浅析三相电能表测量结果的不确定度评定

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摘要：下文主要根据笔者多年的工作实践经验，结合不确定度的有关概念及相关计量规范要求，对2.0级机械式三相电能表的测量结果进行了标准不确定度评定。

关键词：三相电能表 自由度 不确定度

1、概述

电能表是用于居民及企事业用户进行用电费用结算的计量器具，也是涉及民生计量的重要环节，而电能表的不确定度评定，对于分清电能表的误差来源，有着重要的意义。

在用的电能表中，主要分为机械式电能表和电子式电能表，在日常使用中，机械式电能表由于其生产时间早，应用较为广泛，由于其机械结构，误差来源也较电子式电能表广泛，本文以机械式电能表为例，对其不确定度进行具体的分析。

（1）检定依据：JJG307―2006《机电式交流电能表》检定规程。

（2）环境允许条件：温度（20±3）℃；相对湿度（60±15）%RH。

（3）测量标准：三相电能表检定装置，测量范围：三相电压（45-450）V，电流（0-100）A；准确度等级0.1级。

（4）被测对象：民用机械式三相电能表，标称等级2.0级

（5）测量过程：装置输出给定功率给被检表，并对被检表进行采样积分，得到的电能值与装置输出并经标准电能表测得的标准电能值比较，得到被检表在该功率时的相对误差。

2、数学模型

3、输入量的标准不确定度的评定

输入量 的标准不确定度 的来源主要有两方面：①在重复性条件下由被测电能表测量不重复引起的不确定度分项 ，采用A类评定方法。②三相电能表检定装置引起的不确定度分项 ，采用B类评定方法。

（1）标准不确定度分项 的评定该不确定度分项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。对4台2.0级的被检电能表，在3×220/380V，15（60）A，功率因数为cosΦ=1时，各连续测量10次，分别得到4组测量列，如表1所示。

（2）标准不确定度 的评定

该不确定度分项主要是三相电能表检定装置引起的，根据电能表检定规程要求，装置允许的实验标准偏差为 （功率因数为cosΦ=1时）。

该装置可靠性估计为90%，自由度

（3）标准不确定度 的计算

（4）标准不确定度 的自由度

4、合成标准不确定度评定

（1）灵敏系数

数学模型

灵敏系数

（2）合成标准不确定度汇总于表2

（3）合成标准不确定度u（γWO）的估算

（4）合成标准不确定度的有效自由度

5、扩展不确定度的评定

6、不确定度报告

2.0级三相四线机械电能表在3×220/380V，15（60）A时相对误差测量结果的扩展不确定度：U=0.070%，k=2。

7、总结：

由上述分析可以看出，机械式电能表由于其自身的精度等级较低，在重复性分量进行评定时，占有较大的影响量，而标准检定装置的精度较高，对于不确定的贡献比较小，因此说明，在实际应用中，应大力推广电子式等精度等级更高的电能表，以保证测量结果在更小的置信区间内，保障用电双方的根本权益。

参考文献

[1]蓝永林.JJG 307-2006《机电式交流电能表》实施指南[M]. 北京：中国计量出版社，2008.

[2]樊尚春.测量不确定度评定方法[J].测控技术，2009，28（6）：96-98.