izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2023-2-42-46izmertech-1500Research ArticleЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯELECTROMAGNETIC MEASUREMENTSИзмерительная установка для исследования погрешностей измерительных трансформаторов тока в расширенной области частот 40–2500 ГцMeasuring installation for the research of errors of measuring current transformers in the extended frequency range 40–2500 Hzhttps://orcid.org/0000-0002-3301-7680АхмеевА. А.AkhmeevA. A.

Андрей Александрович Ахмеев

Екатеринбург

Andrey A. Akhmeev

Yekaterinburg

lab262@uniim.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4849-2206ВоронскаяЕ. В.VoronskayaE. V.

Екатерина Владимировна Воронская

Екатеринбург

Ekaterina V. Voronskaya

Yekaterinburg

ekaterina@uniim.ruУральский научно-исследовательский институт метрологии – филиал ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»РоссияUNIIM – Affiliated Branch of the D. I. Mendeleyev Institute for MetrologyRussian Federation202320032023024246Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1500

Рассмотрена задача нормирования метрологических характеристик применяемых для анализа показателей качества электрической энергии измерительных трансформаторов тока в диапазоне частот 40–2500 Гц, верхняя граница диапазона соответствует значению 50-й гармоники при частоте промышленной сети 50 Гц. Описано метрологическое обеспечение определения характеристик измерительных трансформаторов тока на частоте промышленной сети. Показано, что необходимо расширять используемый диапазон частот и оценивать влияние гармонического состава измеряемого синусоидального тока на метрологические характеристики указанных приборов. Разработана измерительная установка для исследования метрологических характеристик измерительных трансформаторов тока в расширенной области частот 40–2500 Гц. Приведены возможные методы исследования данных характеристик и выбран дифференциально-нулевой метод измерений. В результате исследований измерительной установки установлены диапазоны воспроизводимых частот и воспроизводимой силы тока в измерительном контуре в заданном диапазоне частот 40–2500 Гц, а также неопределённости передачи единиц коэффициента и угла масштабного преобразования синусоидального тока измерительным трансформаторам тока. Результаты актуальны для оценки метрологических характеристик преобразователей тока, применяемых в энергетике и промышленности, и для развития метрологического обеспечения измерительных трансформаторов тока в расширенной области частот.

The use of measuring current transformers for the analysis of electrical energy quality indicators requires normalization of their metrological characteristics in the frequency range of 40–2500 Hz, the upper limit of the range corresponds to the value of the 50th harmonic at the frequency of the industrial network of 50 Hz. The metrological support for determining the characteristics of measuring current transformers at the frequency of the industrial network is considered and it is shown that it is necessary to expand the frequency range used, as well as to be able to assess the influence of the harmonic composition of the measured sinusoidal current on the metrological characteristics of these devices. As a result of the work performed, a measuring installation was created to study the metrological characteristics of measuring current transformers in the extended frequency range of 40–2500 Hz. Possible methods of studying the characteristics of measuring current transformers are described and a differential-zero measurement method is selected. A study of the measuring installation was carried out and its characteristics were obtained – the range of reproducible frequencies; the range of reproducible current in the measuring circuit in a given frequency range from 40 to 2500 Hz; uncertainties in the transmission of units of the coefficient and the angle of the scale conversion of the sinusoidal current to measuring current transformers. The results are relevant for assessing the metrological characteristics of current converters used in power engineering and industry, and for the development of metrological support for measuring current transformers in the extended frequency range.

измерительная установкарасширенная область частотизмерительные трансформаторы токапервичный эталонmeasuring installationextended frequency rangemeasuring current transformersprimary standardReferencesАфанасьев В. В., Адоньев Н. М., Кибель В. М., Сирота И. М., Стогний Б. С. Трансформаторы тока. Л.: Энергоатомиздат, 1989. 416 с.Afanasev В. В., Adonev N. М., Kibel В. M., Sirota I. М., Stogniy B. S. Transformatory toka [Current transformers]. Leningrad, Energoatomizdat, 1989, 416 p. (In Russ.)Akhmeev A. A., Voronskaya E. V. Metrological support of high current measurements in the Russian Federation. Proceedings of the 28th International scientific symposium “Metrology and metrology assurance 2018”, September 10–14, 2018, Sozopol, Bulgaria, Technical University of Sofia, Bulgaria, рр. 211–213.Akhmeev A. A., Voronskaya E. V. Metrological support of high current measurements in the Russian Federation. Proceedings of the 28th International scientific symposium “Metrology and metrology assurance 2018”, Technical University of Sofia, Sofia, Bulgaria, September 10–14, 2018, Sozopol, Bulgaria, рр. 211–213.Воронская Е. В., Ахмеев А. А., Дидик Ю. И., Шабуров А. М. О метрологическом обеспечении измерительных трансформаторов тока в расширенной области частот // Сборник докладов X Всероссийской научно-технической конференции «Метрологическое обеспечение измерительных систем», Пенза, Россия, 3–5 октября 2017. Пенза: ВНИИМС, Пензенский ЦСМ, 2017. С. 33–36.Voronskaya E. V., Akhmeev A. A., Didik U. I., Shaburov А. M. Collection of reports of the X All-Russian Scientific and Technical Conference “Metrological support of measuring systems”, Penza, Russia, October, 3–5, 2017, Penza, VNIIMS, Penza CSM, 2017, pp. 33–36.Стогний Б. С., Слынько В. М., Демин А. Е., Вайнштейн Ю. А., Бурцев Г. А. Погрешности измерительных преобразователей сварочного тока // Измерительная техника. 1985. № 7. С. 49–50.Stogniy B. S., Slynko V. М., Demin А. Е., Vaynshteyn U. А., Burzev G. А. Measurement Techniques, 1985, vol. 28, no. 7. pp. 657–660. https://doi.org/10.1007/BF00862172Семенко Н. Г., Гамазов Ю. А. Измерительные преобразователи больших электрических токов и их метрологическое обеспечение. М.: Издательство стандартов, 1984. 115 с.Semenko N. G., Gamazov U. А. Izmeritelnye preobrazovateli bolshih elektricheskih tokov i ih metrologicheskoe obespechenie [Measuring converters of large electric currents and their metrological support]. Мoscow, Publishing House of Standards, 1984, 115 p. (In Russ.)Antonio Cataliotti, Dario Di Cara, Alexander E. Emanuel, Salvatore Nuccio. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2009, vol. 58, no. 5 pp. 1446–1453. https://doi.org/10.1109/TIM.2008.2009419Antonio Cataliotti, Dario Di Cara, Alexander E. Emanuel, Salvatore Nuccio. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2009, vol. 58, no. 5 pp. 1446–1453. https://doi.org/10.1109/TIM.2008.2009419Moore W. J. M., Miljanic P. N. The Current Comparator, Peter Peregrinus Ltd., London, United Kingdom, 1988, 50 p.Moore W. J. M., Miljanic P. N. The Current Comparator. Peter Peregrinus Ltd., London, United Kingdom, 1988, 50 p.Захаров Б. В., Шаталов А. Н. Погрешности двухступенчатого трансформатора тока // Измерительная техника. 1980. № 4. С. 41–42.Zaharov B. V., Shatalov А. N. Measurement Techniques, 1980, vol. 23, no. 4, pp. 332–334. https://doi.org/10.1007/BF00831290Пат. RU 201525 U1 / А. А. Ахмеев, Е. В. Воронская // Изобретения. Полезные модели. 2020. № 36.Akhmeev A. A., Voronskaya E. V. Patent RU 201525 U1. Inventions. Utility Models, 2020 (36).Миронюк Н. Е., Дидик Ю. И. и др. Влияние искажений синусоидальной формы кривых тока и напряжения на погрешности измерительных трансформаторов // Электричество. 2005. № 2. С. 31–36.Mironuk N. Е., Didik U. I. et al. Influence of distortions of the sinusoidal shape of current and voltage curves on the errors of measuring transformers. Electricity, 2005. no. 2, pp. 31–36. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.