继电保护及自动装置是保证电力系统安全运行和提高电能质量的重要设备。它的基本性能及可靠工作的能力对电力系统的正常运行及用户的安全生产有着很大的影响.因此,继电保护及装置在入网之前都必须要做严格的试验,取得合格证书才能向用户交付使用。
试验的目的就是按照一定的标准和技术条件检验装置的各种基本性能及可靠工作的能力。由于电力系统是国家命脉的重要领域,对相关产品的检验结果必须具有很高的可信度,也就是说,检验结果的不确定度要足够小。
不确定度是用来说明基准标准、检定测试水平、作为量值传递的依据,表明仪器的质量户放心的一个参数。
造成测量结果不确定的因素很多,一般来源于测量装置,测量方法,测量环境,测量人员,测量对象变化等因素的波动和差异.其中,测量装置的不确定度是影响测量结果的主要因素。
2测量装置的不确定度评定方法目前,继电保护检验普遍使用的F2250电力系统仿真仪,涵盖了继电保护检测中的大多数常规性能检验项目。它是由一组精密的测试仪器集成的。
其中最主要的功能是有电压源,电流源,计时器及移相器,用以对继电保护产品进行常规性能检验。如对电流三段保护的整定值进行检验,对动作时间检测等。
2.1计数器的不确定度F2250电力系统仿真仪电子计数器的主要技术指标:分辨力:10μs时间常数:50μs其主要不确定度来源有以下几项:2.1.1时基引起的不确定度根据Doble公司的计数器技术说明,其相对不确定度为±0.0005%,因此,当被测时间间隔(整定时间)为T时(可以平均值代替),则时基引起的不确定度例如:整定时间为0.3s,则U取均匀分布(考虑误差偏大)2.1.2分辨力造成的不确定度分辨力影响变化半宽范围取均匀分布,其标准差为2.1.3常数不确定度由Doble公司计数器的技术指标,可得常数不确定度为取均匀分布2.1.4测量装置的重复性测量仪器的重复性是指,在相同条件下,重复使用相同的被测量,测量仪器提供相同示值的能力,重复性常以示值的分散性标准差S来表示。
为了求得这个量,需要选择稳定性好的被测量来评价计量装置的重复性。
我们选用STG标准时间间隔发生器(9801),外加频标EE1600高频石英晶振,作为时间源,对某一时间值(50ms)测量五次,求出Doble公司的计数器继电器重复性(用贝塞尔公式)次数测量值(ms)算术平均值实验标准差不确定度列表:序号不确定度来源符号数值(10时基分辨力时间常数重复性合成不确定度:以上各不确定度分量无关,则总不确定度:由于继电保护产品是关系到电力系统可靠运行的重要产品,对继电保护产品的各项性能检验结果要求具有可信度高的评价。为此,需要将合成不确定度乘以包含因子K,以获得展伸不确定度,即总不确定度,它具有比较高的置信概率取K=2,对应置信概率为95%取K=3,对应置信概率为99%当取K=3时,总不确定度为:取两位有效位:则U=88μs2.2.F2250电压源的不确定度2.2.1精度带来的不确定度根据F2250仿真仪对交流电源的技术说明,包括电源的稳定度,温度,负载在内的所有误差为±0.5%(读数),则由于精度带来的不确定度为:取读数为典型值100V由于此项误差随机性较强,取正态分布,则2.2.2分辨力造成的不确定度设分辨力为R,不同的量程具有不同的分辨力,对100V的测量值,它对应的量程所具有的分辨力为0.01V,取均匀分布,则2.2.3仪器的重复性我们选用8840数字多用表,精度0.4%,对100V进行多次检测,求Doble公司的电压源的重复性。
次数测量值(V)次数测量值(V)算术平均值:实验标准差:不确定度列表:序号不确定度来源符号数值(mv)精度分辨力重复性由上表可知,由分辨力及重复性带来的不确定度非常小,可以忽略。
合成不确定度:总不确定度:2.3F2250电流源的不确定度2.3.1精度带来的不确定度根据F2250仿真仪对交流电流源的技术说明,包括电源的稳定度,温度,负载在内的所有误差为±0.5%(读数),则由于精度带来的不确定度为:取读数为典型值5A由于此项误差随机性较强,取正态分布,则2.3.2分辨力造成的不确定度设分辨力R,不同的量程具有不同的分辨力,对电力系统仿真仪不确定度评定方法5A的测量值,它对应的量程所具有的分辨力为0.001A,取均匀分布,则2.3.3仪器的重复性我们选用TPE303三相精密测试仪,精度0.01%,对5A进行多次检测,求Doble公司的电流源的重复性。
次数测量值(V)次数测量值(V)算术平均值:实验标准差:不确定度列表:序号不确定度来源符号数值(mA)精度分辨力重复性由上表可知,由分辨力及重复性带来的不确定度非常小,可以忽略。
3结论本文提出的电力系统仿真仪不确定度评定方法,可以做为实验室开展对其它测试仪器不确定度评定的基础,利用计算机GUI技术,可以建立实验室评定测量结果不确定度的计算机辅助计算系统。 |