測量變壓器的輸入和輸出之間的關系通??梢酝ㄟ^簡單地分配相應的值來建立,例如交流測量傳感器:0…1a-->4…20毫安。
對于功率測量傳感器,功率測量范圍(W、KW、MW或VAr)的規(guī)范是必要的,盡管這還不夠。除了功率范圍上限值外,還必須為電流和電壓輸入指定額定值。如果要將測量傳感器校準到一次值(變壓器一次側的功率),則還必須知道電流互感器和電壓互感器的變比。
例子:在三相電力系統(tǒng)中,用1500/5A電流互感器和6000/100V電壓互感器測量有功功率。已知以下數據:
電源:三相三線系統(tǒng)(在這種情況下,負載類型無關),輸入:5A和100V,輸出:4。。。20毫安
雖然沒有規(guī)定功率,但是可以用這些數據在二次側校準功率測量變壓器。然而,當施加5A和100V時產生的功率值僅對應于在特殊情況下應實際顯示的值。為什么?利用這些數據,可以使用三相系統(tǒng)中的有功功率(Pa)方程計算有功功率:
Pa=UxIx3-->100x5x1.732=866瓦,在cosphi=1的特殊情況下,如果施加100V,消耗5A負載,則該有功功率值在變壓器的二次側。
為了確定一次功率,二次功率(變壓器下游功率,在我們的例子中為866W)必須乘以變壓器比:
Pprim=PsecxR(u)xR(i)=866瓦x6000/100x1500/5=15.588兆瓦
然而,在實際操作中,將測量傳感器的尺寸定為Z終值(15.588MW)會導致許多缺點:
1)由于小數點后三位,下游指示器和記錄器的刻度不易辨認(刻度劃分!).
2)由于在實際應用中,cosphi總是小于1,或者由于電力系統(tǒng)中的電流互感器已經(過)定了尺寸,以滿足未來的要求,所以沒有充分利用可用的測量跨度。
然而,如果在上述示例的情況下,假設電流互感器已經根據功率適當地確定了尺寸,并且系統(tǒng)在假定cosphi小于或等于0.9的情況下運行,則合理的尺寸確定結果。
在這種情況下,Z大一次功率計算如下:壓縮比=15.588MVAx0.9=14.03兆瓦
出于上述原因,量程上限四舍五入為整數,設置為14兆瓦。(此值通常由操作員根據其對系統(tǒng)的了解提供)仍然必須進行測試,以確保功率測量變壓器能夠適應量程上限。存在可通過所謂的校準因子(“C”)來確定的極限。
校準系數由Papparent和pacative的兩個值計算得出,并且必須在0.75到1.3的范圍內(具體取決于設備類型,請參閱數據表):
校準系數=pacative/Papparent,三相系統(tǒng)的Papparent計算如下:視在功率=UxIx3,以下適用于本例:校準系數=14/15.588=0.898,因此,校準系數不超過規(guī)定限值。由此得出功率測量傳感器的尺寸確定。
測試/校準:在測試和重新校準功率測量傳感器時,必須考慮校準系數!因此,在上述示例中,僅應用100V和5A以獲得20毫安的輸出信號是不正確的(順便說一下,這是一個常見的錯誤)。
相反,必須先將其中一個輸入值(100V或5A)乘以校準系數,然后應用。
例如:5A*0.898=4.49A,當施加100V和4.49A時,測量傳感器必須產生20毫安信號。