三相標準電能表測量結果不確定度評定分析

武軼衛

【摘要】本文以CL317型三相標準電能表作為量值比對的比對標準，探析在電能量值比對中三相標準電能表的測量結果的不確定度評定方法。

【關鍵詞】量值比對;三相標準電能表;測量結果;不確定度評定

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2022.03.008

Evaluation and Analysis of Uncertainty of Measurement Results of Three-Phase Standard Watt Hour Meter

WU Yi-wei

（Electric Energy Metering Center of Ulanqab Electric Power Supply Company，Ulanqab 012000，China）

Abstract：Taking CL317 three-phase standard electric energy meter as the comparion standard of quantity value comparison as an example，this paper analyzed the uncertainty evaluation method of the measurement results of three-phase standard electric energy meter in electric energy value comparison.

Key words：value of quantity comparison;three-phase standard electric energy meter;measurement results;uncertainty evaluation

1概述

1）測量依據：JJG 1085—2013《標準電能表》。2）環境條件：溫度：20.5℃;相對濕度：50%RH。3）被測對象：0.05級三相標準電能表，型號：CL317。4）測量過程：比對（檢定）裝置對同等級的被檢標準電能表，采用標準表法測定被檢標準電能表的相對誤差。

2測量模型

γ=γ₀+Δγ

式中，γ——被檢三相標準電能表的相對誤差，%;

γ₀——三相電能表檢定裝置測得的相對誤差，%。

3測量不確定度來源分析

輸入量γ₀的標準不確定度u（γ₀）的來源主要有三個方面：1）在重復性條件下由多次連續測量所得測得值之間的分散性引起的不確定度分量u（γ₀₁），采用A類評定方法。對環境溫度、濕度、電壓、頻率、波形、外部磁感應度等，在規程允許范圍內的微小變化所引起的測得值的分散性，其不確定度影響量已包含在重復性測量結果中，不再逐一單獨評定。2）由三相電能表檢定裝置的誤差引起的測量不確定度分量u（γ₀₂），采用B類評定方法。3）測量所得相對誤差的修約間距引起的不確定度分量u（γ₀₃），采用B類評定方法。

3.1標準不確定度u（Yγ₀₁）的A類評定

1）在重復性條件下，對0.05級三相標準電能表在220 V，

5 A，COSφ=1;220 V，5 A，COSφ=0.5 L;220 V，1 A，COSφ=1;220 V，1 A，COSφ=0.5 L四個測量點分別進行十次獨立的重復測量，測量值見表1。

3）計算實驗標準偏差s（γ₀₁）。通過以上表格中的一系列測得值，用統計分析方法獲得單個測得值γ_i的實驗標準偏差，計算公式如下：

其中，n=2，自由度v=n-1。

3.2標準不確定度u（γ₀₂）的B類評定

1）根據JJG597—2005《交流電能表檢定裝置》中給出0.05級三相電能表檢定裝置在COSφ=1時，裝置最大允許誤差為±0.05%;在COSφ=0.5L時，裝置最大允許誤差為±0.07%。由此可知，COSφ=1時，半寬度a為0.05%;COSφ=0.5L時，半寬度a為0.07%。

3）計算B類標準不確定度u（γ₀₂）

3.3標準不確定度u（γ₀₃）的B類評定

2）計算B類標準不確定度u（γ₀₃）

4合成標準不確定度

1）在220V，5A，COSφ=1測量點下：

2）在220V，5A，COSφ=0.5L測量點下：

3）在220V，1A，COSφ=1測量點下：

4）在220V，1A，COSφ=0.5L測量點下：

5擴展不確定度的評定

取包含概率P為0.95，由v_eff=50，查表得：k₉₅=t_0.95（50）=2.01，則擴展不確定度為：U₉₅=k₉₅u_c（γ₀）。

1）在220V，5A，COSφ=1且220V，1A，COSφ=1測量點下：U₉₅=k₉₅u_c（γ₀）=2.01×0.0288%=0.06%。

2）在220V，5A，COSφ=0.5L且220V，1A，COSφ=0.5L測量點下：U₉₅=k₉₅u_c（γ₀）=2.01×0.023%=0.08%。

各測試點測量不確定度見表3。

6擴展不確定度報告

1）在220V，5A，COSφ=1測量點下相對誤差測量結果的擴展不確定度：

2）在220V，5A，COSφ=0.5L測量點相對誤差測量結果的擴展不確定度：

3）在220V，1A，COSφ=1測量點下相對誤差測量結果的擴展不確定度：

4）在220V，1A，COSφ=0.5L測量點相對誤差測量結果的擴展不確定度：

7結語

本文介紹了在電能表電能量值比對中，參比實驗室對比

對標準的測量結果進行不確定度評定分析的方法，為此類電能量值比對中同等級的標準電能表的測量結果的不確定度評定提供參考。本文不確定度評定方法也適用于各等級電能表及電能表檢定裝置測量結果的不確定度評定。

【參考文獻】

[1]測量不確定度評定與表示：JJG1059.1—2012[S].

[2]標準電能表：JJG1085—2013[S].

[3]交流電能表檢定裝置：JJG597—2005[S].