电能表标准装置技术报告.docx
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电能表标准装置技术报告
计量标准技术报告
计量标准名称
(0.2级)三相电能表标准装置
计量标准负责人
曾昭平
建标单位名称(公章)
葛洲坝集团电力有限责任公司
填写日期
2008年7月26日
目录
一、建立计量标准的目的
(2)
二、计量标准的工作原理及其组成
(2)
三、计量标准器及主要配套设备(3)
四、计量标准的主要技术指标(4)
五、环境条件(4)
六、计量标准的量值溯源和传递框图(5)
七、计量标准的重复性试验(6)
八、计量标准的稳定性考核(7)
九、检定或校准结果的测量不确定度评定(9)
十、检定或校准结果的验证(12)
十一、结论(13)
十二、附加说明(13)
一、建立计量标准的目的
为了准确开展全公司单、三相电能表的检定工作,保证单、三相电能表在全公司范围内使用准确可靠,特建立此标准。
二、计量标准的工作原理及其组成
本装置采用标准表法对被检电能表进行检定,原理框图如下:
三、计量标准器及主要配套设备
计量标准器
名称
型号
测量范围
不确定度
或准确度等级
或最大允许误差
制造厂及
出厂编号
检定或
校准机构
检定周
期或复
校间隔
三相多功能
标准表
CL311
电压:
:
3×(30~600V)
电流:
3×(0.05~100)A
0.1级
深圳市科陆
电子科技股份
有限公司2003160
湖北省电力试验研究院
1年
/
主要配套设备
程控电能表校验装置
XDB72—Ⅱ
3×(57.7~380)V
3×(0.1~100)A
0.2级
九江仪表厂723113
湖北省电力试验研究院
1年
/
四、计量标准的主要技术指标
1、输入电压测量
电压测量档位:
10V、20V、60V、100V、220V、400V、600V、1000V
测量范围:
(0~120)%×档位;分辨率0.01%×档位;准确度:
0.05%RD
2、输入电流测量
电流测量档位:
0.1A、0.2A、0.5A、1A、2A、5A、10A、25A、100A
测量范围:
(0~120)%×档位;分辨率0.01%×档位;准确度:
0.05%RD
3、输入功率测量
有功功率准确度:
0.05%RD0.05A~100A、30V~600V、PF≥0.5
无功功率准确度:
0.1%RD0.05A~100A、30V~600V、PF≥0.5
4、频率测量
测量范围:
45~65HZ;分辨率0.001HZ;准确度:
0.01HZ
5、电能测量
有功功率准确度:
0.05%RD0.05A~100A、30V~600V、PF≥0.5
无功功率准确度:
0.1%RD0.05A~100A、30V~600V、PF≥0.5
6、功率因数测量
测量范围:
-1.0~0~+1.0;分辨率0.0001;准确度:
0.0005
五、环境条件
序号
项目
要求
实际情况
结论
1
温度
(20±2)℃
(20±2)℃
合格
2
湿度
(60±15)%
(60±15)%
合格
3
外磁场
<0.05mT
<0.05mT
合格
4
防震防尘
防震防尘
防震防尘
合格
六、计量标准的量值溯源和传递框图
上一级计量器具
标准电能表法
湖北省电力试验研究院
三相多功能标准电能表
测量范围:
3×(57.7~380)V、3×(0.01~100)A
准确度等级:
0.02级
保存机构:
本单位计量器具
标准电能表法
检定或校准方法
三相电能表标准装置
测量范围:
3×(30~600)V、3×(0.1~100)A
准确度等级:
0.2级
下一级计量器具
1.0级及以下单、三相电能表
七、计量标准的重复性试验
1、测试条件:
深圳科陆CL302型多功能电测产品检定装置,编号为2003420,0.1级。
测试点:
三相四线3×220V,3×5A;cosφ=1.0及cosφ=0.5L
测试数据:
量限
功率
因数
测试数据及误差(%)
标准偏差(%)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
220V
5A
1.0
+0.0032
+0.0033
+0.0036
+0.0031
+0.0028
+0.0030
+0.0033
+0.0031
+0.0033
+0.0035
0.0002
0.5L
-0.0024
-0.0028
-0.0025
-0.0031
-0.0033
-0.0032
-0.0026
-0.0022
-0.0025
-0.0028
0.0004
测试结果:
cosφ=1.0:
=0.0002%
cosφ=0.5L
=0.0004%
2、测试条件:
深圳科陆CL302型多功能电测产品检定装置,编号为2003420,0.1级。
测试点:
三相三线3×100V,3×5A;cosφ=1.0及cosφ=0.5L
测试数据:
量限
功率
因数
测试数据及误差(%)
标准偏差(%)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
100V
5A
1.0
+0.0028
+0.0023
+0.0026
+0.0026
+0.0028
+0.0029
+0.0023
+0.0025
+0.0027
+0.0026
0.0002
0.5L
-0.0031
-0.0032
-0.0031
-0.0033
-0.0034
-0.0032
-0.0035
-0.0034
-0.0036
-0.0032
0.0005
测试结果:
cosφ=1.0:
=0.0002%
cosφ=0.5L
=0.0005%
八、计量标准的稳定性考核
在计量标准的考核中,选用一稳定性好的被测电能表(如:
深圳科陆CL302型多功能电测产品检定装置,编号为2003420,0.1级。
),在规定的时间间隔之内测量,以测量结果的一致程度来进行该计量标准的稳定性考核。
计量标准的稳定性不仅与计量标准器本身有关,还与其主要配套设备在内的测量系统的稳定性有关。
计量标准器稳定性考核记录
计量标准名称
三相电能表标准装置
核查标准名称
多功能电测产品检定装置
出厂编号
2003420
名义值
测量次别
测试数据(引用误差:
%)
2008年3月16日
2008年4月16日
2008年5月16日
2008年6月16日
3×220V,
3×5A,
cosφ=1.0
1
+0.0022
+0.0021
+0.0022
+0.0023
2
+0.0021
+0.0024
+0.0024
+0.0022
3
+0.0022
+0.0023
+0.0021
+0.0021
4
+0.0023
+0.0023
+0.0023
+0.0023
5
+0.0022
+0.0022
+0.0021
+0.0022
6
+0.0021
+0.0021
+0.0022
+0.0021
7
+0.0023
+0.0023
+0.0023
+0.0021
8
+0.0024
+0.0024
+0.0020
+0.0022
9
+0.0022
+0.0021
+0.0021
+0.0023
10
+0.0023
+0.0022
+0.0021
+0.0021
平均值
+0.00223
+0.00224
+0.00218
+0.00219
稳定度:
(稳定度=ymax-ymin)0.00006
3×220V,
3×5A,
cosφ=0.5L
1
+0.0018
+0.0016
+0.0017
+0.0016
2
+0.0017
+0.0018
+0.0014
+0.0016
3
+0.0013
+0.0016
+0.0016
+0.0019
4
+0.0016
+0.0015
+0.0018
+0.0017
5
+0.0013
+0.0019
+0.0019
+0.0016
6
+0.0015
+0.0017
+0.0016
+0.0017
7
+0.0016
+0.0015
+0.0017
+0.0015
8
+0.0017
+0.0018
+0.0017
+0.0018
9
+0.0016
+0.0016
+0.0016
+0.0016
10
+0.0018
+0.0013
+0.0018
+0.0016
平均值
+0.00159
+0.00163
+0.00168
+0.00166
稳定度:
(稳定度=ymax-ymin)0.00009
结论:
计量标准的稳定性,小于计量标准最大允许误差的绝对值,满足要求。
计量标准器稳定性考核记录
计量标准名称
三相电能表标准装置
核查标准名称
多功能电测产品检定装置
出厂编号
2003420
名义值
测量次别
测试数据(引用误差:
%)
2008年3月16日
2008年4月16日
2008年5月16日
2008年6月16日
3×100V,
3×5A,
cosφ=1.0
1
+0.0015
+0.0018
+0.0016
+0.0014
2
+0.0015
+0.0017
+0.0014
+0.0016
3
+0.0016
+0.0016
+0.0015
+0.0015
4
+0.0018
+0.0017
+0.0015
+0.0018
5
+0.0016
+0.0018
+0.0018
+0.0017
6
+0.0015
+0.0018
+0.0014
+0.0017
7
+0.0016
+0.0015
+0.0019
+0.0018
8
+0.0014
+0.0015
+0.0016
+0.0017
9
+0.0015
+0.0018
+0.0018
+0.0016
10
+0.0017
+0.0017
+0.0017
+0.0017
平均值
+0.00157
+0.00169
+0.00162
+0.00165
稳定度:
(稳定度=ymax-ymin)0.00012
3×100V,
3×5A,
cosφ=0.5L
1
+0.0021
+0.0019
+0.0021
+0.0023
2
+0.0020
+0.0020
+0.0020
+0.0020
3
+0.0019
+0.0021
+0.0019
+0.0020
4
+0.0019
+0.0022
+0.0018
+0.0019
5
+0.0019
+0.0019
+0.0019
+0.0020
6
+0.0018
+0.0020
+0.0022
+0.0022
7
+0.0021
+0.0020
+0.0022
+0.0021
8
+0.0020
+0.0021
+0.0020
+0.0023
9
+0.0021
+0.0021
+0.0021
+0.0023
10
+0.0022
+0.0022
+0.0020
+0.0020
平均值
+0.00200
+0.00205
+0.00202
+0.00211
稳定度:
(稳定度=ymax-ymin)0.00011
结论:
计量标准的稳定性,小于计量标准最大允许误差的绝对值,满足要求。
九、检定或校准结果的测量不确定度评定
计量标准的测量不确定度是指在计量检定规程规定的条件下,用本计量标准对典型的被测电能表进行检定时所得结果的不确定度。
测量不确定度的评定方法主要依据JJF1059-1999。
1测量方法和测量程序简述
本计量标准的测量方法是标准表法,计量标准中的电源装置输出一定功率给被测电能表,并对被测电能表的输出脉冲进行采样积分,得到的电能值与装置中的标准电能值比较,得到被检电能表在该功率下的相对测量误差,显示出来。
2数学模型
2.1计量标准测定三相四线有功电能表时的测量结果的数学模型
(1)cosφ=1.0
γH=γw0+(γa+γb+γc)/3+[(f1+f2+f3)+(g1+g2+g3)]/3+γW1+γW2+γW3+γW4+γW5
(2)cosφ=0.5L
γH=γw0+(γa+γb+γc)/3+[(f1+f2+f3)+(g1+g2+g3)]/3+0.578[(α1+α2+α3)-(β1+β2+β3)]
+γW1+γW2+γW3+γW4+γW5
2.2计量标准测定三相三线有功电能表时的测量结果的数学模型
(1)cosφ=1.0
γH=γw0+(γa+γc)/2+[(f12+f32)+(g1+g3)]/2+0.289[(α1-α3)-(β12-β32)]+γW1+γW2+γW3+γW4+γW5
(2)cosφ=0.5L
γH=γw0+γc+f32+g3+1.16(α1-β32)+0.578(α3-β32)+γW1+γW2+γW3+γW4+γW5
其中:
γa、γb、γc---标准器的相对误差(%)
一台三相电能表的A,B,C相;或三台单相电能表
如果是一台三相电能表作为整体考虑,则可用γ0代替(γa+γb+γc)/3,其他类推。
f1、f2、f3、f12、f32---电压互感器比差(%)
β1、β2、β3、β12、β32---电压互感器角差(%)
g1、g2、g3---电流互感器比差(%)
α1、α2、α3---电流互感器角差(%)
γw0---计量标准测量的被测电能表的相对误差(%)
γw1---标准器的上级传递误差(%)
当用该点的示值误差时,取上级给出的该点测量不确定度;当用技术指标时(均匀分布考虑),不需要上级传递的不确定度。
γw2---电压互感器的上级传递误差(%)
γw3---电流互感器的上级传递误差(%)
γw4---装置中导线压降误差(%)
γw5---标准器误差化整的误差(%)
3测量不确定度分量一览表
测量结果的标准不确定度各分量由上述各项误差(输入量)的标准不确定度评定,根据各分量来源采用A类或B类评定,具体分析见下表。
3.1三相四线,3×220V3×5Acosφ=1.0
A类不确定度(测量重复性)测量数据:
+0.0032
+0.0033
+0.0036
+0.0031
+0.0028
+0.0030
+0.0033
+0.0031
+0.0033
+0.0035
标准不确定度分量
不确定度来源
灵敏系数c=
γH/
γI
u(γi)
|c|u(γi)
u(γ0)
标准器技术指标
(取正态分布)
1
0.1%/3
0.0167%
u(γw0)
测量重复性
1
0.0002%
0.0002%
u(γw4)
二次压降影响(取均匀分布)
1
0.1%/6/
0.0096%
合成标准不确定度u1=
=0.019%
3.2三相四线,3×220V3×5Acosφ=0.5L
A类不确定度(测量重复性)测量数据:
-0.0024
-0.0028
-0.0025
-0.0031
-0.0033
-0.0032
-0.0026
-0.0022
-0.0025
-0.0028
标准不确定度分量
不确定度来源
灵敏系数
c=
γH/
γI
u(γi)
|c|u(γi)
u(γ0)
标准器技术指标
(取正态分布)
1
0.1%/3
0.0167%
u(γw0)
测量重复性
1
0.0004%
0.0004%
u(γw4)
二次压降影响(取均匀分布)
1
0.1%/6/
0.0096%
合成标准不确定度u2=
=0.019%
3.3三相三线,3×100V3×5Acosφ=1.0
A类不确定度(测量重复性)测量数据:
+0.0028
+0.0023
+0.0026
+0.0026
+0.0028
+0.0029
+0.0023
+0.0025
+0.0027
+0.0026
标准不确定度分量
不确定度来源
灵敏系数c=
γH/
γI
u(γi)
|c|u(γi)
u(γ0)
标准器技术指标
(取正态分布)
1
0.1%/3
0.0167%
u(γw0)
测量重复性
1
0.0002%
0.0002%
u(γw4)
二次压降影响(取均匀分布)
1
0.1%/6/
0.0096%
合成标准不确定度u3=
=0.019%
3.4三相三线,3×100V3×5Acosφ=0.5L
A类不确定度(测量重复性)测量数据:
-0.0031
-0.0032
-0.0031
-0.0033
-0.0034
-0.0032
-0.0035
-0.0034
-0.0036
-0.0032
标准不确定度分量
不确定度来源
灵敏系数c=
γH/
γI
u(γi)
|c|u(γi)
u(γ0)
标准器技术指标
(取正态分布)
1
0.1%/3
0.0167%
u(γw0)
测量重复性
1
0.0005%
0.0005%
u(γw4)
二次压降影响(取均匀分布)
1
0.1%/6/
0.0096%
合成标准不确定度u4=
=0.019%
4合成标准不确定度
三相四线cosφ=1.0u1=0.019%;cosφ=0.5Lu2=0.019%
三相三线cosφ=1.0u3=0.019%;cosφ=0.5Lu4=0.019%
5置信概率及包含因子k的选取
取置信概率:
95%包含因子k=2
6扩展不确定度
三相四线cosφ=1.0u1=0.038%;cosφ=0.5Lu2=0.038%
三相三线cosφ=1.0u3=0.038%;cosφ=0.5Lu4=0.038%
十、检定或校准结果的验证
计量标准的测量不确定度的验证是对以上给出的不确定度的合理性的检验。
采用传递比较法,即用计量标准测量一稳定的被测电能表(CL302型多功能电测产品检定装置,编号为2003420,0.1级),然后将该被测电能表送上一级计量标准的部门进行测量。
若本计量标准和上一级计量标准的扩展不确定度(k=2)分别为
和
,它们的测量结果分别为
和
则应满足:
测量点
3×220V3×5Acosφ=1.0
(三相四线)
3×220V3×5A
cosφ=0.5L
(三相四线)
3×100V3×5Acosφ=1.0
(三相三线)
3×100V3×5A
cosφ=0.5L
(三相三线)
本计量标准测量(
)
+0.0032
-0.0027
+0.0026
-0.0033
上一级检定部门测量(
)
+0.0043
-0.0033
+0.0035
-0.0040
0.0011
0.0006
0.0009
0.0007
结论
所评定的测量
不确定度合理
所评定的测量
不确定度合理
所评定的测量
不确定度合理
所评定的测量
不确定度合理
十一、结论
经测试、分析、计算、验证,本计量标准各项技术指标均符合JJG307-2006,JJG596-1999规程要求,可开展1.0级及以下单、三相电能表的检定。
十二、附加说明
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