解讀電力計量不確定度的應用研究

摘要：《計量不確定度指南》的發表，使得電學計量在對被計量結果評定方面有了量化的指標和依據。然而，如何實現電力量不確定度的應用，仍然是一個較新的問題。在此基礎上，通過工作實踐與理論研究，在電學計量校準領域完成了不確定度評定理論，并可向其他校準實驗室與專業計量站推廣使用。計量標準設備建標和計量器具檢定過程中，要進行測量不確定度評定。本文主要介紹電力計量不確定度在計量標準設備建標和計量器具檢定過程中的應用。

關鍵詞：電力計量;不確定度;應用

緒論

電力計量不確定度適用于各種不同準確度等級試驗，在科學和技術領域已被廣泛應用。控制和提高檢計質量是一致的目標。實現目標的方法是多樣的，如計量系統分析（MSA）、質量保證和質量控制（進程），計量不確定度評估等。計量不確定度，它在很大程度上反映了試驗室計量尺寸的水平的質量控制。通過科學合理的評估計量不確定度，我們可以找出主要不確定度分量，進一步發現，計量系統的重要影響因素的不確定性，利用統計分析工具組件來驗證計量系統的重要性因素影響計量結果，指導計試試驗室的計量質量控制工作重點控制這些因素顯著。檢計通過監控質量控制檢驗過程中，發現和消除異常為了獲得可靠的質量。計量不確定度的評估依賴于計量過程在統計控制狀態有效。因此，計試的質量控制是基于保證合理的不確定度評定來完成的。

1、電學計量

電學計量就是按照國家法定的計量檢定系統，應用電計量器具，采用相應的計量方法對被計電參量進行定量分析的一門科學，是人們掌握電學知識，發展電學理論和電學技術的重要手段。電學計量產生于電現象的發現和認識之中，同時又促進電的研究、開發和應用。電學計量包括電學計量和參量計量。電學計量是指與電荷有關的量，如電流、電壓、電功率、電能、電流密度、電場強度等的計量;參量計量是指與電路元件參數有關的量，如電阻、電容、電感、電導、電阻率等的計量。電學計量和磁學計量共同組成電磁學計量，它是計量技術的一個蕈要分支。

電學計量技術具有計量靈敏度、準確度高，易于實現直接、連續和遠距離計量等特點，而且電信號特別便于傳播、轉換、分配和控制，若與計量傳感器相配合，可將位移、速度、加速度、重量、壓力、溫度、濕度、聲、光、X射線、氣體等轉換為電壓、電流、頻率和脈沖等各種模擬或數字信號進行處理。這使得幾何量、力學、溫度、聲學、光學、電離輻射等各類計量領域，越來越多的依靠電學計量的特點，將各種非電量轉換為電信號進行計量。電學計量中發展起來的各種理論基礎和技術手段，也往往為其它分支學科所借鑒。因此在現代電學計量和計量不確定度計量計試技術領域和現代社會生產中的任何部門，都離不開電學計量。電計量技術的廣泛應用更需要統一的計量單位和量值的準確一致。電學計量的任務就是保證實現電計量領域中單位統一和量值準確可靠。

2、電力計量不確定度

計量不確定度是指“表征合理地賦予被計量之值的分散性，與計量結果相聯系的參數”。計量不確定度從詞義上理解，意味著對計量結果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度，是定量說明計量結果的質量的一個參數。實際上由于計量不完善和人們的認識不足，所得的被計量值具有分散性，即每次計得的結果不是同一值，而是以一定的概率分散在某個區域內的許多個值。雖然客觀存在的系統誤差是一個不變值，但由于我們不能完全認知或掌握，只能認為它是以某種概率分布存在于某個區域內，而這種概率分布本身也具有分散性。計量不確定度就是說明被計量之值分散性的參數，它不說明計量結果是否接近真值。

3、電力計量的分類

3.1 A類測量不確定度

A類評定的基本方法是采用貝塞爾公式來計算標準差的方法.在重復條件或復現條件下得出幾個觀測結果。在計量標準建標過程中A 類標準不確定度常取單次測量的不確定度。

3.2 B類測量不確定度

B類評定主要針對測量結果中無法用統計學方法給出，卻對測量結果誤差有影響的部分分量.進行B類評定時，主要從以下幾個方面進行考慮：①有哪些分量對誤差有影響;②該分量成什么方式分布;③定該分量的已知擴展不確定度或半寬區間a;④定分量分布的概率P，確定包含因子。一般的分布取正態分布.不同的置信概率其包含因子的取值不同。

4、電力計量不確定度的應用

4.1 電力計量不確定度在互感器標準建標過程中的應用

某公司新買了一臺電流互感器校驗臺.作為室內互感器檢定標準裝置.該校驗臺的標準電流互感器，互感器校驗儀。互感器校驗儀同相分量分辨率0.0001，正交分量分辨率為0.001.在建標過程中對100A/5A 點檔位進行不確定度評定。

4.1.1 A類不確定度評定。取一臺性能穩定的型號為HL19 的被試電流互感器（NO00053）在額定電流比100A/5A 的條件下取 5%～120%任一負載點對本裝置進行重復性測定，共測10次，每次測量重新接線，重新啟動裝置，得出測量結果。

4.1.2 B類不確定度評定。B類不確定度的來源有很多，在實際過程中我們主要取對測量結果影響顯著的來源.主要有：標準電流互感器的等級，數據的化整誤差及互感器校驗儀分辨率.根據《測量不確定度評定與表示》，這三個分量都是平均分布，根據經驗取靈敏系數c;為1.①0.05 級標準電流互感器其比差誤差區間為：tO.05%，所以比差半寬區間為O.05;角差誤差區間±2，半寬區間口為2;②比差化整間距為0.005，半寬區間為0.0025;角差化整間距為O.2，半寬區間為O.1;③比差分辨率為0.0001，半寬區間為0.00005;角差分辨率為0.001，半寬區間為0.0005。

4.2 電力計量在互感器標準檢定過程的應用

4.2.1 A類不確定度評定。對被測電流互感器20%額定負載點進行連續10次測量，每次測量重新接線，重新啟動裝置，進行A類不確定度評定.一般測量結果中以多次測量的平均值作為測量結果，因此以平均值標準差作為A類不確定度評定結果。

4.2.2 B類不確定度評定。在建標過程中分析了B類不確定度的來源主要有標準電流互感器等級，數據的化整誤差及互感器校驗儀同相分量分辨率，評定過程與建標過程相同，數據引用建標過程評定的數據。

5、結束語

傳統誤差理論習慣上將誤差用一個固定值來表述.但是.測量誤差是一個理想概念.它更多表述的是一個過程的累積平均量.現代計量學的觀點認為，計量誤差的表述應是確定一個區間.它表征被測量值與真值之間的分散性.計量或測量結果的可信程度是通過分析和評定來確定的.利用測量不確定原理對電能計量互感器建標與檢定過程的不確定度進行合理的評定，對測量結果以不確定度形式給出，對保證測量互感器標準溯源體系的嚴密性與開展準確可靠的電能計量檢定具有十分重要的意義。

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