Quins són els estàndards per a la calibració dels dispositius de monitoratge en línia de la qualitat de l'energia elèctrica?

Normes bàsiques per a la calibració dels dispositius de monitoratge en línia de la qualitat de l'energia elèctrica

La calibració dels dispositius de monitoratge en línia de la qualitat de l'energia elèctrica segueix un sistema de normes complet, que inclou normes nacionals obligatòries, especificacions tècniques de la indústria, guies internacionals i requisits per als mètodes i equips de calibració. A continuació es proporciona una visió estructurada amb recomanacions pràctiques per a aplicacions reals.

I. Normes bàsiques nacionals

1. DL/T 1228-2023 – Requisits tècnics i mètodes d'assaig per a dispositius de monitoratge en línia de la qualitat de l'energia elèctrica

Estat: Norma obligatòria en la indústria elèctrica xinesa, que substitueix l'edició de 2013, cobrint completament els requisits tècnics, els mètodes de calibració i els procediments d'assaig.

Provisions clau:

• Interval de calibració: ≤3 anys en condicions normals; reduït a 1–2 anys en entorns durs (per exemple, EMI elevat, temperatura/humedat elevada) o quan el rendiment del dispositiu és inestable.

• Paràmetres de calibració: tensió, corrent, freqüència, harmònics (2n–50è), interharmònics, parpelleig, desequilibri trifàsic, baixades/picades/interrupcions de tensió. L'equip de calibració ha de tenir una precisió millor que 1/3 de l'error permès del dispositiu sotmes a prova (per exemple, utilitzant una font estàndard de classe 0,05).

• Verificació funcional: el cicle de mostreig de dades, la estabilitat de la comunicació (per exemple, compatibilitat IEC 61850) i la precisió del llindar d'alarma han de ser validats.

• Aplicació: calibració de dispositius de monitoratge en companyies de xarxa, centrals elèctriques i punts de connexió a la xarxa d'energies renovables.

2. GB/T 19862-2016 – Requisits generals per a l'equip de monitoratge de la qualitat de l'energia elèctrica

Rol: norma nacional que defineix els requisits tècnics generals, inclosos els mètodes de calibració, els límits d'error i l'adaptabilitat ambiental.

Requisits clau:

• Precisió de mesura: error de tensió/corrent RMS ≤ ±0,5%, error de freqüència ≤ ±0,01 Hz, error d'amplitud harmònica ≤ ±2% (dispositius de classe A).

• Mètode de calibració: "Mètode d'injecció de font estàndard" – comparant la sortida d'una font calibrada amb la lectura del dispositiu.

• Aplicació: referència per a la selecció i calibració d'equips en usuaris industrials i institucions de recerca.

3. GB/T 14549-1993 – Qualitat de l'energia: Harmònics en sistemes públics d'energia elèctrica

Rol: Defineix els nivells permessos de tensió i corrent harmònics en les xarxes públiques, i especifica els requisits de precisió per a instruments de mesura d'harmònics.

Enfocament de la calibració:

• Precisió d'harmònics: els instruments de classe A requereixen un error de tensió harmònica ≤ ±0,05% UN, error de corrent ≤ ±0,15% IN. Ha de cobrir els harmònics del 2n al 50è.

• Proves d'immunitat: validar la estabilitat del dispositiu en condicions riques en harmònics per assegurar immunitat a interferències de camp.

• Aplicació: projectes de mitigació d'harmònics i monitoratge de fonts d'harmònics industrials.

4. Sèrie GB/T 17626 – Proves de compatibilitat electromagnètica (CEM)

Robustesa ambiental:

• GB/T 17626.2-2018: immunitat a descàrregues electroestàtiques (contacte ±6kV, aire ±8kV).

• GB/T 17626.5-2019: immunitat a sobretensions (línia-línia ±2kV, línia-terra ±4kV).

• GB/T 17626.6-2008: immunitat a RF conduïda (0,15–80 MHz).

Significat de la calibració: assegura la estabilitat de la mesura en condicions d'EMI elevada, prevenint la deriva de dades deguda a interferències.

Aplicació: calibració de dispositius en subestacions i entorns industrials amb forta interferència electromagnètica.

II. Normes internacionals

1. Sèrie IEC 61000-4 – Proves de CEM

Relevància global:

• IEC 61000-4-2:2025: immunitat a ESD, incloent orientacions per a dispositius vestibles.

• IEC 61000-4-6:2013: immunitat a RF conduïda (0,15–80 MHz), injecció d'interferència estandarditzada.

Avantatge: permet el reconeixement internacional dels resultats de calibració.

Aplicació: equips exportats i projectes de potència transfronterers.

2. IEC 62053-21:2020 – Equip de comptatge d'energia elèctrica – Part 21: Contadors d'energia activa estàtics (Classes 0,2S i 0,5S)

Referència d'alta precisió:

• Límits d'error: classe 0,2S ≤ ±0,2%, classe 0,5S ≤ ±0,5%.

• Mètode de calibració: "Mètode del comptador estàndard" – comparant les lectures d'un comptador de referència d'alta precisió i el dispositiu sotmes a prova.

• Aplicació: liquidació comercial i aplicacions de recerca d'alta precisió.

3. IEEE Std 1159-2019 – Guia per al monitoratge de la qualitat de l'energia elèctrica

Orientació tècnica:

• Defineix mètodes de mesura i requisits de registre de dades per a baixades, harmònics, parpelleig, etc.

• Recomana el "Mètode de comparació de doble font estàndard" per a la validació creuada de la precisió del dispositiu.

• Aplicació: referència per a dispositius de monitoratge a Amèrica del Nord i projectes d'enginyeria internacionals.

III. Mètodes i normes d'equip de calibració

1. JJF 1848-2020 – Especificació de calibració per a l'equip de monitoratge de la qualitat de l'energia elèctrica

Traçabilitat metrològica: especificació tècnica nacional que requereix que la incertesa de l'equip de calibració sigui ≤ 1/3 de l'error permès del dispositiu.

Passos clau:

• Inspecció visual (etiquetes, connectors).

• Prè-aqueixament (30 minuts) i restabliment de fàbrica.

• Injecció de senyals estàndard segons DL/T 1228-2023.

• Càlcul de la incertesa ampliada i emissió del certificat de calibració.

Aplicació: base per a la calibració en instituts metrològics i laboratoris de tercers.

2. JJG 597-2016 – Reglament de verificació per a l'equip de prova d'energia elèctrica AC

Referència d'equip:

• Font de classe 0,05: error de tensió/corrent ≤ ±0,05%, error de potència ≤ ±0,05%.

• Ha de suportar la injecció d'harmònics i l'ajust de fase.

Aplicació: selecció i traçabilitat de fonts estàndard en laboratoris de calibració.

IV. Normes suplementàries per a escenaris especials

1. GB/T 24337-2009 – Qualitat de l'energia: Interharmònics en sistemes públics d'energia elèctrica

• Defineix els límits de tensió interharmònica (per exemple, ≤1,5% per a l'interharmònic 19è en xarxes de 10kV+).

• Valida la precisió de mesura per a harmònics no enters (>50 Hz).

• Aplicació: integració de renovables i instal·lacions industrials amb variadors de freqüència.

2. Q/GDW 10 J393-2009 – Especificació tècnica per a dispositius de monitoratge en línia de la qualitat de l'energia elèctrica

• Norma empresarial de la Xarxa Estatal.

• Requereix un emmagatzematge de dades ≥31 dies, suport de format PQDIF.

• Valida la precisió de la transmissió de dades (per exemple, desviació de tensió ≤ ±0,5%).

• Aplicació: calibració dins dels sistemes de la Xarxa Estatal.

V. Procés de calibració i recomanacions de conformitat

Requisits de qualificació: els laboratoris de calibració han de tenir l'acreditació CNAS o l'autorització metrològica provincial per a resultats legalment vàlids.

Estratègia de calibració dinàmica:

• Interval estàndard: 3 anys (segons DL/T 1228-2023).

• Reduït a 1 any en entorns durs (per exemple, plantes químiques, metallúrgiques) o si la deriva històrica > ±5%.

Conservació de registres:

• Requerit: certificat de calibració, dades brutes, registres de manteniment.

• Valor legal: utilitzat per a la conformitat normativa i la investigació d'incidències.

VI. Priorització de normes i estratègia d'aplicació

• Projectes nacionals: DL/T 1228-2023 + GB/T 19862-2016 + GB/T 14549-1993.

• Projectes internacionals: Sèrie IEC 61000 + IEEE Std 1159-2019.

• Casos especials:

• Harmònics: GB/T 14549-1993 + GB/T 24337-2009.

• CEM: GB/T 17626 + IEC 61000-4.

Resum

La calibració dels dispositius de monitoratge en línia de la qualitat de l'energia elèctrica ha de seguir tres principis: conformitat normativa, estandarització tècnica i adaptació específicament escenàrica. El marc bàsic s'ha de construir sobre DL/T 1228-2023 i GB/T 19862-2016, reforçat per GB/T 14549-1993 i IEC 61000 per a la robustesa ambiental, i traçable mitjançant JJF 1848-2020. Per a indústries especialitzades (per exemple, renovables, salut), s'han d'aplicar normes complementàries com GB/T 24337-2009. L'objectiu final és obtenir dades precises, conformitat normativa i reconeixement internacional.