互感器项目-测量不确定度评定报告示例

计量标准不确定度评定报告报告名称:电流互感器检定/校准结果的测量不确定度评定报告编写审核批准人电流互感器测量不确定度评定概述(1)测量依据：JJG313—2010《测量用电流互感器》检定规程。环境条件：温度(+10-+35)°C,相对湿度＜80%。测量人员:测量标准：标准电流互感器。被测对象：电流互感器。型号： 等级:0.2S级，量程400A/5A。测量过程：将标准电流互感器与被检电流互感器在相同额定变比的条件下，采用比较法进行测量，将在互感器校验仪测得的电流上升的比值差读数和相位差读数作为被测电流互感器在该额定变比时的比值差和相位差。评定结果的使用：数学模型比值差测量：fx=fp式中：厶——被检电流互感器的比值差(%)；fp——互感器校验仪上测得的电流上升比值差值(%)。相位差测量：6=6xp式中：6x――被检电流互感器的相位差C)；6p——互感器校验仪上测得的电流上升相位差值C)。表1标准电流互感器的误差限值准确度等级比值误差(土)相位误差(土)倍率因数额定电流下的百分数值倍率因数额定电流下的百分数值152010012015201001200.01S%0.020.010.010.010.01(')0.60.30.30.30.3各输入量的标准不确定度分量的评定输入量的标准不确定度u(fp)和u(6p)来源主要有：在重复性条件下由对被测电流互感器和标准电流互感器的测量重复性引起的不确定度分项u1(fp)和u1(6p)，采用A类评定方法；标准电流互感器误差引起的不确定度分项 u2©和u2(Sp)，差流测量回路附加负荷引入的不确定度分项 u3乞)和U3(Sp)，被检互感器二次负荷误差引入的不确定度分项u皿)和u4(Sp)，泄漏电流引入的不确定度分项u5(fp)和u5(Sp),采用B类评定方法。另外，被检电流互感器证书值数据修约还产生一个不确定度分量 u(x)。根据互感器校验仪的技术指标可知，在被测量值较小 (即被检互感器的比值差和相位差较小)时，由于互感器校验仪误差引起的不确定度主要是由最小分度值引起的，而该不确定度已包含在由测量重复性引起的不确定度分项 u^)和U](Sp)中。因此，当被测量值较小时，由互感器校验仪误差引起的不确定度可以不必再另作分析。另外，标准电流互感器的变差、电源频率影响、电磁场影响等按规程规定的数值，在测量不确定度评定中完全可以忽略。下面以0.01级标准电流互感器校准0.2S级电流互感器各标准不确定度分项的评定。以5VA,100%额定电流为例:⑴标准不确定度分项u&p)和u1(6p)的评定该不确定度分项可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。磁场影响等引起的不确定度已包含在此标准不确定度分项中，故不另作分析评定。对被测0.2S级电流互感器，在400A/5A档，电流100%额定电流下，在重复性条件下各进行10次独立测量，得到m=1组测量数据，合并样本标准差按s= £s2计算,并设计p\imii=1为如表2-1和表2-2的Excel电子表格。表2-1被检电流互感器各百分比测得的比差值 单位:%百分比12345678910u(xi)1000.07520.07480.07390.07340.07430.07340.07360.07290.07250.07150.0011u(xi)=sp=0.0011%，自由度V]=m(n-1)=1X(10-1)=9表2-2被检电流互感器各百分比测得的角差值 单位：C)百分比12345678910u(xi)1000.240.30740.36340.40510.33670.39490.38420.41880.44920.52810.079u(xi)=sp=0.079%，自由度V]=m(n-1)=1X(10-1)=9对被测互感器应获得各种情况下的实验标准差。获得的合并样本标准差sp如表2-31丿

表2-3比值差和角差的合并样本标准差sp汇总表格测量点比差角差额定电压二次负荷额定电流百分数值比spsp0.66kV5VAcos9=。・81%0.0035%0.149'5%0.0013%0.085'20%0.0012%0.066'100%0.0011%0.079'120%0.0006%0.045'3.75VAcos9=0・85%0.0011%0.140'20%0.0006%0.0114'100%0.0005%0.0416'⑵标准不确定度分项uf和u2(Sp)的评定该不确定度分项主要来源于标准电流互感器的最大允许误差。标准电流互感器经上级检定合格，其比值差最大允许误差为±0.01%，角差最大允许误差为±0.3'，其半宽af=o.oi%,a5=0.3'在此区间内可认为服从均匀分布，包含因子 k=語，则：标准不确定度u2(fp)=0.01%/邑，估计△u2(fp)/u2f>0.1，其自由度V2(fp)=50。标准不确定度u2(Sp)=0.3'/<'3，估计△u2(Sp)/u2(Sp)=0.1,其自由度V2(§p)=50。⑶标准不确定度分项uf和u3(Sp)的评定该不确定度分项主要来源于差流测量回路附加负荷引入的不确定度分项，规程规定：差流测量回路的二次负荷对被检互感器的影响不大于被检互感器误差限值的1/20，被检互感器比值差最大允许误差为±0.2%，角差最大允许误差为±10'，其半宽分别为af=o.oi%,a5标准不确定度=0.5'在此区间内可认为服从均匀分布，包含因子k=.3，贝U：标准不确定度u3(fp)=0.01/占，估计△u3f)/u3(fp)=0.2，其自由度V3(fp)=12。标准不确定度u3(Sp)=0.5/ ，估计△u3(Sp)/u3(Sp)=0.2，其自由度V3(Sp)=12。(4)标准不确定度分项u4fp)和u4(Sp)的评定该不确定度分项主要来源于被检互感器二次负荷误差引入的不确定度分项，对一般补偿的电流互感器，当dZN=5%ZN时，d£N=3%£n=3%x2.94£=丄£,因此，对补偿后电流互感NNNNx11.3x器，当互感器留有50%的裕度，且下限负荷阻抗为0.5ZN的情况下，额定负荷阻抗ZN改变5%，互感器误差最大变化不超过8.8%£x，

被检互感器比值差最大允许误差为±0.2%，角差最大允许误差为±100，则其半宽分别为af=0.0176%,a5=0.88'在此区间内可认为服从均匀分布，包含因子k仝，则：标准不确定度u4fp)=0.0176/占，估计△u3fp)/u3fp)=0.2，其自由度V4(fp)=12。标准不确定度u4(S詁=0.880l、E，估计△u3(Sp)/u3(Sp)=0.2，其自由度V4(Sp)=12。⑸标准不确定度分项u5fp)和u5(Sp)的评定该不确定度分项主要来源于泄漏电流引入的不确定度分项，在一次极性端不间接接地时所引起的测量误差按被检互感器误差限值的1/15考虑。被检互感器比值差最大允许误差为±0.2%，角差最大允许误差为±100 ，其半宽分别为af=0.0133%,a§=0.67在此区间内可认为服从均匀分布，包含因子k=、、3，则：标准不确定度u5fp)=0.0133/v3，估计△u5fp)/u5fp)=0.2，其自由度V5(fp)=12。u5(§p)/u5(§p)=0.2，其自由度V5(§p)=12。⑹不确定度分量“⑵的评定因为证书中给出的测量结果是化整后的测量结果，因此数据修约将产生不确定度，0.2S级电流互感器比值差的化整间隔为0.02%，即分散区间的半宽为0.01%，在此区间服从均匀分布(k=.-3)，则标准不确定度u=0.01%/p3，其自由度V=8。角差的化整间隔为10，即3分散区间的半宽为0.50，在此区间服从均匀分布(k仝)，则标准不确定度u=0.50/再,其自由度V=8。四)合成标准不确定度及扩展不确定度的评定1.灵敏系数比值差测量数学模型：灵敏系数：c=6f/df=1相位差测量数学模型：§=§灵敏系数：被检电流互感器数据修约产生的不确定度分量的灵敏系数为1。2.各不确定度分量汇总及计算表比值差测量结果的各不确定度分量汇总为如表3-1的Excel电子表格，角差测量结果的

各不确定度分量汇总为如表3-2的Excel电子表格，用他们来同时完成合成标准不确定度u、c有效自由度veff和扩展不确定度U95的计算。该表中的I和J列，用于计算各输出量各不确定度分量的平方和各输出量各不确定度分量的4次方与自由度的商，为了显示简洁被隐藏。（以100%额定电流为例）:各输入量估计值彼此不相关，合成标准不确定度按 U=、工C2U2（X）计算。C：iji有效自由度按v=伫计算。eff屮［CU（X）］4TOC\o"1-5"\h\z力 i_jiVi=1 i取置信概率p=95%，k=2，扩展不确定度为：U=2xu95 C表3-1比值差各相对不确定度分量汇总及相对扩展不确定度计算电子表格ABCDEFG1序号不确定度来源a.ik.iu(x.)c.icu(x.)21标准电流互感器的比差0.010%1.7320.0058%10.0058%32差流测量回路附加负荷引入的误差0.0100%1.7320.0058%10.0058%43被检互感器二次负荷误差引入的误差0.0177%1.7320.0102%10.0102%54泄漏电流引入的误差0.0133%1.7320.0077%10.0077%65被检表误差化整产牛的不确定度0.0100%1.7320.0058%10.0058%76测量结果的重复性0.0011%10.0011%8u=crel0.0163%v=eff53被检允差0.2%9U=95rel0.033%k=95210注：对于不同等级的电流互感器，以及不同的测量点，只要分别在C2、E7和F8单兀格中输入的数值即刻得到ucrel和veff，查表得k95，输入到D9单元格，即刻得到U95rel。表3-2角差各不确定度分量汇总及扩展不确定度计算电子表格

ABCDEFGH1序号不确定度来源a.k.u(x.)c.cu(x.)v.21标准电流互感器的角差0.31.7320.1710.175032差流测量回路附加负荷引入的误差0.501.7320.2910.291243被检互感器二次负荷误差引入的误差0.881.7320.5110.511254泄漏电流引入的误差0.671.7320.3810.381265被检表误差化整产生的不确定度0.501.7320.28910.289oo76测量结果的重复性0.07910.07998u=c0.78v=eff46被试允差109U=951.56k=95210注：对于不同型号等级的电流互感器，以及不同的测量点，只要分别在C2、E7和F8单兀格中输入相应的数值即刻得到uc和veff，查表得k95,输入到D9单元格，即刻得到U95。（五）不确定度的报告利用表1、表2-1、表2-2、表2-3、表3-1和表3-2的Excel电子表格，0.2S级的电流互感器比差和相位差测量结果的不确定度进行评定，其包含概率约为95%,包含因子k二2时的扩展不确定度结果如表4-1:表4-1电流互感器比差和角差测量结果的不确定度测量点比差角差额定电压二次负荷额定电流百分数值比spVU95relVeffspVU95Veff0.66kV5VACOS®=0・81%