■文/范艳红

利用表格对三相智能电能表示值误差的不确定度评定

■文/范艳红

电能表是列入国家强检目录的强制检定的计量器具。智能电表是以智能芯片为核心，应用计算机通讯技术，具有电能计量、计费、信息存储与处理、实时监测、远程控制的电度表。为了维护用电公平交易、电能监测、电网运行调试，确保电能测量结果的可信性、有效性和质量，有必要对电能表进行不确定的评定。依据JJG596—2012《电子式交流电能表检定规程》，通过分析检定中对示值误差有影响的各分量，并充分利用Eexcel表格功能进行计算和有效合成，对三相智能电能表示值误差测量不确定度的评定过程和方法进行探讨。

在JJG596—2012《电子式交流电能表》中，明确了电能表平衡负载和不平衡负载下应调定的负载点和基本误差限，给出了检定时示值误差的计算公式，在实际评定中结合自己的工作经验和学习体会，就如何正确分析和计算三相智能电能表检定示值误差的不确定度做如下探讨。

测量不确定读的评定条件

一是测量依据：JJG596—2012《电子式交流电能表检定规程》。

二是测量方法：比较法。

三是测量条件：温度(20±2)℃，相对湿度（50%～70%）RH。

四是测量标准：三相智能电能表检定装置WT-Z3D，准确度等级0.05级。

五是被测对象：12台0.5S级三相智能电能表，其规格为参比电压220V，参比电流3×1.5（6）A，经互感器接入。

六是测量方法：将被检表按规定安装在装置上，接好连接线，用标准功率表测定调定的恒定功率，或用标准功率源确定功率，同时用标准测时器测量电能表在恒定功率下输出若干脉冲所需时间，该时间与恒定功率的乘积所得实际电能，与电能表测定的电能相比较来确定电能表的相对误差。

七是评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可参照使用本不确定度评定方法。

数学模型

式中：γ——被检电能表的相对误差，%；

m——实测脉冲数，即电能表有误差时在Tn（s）内显示的脉冲数。

m0——算定（或预置）脉冲数。

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主要由三个方面：

一是重复性条件下被测电能计量标准装置测量重复性引起的，并进行多组测量获得合并样本标准差采用A类评定方法。

二是被检表相对误差数据修约引入的不确定度分量,采用B类评定方法。

三是由标准装置的最大允差引入，属B类不确定度。

1、不确定度分量u1的评定

测量重复性引入的标准不确定度，采用A类评定方法。选定12台同规格型号被检表，在电压220V，电流In，平衡负载和不平衡负载，功率因数cosφ＝1.0，cosφ＝0.5L，cosφ＝0.8C处相应负载点进行检定，每台表重复测量4次，得到测量列，可按规范化常规测量，合并样本标准差评定其A类不确定度，最终测量结果为两次测量的平均值，因此按公式（1）计算出各测量点的A类标准不确定度u1，(见表1、2)。

表1 平衡负载时测量列及u1

表2 不平衡负载时测量列

2、修约导致的不确定度分量u2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，0.5S级表的化整间隔为0.05%，即分散区间的半宽为0.025%，在此区间服从均匀分布(k=则标准不确定度u=0.025%

3.不确定度分量u3的评定

由标准装置的最大允差引入，属B类不确定度，均匀分布，区间半宽为MPEV，根据JJG596—2012《电子式交流电能表检定规程》中6.2.2.1表7得到检定装置的最大允许误差（见表3）

合成标准不确定度及扩展不确定度

各输入量估计值彼此不相关，可直接合成，则用公式：

计算结果；取k=2，则Ur=2uc，各测量点合成标准不确定度及扩展不确定度（见表4）。

不确定度报告：在电压220V，电流In，各测量点扩展不确定度如表5所示，k=2，且小于各测量点最大允差绝对值的1/3,（见表5）。

表3 u3汇总表

表4 相对合成标准不确定度及扩展不确定度一览表

表5 扩展不确定度报告

结束语

通过以上分析和计算，我们看到三相智能电能表示值误差的不确定度评定较为复杂，但文中引用大量数据充分利用了EXEL表格作用进行了综合评定，简化了计算步骤；其次，对应正确的数学模型、主要分量、对规程中基本的负载点进行了评定，按照以上方式可对所有的测量点进行对应的评定。

（作者单位：山西省晋中市质量技术监督检验测试所）