Приложение10А (справочное). Обозначение класса точности с учетом скорректированного коэффициента масштабного преобразования и поправочного масштабного коэффициента

Приложение10А
(справочное)

Обозначение класса точности с учетом скорректированного коэффициента масштабного преобразования и поправочного масштабного коэффициента

10А.1 Общие положения

В данном приложение определен класс точности, основанный на значении индивидуального поправочного масштабного коэффициента CF _I для пассивных ММТТ, где символ I показывает, что это класс точности по току. Преимущество заключается в возможном переопределении (например, в сторону повышения) класса точности пассивного ММТТ, если используется индивидуальный поправочный масштабный коэффициент вместо традиционного номинального коэффициента масштабного преобразования K _r, т.е. в этом случае он может быть переопределен из одного класса точности (более низкого) в другой (более высокий, в который он не укладывался при нормировании для него номинального коэффициента масштабного преобразования). Следует учитывать, что при испытаниях пассивных ММТТ на соответствие более высокому классу точности применяют измерительное эталонное оборудование для этого класса точности. Также при испытаниях пассивного ММТТ необходимо убедиться, что скорректированный коэффициент масштабного преобразования достаточно стабилен для этого более высокого класса точности.

Обозначение класса точности в ГОСТ Р МЭК 61869-6 основано на номинальном коэффициенте масштабного преобразования. Для разъяснения определена токовая (амплитудная) погрешность (погрешность коэффициента масштабного преобразования тока), являющаяся погрешностью, которую пассивный ММТТ вводит в измерения тока, и которая возникает в результате того, что действительный коэффициент масштабного преобразования тока, отдельно взятого ММТТ, не равен номинальному коэффициенту масштабного преобразования тока. Технология производства традиционных измерительных и защитных устройств не является достаточно гибкой, чтобы принять действительный коэффициент масштабного преобразования отдельно взятого измерительного трансформатора (далее - ИТ). Поэтому был использован номинальный коэффициент масштабного преобразования, к которому относится целая группа ИТ с одинаковым классом точности. Поскольку действительный (фактический) коэффициент масштабного преобразования немного отличен для каждого из ИТ, то класс точности должен был определен так, чтобы охватить все ИТ одного типа, что приводило к понижению приписанного класса точности. Современные технологии позволяют эффективно использовать индивидуальный коэффициент масштабного преобразования, в частности, как для пассивного ММТТ, так и для защитных, измерительных и контролирующих устройств. Для пассивного ММТТ это возможно путем применения поправочного коэффициента CF _l вместе с номинальным коэффициентом масштабного преобразования или путем применения скорректированного коэффициента масштабного преобразования тока K _cor I. Установление класса точности пассивного ММТТ, основанного на отношении поправочного коэффициента к номинальному коэффициенту масштабного преобразования тока или на скорректированном коэффициенте масштабного преобразования тока, должно подтверждаться фактическими испытаниями на соответствие классу точности. Практически, этот метод может быть также применен и к любому типу ИТ.

Поправочный коэффициент CF _I вычисляют по формуле

.

(10А.1)

Скорректированный коэффициент масштабного преобразования K _cor вычисляют по формуле

.

(10А.2)

В условиях реального применения защитные реле могут быть сконструированы таким образом, чтобы использовать либо номинальный коэффициент масштабного преобразования K _r, либо поправочный коэффициент CF _I, либо скорректированный коэффициент масштабного преобразования K _cor, либо в виде устройства, которое сочетает в себе одновременное использование K _r и CF _I.

На рисунке 10А.1 представлено улучшение класса точности для трех ММТТ с учетом поправочного коэффициента CF _I.

а) Определение класса точности при нормировании по номинальному коэффициенту масштабного преобразования	b) Улучшение класса точности при учете поправочного коэффициента к номинальному коэффициенту масштабного преобразования

1 - предел класса точности; 2 - предел более высокого класса точности

Рисунок 10А.1 - Улучшение класса точности в сторону повышения при использовании поправочного коэффициента CF _I

10А.2 Отнесение пассивного ММТТ к классу точности при нормировании номинального коэффициента масштабного преобразования

Погрешность коэффициента масштабного преобразования для аналогового выхода вычисляют по формуле

,

(10А.3)

где K _r - номинальный коэффициент масштабного преобразования (трансформации);

I _р - среднеквадратическое значение первичного тока при i _р res (t) = 0; где i _p res (t) является первичным остаточным током, включая гармонические и субгармонические составляющие, и первичный постоянный ток;

U _s - среднеквадратическое значение вторичного напряжения конвертера при U _sdc + u _s res (t) = 0; где U _sdc - вторичное напряжение постоянного тока; u _s res (t) является вторичным остаточным сигналом напряжения, включая гармонические и субгармонические составляющие.

10А.3 Отнесение пассивного ММТТ к классу точности при нормировании поправочного коэффициента к номинальному коэффициенту масштабного преобразования

Определение для класса точности при нормировании поправочного коэффициента к номинальному коэффициенту масштабного преобразования характеризуется погрешностью скорректированного коэффициента масштабного преобразования для аналогового выхода, вычисляемой по формуле

.

(10А.4)

Отличием от формулы (2) является то, что вместо номинального коэффициента масштабного преобразования K _r здесь применяют поправочный коэффициент CF _I.

10А.4 Улучшение класса точности по результатам испытаний

Для проведения наглядных испытаний на соответствие классу точности выбрано пять случайно отобранных пассивных ММТТ, которые затем испытаны при первичном проводнике, который отцентрован и расположен перпендикулярно к (под прямым углом относительно) основному проводнику, как изображено на рисунке 10А.2. Результаты испытаний представлены в таблицах 10А.1 и 10А.2. Рисунок 10А.4 демонстрирует значения масштабного коэффициента, измеренные при 0,05I _pr, 0,2I _pr, I _pr и K _pcrI _pr (при K _pcr = 10) согласно таблице 1001 настоящего стандарта. Расширенная неопределенность системы калибровки [7] при коэффициенте охвата k = 2 составляла 0,007 % по амплитуде и 90 мкрад по фазе на номинальном первичном токе I _pr.

Чтобы подчеркнуть преимущество использования индивидуального поправочного коэффициента, сначала определен класс точности образцов пассивных ММТТ на основании измеренных значений погрешностей, определенных от среднего значения их масштабных коэффициентов, отнесенного к номинальному значению коэффициента масштабного преобразования. В данном случае представлен традиционный метод. Затем, на основе нового метода при помощи индивидуального для каждого образца пассивного ММТТ скорректированного коэффициента масштабного преобразования их класс точности переопределен с учетом новых значений амплитудных (токовых) погрешностей. Рисунок 10А.3 демонстрирует класс точности образцов пассивных ММТТ при нормировании номинального коэффициента масштабного преобразования. Рисунок 10А.4 демонстрирует класс точности тех же самых образцов пассивных ММТТ, полученный на основании нормирования по скорректированным коэффициентам масштабного преобразования, которые включают в себя поправочные коэффициенты CF _I, определенные для каждого отдельно взятого образца пассивного ММТТ при их испытаниях.

В случае применения с такими пассивными ММТТ измерительных приборов (измеритель мощности, защитное реле, и т.д.), допускающих ввод поправочного коэффициента, им можно приписать (установить) класс точности 0,1 вместо класса точности 1.

Примечание - Настоящее приложение объясняет метод применения поправочного коэффициента и скорректированного коэффициента масштабного преобразования с целью повышения класса точности для пассивных ММТТ. Фактическое улучшение класса точности также включает в себя и другие параметры, такие как, например, воздействие температуры, которое не рассматривается в этом стандарте. Однако, даже когда эти дополнительные параметры включены, класс точности будет выше на основе применения данного нового метода.

1 - первичный проводник; 2 - катушка Роговского; 3 - первичный проводник отцентрован

Рисунок 10А.2 - Расположение пассивного ММТТ при его испытании на соответствие классу точности

Таблица 10А.1 - Коэффициенты масштабного преобразования пассивных ММТТ и их погрешности (по среднему значению масштабных коэффициентов) при соответствующем первичном токе

ММТТ	Масштабный коэффициент, кА/В	Погрешность коэффициента масштабного преобразования (среднее значение на диапазоне), %	Первичный ток при вторичном напряжении 22,5 мВ, А
Катушка Роговского (пассивный ММТТ) 1	41,263	0,789	928
Катушка Роговского (пассивный ММТТ) 2	40,776	- 0,401	917
Катушка Роговского (пассивный ММТТ) 3	41,11	0,415	925
Катушка Роговского (пассивный ММТТ) 4	40,998	0,142	922
Катушка Роговского (пассивный ММТТ) 5	40,556	- 0,938	913
Среднее значение	40,94	-	-

Таблица 10А.2 - Измеренные значения погрешностей коэффициента масштабного преобразования, поправочные коэффициенты и значения погрешностей для скорректированных коэффициентов масштабного преобразования за счет поправочных коэффициентов для пяти образцов пассивных ММТТ

ММТТ					CF I
	0,05 I pr	0,2 I pr	I pr			0,05 I pr	0,2 I pr	I pr
Катушка Роговского (пассивный ММТТ) 1	0,871	0,789	0,789	0,836	1,008	0,084	0	0	0,049
Катушка Роговского (пассивный ММТТ) 2	- 0,395	- 0,401	- 0,401	- 0,388	0,996	0,007	0	0	0,014
Катушка Роговского (пассивный ММТТ) 3	0,483	0,415	0,415	0,425	1,004	0,069	0	0	0,011
Катушка Роговского (пассивный ММТТ) 4	0,191	0,142	0,142	0,227	1,001	0,051	0	0	0,087
Катушка Роговского (пассивный ММТТ) 5	- 0,903	- 0,938	- 0,938	- 0,849	0,991	0,036	0	0	0,09

Рисунок 10A.3 - Класс точности 1, определенный для образцов пассивных ММТТ при нормировании номинального коэффициента масштабного преобразования

Рисунок 10А.4 - Класс точности 0,1, определенный для тех же самых образцов пассивных ММТТ при нормировании скорректированного коэффициента масштабного преобразования с учетом поправочного коэффициента