［摘 要］電力電壓互感器是安裝在電力系統(tǒng)中用于計(jì)量與測量工頻電壓信號的轉(zhuǎn)換裝置，其將一次高電壓信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的二次信號，給測量裝置、保護(hù)裝置、計(jì)量裝置提供標(biāo)準(zhǔn)電壓信號。因?yàn)殡娏﹄妷夯ジ衅魃婕半娔艿臏?zhǔn)確計(jì)量，所以其轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度非常重要，文章根據(jù)JJG1189.4—2022《測量用互感器第4部分：電力電壓互感器檢定規(guī)程》，采用標(biāo)準(zhǔn)互感器和被試電力電壓互感器模擬比較的方法，來測量被試電力電壓互感器的比值差和相位差，根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行不確定度評定。

［關(guān)鍵詞］電力電壓互感器；模擬比較法；不確定度評定

［中圖分類號］TM451 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）04–0138–03

1 測量條件

（1）檢定依據(jù)。JJG1189.4—2022《測量用互感器第4 部分：電力電壓互感器檢定規(guī)程》。

（2）環(huán)境條件。溫度19℃、濕度32%RH。

（3）測量標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器測量范圍為：（110～220）/根號3 kV/100/根號3 V，準(zhǔn)確度等級0.02 級；互感器校驗(yàn)儀測量范圍為：比值差±（0.001～9.999），相位差±（0～999）'，準(zhǔn)確度等級2 級；互感器負(fù)荷箱測量范圍為：（2.5～150）VA，MPE ：±3%。

（4） 被試對象。電容式電壓互感器， 變比為110/根號3 kV/100/ 根號3V，準(zhǔn)確度等級0.2 級，額定負(fù)荷10 VA。

（5）測量方法。將標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器與被檢電壓互感器在相同額定變比的條件下，采用模擬比較法進(jìn)行測量，將互感器校驗(yàn)儀測得的電壓上升、下降的兩次比值差讀數(shù)的算術(shù)平均值作為被檢電壓互感器在該額定變比時的比值差，將互感器校驗(yàn)儀測得的電壓上升、下降的兩次相位差讀數(shù)的算術(shù)平均值作為被檢電壓互感器在該額定變比時的相位差。

2 測量模型

測量模型公式如下：

f=fo

δ=δo

式中，fo為電壓上升或下降時互感器校驗(yàn)儀的比值差讀數(shù)，f為被檢電壓互感器的比值差，δo為電壓上升或下降時互感器校驗(yàn)儀的相位差讀數(shù)，δ為被檢電壓互感器的相位差。

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的估計(jì)

（1）測量數(shù)據(jù)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1。

（2）測量標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2。

（3）測量互感器校驗(yàn)儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3。

（4）測量互感器負(fù)荷箱引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u4。

（5）測量工作電磁干擾影響引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u5。

（6）測量線路影響引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u6。

（7）測量互感器誤差測量裝置測量回路的二次負(fù)荷引入的不確定度分量u7。

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

4.1 測量數(shù)據(jù)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1

在符合檢定規(guī)程規(guī)定的環(huán)境條件下，使用電壓互感器檢定裝置分別在額定電壓百分比為80%、100%、120% 的運(yùn)行工況條件下，對1 臺常規(guī)被檢電容式電壓互感器（變比為110/根號3 kV/100/根號3 V、負(fù)荷為10 VA）測量其比值差和相位差，分別在相同條件下短時間內(nèi)連續(xù)獨(dú)立重復(fù)測量10 次，所得的比值差重復(fù)性測量數(shù)據(jù)見表1，相位差重復(fù)性測量數(shù)據(jù)見表2。

由表1 可知，比值差測量數(shù)據(jù)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u1f=0.0027%。由表2 可知，相位差測量數(shù)據(jù)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u1δ=0.0092′。

4.2 測量標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的說明書可知，其準(zhǔn)確度等級為0.02 級，且經(jīng)過上級計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定合格。其比值差、相位差最大允許誤差限值見表3，按B 類不確定度方法評定，假設(shè)其服從均勻分布，置信因子k= 根號3，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2=Δ/k。不確定度分量u2 計(jì)算結(jié)果見表3。

4.3 測量互感器校驗(yàn)儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3

被檢電容式電壓互感器的比值差、相位差在額定電壓的80%～120% 的最大允許誤差分別為±0.20%、±10′。根據(jù)互感器校驗(yàn)儀的說明書可知，其準(zhǔn)確度等級為2 級，在其各檔位最大允許誤差為2%，根據(jù)JJG1189.4 檢定規(guī)程的要求，互感器校驗(yàn)儀引起的測量誤差應(yīng)不超過被檢互感器誤差限值的1/10，計(jì)算結(jié)果見表4，按B 類不確定度方法評定，假設(shè)其服從均勻分布，置信因子k=根號3 ，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3=Δ/k。標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3計(jì)算結(jié)果見表4。

4.4 測量互感器負(fù)荷箱引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u4

被檢電容式電壓互感器的比值差、相位差在額定電壓的80%～120% 的最大允許誤差分別為±0.20%、±10′。根據(jù)互感器負(fù)荷箱的說明書可知，其最大允許誤差為±3%，故其比值差、相位差影響量為被檢電壓互感器比值差最大允許誤差的3%，計(jì)算結(jié)果見表5，按B 類不確定度方法評定，假設(shè)其服從均勻分布，置信因子k=根號3 ，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4=Δ/k。不確定度分量u4計(jì)算結(jié)果見表5。

4.5 測量工作電磁干擾影響引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u5

被檢電容式電壓互感器的比值差、相位差在額定電壓的80%～120% 的最大允許誤差為±0.20%、±10′。根據(jù)JJG1189.4 檢定規(guī)程可知，其中電磁干擾影響引起的測量誤差不大于被檢電壓互感器最大允許誤差的1/20，計(jì)算結(jié)果見表6，按B 類不確定度方法評定，假設(shè)其服從均勻分布，置信因子k=根號3 ，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度u5=Δ/k，不確定度分量u5 計(jì)算結(jié)果見表6。

4.6 測量線路影響引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u6

被檢電容式電壓互感器的比值差、相位差在額定電壓的80%～120% 的最大允許誤差為±0.20%、±10′。根據(jù)JJG1189.4檢定規(guī)程可知，測試方法或測試線路的影響引起的測量誤差不大于被檢電壓互感器最大允許誤差的1/10，計(jì)算結(jié)果見表7，按B類不確定度方法評定，假設(shè)其服從均勻分布，置信因子k= 根號3，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度u6=Δ/k。不確定度分量u6計(jì)算結(jié)果見表7。

4.7 測量互感器誤差測量裝置測量回路的二次負(fù)荷引入的不確定度分量u7

被檢電容式電壓互感器的比值差、相位差在額定電壓的80%～120% 的最大允許誤差為±0.20%、±10′。根據(jù)JJG1189.4 檢定規(guī)程可知，互感器誤差測量裝置測量回路的二次負(fù)荷對被檢電壓互感器的影響不超過其誤差限值的1/20，計(jì)算結(jié)果見表8，按B類不確定度方法評定，假設(shè)其服從均勻分布，置信因子k=根號3 ，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度u7=Δ/k。不確定度分量u7計(jì)算結(jié)果見表8。

5 各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量見表9。

6 合成標(biāo)準(zhǔn)不定度（以上各不確定度分量相互獨(dú)立）

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式如下：

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算結(jié)果見表10。

7 擴(kuò)展不確定度

取置信概率p=95%，包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度Urel=kuc。擴(kuò)展不確定度計(jì)算結(jié)果見表11。

8 結(jié)束語

文章提供了電力電壓互感器檢定過程中的不確定度評定方法，電力電壓互感器在日常檢定工作中需要測試的點(diǎn)較多，且在報告中應(yīng)給出測得值的不確定度，但其存在計(jì)算時間久、易出錯、效率低等問題。通過分析發(fā)現(xiàn)了電力電壓互感器檢定裝置的不確定度主要來源，可用該檢定裝置在相同檢定程序、檢定人員、環(huán)境條件及地點(diǎn)，預(yù)先進(jìn)行不確定度的分析評估，對于同類型的被檢設(shè)備進(jìn)行檢定時，可直接導(dǎo)入測得值的不確定度，提高了檢定工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 測量不確定度評定與表示：JJF 1059—1999[S].