zasilanego z sieci energetycznej obiektu Andrzej OLENCKI Zastosowanie niepewności typu A i B dla potrzeb interpretacji wyniku pomiaru błędu licznika energii zasilanego z sieci energetycznej obiektu Sprawdzany licznik energii Fotogłowica 1 3 4 6 N L Tester (Licznik kontrolny) Pomiar błędu licznika zasilanego z sieci obiektu umożliwia:  równoczesne sprawdzenie błędu licznika + poprawności przyłączeń licznika do sieci,  racjonalizację kosztów – brak konieczności odłączania licznika od sieci – bezinwazyjne testowanie Uniwersytet Zielonogórski Instytut Inżynierii Elektrycznej e-mail: A.Olencki@iee.uz.zgora.pl

Pomiar błędu licznika – problemy metrologiczne Sprawdzany licznik energii Fotogłowica 1 3 4 6 N L i P[W] = U × I cos j +U 2 +i R Tester Trzeba zapewnić:  warunki środowiskowe,  punkty pomiarowe (punkty obciążenia U+I+cos) parametry informacyjne (wartość U+I+ ) i nieinformacyjne (zniekształcenia U+I, wartość f, asymetrie),  problem z wartością prądu  obciążalnik rezystancyjny R + wymuszalnik prądowy I  powtarzalność wyników pomiaru błędu licznika – problem z niepowtarzalnością Uniwersytet Zielonogórski Instytut Inżynierii Elektrycznej e-mail: A.Olencki@iee.uz.zgora.pl

Norma na stacje wzorcownicze – jak nazywać i co to jest? Stacja wzorcownicza składa się z:  zasilacza pomiarowego (przyrządy przeznaczone do dostarczania energii do sprawdzanych liczników),  licznika kontrolnego (przyrządy przeznaczone do pomiarów tej energii). Uniwersytet Zielonogórski Instytut Inżynierii Elektrycznej e-mail: A.Olencki@iee.uz.zgora.pl

Sieć jako zasilacz pomiarowy a tester jako licznik kontrolny stacji Sprawdzany licznik energii Fotogłowica 1 3 4 6 N L Tester Zasilacz pomiarowy Licznik kontrolny Stacja wzorcownicza Z wymagań na stacje IEC736 :  Tester ma mieć pięciokrotny zapas dokładności – raczej nie ma problemu,  Sieć ma być stabilna (U+I) w czasie pomiaru błędu procentowego E licznika, aby umożliwić uzyskanie miary powtarzalności s ≤ (1/50…1/25) x klasa licznika – zasadniczy problem, np. s≤0,01% dla licznika klasy 0,5, podczas gdy w sieci może być s(I)>100% s – estymator (ocena, przybliżenie) – bo n=10≠∞ odchylenia standardowego, Projekt IEC62057-1:2009 stabilność U+I <0,01%@T=60s n=10 Uniwersytet Zielonogórski Instytut Inżynierii Elektrycznej e-mail: A.Olencki@iee.uz.zgora.pl

Błędy licznika w warunkach użytkowania – złożony opis licznika Warunki użytkowania = warunki odniesienia + zmiana (temperatury + napięcia + częstotliwości) Sprawdzany licznik energii Fotogłowica 1 3 4 6 N L Tester Błąd procentowy E na trójfazowy licznik elektroniczny energii czynnej klasy B (1%) EN50470-3 :  błąd podstawowy ER≤1,0% @ obciążenie symetryczne, cos=(0,5L…1…0,8C), T=23±2°C, U=230±1%, f=50±0,3%, ER≤2,0% @ obciążenie jednostronne, cos=(0,5L…1), T=23±2°C, U=230±1%, f=50±0,3%,  błąd dodatkowy od zmiany temperatury ET≤0,9…1,0% @ cos=1, T=+5…+30°C,  błąd dodatkowy od zmiany napięcia EU≤0,7% @ cos=1, U=±10%,  błąd dodatkowy od zmiany częstotliwości Ef≤0,5…0,7% @ cos=1, f=±2%. Uniwersytet Zielonogórski Instytut Inżynierii Elektrycznej e-mail: A.Olencki@iee.uz.zgora.pl

Błąd roboczy licznika – przydatny limit do oceny licznika na obiekcie Warunki użytkowania = warunki odniesienia + zmiana (temperatury + napięcia + częstotliwości Sprawdzany licznik energii Fotogłowica 1 3 4 6 N L Tester Błąd roboczy (złożony, kompozytowy) to dopuszczalny błąd licznika w warunkach użytkowania: dla trójfazowego licznika elektronicznego energii czynnej klasy B (1%) EN50470-3 :  EC≤2,0% @ obciążenie symetryczne, cos=(0,5L…1…0,8C), T=+5…+30°C, U=230±10%, f=50±2%,  EC≤2,5% @ obciążenie jednostronne, cos=(0,5L…1), T=+5…+30°C, U=230±10%, f=50±2%. Uniwersytet Zielonogórski Instytut Inżynierii Elektrycznej e-mail: A.Olencki@iee.uz.zgora.pl

Powtarzalność wyników pomiaru błędu licznika w warunkach użytkowania Sprawdzany licznik energii Fotogłowica 1 3 4 6 N L Tester Warunki użytkowania (dotyczą i sprawdzanego licznika i testera) = warunki odniesienia + zmiana (napięcia, prądu, kąta) w czasie pomiaru Powtarzalność (jako estymata odchylenia standardowego) powinna być 10 razy lepsza niż dopuszczalny błąd procentowy (jako błąd roboczy EC) z przynajmniej n=3 powtórzeń (wg normy EN50470-3): Problemy:  wymaganie trudne do spełnienia,  producent licznika ma ustalić liczbę impulsów zliczanych przez fotogłowicę ???  w normie na liczniki porusza się wątek „niepewności procesu pomiarowego” w aspekcie możliwości przesuwania charakterystyki błędu licznika – i na tym kończy się wątek niepewności Uniwersytet Zielonogórski Instytut Inżynierii Elektrycznej e-mail: A.Olencki@iee.uz.zgora.pl

Wynik pomiaru – jak powinien być podany? Wynik pomiaru powinien zawierać:  wartość błędu licznika jako średnia arytmetyczna błędów cząstkowych z pomiarów,  wartość niepewności rozszerzonej jako iloczyn współczynnika i złożonej niepewności standardowej Tu jest problem Budżety niepewności Uniwersytet Zielonogórski Instytut Inżynierii Elektrycznej e-mail: A.Olencki@iee.uz.zgora.pl

Złożona niepewność standardowa – jak obliczać? Tu jest problem Budżety niepewności Niepewność typu A związana z niepowtarzalnością wyników pomiaru:  droga do zmniejszania: zmniejszać odchylenie s lub zwiększać liczbę pomiarów n,  łatwa do obliczania,  trudno uzyskać małą wartość w warunkach zasilania z sieci. Niepewność typu B związana z możliwościami testera:  droga do zmniejszania: stosować lepszy sprzęt,  trudna do obliczania – stosować sprzęt z jednym dominującym składnikiem błędu ,  dość łatwo uzyskać małą wartość w warunkach zasilania z sieci. Warunek wystarczającej powtarzalności – rozsądny związek Warunek wystarczającej powtarzalności – praktyczna formuła Uniwersytet Zielonogórski Instytut Inżynierii Elektrycznej e-mail: A.Olencki@iee.uz.zgora.pl

Pomiar błędu licznika – wiarygodny metrologicznie i efektywny czasowo Włącz tester w obwód licznika Zweryfikuj poprawność połączeń Wprowadź stałą licznika C  Wprowadź czas pomiaru tP=1s  Wykonaj n=3 pomiary Oblicz estymatę odchylenia standardowego Sprawdź warunek s≤      s>>  s  n  Oblicz wartość błędu licznika  Oblicz wartość niepewności rozszerzonej dla k=2  Zapisz wynik pomiaru jako - błąd sprawdzanego licznika mieści się w tym przedziale z prawdopodobieństwem 95%  Porównaj wynik pomiaru z dopuszczalnym błędem roboczym sprawdzanego licznika max+1,4±0,5=1,9<2,0 Błąd licznika jest mniejszy niż błąd dopuszczalny min+2,6±0,5=2,1>2,0 Błąd licznika jest większy niż błąd dopuszczalny  niejednoznaczność oceny 10 Uniwersytet Zielonogórski Instytut Inżynierii Elektrycznej e-mail: A.Olencki@iee.uz.zgora.pl

Proszę o pytania i komentarze Zastosowanie niepewności typu A i B dla potrzeb interpretacji wyniku pomiaru błędu licznika energii zasilanego z sieci energetycznej obiektu Sprawdzanie błędu licznika podłączonego do sieci jest niezbędne dla potrzeb oceny poprawności działania układów pomiarowo rozliczeniowych. Zagadnienia związane z niepowtarzalnością wyników pomiaru błędu licznika zasilanego z sieci są pomijane i w normach i w czasopismach. Normy na liczniki energii (i Energetyka) nie operują uznanym już od ponad 20-tu lat pojęciem niepewności pomiaru. Zaproponowano metodykę sprawdzania błędu licznika podłączonego do sieci, która prowadzi do uznanej koncepcji dokumentowania wyniku pomiaru. Andrzej Olencki Dziękuję za uwagę. Proszę o pytania i komentarze Uniwersytet Zielonogórski Instytut Inżynierii Elektrycznej e-mail: A.Olencki@iee.uz.zgora.pl