氣體繼電器流速定值測(cè)量結(jié)果的不確定度分析.docxVIP

1、第30卷增刊2011年12月青海電力QINGHAIELECTRICPOWERVol.30增刊Dec.,2011氣體繼電器流速定值測(cè)量結(jié)果的不確定度分析何凌，王生淵,黃中華，湯雄華,雷國斌（青海電力科學(xué)試驗(yàn)研究院，青海西寧810008）摘要：氣體繼電器是油浸變壓器的一種保護(hù)裝置，當(dāng)變壓器內(nèi)部故障使油分解產(chǎn)生氣體或造成油流沖動(dòng)超過定值時(shí),氣體繼電器接點(diǎn)動(dòng)作，接通指定的控制回路,并及時(shí)發(fā)出信號(hào)或自動(dòng)切除變壓器，以達(dá)到保護(hù)變壓器的目的。為保證氣體繼電器流速定值測(cè)量結(jié)果的正確有效，文章針對(duì)氣體繼電器定值測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了不確定度分析,以供業(yè)內(nèi)同行參考。關(guān)鍵詞：氣體繼電器；流速定值；測(cè)量結(jié)果；不確定度中圖分類

2、號(hào)：TM58文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1006-8198（2011）增-0036-03UncertaintyAnalysisofConstantFlowRateMeasurementResultforGasRelayHELin,WANGSheng-yuan,HUANGZhong-hua,TANGXiong-hua,LEIGuo-binAbstract:Hiegasrelayisaprotectivedeviceforoil-immersedtransformer.Whenthetransformerinternalfaultsmaketheoildecompositionofgas,thegas

3、relaysendssignalorautomaticremovalofthetransformer,thepurposeistoprotectthetransformer.Inordertoensurethecorrectandeffectiveofconstantflowratemeasurementresultsforgasrelay,thepaperanalyzestheuncertaintyofconstantflowratemeasurementforgasrelay,andprovidesreferencefortheindustrypeers.KeyWords：gasrelay

4、；flowrateconstant；measurementresults；uncertainty作者簡(jiǎn)介：何凌（1976-）,女，四川宜賓人，工.程師，從事電測(cè)工作。收稿日期：2011-09-091目的通過分析氣體繼電器流速定值測(cè)量結(jié)果不確定度，保證氣體繼電器流速定值測(cè)量的準(zhǔn)確、可靠,及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格氣體繼電器，排除故障隱患,更好地保護(hù)變壓器安全、穩(wěn)定運(yùn)行。2測(cè)量條件和方法測(cè)量依據(jù):Q/QHDL0202010（青海電網(wǎng)QJ型氣體繼電器檢驗(yàn)導(dǎo)則。環(huán)境條件：環(huán)境溫度25相對(duì)濕度45%RH。被測(cè)氣體繼電器技術(shù)指標(biāo)：型號(hào)名稱QJ4-80-TH氣體繼電器，編號(hào)2007一5-106,制造廠為中國沈陽四興繼電

5、器制造有限公司。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo):型號(hào)名稱MLR系列氣體繼電器試驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)，編號(hào)41153,制造廠為沈陽利達(dá)自動(dòng)化研究所。測(cè)量方法:采用直接測(cè)量法，將氣體繼電器固定在測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)測(cè)試儀上。啟動(dòng)微機(jī)測(cè)試儀,打開放氣閥,微機(jī)測(cè)試儀會(huì)自動(dòng)增加油流流速，當(dāng)油流流速達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)推動(dòng)擋板接通跳閘接點(diǎn)。此刻,標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)測(cè)試儀自動(dòng)測(cè)得氣體繼電器的流速定值。3數(shù)學(xué)模型不確定度評(píng)定的數(shù)學(xué)模型：V=vx（I）式中：v-流速定值的測(cè)量結(jié)果,rn/s;Vx流速定值的實(shí)測(cè)值,m/s。4測(cè)量結(jié)果不確定度來源分析被測(cè)氣體繼電器流速定值測(cè)量結(jié)果不確定度來源主要包括：1）密封性能的影響。氣體繼電器密封性能不好，導(dǎo)致漏油，就會(huì)

6、影響變壓器油的流速。試驗(yàn)開始前,對(duì)被測(cè)氣體繼電器進(jìn)行密封性能試驗(yàn),要求試驗(yàn)合格。2）變壓器油溫的影響。變壓器油的粘度隨溫度的降低而增大，直接影響變壓器油的流速。根據(jù)Q/QHDL0202010（青海電網(wǎng)QJ型氣體繼電器檢驗(yàn)導(dǎo)則，當(dāng)變壓器油溫在25乜時(shí)，油溫對(duì)油的粘度影響最小。試驗(yàn)中，保持油溫在25T。3）變壓器油清潔度的影響。變壓器油中含有雜質(zhì)或異物都會(huì)影響流速。試驗(yàn)前，對(duì)變壓器油進(jìn)行全面過濾，保證變壓器油的清潔。4）標(biāo)準(zhǔn)裝置管道清潔度的影響。標(biāo)準(zhǔn)裝置管道中有雜物也會(huì)影響變壓器油在管道中的流動(dòng),從而影響變壓器油的流速。試驗(yàn)前，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)裝置管道進(jìn)行徹底清理，保證管道中無雜物。.5）被測(cè)氣體繼電器測(cè)量

7、不重復(fù)引入的影響。按A類不確定度分析。6）安裝位置的影響。氣體繼電器安裝位置不同會(huì)影響變壓器油的流速，按A類不確定度分析。7）標(biāo)準(zhǔn)表計(jì)準(zhǔn)確度的影響。MLR微機(jī)測(cè)試儀的表計(jì)對(duì)流速定值的影響按B類不確定度分析。8）流速傳感器準(zhǔn)確度的影響。MLR微機(jī)測(cè)試儀流速傳感器對(duì)流速定值的影響按B類不確定度分析。9）標(biāo)準(zhǔn)表計(jì)顯示位數(shù)的影響。標(biāo)準(zhǔn)表計(jì)顯示位數(shù)的影響按B類不確定度分析。5測(cè)量結(jié)果不確定度分析被測(cè)氣體繼電器流速測(cè)量結(jié)果不確定度分析包括A類和B類標(biāo)準(zhǔn)。5.1A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度1）被測(cè)氣體繼電器測(cè)量不重復(fù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Vx）。按照測(cè)量方法，將氣體繼電器安裝在微機(jī)測(cè)試儀上，重復(fù)測(cè)得獨(dú)立的10次流速定值

8、Vx。每測(cè)得一次流速定值，拆除連接線，卸下氣體繼電器，關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，停留一分鐘重新裝上氣體繼電器、開機(jī)、接好連接線，再次測(cè)量流速定值Vx。測(cè)得的數(shù)據(jù)見表1。表1被測(cè)氣體繼電器流速定值Vx（io次）次數(shù)流速定值Vx/ms-i0341 1.0411.0582 1.0591.0453 L0471.0524 1.0471.04610L055平均值R=l.05m/s貝塞爾公式中代入表1數(shù)據(jù),可以求出單次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s(VQ。=7.78Xi。，m/s(2)Vx測(cè)量不重復(fù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Vx）等于1倍單次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s（匕）。u（Vx）=s（*）=7.78x10一3m/s自由度:u=10-1

9、=92）由于每次測(cè)試都重新安裝氣體繼電器，所以氣體繼電器安裝位置不同帶來的不確定度已包含在Vx測(cè)量不重復(fù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Vx）中。5.2B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度1）標(biāo)準(zhǔn)表計(jì)準(zhǔn)確度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度與（V）。標(biāo)準(zhǔn)表計(jì)經(jīng)上一級(jí)計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定合格，準(zhǔn)確度為±0.005m/s,半寬a=0.005m/s。在區(qū)間可認(rèn)為服從均勻分布，包含因子k=7T,則”(v)=g/A=0.005/療=2.89x10-3m/s(3)估計(jì)M(V)/"V)=0.1其自由度=502)流速傳感器準(zhǔn)確度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度臨(攻)。流速傳感器經(jīng)上一級(jí)計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定合格，準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)，當(dāng)測(cè)量1.0m/s時(shí)，

10、最大允許示值誤差±(0.5%x1)m/s=±0.005m/s,半寬a=0.005m/so在區(qū)間內(nèi)可認(rèn)為服從均勻分布，包含因子R=后,則u2(V)=a/k=0.005/#=2.89x10,m/s(4)估計(jì)Au2(V)/臨(V)=01,其自由度%=503) 標(biāo)準(zhǔn)表計(jì)顯示位數(shù)引入的不確定度u3(V)標(biāo)準(zhǔn)表計(jì)顯示位數(shù)為0.001m/s,半寬a=0.0005m/So在區(qū)間內(nèi)可認(rèn)為服從均勻分布，包含因子k=有，則u3(V)=a/k=0.005/71=2.89x10"m/s(5)估計(jì)Au3(n/u3(V)=0.1,其自由度=5005.3測(cè)結(jié)果合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

11、分析匯總見表2O表2流速定值測(cè)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總序號(hào)符號(hào)來源類型分布標(biāo)準(zhǔn)不確定度m/s1u(Vx)vx測(cè)量不重復(fù)At分布7.78x1032Ui(V)標(biāo)準(zhǔn)表計(jì)不準(zhǔn)B均勻分布2.89x10刁3u2(V)傳感器不準(zhǔn)B均勻分布2.89x10-34u3(V)表計(jì)魴位數(shù)不夠B均勻分布2.89x10-4影響標(biāo)準(zhǔn)不確定度的各分項(xiàng)互不相關(guān),因此,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V)由下式計(jì)算。u(n=/V(匕)+C云+C招(V)+C就(V)(6)式中，靈敏系數(shù)C-l,ct=c2=c3-lo則u(V)=丁子(氣)+房(V)+"；(V)+&；()=/7.782+2.892+2.892+0.289yx10&

12、#39;m/s=8.79xlQ-3m/su=LE)eSai(V)4+(V)4卜"2以2(V)4+"33(*)rVViV2v3代入數(shù)據(jù)，得=0.008794財(cái)=0.00778廠0.皿894我妍0.000城七9+5050505.4測(cè)結(jié)果擴(kuò)展不確定度U分析選取置信概率P=95%=11，查，分布表得包含因子如=土(1>)=奴(11)=2.0。氣體繼電器流速定值測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為：U95=kpxu(V)=2.0x8.79x10-3=1.8x10_2m/s(8)6測(cè)量結(jié)果不確定度報(bào)告:信概率P=95%,包含因子穌=2.0,被測(cè)氣體繼電器流速定值為1.05m/s時(shí)測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度J/%為：弟5=18xlO"m/s,v