Welche Standards gelten für die Kalibrierung von Online-Energiequalitätsüberwachungsgeräten

Kernstandards für die Kalibrierung von Online-Energiequalitätsüberwachungsgeräten

Die Kalibrierung von Online-Energiequalitätsüberwachungsgeräten folgt einem umfassenden Standardsystem, das verpflichtende nationale Standards, branchentechnische Spezifikationen, internationale Leitlinien und Anforderungen an Kalibriermethoden und -ausrüstung umfasst. Im Folgenden finden Sie eine strukturierte Übersicht mit praktischen Empfehlungen für die Realweltanwendung.

I. Kerninlandsstandards

1. DL/T 1228-2023 – Technische Anforderungen und Prüfverfahren für Online-Energiequalitätsüberwachungsgeräte

Status: Verpflichtender Standard in der chinesischen Energiebranche, ersetzt die Ausgabe von 2013, deckt vollständig technische Anforderungen, Kalibriermethoden und Prüfverfahren ab.

Hauptbestimmungen:

• Kalibrierintervall: ≤3 Jahre unter normalen Bedingungen; verkürzt auf 1–2 Jahre in rauen Umgebungen (z.B. hohe EMI, hohe Temperatur/Feuchtigkeit) oder wenn die Geräteleistung instabil ist.

• Kalibrierverfahren: Spannung, Strom, Frequenz, Harmonische (2.–50.), Interharmonische, Flackern, Drei-Phasen-Unausgewogenheit, Spannungsabfälle/Anstiege/Unterbrechungen. Die Kalibrier-Ausrüstung muss eine Genauigkeit besser als 1/3 des zulässigen Fehlers des zu prüfenden Geräts haben (z.B. durch Verwendung einer 0,05-Klasse-Standardquelle).

• Funktionsprüfung: Datensamplingszyklus, Kommunikationsstabilität (z.B. IEC 61850-Kompatibilität) und Alarm-Schwellengenauigkeit müssen validiert werden.

• Anwendung: Kalibrierung für Überwachungsgeräte in Netzbetreibern, Kraftwerken und Erneuerbare-Energien-Anschlusspunkten.

2. GB/T 19862-2016 – Allgemeine Anforderungen an Energiequalitätsüberwachungsgeräte

Rolle: Nationaler Standard, der allgemeine technische Anforderungen definiert, einschließlich Kalibriermethoden, Fehlergrenzen und Umweltanpassungsfähigkeit.

Hauptanforderungen:

• Messgenauigkeit: RMS-Spannungs-/Stromfehler ≤ ±0,5%, Frequenzfehler ≤ ±0,01 Hz, Harmonische Amplitudenfehler ≤ ±2% (Klasse A-Geräte).

• Kalibriermethode: "Standardquelle-Injektionsmethode" – Vergleich des Ausgangs einer kalibrierten Quelle mit der Messung des Geräts.

• Anwendung: Referenz für die Auswahl und Kalibrierung von Ausrüstungen in Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen.

3. GB/T 14549-1993 – Energiequalität: Harmonische in öffentlichen Stromnetzen

Rolle: Definiert zulässige harmonische Spannungs- und Strompegel in öffentlichen Netzen und legt Genauigkeitsanforderungen für harmonische Messinstrumente fest.

Kalibrierfokus:

• Harmonische Genauigkeit: Klasse-A-Geräte erfordern einen harmonischen Spannungsfehler ≤ ±0,05 % UN, Stromfehler ≤ ±0,15 % IN. Muss 2.–50. Harmonische abdecken.

• Immunitätstests: Validieren die Gerätestabilität unter harmonisch reichen Bedingungen, um Immunität gegen Feldstörungen sicherzustellen.

• Anwendung: Harmonischereduktion-Projekte und Überwachung industrieller harmonischer Quellen.

4. GB/T 17626 Reihe – Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)-Prüfungen

Umweltrobustheit:

• GB/T 17626.2-2018: Elektrostatische Entladungsimmunität (Kontakt ±6kV, Luft ±8kV).

• GB/T 17626.5-2019: Überschlagimmunität (Leitung-Leitung ±2kV, Leitung-Erde ±4kV).

• GB/T 17626.6-2008: Leitungs-RF-Immunisierung (0,15–80 MHz).

Bedeutung der Kalibrierung: Stellt Messstabilität unter hohen EMI-Bedingungen sicher und verhindert Datenverschiebung aufgrund von Störungen.

Anwendung: Kalibrierung von Geräten in Umspannwerken und Industrieanwendungen mit starker elektromagnetischer Störung.

II. Internationale Standards

1. IEC 61000-4 Reihe – EMV-Prüfungen

Globale Relevanz:

• IEC 61000-4-2:2025: ESD-Immunisierung, beinhaltet Leitlinien für tragbare Geräte.

• IEC 61000-4-6:2013: Leitungs-RF-Immunisierung (0,15–80 MHz), standardisierte Störsignalinjektion.

Vorteil: Ermöglicht internationale Anerkennung der Kalibrierergebnisse.

Anwendung: Exportierte Ausrüstung und grenzüberschreitende Energieprojekte.

2. IEC 62053-21:2020 – Elektrische Messausrüstung – Teil 21: Statistische Wirkenergiezähler (Klassen 0,2S und 0,5S)

Hochgenaue Referenz:

• Fehlergrenzen: Klasse 0,2S ≤ ±0,2 %, Klasse 0,5S ≤ ±0,5 %.

• Kalibriermethode: "Standard-Zähler-Methode" – Vergleich der Messwerte eines hochgenauen Referenzzählers und des zu prüfenden Geräts.

• Anwendung: Handelsabwicklung und hochpräzise Forschungsanwendungen.

3. IEEE Std 1159-2019 – Leitfaden zur Überwachung der elektrischen Energiequalität

Technische Anleitung:

• Definiert Messmethoden und Datenprotokollanforderungen für Abfälle, Harmonische, Flackern usw.

• Empfiehlt die "Doppelstandardquelle-Vergleichsmethode" zur Kreuzvalidierung der Gerätegenauigkeit.

• Anwendung: Referenz für Überwachungsgeräte in Nordamerika und internationalen Ingenieurprojekten.

III. Kalibriermethoden & Ausrüstungsstandards

1. JJF 1848-2020 – Kalibrierspezifikation für Energiequalitätsüberwachungsgeräte

Metrologische Rückführbarkeit: Nationale technische Spezifikation, die eine Unsicherheit der Kalibrier-Ausrüstung ≤ 1/3 des zulässigen Fehlers des Geräts erfordert.

Hauptschritte:

• Visuelle Inspektion (Etiketten, Anschlüsse).

• Vorwärmen (30 Minuten) und Werkseinstellungen zurücksetzen.

• Einspeisen von Standardsignalen gemäß DL/T 1228-2023.

• Berechnung der erweiterten Unsicherheit und Ausstellung des Kalibrierzertifikats.

Anwendung: Grundlage für Kalibrierungen in Metrologieinstituten und externen Laboren.

2. JJG 597-2016 – Überprüfungsregelung für AC-Elektrizitätsmessgeräte-Prüfausrüstung

Ausrüstungsbenchmark:

• 0,05-Klasse-Quelle: Spannungs-/Stromfehler ≤ ±0,05 %, Leistungsfehler ≤ ±0,05 %.

• Muss harmonische Injektion und Phasenjustierung unterstützen.

Anwendung: Auswahl und Rückführbarkeit von Standardquellen in Kalibrierlaboren.

IV. Ergänzende Standards für besondere Szenarien

1. GB/T 24337-2009 – Energiequalität: Interharmonische in öffentlichen Stromnetzen

• Definiert Grenzwerte für interharmonische Spannungen (z.B. ≤1,5 % für 19. Interharmonische in 10kV+ Netzen).

• Validiert Messgenauigkeit für nicht-ganzzahlige Harmonische (>50 Hz).

• Anwendung: Integration erneuerbarer Energien und Industriestandorte mit variablen Frequenzumrichtern.

2. Q/GDW 10 J393-2009 – Technische Spezifikation für Online-Energiequalitätsüberwachungsgeräte

• Staatliche Netzunternehmensnorm.

• Erfordert Datenarchivierung ≥31 Tage, Unterstützung des PQDIF-Formats.

• Validiert die Genauigkeit der Datenübertragung (z.B. Spannungsabweichung ≤ ±0,5 %).

• Anwendung: Kalibrierung innerhalb des Staatsnetzesystems.

V. Kalibrierverfahren & Konformitätsempfehlungen

Qualifikationsanforderungen: Kalibrierlabore müssen CNAS-Akkreditierung oder Provinzmetrologieautorisation für rechtlich gültige Ergebnisse besitzen.

Dynamische Kalibriestrategie:

• Standardintervall: 3 Jahre (gemäß DL/T 1228-2023).

• Verkürzt auf 1 Jahr in rauen Umgebungen (z.B. chemische, metallurgische Werke) oder wenn historisches Driften > ±5 %.

Dokumentation:

• Erforderlich: Kalibrierzertifikat, Rohdaten, Wartungsprotokolle.

• Rechtswert: Wird für regulatorische Einhaltung und Unfalluntersuchungen verwendet.

VI. Priorisierung und Anwendung von Standards

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

• Internationale Projekte: IEC 61000-Reihe + IEEE Std 1159-2019.

• Spezielle Fälle:

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

• EMV: GB/T 17626 + IEC 61000-4.

Zusammenfassung

Die Kalibrierung von Online-Energiequalitätsüberwachungsgeräten muss drei Prinzipien folgen: regulatorische Einhaltung, technische Standardisierung und anwendungsspezifische Anpassung. Das grundlegende Framework sollte auf DL/T 1228-2023 und GB/T 19862-2016 basieren, ergänzt durch GB/T 14549-1993 und IEC 61000 für Umweltrobustheit, und rückführbar über JJF 1848-2020. Für spezialisierte Branchen (z.B. erneuerbare Energien, Gesundheitswesen) sollten ergänzende Standards wie GB/T 24337-2009 angewendet werden. Das endgültige Ziel ist genaue Daten, regulatorische Einhaltung und internationale Anerkennung.