利用表格對三相智能電能表示值誤差的不確定度評定

■文/范艷紅

利用表格對三相智能電能表示值誤差的不確定度評定

■文/范艷紅

電能表是列入國家強檢目錄的強制檢定的計量器具。智能電表是以智能芯片為核心，應用計算機通訊技術，具有電能計量、計費、信息存儲與處理、實時監(jiān)測、遠程控制的電度表。為了維護用電公平交易、電能監(jiān)測、電網運行調試，確保電能測量結果的可信性、有效性和質量，有必要對電能表進行不確定的評定。依據(jù)JJG596—2012《電子式交流電能表檢定規(guī)程》，通過分析檢定中對示值誤差有影響的各分量，并充分利用Eexcel表格功能進行計算和有效合成，對三相智能電能表示值誤差測量不確定度的評定過程和方法進行探討。

在JJG596—2012《電子式交流電能表》中，明確了電能表平衡負載和不平衡負載下應調定的負載點和基本誤差限，給出了檢定時示值誤差的計算公式，在實際評定中結合自己的工作經驗和學習體會，就如何正確分析和計算三相智能電能表檢定示值誤差的不確定度做如下探討。

測量不確定讀的評定條件

一是測量依據(jù)：JJG596—2012《電子式交流電能表檢定規(guī)程》。

二是測量方法：比較法。

三是測量條件：溫度(20±2)℃，相對濕度（50%～70%）RH。

四是測量標準：三相智能電能表檢定裝置WT-Z3D，準確度等級0.05級。

五是被測對象：12臺0.5S級三相智能電能表，其規(guī)格為參比電壓220V，參比電流3×1.5（6）A，經互感器接入。

六是測量方法：將被檢表按規(guī)定安裝在裝置上，接好連接線，用標準功率表測定調定的恒定功率，或用標準功率源確定功率，同時用標準測時器測量電能表在恒定功率下輸出若干脈沖所需時間，該時間與恒定功率的乘積所得實際電能，與電能表測定的電能相比較來確定電能表的相對誤差。

七是評定結果的使用：符合上述條件的測量結果，一般可參照使用本不確定度評定方法。

數(shù)學模型

式中：γ——被檢電能表的相對誤差，%；

m——實測脈沖數(shù)，即電能表有誤差時在Tn（s）內顯示的脈沖數(shù)。

m0——算定（或預置）脈沖數(shù)。

各輸入量的標準不確定度分量的評定

輸入量的標準不確定度主要由三個方面：

一是重復性條件下被測電能計量標準裝置測量重復性引起的，并進行多組測量獲得合并樣本標準差采用A類評定方法。

二是被檢表相對誤差數(shù)據(jù)修約引入的不確定度分量,采用B類評定方法。

三是由標準裝置的最大允差引入，屬B類不確定度。

1、不確定度分量u1的評定

測量重復性引入的標準不確定度，采用A類評定方法。選定12臺同規(guī)格型號被檢表，在電壓220V，電流In，平衡負載和不平衡負載，功率因數(shù)cosφ＝1.0，cosφ＝0.5L，cosφ＝0.8C處相應負載點進行檢定，每臺表重復測量4次，得到測量列，可按規(guī)范化常規(guī)測量，合并樣本標準差評定其A類不確定度，最終測量結果為兩次測量的平均值，因此按公式（1）計算出各測量點的A類標準不確定度u1，(見表1、2)。

表1 平衡負載時測量列及u1

表2 不平衡負載時測量列

2、修約導致的不確定度分量u2的評定

因為證書中給出的測量結果是化整后的測量結果，因此數(shù)據(jù)修約將產生不確定度，0.5S級表的化整間隔為0.05%，即分散區(qū)間的半寬為0.025%，在此區(qū)間服從均勻分布(k=則標準不確定度u=0.025%

3.不確定度分量u3的評定

由標準裝置的最大允差引入，屬B類不確定度，均勻分布，區(qū)間半寬為MPEV，根據(jù)JJG596—2012《電子式交流電能表檢定規(guī)程》中6.2.2.1表7得到檢定裝置的最大允許誤差（見表3）

合成標準不確定度及擴展不確定度

各輸入量估計值彼此不相關，可直接合成，則用公式：

計算結果；取k=2，則Ur=2uc，各測量點合成標準不確定度及擴展不確定度（見表4）。

不確定度報告：在電壓220V，電流In，各測量點擴展不確定度如表5所示，k=2，且小于各測量點最大允差絕對值的1/3,（見表5）。

表3 u3匯總表

表4 相對合成標準不確定度及擴展不確定度一覽表

表5 擴展不確定度報告

結束語

通過以上分析和計算，我們看到三相智能電能表示值誤差的不確定度評定較為復雜，但文中引用大量數(shù)據(jù)充分利用了EXEL表格作用進行了綜合評定，簡化了計算步驟；其次，對應正確的數(shù)學模型、主要分量、對規(guī)程中基本的負載點進行了評定，按照以上方式可對所有的測量點進行對應的評定。

（作者單位：山西省晉中市質量技術監(jiān)督檢驗測試所）