工频电压比例标准装置校准规范不确定度报告.docx

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1、国家计量技术法规工频电压比例标准装置校准规范不确定度评定2022年04月28日经分析以上各分量相互独立，那么比值差合成标准不确定度为4(/)= Ji 短淮0.75 10-5相位差的不确定度分量:标准不确 定度类别标准不确 定度分量不确定度来源测量结果 的分布传播 系数标准不确定 度分量的值自由 度Bu误差测量装置均匀分布10.06及12BU2参考点标定均匀分布10.5X10511BU3电压系数误差均匀分布13.3X10-612B4外磁场均匀分布10.03a8BU5电位屏蔽不完 善均匀分布10.577 Dad8BU6数据修约均匀分布10.03&50AU7测量重复性正态分布11.7x10-69由0

2、.005级互感器的误差限值可知：&=5x05 (rad)经分析以上各分量相互独立，那么相位差合成标准不确定度为uc(d)= li 靖淮0 75 10-55有效自由度比值差的有效自由度相位差的有效自由度6扩展不确定度由于n哨 5(),攵95=2.0那么：Uf= k95Xuc(f) =2.0x0.75x 10-5句 5x10-5Ud=5Xc(5)=2.0x0.75xl0-5=1.5xl0-5rad220kV不确定评定1概述1.1 目的以220kV工频电压比例标准装置为例，评定电压比为220kV/V5： 100V/百的0.005级电压互感器在温度（1035） ,相对湿度W80%的情况下，测量结果 的

3、不确定度。1.2 校准依据JJG314测量用电压互感器JJF1067工频电压比例标准装置校准规范JJF1059测量不确定度的评定与表示1.3 校准使用的仪器设备标准器为，UOkV电压比例标准装置，准确度等级0.001级；200V感应分压 器,0.0002级。1.4 校准程序测量过程是将UOkV电压比例标准装置级联感应分压器与220kV被测标准装 置在相同额定变比的条件下，在（10%50%） Un电压下采用比拟法进行测量， 将互感器校验仪测得的电压上升、下降两次比值差读数和相位差读数的算术平均 值作为被测电压互感器在该测量范围的比值差和相位差o采用互感器串联电压加 法线路，测得（50%120%）

4、 Un电压范围的电压系数，从而得到220kV被测标准 装置在全电压范围比率误差。1.5 不确定度评定结果的应用符合上述条件或十分接近上述条件的同类测量结果，一般可以参照本例的评 定方法。2 .数学模型fx = fp，2 =心式中：fx-被测电压互感器的比值差，%;1_互感器校验仪上所测得的电压上升、下降比值差的算术平均 值，%;。一被测电压互感器的相位差，；不一互感器校验仪上所测得的电压上升、下降相位差的算术平均值,。3 .标准不确定度来源电压互感器的测量过程中，其标准不确定度来源主要有以下几项：3.1 误差测量装置引入的不确定度分量ul,采用B类方法评定；3.2 参考点标定引入的不确定度分量

5、u2,采用B类方法评定；3.3 电压系数误差引入的不确定度分量u3,采用B类方法评定；3.4 外界电磁场引入的不确定度分量u4,采用B类方法评定；3.5 电位屏蔽不完善测量引入的不确定度分量u5,采用B类方法评定；3.6 误差数据修约引入的不确定度分量u6,采用B类方法评定；3.7 重复性测量误差引入的不确定度分量u7,采用A类方法评定。各分量传播系数为1。4 .标准不确定度的评定4.1 不确定度分量1按照检定规程JJG314-2010测量用电压互感器中规定，误差测量装置引 入的误差不大于& （被校电压互感器误差限值）的1/10,其不确定度属B类分量, 呈均匀分布，即左二G，贝！J6 =0.0

6、6&,自由度4.2 不确定度分量U2被校互感器60%以下的量值由110kV电压比例标准作为标准进行标定，由 标准器证书可知，其不确定度属B类分量，呈均匀分布，比值差校准结果的扩 展不确定度：0=5.0x10-6,63；相位差校准结果的扩展不确定度：U=5.0xl（y6(rad), k=3。那么不确定度分量做/=5.0xl(y6/3=i7xioQ M2(5=5.0xl0-6/3=1.7xl0-6, 自由度02=11。4.3 不确定度分量3用半绝缘串联加法测量互感器电压系数时，根据试验数据，电压系数误差引入的 不确定度分量3=2.88x10-6,自由度3=12。4.4 不确定度分量U4按照本规范要

7、求，存在于工作场所周围与校准工作无关的外界电磁场引入的 误差不大于a的1/20,其不确定度属B类分量，呈均匀分布，即 二百，那么4=0.05及/V3 =0.03&,自由度。4=8。4.5 不确定度分量必用半绝缘串联加法测量互感器电压系数时，由于电位屏蔽不完善和上下级互 感器分压不均引入的不确定度“5,可用llOkV电压比例标准分别测得试品在10% 与60%额定电压下的误差，进而计算得到60%倍压区间的电压系数，将该计算 结果与用加法得到的电压系数比拟，其偏差记为Da。Da呈均匀分布，即攵=百， 那么U5= Da / V3 =0.577 Da ,自由度 /=8。根据试验结果，Dz 3.0xl06

8、 ；Da(/3.0xl0-6o4.6 不确定度分量ue按照本规范要求，误差数值修约单位为&的1/10,根据修约规那么，由于修约 而引入的误差为修约单位的1/2,其不确定度属B类分量,呈均匀分布，即k=43 , 贝I6=0.05&/百=0.03&,自由度方二50 o3.7不确定度分量ui对被试品重复性测量的数据，采用统计分析的方法算出实验标准差来作为标 准不确定度分量7,属A类分量，呈正态分布。选取试品在60%额定电压，二次负荷为OVA下，对其进行10次的重复性测 量，得到表1所示一组数据：表1重复性测量数据测量序号12345比值差(10-6)-6.4-6.0-6.1-5.7-6.2相位差(10

9、-6rad)24.123.724.024.724.3测量序号678910比值差(106)-6.3-6.0-5.7-5.7-6.4相位差(10-6rad)23.824.924.724.324.0根据计量标准重复性试验的结果，比值差单次测量的标准差为：7/ = 0.3X10-6；相位差单次测量的标准差为：M7d=0.4X10-6。比值差和相位差的自由度 均为 07=10-1=9。5 .合成标准不确定度uc5.1 根据以上分析，可列出标准不确定度分量表：比值差的不确定度分量如表2所示：表2比值差不确定度分量标准不确定 度类别标准不确定 度分量不确定度来源测量结果的 分布传播系 数标准不确定度 分量的

10、值自由度B误差测量装置均匀分布10. 06 x12BU2参考点标定均匀分布11. 7X1()W11BU3电压系数误差均匀分布12. 88X10-612B5外磁场均匀分布10. 03 ex8B电位屏蔽不完善均匀分布10. 577 Da f8BU6数据修约均匀分布10. 03 X50AUi测量重复性正态分布10. 3X10-69由0.005级互感器的误差限值可知：&=5x10-5经分析以上各分量相互独立，那么比值差合成标准不确定度为wc(/)= Ja 4淮o.5 w5相位差的不确定度分量如表3所示：表3比值差不确定度分量标准不确定 度类别标准不确定 度分量不确定度来源测量结果的 分布传播系 数标准

11、不确定度 分量的值自由度B%误差测量装置均匀分布10. 06 12BU2参考点标定均匀分布11. 7X10 611B山电压系数误差均匀分布12. 88X10-612B外磁场均匀分布10. 03 %8B电位屏蔽不完善均匀分布10. 577Dad8B数据修约均匀分布10. 03 50A5测量重复性正态分布10.4X10 69由0.005级互感器的误差限值可知：&=5x10-5 (rad)经分析以上各分量相互独立，那么相位差合成标准不确定度为uc(cl) = Ja 淮0.5 10- 56 .被测量可能值分布分析从表2,表3,可以得到7个分量中有5个分量较大，且大小相近，那么被测 量可能值近似于正态分

12、布。7 .有效自由度计算得到：匕加=50； veff6 - 508 .扩展不确定度由于被测量可能值的分布为正态分布，通过自由度计算可知自由度远远大于 15,可取;2,得到：比值差的扩展不确定度U尸 Z95Xc(/)=2.0x0.5X 10-5=1x10-5相位差的扩展不确定度U(5= Z：95Xwc(5)=2.0x0.5x 10-5-1 x W5rad9 .校准结果不确定度的报告本次校准结果的扩展不确定度:比值差U/=0.001%, k=2相位差相=lxl0-5rad, k=2500kV不确定度的评定1概述500kV不确定评定过程中的校准依据和数学模型与220kV类似，在此不再 赘述。2不确定

13、度分量的来源分析电压互感器的校准过程，其测量不确定度来源主要有以下几项：2.1 误差测量装置引入的不确定度分量2.2 参考点标定引入的不确定度分量2；2.3 电压系数误差引入的不确定度分量3；2.4 外界电磁场引入的不确定度分量M4；2.5 电位屏蔽不完善测量引入的不确定度分量必；2.6 误差数据修约引入的不确定度分量6；2.7 重复性测量误差引入的不确定度分量7。3各标准不确定度分量的分析与计算3.1 不确定度分量“1按照检定规程JJG314-2010测量用电压互感器中规定，误差测量装置引 入的误差不大于&的1/10,其不确定度属B类分量，呈均匀分布，即k=8,那么 wi=0.Ux/V3 =

14、0.06ex ，自由度 3=12。3.2 不确定度分量U2被校互感器50%以下的量值由220kV电压比例标准作为标准进行标定，由 标准器证书可知，其不确定度属B类分量，呈均匀分布，比值差校准结果的扩 展不确定度：U=1.0x0-5, k=2；相位差校准结果的扩展不确定度：U=1.0xl0-5 (rad), k=20 贝I不确定度分量 #l.Oxl(y5/2=o.5xl(y5, M2(5=i.0x10-5/2=0.5x10-5, 自由度1)2 = 11 o3.3 不确定度分量M3用半绝缘串联加法测量互感器电压系数时，根据试验数据，电压系数误差引 入的不确定度分量3=3.30x10-6,自由度03

15、=12。3.4 不确定度分量U4按照检定规程规定，存在于工作场所周围与校准工作无关的外界电磁场引入 的误差不大于&的1/20,其不确定度属B类分量，呈均匀分布，即k=6,那么 4=0.05&/百=0.03& ,自由度。4=8。3.5 不确定度分量U5用半绝缘串联加法测量互感器电压系数时，由于电位屏蔽不完善和上下级互 感器分压不均引入的不确定度5,可用220kV电压比例标准分别测得试品在10%与5。额定电压下的误差，进而计算得到50%倍压区间的电压系数，将该计算 结果与用加法得到的电压系数比拟，其偏差记为Dq o Da呈均匀分布，即k = B那么 5= Da / 百=0.577 Da ,自由度

16、05=8。根据试验结果，Da f 3.0x10-6 ；Da, 33.0x10-6。3.6 不确定度分量M6规程规定：误差数值修约单位为&的1/10,根据修约规那么，由于修约而引入 的误差为修约单位的1/2,其不确定度属B类分量，呈均匀分布，即上百，那么 6=0.05&/6=0.03&,自由度g二50 o3.7 不确定度分量U7对被试品重复性测量的数据，采用统计分析的方法算出实验标准差来作为标 准不确定度分量的，属A类分量，呈正态分布。选取试品在50%额定电压，二次负荷为OVA下，对其进行10次的重复性测 量，得到以下一组数据：测量序号12345比值差(10-6)-7.9-6.7-6.3-5.1

17、-6.6相位差(10-6rad)18.020.721.824.021.7测量序号678910比值差(10-6)-6.3-7.1-6.7-7.7-6.7相位差(10-6rad)23.022.522.122.723.2根据计量标准重复性试验的结果，比值差单次测量的标准差为：7/= 0.8x10-6；相位差单次测量的标准差为：73=1.7x10-6。比值差和相位差的自由度 均为。7=10-1=9。4标准不确定度分量的合成根据以上分析，可列出标准不确定度分量表，如下所示. 比值差的不确定度分量：标准不确 定度类别标准不确 定度分量不确定度来源测量结果 的分布传播 系数标准不确定 度分量的值自由 度Bu误差测量装置均匀分布10.06 x12BU2参考点标定均匀分布10.5x10-511BU3电压系数误差均匀分布13.3x10-612B4外磁场均匀分布10.03 x8BU5电位屏蔽不完 善均匀分布10.577 Da f8B6数据修约均匀分布10.03 2x50AU7测量重复性正态分布10.8xW69由0.005级互感器的误差限值可知：&=5x10-5