三相电能表测量误差不确定分析报

三相电能测量误差不确定分析报 .三相四线电能表测量误差不确定分析报告 1 概述 1.1 测量依据:JJG307-2006《机电式交流电能表检定规程》 1.2 环境条件:温度(20?2)?，相对湿度(35~85)%。 1.3 测量:三相电能表检定装置，型号CJ-3000D，规格60V~380V,(0~100)A，准确度 级别为0.1级。 1.4 被测对象:三相四线有功电能表，准确度等级1.0级，型号DTSD847-F4，规格3× 220/380V;3×1.5(6)A， 编号为00033733 1.5 测量过程:三相电能表检定装置输出一定功率给被检表，并对被检表进行采样积分，得到的电能值与装置输出的标准电能值比较，得到被检表在该功率时的相对误差。 1.6 评定结果的使用:符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定方法。 2 数学模型 r=r 0 式中: r——被检电能表的相对误差; r——三相电能表检定装置上测得的相对误差。 0 3 输入量的标准不确定度评定 输入量r的标准不确定度u(r)的来源主要有两个方面: 00 在重复性条件下由被测电能表测量重复性引起的不确定度分量u(r)，采用A类评定方01法;由三相电能表检定装置的误差引起的不确定度分量u(r)，采用B类评定方法。 02 3.1 标准不确定度分量u(r)的评定 01 该不确定度分量主要是由于被检电能表的测量不重复引起的，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。 (1)对1.0级被测三相四线电能表在3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0的Imax量程上每天测量2次，每点重复测量10次，得到测量列如表1.1所示: 表1.1 被检电能表的相对误差 % 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量值1 -0.09 -0.08 -0.08 -0.09 -0.09 -0.06 -0.06 -0.09 -0.08 -0.09 测量值2 -0.08 -0.10 -0.08 -0.09 -0.09 -0.11 -0.06 -0.09 -0.09 -0.09 测量值3 -0.09 -0.06 -0.09 -0.08 -0.06 -0.09 -0.08 -0.06 -0.09 -0.08 测量值4 -0.08 -0.09 -0.09 -0.08 -0.11 -0.09 -0.08 -0.06 -0.09 -0.09 平均值 101X,r,,0.081% ,i10i,1 单次试验标准差 2XXn,，，,i,1s= 0.012% ,1in1, 同理得到s= 0.013%，s=0.013%， s=0.014%。 234 则，合并样本标准差 2s0.000678,is= s= ,,0.013%pp44 标准不确定度分量 u(r)= s=0.013% 01p 自由度 v(r)=4×(10-1)=36 01 (2)对1.0级被测三相四线电能表在3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0的Ib 量程上每天测量2次，每点重复测量10次，得到测量列如表1.2所示: 表1.2 被检电能表的相对误差 % 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量值1 -0.09 -0.11 -0.08 -0.11 -0.08 -0.08 -0.09 -0.09 -0.08 -0.11 测量值2 -0.09 -0.09 -0.07 -0.09 -0.08 -0.09 -0.09 -0.08 -0.08 -0.06 测量值3 -0.08 -0.07 -0.09 -0.11 -0.09 -0.11 -0.08 -0.09 -0.11 -0.08 测量值4 -0.08 -0.09 -0.08 -0.09 -0.11 -0.09 -0.08 -0.08 -0.09 -0.11 单次试验标准差 n2XX,，，,i,1is= ,0.013%1n,1 同理得到s= 0.011%，s=0.015%， s=0.012%。 234 则，合并样本标准差 2s0.000659,is= ,,0.013%p44 标准不确定度分量 u(r)= s=0.013% 01p 自由度 v(r)=4×(10-1)=36 01 (3) 对1.0级被测三相四线电能表在3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0的0.5Ib 量程上每天测量2次，每点重复测量10次，得到测量列如表1.3所示: 表1.3 被检电能表的相对误差 % 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量值1 -0.16 -0.10 -0.10 -0.08 -0.09 -0.10 -0.09 -0.08 -0.10 -0.09 测量值2 -0.14 -0.10 -0.10 -0.09 -0.11 -0.09 -0.09 -0.08 -0.08 -0.09 测量值3 -0.10 -0.09 -0.10 -0.09 -0.08 -0.09 -0.10 -0.09 -0.10 -0.09 测量值4 -0.10 -0.14 -0.08 -0.11 -0.11 -0.08 -0.09 -0.09 -0.08 -0.08 单次试验标准差 n2XX,，，,i,1is= ,0.009%1n,1 同理得到s= 0.010%，s=0.007%， s=0.012%。 234 则，合并样本标准差 2s0.000374,is= ,,0.010%p44 标准不确定度分量 u(r)= s=0.010% 01p 自由度 v(r)=4×(10-1)=36 01 (4) 对1.0级被测三相四线电能表在3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0的0.1Ib 量程上每天测量2次，每点重复测量10次，得到测量列如表1.4所示: 表1.4 被检电能表的相对误差 % 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量值1 -0.12 -0.10 -0.11 -0.12 -0.11 -0.12 -0.11 -0.11 -0.13 -0.11 测量值2 -0.12 -0.10 -0.11 -0.10 -0.12 -0.10 -0.10 -0.11 -0.09 -0.12 测量值3 -0.12 -0.11 -0.11 -0.12 -0.11 -0.11 -0.13 -0.11 -0.10 -0.12 测量值4 -0.10 -0.12 -0.12 -0.08 -0.09 -0.09 -0.08 -0.11 -0.09 -0.09 单次试验标准差 n2XX,，，,i,1is= ,0.009%1n,1 同理得到s= 0.009%，s=0.009%， s=0.015%。 234 则，合并样本标准差 2s0.000468,is= ,,0.011%p44 标准不确定度分量 u(r)= s=0.011% 01p 自由度 v(r)=4×(10-1)=36 01 (5) 对1.0级被测三相四线电能表在3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5(L)的Imax 量程上每天测量2次，每点重复测量10次，得到测量列如表1.5所示: 表1.5 被检电能表的相对误差 % 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量值1 -0.08 -0.06 -0.07 -0.07 -0.08 -0.08 -0.07 -0.06 -0.07 -0.08 测量值2 -0.06 -0.08 -0.07 -0.07 -0.08 -0.07 -0.08 -0.08 -0.07 -0.07 测量值3 -0.08 -0.07 -0.08 -0.06 -0.07 -0.07 -0.08 -0.07 -0.08 -0.07 测量值4 -0.08 -0.06 -0.07 -0.06 -0.07 -0.07 -0.08 -0.06 0.08 -0.07 单次试验标准差 n2XX,，，,i,1is= ,0.008%1n,1 同理得到s= 0.007%，s=0.007%， s=0.007%。 234 则，合并样本标准差 2s0.000211,is= ,,0.007%p44 标准不确定度分量 u(r)= s=0.007% 01p 自由度 v(r)=4×(10-1)=36 01 (6) 对1.0级被测三相四线电能表在3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5(L)的Ib 量程上每天测量2次，每点重复测量10次，得到测量列如表1.6所示: 表1.6 被检电能表的相对误差 % 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量值1 -0.07 -0.08 -0.08 -0.07 -0.06 -0.06 -0.06 -0.08 -0.08 -0.07 测量值2 -0.08 -0.08 -0.06 -0.07 -0.06 -0.06 -0.06 -0.08 -0.09 -0.08 测量值3 -0.09 -0.08 -0.07 -0.08 -0.07 -0.10 -0.06 -0.07 -0.08 -0.06 测量值4 -0.08 -0.08 -0.08 -0.08 -0.08 -0.06 -0.08 -0.09 -0.08 -0.06 单次试验标准差 n2XX,，，,i,1is= ,0.009%1n,1 同理得到s= 0.014%，s=0.013%， s=0.013%。 234 则，合并样本标准差 2s0.000615,is= ,,0.012%p44 标准不确定度分量 u(r)= s=0.012% 01p 自由度 v(r)=4×(10-1)=36 01 (7) 对1.0级被测三相四线电能表在3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5(L)的0.5Ib 量程上每天测量2次，每点重复测量10次，得到测量列如表1.7所示: 表1.7 被检电能表的相对误差 % 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量值1 -0.02 -0.09 -0.09 -0.08 -0.09 -0.08 -0.08 -0.09 -0.08 -0.09 测量值2 -0.12 -0.08 -0.09 -0.08 -0.08 -0.09 -0.08 -0.09 -0.09 -0.08 测量值3 -0.09 -0.09 -0.09 -0.08 -0.08 -0.09 -0.08 -0.08 -0.09 -0.09 测量值4 -0.09 -0.12 -0.09 -0.08 -0.08 -0.08 -0.08 -0.09 -0.09 -0.08 单次试验标准差 n2XX,，，,i,1i s= ,0.021%1n,1 同理得到s= 0.012%，s=0.007%， s=0.012%。 234 则，合并样本标准差 2s0.000778,is= ,,0.014%p44 标准不确定度分量 u(r)= s=0.014% 01p 自由度 v(r)=4×(10-1)=36 01 (8) 对1.0级被测三相四线电能表在3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5(L)的0.2Ib量程上每天测量2次，每点重复测量10次，得到测量列如表1.8所示: 表1.8 被检电能表的相对误差 % 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量值1 -0.10 -0.09 -0.10 -0.10 -0.11 -0.10 -0.11 -0.09 -0.10 -0.09 测量值2 -0.10 -0.09 -0.10 -0.10 -0.09 -0.10 -0.10 -0.09 -0.11 -0.10 测量值3 -0.10 -0.10 -0.09 -0.11 -0.10 -0.11 -0.10 -0.10 -0.11 -0.09 测量值4 -0.10 -0.10 -0.09 -0.11 -0.08 -0.10 -0.08 -0.10 -0.09 -0.10 单次试验标准差 n2XX,，，,i,1is= ,0.007%1n,1 同理得到s= 0.006%，s=0.007%， s=0.011%。 234 则，合并样本标准差 2s0.000255,is= ,,0.008%p44 标准不确定度分量 u(r)= s=0.008% 01p 自由度 v(r)=4×(10-1)=36 01 3.2 标准不确定度分量u(r)的评定 02 该不确定度分量主要是由三相电能表检定装置的误差引起，采用B类评定。三相电能表检定装置的准确度等级为0.1级，服从正态分布。故 3u(r)= 0.1%/ =0.058% 自由度 ,(r)?? 0202 3.3 输入量r的标准不确定度u(r)的计算 00 (1) 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0时Imax的标准不确定度为 2222u(r)，u(r),(0.013%)，(0.058%), u(r)= 0.06% 00102 4u(r)0自由度,(r),?? 044u(r)u(r)0102， v(r)v(r)0102 (2)三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0时Ib的标准不确定度为 2222u(r)，u(r),(0.013%)，(0.058%), u(r)= 0.06% 00102 4u(r)0自由度,(r),?? 044u(r)u(r)0102， v(r)v(r)0102 (3) 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0时0.5Ib的标准不确定度为 2222u(r)，u(r),(0.010%)，(0.058%), u(r)= 0.06% 00102 4u(r)0自由度,(r),?? 044u(r)u(r)0102， v(r)v(r)0102 (4) 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0时0.1Ib的标准不确定度为 2222u(r)，u(r),(0.011%)，(0.058%), u(r)= 0.06% 00102 4u(r)0自由度,(r),?? 044u(r)u(r)0102， v(r)v(r)0102 (5) 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5(L)时Imax的标准不确定度为 2222u(r)，u(r),(0.007%)，(0.058%), u(r)= 0.06% 00102 4u(r)0自由度,(r),?? 044u(r)u(r)0102， v(r)v(r)0102 (6) 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5(L)时Ib的标准不确定度为 2222u(r)，u(r),(0.012%)，(0.058%), u(r)= 0.06% 00102 4u(r)0自由度,(r),?? 044u(r)u(r)0102， v(r)v(r)0102 (7) 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5(L)时0.5Ib的标准不确定度为 2222u(r)，u(r),(0.014%)，(0.058%), u(r)= 0.06% 00102 4u(r)0自由度,(r),?? 044u(r)u(r)0102， v(r)v(r)0102 (8) 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5(L)时0.2Ib的标准不确定度为 2222 u(r)= u(r)，u(r),(0.008%)，(0.058%), 0.06% 00102 4u(r)0自由度,(r),?? 044u(r)u(r)0102， v(r)v(r)0102 4.合成标准不确定度的评定 4.1 灵敏系数 数学模型 r=r0 灵敏系数 C=,r/,r=1 H0 4.2合成不确定度汇总 4.2.1三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0时Imax的合成标准 不确定度汇总于表2.1。 表2.1 合成标准不确定度汇总表 标准不确 不确定度来源 c 标准不确定度 ?c?? u(r) v 0定度分量 u(r) 1 0.06% 0.06% ? 0 u(r) 测量重复性 0.013% 36 01 u(r) 检定装置的误差 0.058% ? 02 4.2.2三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0时Ib的合成标准不确 定度汇总于表2.2。 表2.2 合成标准不确定度汇总表 标准不确 不确定度来源 c 标准不确定度 ?c?? u(r) v 0定度分量 u(r) 1 0.06% 0.06% ? 0 u(r) 测量重复性 0.013% 36 01 u(r) 检定装置的误差 0.058% ? 02 ×1.5(6)A;cosφ=1.0时0.5Ib的合成标准4.2.3 三相四线电能表3×220/380V;3 不确定度汇总于表2.3。 表2.3 合成标准不确定度汇总表 标准不确 不确定度来源 c 标准不确定度 ?c?? u(r) v 0定度分量 u(r) 1 0.06% 0.06% ? 0 u(r) 测量重复性 0.010% 36 01 u(r) 检定装置的误差 0.058% ? 02 4.2.4三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0时0.1Ib的合成标准 不确定度汇总于表2.4。 表2.4 合成标准不确定度汇总表 标准不确 不确定度来源 c 标准不确定度 ?c?? u(r) v 0定度分量 u(r) 1 0.06% 0.06% ? 0 u(r) 测量重复性 0.011% 36 01 u(r) 检定装置的误差 0.058% ? 02 4.2.5 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5L时Imax的合成标准不 确定度汇总于表2.5。 表2.5 合成标准不确定度汇总表 标准不确 不确定度来源 c 标准不确定度 ?c?? u(r) v 0定度分量 u(r) 1 0.07% 0.06% ? 0 u(r) 测量重复性 0.007% 36 01 u(r) 检定装置的误差 0.058% ? 02 4.2.6 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5L时Ib的合成标准不 确定度汇总于表2.5。 表2.6 合成标准不确定度汇总表 标准不确 不确定度来源 c 标准不确定度 ?c?? u(r) v 0定度分量 u(r) 1 0.06% 0.06% ? 0 u(r) 测量重复性 0.012% 36 01 u(r) 检定装置的误差 0.058% ? 02 4.2.7 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5L时0.5Ib的合成标准 不确定度汇总于表2.5。 表2.7 合成标准不确定度汇总表 标准不确 不确定度来源 c 标准不确定度 ?c?? u(r) v 0定度分量 u(r) 1 0.06% 0.06% ? 0 u(r) 测量重复性 0.014% 36 01 u(r) 检定装置的误差 0.058% ? 02 4.2.8 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5L时0.2Ib的合成标准 不确定度汇总于表2.5。 表2.8 合成标准不确定度汇总表 标准不确 不确定度来源 c 标准不确定度 ?c?? u(r) v 0定度分量 u(r) 1 0.06% 0.06% ? 0 u(r) 测量重复性 0.008% 36 01 u(r) 检定装置的误差 0.058% ? 02 5.合成标准不确定度 5.1 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0时Imax的合成标准不 222确定度 u(,)=Cu(,) CH0 u(,)=|C|u(,)=0.006%，自由度,=,(r)?? CH0eff0 5.2 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0时Ib的合成标准不确 222定度 u(,)=Cu(,) CH0 u(,)=|C|u(,)=0.006%，自由度,=,(r)?? CH0eff0 5.3 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0时0.5Ib的合成标准 222不确定度 u(,)=Cu(,) CH0 u(,)=|C|u(,)=0.006%，自由度,=,(r)?? CH0eff0 5.4三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=1.0时0.1Ib的合成标准不 222确定度 u(,)=Cu(,) CH0 u(,)=|C|u(,)=0.006%，自由度,=,(r)?? CH0eff0 5.5三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5(L)时Imax的合成标准 222不确定度 u(,)=Cu(,) CH0 u(,)=|C|u(,)=0.006%，自由度,=,(r)?? CH0eff0 5.6三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5(L)时Ib的合成标准不 222确定度 u(,)=Cu(,) CH0 u(,)=|C|u(,)=0.006%，自由度,=,(r)?? CH0eff0 5.7三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5(L)时0.5Ib的合成标 222准不确定度u(,)=Cu(,) CH0 u(,)=|C|u(,)=0.006%，自由度,=,(r)?? CH0eff0 5.8三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A;cosφ=0.5(L)时0.2Ib的合成标 222准不确定度 u(,)=Cu(,) CH0 u(,)=|C|u(,)=0.006%，自由度,=,(r)?? CH0eff0 6.扩展不确定度的评定 取置信概率p = 95%，包含因子k=2，则扩展不确定度 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A; cosφ=1.0时Imax的扩展不确定度为 U= k?u(r)=2×0.06%=0.12% 95c cosφ=1.0时Ib的扩展不确定度为 U= k?u(r)=2×0.06%=0.12% 95c cosφ=1.0时0.5Ib的扩展不确定度为 U= k?u(r)=2×0.06%=0.12% 95c cosφ=1.0时0.1Ib的扩展不确定度为 U= k?u(r)=2×0.06%=0.12% 95c 三相四线电能表3×220/380V;3×1.5(6)A; cosφ=0.5(L)时Imax的扩展不确定度为 U= k?u(r)=2×0.06%=0.12% 95c cosφ=0.5(L)时Ib的扩展不确定度为 U= k?u(r)=2×0.06%=0.12% 95c cosφ=0.5(L)时0.5Ib的扩展不确定度为 U= k?u(r)=2×0.06%=0.12% 95c cosφ=0.5(L)时0.2Ib的扩展不确定度为 U= k?u(r)=2×0.06%=0.12% 95c 测量不确定度报告 1.0级三相四线有功电能表在3×220/380V;3×1.5A;cosφ=1.0时， Imax点的相对误差测量结果的扩展不确定度为 U=0.12%， k=2 95 Ib点的相对误差测量结果的扩展不确定度为 U=0.12%， k=2 95 0.5Ib点的相对误差测量结果的扩展不确定度为 U=0.12%， k=2 95 0.1Ib点的相对误差测量结果的扩展不确定度为 U=0.12%， k=2 95 1.0级三相四线有功电能表在3×220/380V;3×1.5A;cosφ=0.5(L)时， Imax点的相对误差测量结果的扩展不确定度为 U=0.12%， k=2 95 Ib点的相对误差测量结果的扩展不确定度为 U=0.12%， k=2 95 0.5Ib点的相对误差测量结果的扩展不确定度为 U=0.12%， k=2 95 0.2Ib点的相对误差测量结果的扩展不确定度为 U=0.12%， k=2 95