Quais são os padrões para a calibração de dispositivos de monitoramento de qualidade de energia online?

Padrões Básicos para Calibração de Dispositivos de Monitoramento Online da Qualidade da Energia Elétrica

A calibração de dispositivos de monitoramento online da qualidade da energia elétrica segue um sistema de padrões abrangente, que inclui padrões nacionais obrigatórios, especificações técnicas do setor, diretrizes internacionais e requisitos para métodos e equipamentos de calibração. O seguinte fornece uma visão estruturada com recomendações práticas para aplicações no mundo real.

I. Padrões Nacionais Principais

1. DL/T 1228-2023 – Requisitos Técnicos e Métodos de Teste para Dispositivos de Monitoramento Online da Qualidade da Energia Elétrica

Status: Padrão obrigatório na indústria elétrica chinesa, substituindo a edição de 2013, cobrindo completamente os requisitos técnicos, métodos de calibração e procedimentos de teste.

Provisões Principais:

• Intervalo de Calibração: ≤3 anos em condições normais; reduzido para 1–2 anos em ambientes adversos (por exemplo, EMI alta, temperatura/umidade elevadas) ou quando o desempenho do dispositivo é instável.

• Parâmetros de Calibração: Tensão, corrente, frequência, harmônicos (2º–50º), interharmônicos, tremulação, desequilíbrio trifásico, afundamentos/sobressaltos/interrupções de tensão. O equipamento de calibração deve ter precisão melhor que 1/3 do erro permitido do dispositivo sob teste (por exemplo, usando uma fonte padrão de classe 0,05).

• Verificação Funcional: Ciclo de amostragem de dados, estabilidade de comunicação (por exemplo, compatibilidade IEC 61850) e precisão dos limites de alarme devem ser validados.

• Aplicação: Calibração para dispositivos de monitoramento em empresas de rede, usinas de energia e pontos de conexão de energias renováveis à rede.

2. GB/T 19862-2016 – Requisitos Gerais para Equipamentos de Monitoramento da Qualidade da Energia Elétrica

Papel: Padrão nacional que define os requisitos técnicos gerais, incluindo métodos de calibração, limites de erro e adaptabilidade ambiental.

Requisitos Principais:

• Precisão de Medição: Erro de tensão/corrente RMS ≤ ±0,5%, erro de frequência ≤ ±0,01 Hz, erro de amplitude harmônica ≤ ±2% (dispositivos de Classe A).

• Método de Calibração: "Método de Injeção de Fonte Padrão" – comparando a saída de uma fonte calibrada com a leitura do dispositivo.

• Aplicação: Referência para seleção e calibração de equipamentos em usuários industriais e instituições de pesquisa.

3. GB/T 14549-1993 – Qualidade da Energia: Harmônicos em Sistemas de Energia Pública

Papel: Define os níveis permitidos de tensão e corrente harmônicos nas redes públicas e especifica os requisitos de precisão para instrumentos de medição de harmônicos.

Foco de Calibração:

• Precisão de Harmônicos: Instrumentos de Classe A requerem erro de tensão harmônica ≤ ±0,05% UN, erro de corrente ≤ ±0,15% IN. Deve cobrir 2º–50º harmônicos.

• Testes de Imunidade: Validar a estabilidade do dispositivo em condições ricas em harmônicos para garantir imunidade às interferências no campo.

• Aplicação: Projetos de mitigação de harmônicos e monitoramento de fontes de harmônicos industriais.

4. GB/T 17626 Series – Testes de Compatibilidade Eletromagnética (CEM)

Robustez Ambiental:

• GB/T 17626.2-2018: Imunidade a descargas eletrostáticas (contato ±6kV, ar ±8kV).

• GB/T 17626.5-2019: Imunidade a surtos (linha-linha ±2kV, linha-terra ±4kV).

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

Significado da Calibração: Garante a estabilidade da medição em condições de EMI alta, prevenindo a deriva de dados devido a interferências.

Aplicação: Calibração de dispositivos em subestações e ambientes industriais com forte interferência eletromagnética.

II. Padrões Internacionais

1. IEC 61000-4 Series – Testes de CEM

Relevância Global:

• IEC 61000-4-2:2025: Imunidade a ESD, inclui orientações para dispositivos vestíveis.

• IEC 61000-4-6:2013: Imunidade a RF conduzida (0,15–80 MHz), injeção de interferência padronizada.

Vantagem: Permite o reconhecimento internacional dos resultados de calibração.

Aplicação: Equipamentos exportados e projetos de energia transfronteiriços.

2. IEC 62053-21:2020 – Equipamentos de Medição de Energia Elétrica – Parte 21: Medidores de Energia Ativa Estáticos (Classes 0,2S e 0,5S)

Referência de Alta Precisão:

• Limites de Erro: Classe 0,2S ≤ ±0,2%, Classe 0,5S ≤ ±0,5%.

• Método de Calibração: "Método do Medidor Padrão" – comparando as leituras de um medidor de referência de alta precisão e o dispositivo sob teste.

• Aplicação: Liquidação comercial e aplicações de pesquisa de alta precisão.

3. IEEE Std 1159-2019 – Guia para Monitoramento da Qualidade da Energia Elétrica

Orientação Técnica:

• Define métodos de medição e requisitos de registro de dados para afundamentos, harmônicos, tremulação, etc.

• Recomenda o "Método de Comparação de Duas Fontes Padrão" para validação cruzada da precisão do dispositivo.

• Aplicação: Referência para dispositivos de monitoramento na América do Norte e em projetos de engenharia internacionais.

III. Métodos e Padrões de Equipamentos de Calibração

1. JJF 1848-2020 – Especificação de Calibração para Equipamentos de Monitoramento da Qualidade da Energia Elétrica

Traçabilidade Metrológica: Especificação técnica nacional que exige incerteza do equipamento de calibração ≤ 1/3 do erro permitido do dispositivo.

Etapas Principais:

• Inspeção visual (etiquetas, conectores).

• Pré-aquecimento (30 min) e redefinição de fábrica.

• Injeção de sinais padrão conforme DL/T 1228-2023.

• Cálculo da incerteza expandida e emissão do certificado de calibração.

Aplicação: Base para calibração em institutos de metrologia e laboratórios de terceiros.

2. JJG 597-2016 – Regulamento de Verificação para Equipamentos de Teste de Medidores de Energia Elétrica Alternada

Benchmarks de Equipamento:

• Fonte de classe 0,05: erro de tensão/corrente ≤ ±0,05%, erro de potência ≤ ±0,05%.

• Deve suportar injeção de harmônicos e ajuste de fase.

Aplicação: Seleção e traçabilidade de fontes padrão em laboratórios de calibração.

IV. Padrões Suplementares para Cenários Especiais

1. GB/T 24337-2009 – Qualidade da Energia: Interharmônicos em Sistemas de Energia Pública

• Define limites de tensão interharmônica (por exemplo, ≤1,5% para o 19º interharmônico em redes de 10kV+).

• Valida a precisão de medição para harmônicos não inteiros (>50 Hz).

• Aplicação: Integração de energias renováveis e locais industriais com inversores de frequência variável.

2. Q/GDW 10 J393-2009 – Especificação Técnica para Dispositivos de Monitoramento Online da Qualidade da Energia Elétrica

• Padrão empresarial da State Grid.

• Exige armazenamento de dados ≥31 dias, suporte ao formato PQDIF.

• Valida a precisão da transmissão de dados (por exemplo, desvio de tensão ≤ ±0,5%).

• Aplicação: Calibração dentro dos sistemas da State Grid.

V. Processo de Calibração & Recomendações de Conformidade

Requisitos de Qualificação: Laboratórios de calibração devem possuir acreditação CNAS ou autorização metrológica provincial para resultados legalmente válidos.

Estratégia de Calibração Dinâmica:

• Intervalo padrão: 3 anos (conforme DL/T 1228-2023).

• Reduzido para 1 ano em ambientes adversos (por exemplo, plantas químicas, metalúrgicas) ou se a deriva histórica > ±5%.

Manutenção de Registros:

• Requerido: Certificado de calibração, dados brutos, registros de manutenção.

• Valor legal: Usado para conformidade regulatória e investigação de incidentes.

VI. Priorização de Padrões & Estratégia de Aplicação

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

• Projetos Internacionais: Série IEC 61000 + IEEE Std 1159-2019.

• Casos Especiais:

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

• CEM: GB/T 17626 + IEC 61000-4.

Resumo

A calibração de dispositivos de monitoramento online da qualidade da energia elétrica deve seguir três princípios: conformidade regulatória, padronização técnica e adaptação a cenários específicos. O arcabouço principal deve ser construído com base no DL/T 1228-2023 e GB/T 19862-2016, aprimorado pelo GB/T 14549-1993 e IEC 61000 para robustez ambiental, e traçável via JJF 1848-2020. Para indústrias especializadas (por exemplo, renováveis, saúde), devem-se aplicar padrões suplementares como o GB/T 24337-2009. O objetivo final é obter dados precisos, conformidade regulatória e reconhecimento internacional.