон силы переменного тока от 0 до 6000 А	Источник тока регулируемый ИТ5000
  	Рабочий эталон -трансформатор тока 2 разряда по ГПС, утвержденной Приказом Росстандарта от 27 декабря 2018 г. № 2768	От 0,05 до 6000 А. Доу = ±(0,03 — 0,8) %; Дй = ±(410’4 - 1 10'2) рад	Трансформатор тока измерительный переносной ТТИП-5000/5 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 39854-08)
  	Прибор сравнения	До/= ±(0,01 -0,05)%; Д,> = ±(2.9 10‘б- 1,5 10’5) рад	Прибор сравнения КНТ-05 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 37854-08). Прибор электроизмерительный

  Операция поверки	Средство поверки	Метрологические и технические требования к средствам поверки	Рекомендуемые типы средств поверки
  			эталонный многофункциональный « Энергомонитор-3.1 КМ» (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 52854-13)
  	Нагрузочное устройство	8 = ±4%	Магазин нагрузок МР 3027 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 34915-07)
  Определение коэффициента остаточной магнитной индукции (Kr)	Источник питания постоянного тока	Выходное напряжение постоянного тока от 12 до 48 В. Мощность не менее 3 кВт.	Поверке или аттестации не подлежит
  	Омметр	Согласно ГОСТ РМЭК 61869-2-2015	Миллиомметр цифровой GOM-801G (регистрационный номер в              Федеральном информационном      фонде №21181-01)
  	Осциллограф цифровой	Согласно ГОСТ РМЭК 61869-2-2015	Осциллограф цифровой АКИП-4115/1А     (регистрационный номер    в    Федеральном информационном      фонде №51561-12)
  	Шунт	Согласно ГОСТ Р МЭК 61869-2-2015	Шунт токовый АКИП-7501 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде №49121-12)
  Определение условий проведения поверки	Средство измерений температуры окружающего воздуха	Измерение температуры окружающего воздуха в диапазоне от +10 до +30 °C. Д = ±0,5 °C	Термометр         ртутный стеклянный    лабораторный ТЛ-4 (регистрационный номер в              Федеральном информационном      фонде 303-91)
  	Средство измерений относительной влажности воздуха	Измерение относительной влажности окружающего воздуха в диапазоне от 20 до 90 %. Д = ±6%	Психрометр аспирационный М-34-М    (регистрационный номер    в    Федеральном информационном      фонде 10069-11)
  	Средство измерений атмосферного давления	Измерение атмосферного давления в диапазоне от 80 до 106 кПа. Д = ±0,2 кПа	Барометр-анероид метеорологический БАММ-1 (регистрационный номер в Федеральном информационном      фонде 5738-76)

К проведению поверки допускаются лица, прошедшие проверку знаний правил техники безопасности и эксплуатации электроустановок напряжением до и выше 1000 В и имеющие квалификационную группу по технике безопасности не ниже III.

Перед поверкой должны быть выполнены следующие мероприятия:

• 1. Проверены документы, подтверждающие электрическую безопасность.

• 2. Проведены технические и организационные мероприятия по обеспечению безопасности проводимых работ в соответствии с ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.3-75.

• 3. Все средства измерений, участвующие в поверке, должны быть надежно заземлены.

Внешний осмотр проводить по методике п. 9.1 ГОСТ 8.217-2003.

• 7.1   Перед поверкой должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• 1. Средства измерений, используемые при поверке, должны быть поверены и подготовлены к работе согласно их руководствам по эксплуатации.

• 2. Поверяемое средство измерений должно быть подготовлено и опробовано в соответствии с руководством по эксплуатации.

• 7.2    Опробование средства измерений

Опробование проводить по методике п. 9.3 ГОСТ 8.217-2003.

8.1    Метрологические характеристики, подлежащие определению.

Таблица 3 - Метрологические характеристики

• 8.2   Проверка сопротивления изоляции

Поверку проводить по п. 9.2 ГОСТ 8.217-2003.

• 8.3    Размагничивание

Поверку проводить по п. 9.3 ГОСТ 8.217-2003.

• 8.4   Проверка правильности обозначения контактных зажимов и выводов

Поверку проводить по п. 9.4 ГОСТ 8.217-2003.

• 8.5   Определение погрешностей

Поверку проводить по п. 9.5 ГОСТ 8.217-2003.

Погрешности трансформаторов тока с номинальной частотой напряжения сети 60 Гц допускается определять на частоте 50 Гц.

Результаты поверки считаются положительными если:

• - пределы допускаемых погрешностей вторичных обмоток для измерений и учета с классами точности 0,2; 0,5; 1 соответствуют таблице 201 ГОСТ Р МЭК 61869-2-2015;

• - пределы допускаемых погрешностей вторичных обмоток для измерений и учета с классами точности 0,2S; 0.5S соответствуют таблице 202 ГОСТ Р МЭК 61869-2-2015;

• - пределы допускаемых погрешностей вторичных обмоток для измерений и учета с классом точности 3 соответствуют таблице 203 ГОСТ Р МЭК 61869-2-2015;

• - пределы допускаемых погрешностей вторичных обмоток для защиты с классами точности 5PR; 10PR соответствуют таблице 205 ГОСТ Р МЭК 61869-2-2015.

• 8.6   Определение коэффициента остаточной магнитной индукции (Kr)

Определение коэффициента остаточной магнитной индукции проводить согласно ГОСТ Р МЭК 61869-2-2015 «Трансформаторы измерительные. Часть 2. Дополнительные требования к трансформаторам тока» по схеме с источником напряжения постоянного тока.

Определение коэффициента остаточной магнитной индукции проводить в следующем

• 1. Измерить с помощью миллиомметра сопротивление вторичной обмотки трансформатора тока Rd и установить сопротивление шунта R_w в пределах от 0,1 до 1 Ом.

• 2. Собрать схему измерений согласно рисунку 1.

• 3. Измерение напряжения на выводах вторичной обмотки трансформатора U_m(t) и напряжения на шунте U_M(t) проводить с помощью цифрового осциллографа. Запись осциллограмм начинать не позднее момента замыкания выключателя. Частота дискретизации должна быть не менее 1 Мега/выборок в секунду. Развертку по напряжению на канале осциллографа, измеряющем U_m(t\ устанавливать исходя из напряжения на выводах источника Е. Развертку по напряжению на канале осциллографа, измеряющем устанавливать исходя из рассчитанного по формуле (1) максимального значения напряжения на шунте в опыте:

  

  (1)

где Uiu.max - максимальное расчетное напряжение на шунте. В;

Е - номинальное постоянное напряжение источника. В;

R_M - сопротивление шунта, определенное в пункте 1, Ом;

Rd - сопротивление вторичной обмотки трансформатора тока, определенное в пункте 1.

Ом.

• 4. Замкнуть выключатель 5 на время, достаточное для наступления насыщение сердечника, факт которого определяется выходом напряжения U_m(t) на установившейся режим и снижением значения этого напряжения на 1-2 порядка, относительно начальной величины. Разомкнуть выключатель. Измерение и запись напряжений U_m(t) и U_w(t) требуется

  5.

  где

  6.

проводить до момента выхода напряжения на вторичной обмотке на установившееся нулевое значение после размыкания выключателя.

Определить ток намагничивания i_m(t) через вторичную обмотку трансформатора тока по формуле (2)

(2)

im(t) - ток намагничивания. А;

U_M(t) - напряжение на шунте, измеренное с помощью цифрового осциллографа. В;

R_w - сопротивление шунта. Ом.

На основании записанных с помощью цифрового осциллографа сигналов напряжения на выводах вторичной обмотки U_m(t) и рассчитанного тока через вторичную обмотку i_m(t) определить зависимость потокосцепления 'P(t) от времени, для чего выполнить интегрирование напряжения в соответствие с формулой (3):

/

(3)

о

где dt - шаг дискретизации по времени, с;

^(t) - результирующее значение потокосцепления в зависимости от времени. Во.

Рисунок 1 - Схема определения коэффициента остаточной магнитной индукции

где ИПН- источник напряжения постоянного тока:

S - выключатель;

Rd — демпфирующий резистор для ограничения скачка напряжения, сопровождающего обрыв тока через индуктивность обмотки трансформатора тока после размыкания ключа;

Rd - сопротивление вторичной обмотки трансформатора тока;

R_ut - сопротивление шунта.

i_m(t) - ток намагничивания испытуемой обмотки, рассчитанный по формуле (2).

Um(t) - напряжение на испытуемой обмотке, измеренное с помощью цифрового осциллографа.

U_M(t) - напряжение на шунте, измеренное с помощью цифрового осциллографа.

7. Полученные результаты измерений и расчетов занести в таблицу 4. Количество точек, занесенных в протокол, должно быть достаточным для определения максимального значения потокосцепления.

Таблица 4 - Результирующие значения напряжения на испытуемой обмотке, тока намагничивания и потокосцепления

8. Характерный вид зависимости напряжения на испытуемой обмотке U_m(t) и тока намагничивания i_m(t), протекающего через испытуемую обмотку, от времени представлены на рисунке 2.

---Ток намагничивания Напряжение на обмотке

Рисунок 2 - Характерный вид зависимости напряжения на испытуемой обмотке и тока намагничивания от времени

• 9. Характерный вид зависимости потокосцепления от тока намагничивания 4^J(i_m), соответствующий опыту с насыщением сердечника, приведен на рисунке 3. Максимальное значение зависимости ^(im) представляет собой потокосцепление насыщения ^_нас, финальное значение временной зависимости       — остаточное потокосцепление

намагничивания

Рисунок 3 - Характерный вид зависимости потокосцепления от тока намагничивания в опыте по определению коэффициента остаточной намагниченности

• 10. Определить коэффициент остаточной магнитной индукции Kr как отношение остаточного потокосцепления намагничивания к потокосцеплению насыщения, выраженное в процентах, по формуле (4):

  

  (4)

Результаты поверки считаются положительными, если полученное значение коэффициента остаточной магнитной индукции не превышает 10 %.

При невыполнении этих требований, трансформатор бракуется и направляется в ремонт.

Процедуры обработки результатов измерений, полученных при определении метрологических характеристик, а также критерии положительных результатов поверки, приведены в соответствующих пунктах методики поверки.

Критерием для принятия поверителем решения по подтверждению соответствия средства измерений метрологическим требованиям, установленным при утверждении типа, является соответствие результатов поверки по всем пунктам методики характеристикам, приведенным в описании типа средства измерений и настоящей методике.

• 10.1  Результаты поверки прибора подтверждаются сведениями, включенными в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений в соответствии с порядком, установленным действующим законодательством.

• 10.2  По заявлению владельца прибора или лица, представившего его на поверку, положительные результаты поверки (когда прибор подтверждает соответствие метрологическим требованиям) оформляют свидетельством о поверке по форме, установленной в соответствии с действующим законодательством, и (или) нанесением на прибор знака поверки, и (или) внесением в паспорт прибора записи о проведенной поверке, заверяемой подписью поверителя и знаком поверки, с указанием даты поверки.

• 10.3  По заявлению владельца прибора или лица, представившего его на поверку, отрицательные результаты поверки (когда прибор не подтверждает соответствие метрологическим требованиям) оформляют извещением о непригодности к применению средства измерений по форме, установленной в соответствии с действующим законодательством, и (или) внесением в паспорт прибора соответствующей записи.

Ведущий инженер

ООО «ИЦРМ»

9