本發(fā)明屬于自動化誤差檢定裝置的監(jiān)測方法技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及到一種互感器接入式三相智能電表自動化誤差檢定裝置監(jiān)測方法。
背景技術(shù):
為了維護(hù)電能貿(mào)易結(jié)算的公平公正,智能電能表在出廠后必須經(jīng)過被授權(quán)部門的合法檢定,只有合格產(chǎn)品才能進(jìn)行安裝使用。隨著我國智能電網(wǎng)的迅速發(fā)展,智能電能表的生產(chǎn)規(guī)模及安裝數(shù)量逐年上升,傳統(tǒng)的人工檢定方式工作效率低、人力成本高,易引入主觀誤差,已難以滿足檢定工作的發(fā)展要求。
基于上述現(xiàn)狀,技術(shù)人員開發(fā)了互感器接入式三相智能電表自動檢定流水線,互感器接入式三相智能電表在該流水線上可以完成基本誤差試驗(yàn)、外觀檢測試驗(yàn)、工頻耐壓試驗(yàn)等法定計(jì)量檢定項(xiàng)目,配合生產(chǎn)調(diào)度平臺和智能立體化倉儲系統(tǒng)的協(xié)同工作,可以實(shí)現(xiàn)互感器接入式三相智能電表出入庫、檢定、數(shù)據(jù)處理的自動化執(zhí)行,滿足檢定工作的數(shù)量大、效率高、無人化需求。
互感器接入式三相智能電表自動檢定流水線包含多個(gè)專機(jī)單元對應(yīng)不同的檢定功能,其中,完成基本誤差檢定的是流水線中的自動化誤差檢定裝置,該裝置具有多個(gè)表位,互感器接入式三相智能電表在相應(yīng)表位上接線,進(jìn)行基本誤差試驗(yàn),依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)判定其是否符合安裝要求。作為一種重要的計(jì)量器具,互感器接入式三相智能電表的計(jì)量誤差與電力貿(mào)易結(jié)算公平具有直接關(guān)系,自動化誤差檢定裝置的年檢定量可達(dá)數(shù)百萬只,工作負(fù)荷高,裝置性能一旦發(fā)生變化,將導(dǎo)致誤差試驗(yàn)數(shù)據(jù)失準(zhǔn)。如果這種問題不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正,將造成大量電能表檢定結(jié)果失信,進(jìn)而影響電能市場結(jié)算的公平公正。所以,開展針對互感器接入式三相智能電表自動化誤差檢定裝置的性能監(jiān)測工作具有十分重要的意義。
目前的裝置性能監(jiān)測方法采用體積較大的高等級標(biāo)準(zhǔn)表作為試品,沿用人工檢定臺質(zhì)量核查方法開展工作,這種方法在自動化誤差檢定裝置上應(yīng)用存在以下不足:
1、標(biāo)準(zhǔn)電能表屬于獨(dú)立設(shè)備,無法與自動檢定流水線托盤進(jìn)行綁定流轉(zhuǎn),工作效率低下;
2、自動化誤差檢定裝置配有多個(gè)表位,相互獨(dú)立,有必要對每一個(gè)表位都開展監(jiān)測工作;
3、針對監(jiān)測試驗(yàn)中的異常數(shù)據(jù),尚不能直接判斷屬于隨機(jī)異常還是裝置儀器故障。
因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新型的技術(shù)方案來解決這一問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供互感器接入式三相智能電表自動化誤差檢定裝置監(jiān)測方法,用來解決目前的裝置性能監(jiān)測方法沿用人工檢定臺質(zhì)量核查方法,工作效率低下,針對監(jiān)測試驗(yàn)中的異常數(shù)據(jù)不能直接判斷屬于隨機(jī)異常還是裝置儀器故障的技術(shù)問題。
互感器接入式三相智能電表自動化誤差檢定裝置監(jiān)測方法,其特征是:包括以下步驟,
步驟一、通過生產(chǎn)調(diào)度平臺下達(dá)表位監(jiān)測指令,互感器接入式三相智能電表自動檢定流水線自動接收智能化立體倉儲系統(tǒng)傳輸?shù)幕ジ衅鹘尤胧饺嘀悄茈姳碓嚻?,并將試品流轉(zhuǎn)至相應(yīng)預(yù)監(jiān)測表位,試品的數(shù)量與預(yù)監(jiān)測的表位數(shù)量一致,并且一一對應(yīng);
步驟二、質(zhì)量控制試驗(yàn)
①、在互感器接入式三相智能電表試品的額定電壓、額定電流、額定頻率條件下,重復(fù)進(jìn)行n次電能的測量,獲得的n次測量值稱為一個(gè)子組,其中n為大于等于10的自然數(shù),
保持試品的額定電壓、額定電流、額定頻率不變,重復(fù)試驗(yàn),獲得d個(gè)子組,其中d為大于等于20的自然數(shù);
②、將測量值上傳至生產(chǎn)調(diào)度平臺,生產(chǎn)調(diào)度平臺計(jì)算過程如下:
將每個(gè)子組的測量值取算術(shù)平均值,分別獲得各子組的平均值
根據(jù)公式獲得每個(gè)子組的標(biāo)準(zhǔn)偏差s,
將d個(gè)子組的各子組平均值取算術(shù)平均值,獲得各子組平均值的平均值
將d個(gè)子組的各子組的標(biāo)準(zhǔn)偏差s取算術(shù)平均值,獲得各子組標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值
③、根據(jù)式(1)至(3)獲得平均值控制圖的中心線控制上限和控制下限
式中,A3為與測量次數(shù)n相關(guān)的常數(shù);
④、根據(jù)式(4)至(6)獲得標(biāo)準(zhǔn)偏差s控制圖的中心線CLs、控制上限UCLs和控制下限LCLs:
式中,B3,B4為與測量次數(shù)n相關(guān)的常數(shù);
⑤、生產(chǎn)調(diào)度平臺根據(jù)平均值的中心線控制上限和控制下限繪制平均值控制圖,
生產(chǎn)調(diào)度平臺根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差s的中心線CLs、控制上限UCLs和控制下限LCLs繪制標(biāo)準(zhǔn)偏差s控制圖,
平均值控制圖中,平均值均位于控制上限和控制下限之間,或者平均值連續(xù)遞增或連續(xù)遞減的數(shù)量均少于六個(gè),或者平均值連續(xù)位于中心線同一側(cè)的數(shù)量少于九個(gè),則平均值控制圖正常,
標(biāo)準(zhǔn)偏差s控制圖中,標(biāo)準(zhǔn)偏差s均位于控制上限UCLs和控制下限LCLs之間,或者標(biāo)準(zhǔn)偏差s連續(xù)遞增或連續(xù)遞減的數(shù)量均少于六個(gè),或者標(biāo)準(zhǔn)偏差s連續(xù)位于中心線CLs同一側(cè)的數(shù)量少于九個(gè),則標(biāo)準(zhǔn)偏差s控制圖正常,
平均值控制圖正常,并且標(biāo)準(zhǔn)偏差s控制圖正常,則監(jiān)測的表位正常;
對監(jiān)測異常的表位進(jìn)行不確定度的評定及評定結(jié)果的驗(yàn)證;
步驟三、不確定度的評定
①、在互感器接入式三相智能電表試品的額定電壓、額定電流、額定頻率條件下,對待驗(yàn)證表位上的試品進(jìn)行電能測量;
②、標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定
標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(γx)的評定:
對試品重復(fù)測量,測量次數(shù)為m,其中m為大于等于10的自然數(shù),將測量值與裝置內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電能表示值比較,得到m個(gè)測量誤差γxi,取該組誤差的絕對值的算術(shù)平均值則該組測量的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為
由m次測量引入的不確定度分量為
標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(γb)的評定:
根據(jù)公式
式中a表示被測可能值分布區(qū)間的半寬度,k表示包含因子,
標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(γj)的評定:
根據(jù)公式
式中a表示被測可能值分布區(qū)間的半寬度,k表示包含因子,
③、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
標(biāo)準(zhǔn)不確定度各分量關(guān)系為
γx0=γx+γb+γj (11)
對上式右面各項(xiàng)求偏導(dǎo)可得
則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
④、擴(kuò)展不確定度U
根據(jù)公式
U=k·uc(γx0) (12)
獲得擴(kuò)展不確定度U,式中,k表示包含因子,k=2;
步驟四、不確定度評定結(jié)果的驗(yàn)證
將同一試品在包括待驗(yàn)證表位在內(nèi)的M個(gè)表位上依次接線重復(fù)步驟三,其中M為大于等于3的自然數(shù),M設(shè)定待驗(yàn)證表位編號為i[1,M],通過式(7)、式(8)、式(9)、式(10)和式(12),獲得待驗(yàn)證表位的不確定度評定結(jié)果為Ui,
試品在M個(gè)表位全部測量完成后,獲得待驗(yàn)證表位的電能測量數(shù)據(jù)和全部M個(gè)表位的電能的測量數(shù)據(jù),取待驗(yàn)證表位測量數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值,獲得該表位測量數(shù)據(jù)均值yi,取全部M個(gè)表位的全部電能的測量數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值,獲得全部M個(gè)表位的電能的測量數(shù)據(jù)均值
根據(jù)公式
滿足式(13),待驗(yàn)證表位的不確定度Ui是正確的,上述控制圖異常為隨機(jī)異常;
不滿足式(13),則待驗(yàn)證表位存在儀器設(shè)備故障。
所述A3、B3,B4與測量次數(shù)n的對應(yīng)關(guān)系為JJF 1033—2008《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》附表C-1中的對應(yīng)關(guān)系。
通過上述設(shè)計(jì)方案,本發(fā)明可以帶來如下有益效果:
1.本方法可以實(shí)現(xiàn)對互感器接入式三相智能電表自動化誤差檢定裝置的監(jiān)測試驗(yàn),憑借與生產(chǎn)調(diào)度平臺及智能化倉儲系統(tǒng)的協(xié)同調(diào)度,大大縮短了監(jiān)測試驗(yàn)所需要的時(shí)間,降低了互感器接入式三相智能電表自動化檢定流水線的誤工時(shí)間,同時(shí),試驗(yàn)流程實(shí)現(xiàn)無人化管理,避免了主觀誤差;
2.本方法試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫方式保存,便于傳輸及留檔管理,實(shí)現(xiàn)無紙化管理;
3.本方法將一臺自動化誤差檢定裝置內(nèi)的表位作為不確定度評定結(jié)果的比對集合,可辨別某一表位的控制圖異常是否為隨機(jī)異常,排除隨機(jī)異常后,表明該表位確實(shí)存在硬件故障問題;
4.本方法設(shè)計(jì)科學(xué)、操作便捷、準(zhǔn)確可靠,確保了互感器接入式三相智能電表自動化誤差檢定裝置的性能可控,確保被檢互感器接入式三相智能電表的檢定質(zhì)量。
附圖說明
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
圖1為本發(fā)明互感器接入式三相智能電表自動化誤差檢定裝置監(jiān)測方法的流程框圖。
圖2為本發(fā)明中針對互感器接入式三相智能電表自動化誤差檢定裝置的監(jiān)測試驗(yàn)基本實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為本發(fā)明互感器接入式三相智能電表自動化誤差檢定裝置監(jiān)測方法中的計(jì)算控制限的系數(shù)表。
圖4為本發(fā)明互感器接入式三相智能電表自動化誤差檢定裝置監(jiān)測方法的平均值控制圖。
圖5為本發(fā)明互感器接入式三相智能電表自動化誤差檢定裝置監(jiān)測方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差s控制圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示,一、本發(fā)明所涉及的主要系統(tǒng)構(gòu)成
1、本發(fā)明設(shè)計(jì)主要系統(tǒng)包括生產(chǎn)調(diào)度平臺,互感器接入式三相智能電表自動檢定流水線,智能化立體倉儲系統(tǒng)。其中,生產(chǎn)調(diào)度平臺為所述檢定流水線和所述倉儲系統(tǒng)的管理平臺,負(fù)責(zé)檢定任務(wù)及方案管理、倉儲管理、數(shù)據(jù)管理等工作任務(wù),在本發(fā)明中主要負(fù)責(zé)試驗(yàn)任務(wù)的下達(dá)、試品倉儲的管理以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算等工作;
2、互感器接入式三相智能電表自動檢定流水線通過物理接駁與通信網(wǎng)絡(luò)與所述平臺及所述倉儲系統(tǒng)無縫連接,可以實(shí)現(xiàn)對互感器接入式三相智能電表的線上傳輸、試驗(yàn)接線、試驗(yàn)執(zhí)行、自動分揀、自動貼標(biāo)、自動裝箱入庫等操作,同時(shí)完成針對所述電能表的基本誤差、耐壓、外觀等項(xiàng)目的檢測試驗(yàn),在本發(fā)明中主要執(zhí)行試驗(yàn)試品傳輸、試驗(yàn)接線、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和上傳等功能。
3、智能化倉儲系統(tǒng),所述倉儲系統(tǒng)負(fù)責(zé)試驗(yàn)所用試品的出入庫管理,在本發(fā)明中主要執(zhí)行核查試品的儲存、上線檢測和下線回庫等功能。
本發(fā)明所用檢測試驗(yàn)試品為依據(jù)JJF1033-2008《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》經(jīng)過穩(wěn)定性考核的互感器接入式三相智能電表。
二、本發(fā)明所述監(jiān)測方法實(shí)施流程
本發(fā)明包含的監(jiān)測試驗(yàn)包括質(zhì)量控制試驗(yàn)、不確定度評定試驗(yàn)和評定結(jié)果驗(yàn)證試驗(yàn)。上述試驗(yàn)執(zhí)行的基本方式是:由生產(chǎn)調(diào)度平臺建立任務(wù),所述檢定流水線接收智能化立體倉儲系統(tǒng)傳輸?shù)脑嚻?,流水線依照試驗(yàn)方案將試品流轉(zhuǎn)至相應(yīng)裝置表位進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)完成后試品返回智能化倉儲系統(tǒng)。
(一)質(zhì)量控制試驗(yàn)
①.首先進(jìn)行質(zhì)量控制試驗(yàn),質(zhì)量控制試驗(yàn)方案要求試品數(shù)量與試驗(yàn)裝置表位數(shù)相等,在額定電壓、額定電流、額定頻率條件下進(jìn)行n(n≥10)次獨(dú)立重復(fù)電能測量,將n次測量結(jié)果稱為一個(gè)子組,保持上述條件不變,重復(fù)執(zhí)行試驗(yàn),共測量d(d≥20)個(gè)子組;
②.測得數(shù)據(jù)上傳至生產(chǎn)調(diào)度平臺,生產(chǎn)調(diào)度平臺依據(jù)JJF1033-2008《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》計(jì)算如下:
將每個(gè)子組的測量值取算術(shù)平均值,分別獲得各子組的平均值
根據(jù)公式獲得每個(gè)子組的標(biāo)準(zhǔn)偏差s,
將d個(gè)子組的各子組平均值取算術(shù)平均值,獲得各子組平均值的平均值
將d個(gè)子組的各子組的標(biāo)準(zhǔn)偏差s取算術(shù)平均值,獲得各子組標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值
③.依據(jù)式(1)至(3)計(jì)算平均值控制圖的中心線控制上限和控制下限
④.依據(jù)式(4)至(6)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差s控制圖的中心線CLs、控制上限UCLs和控制下限LCLs;
式中,A3,B3,B4之值與測量次數(shù)n相關(guān),A3,B3,B4之值通過JJF 1033—2008《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》附表C-1即附圖3中計(jì)算控制限的系數(shù)表的表格可查;
⑤.生產(chǎn)調(diào)度平臺根據(jù)上述關(guān)鍵參數(shù)分別自動繪制平均值控制圖和標(biāo)準(zhǔn)偏差s控制圖,分析控制圖中平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差s情況,當(dāng)平均值或標(biāo)準(zhǔn)偏差s出現(xiàn)一個(gè)值落在控制限以外,或者連續(xù)六點(diǎn)以上遞增或連續(xù)六點(diǎn)以上遞減,或者連續(xù)九點(diǎn)以上位于中心線同一側(cè)時(shí),認(rèn)定上述控制圖存在異常,出現(xiàn)控制圖異常的表位,需進(jìn)行不確定度評定試驗(yàn)及評定結(jié)果驗(yàn)證試驗(yàn)。
(二)不確定度的評定試驗(yàn)
①.試驗(yàn)步驟遵循JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》和JJF1033-2008《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范的指導(dǎo),將試品與上述異常表位接線進(jìn)行檢定試驗(yàn),在額定電壓、額定電流、額定頻率條件下,對電能量進(jìn)行測量;
②.標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定
測量不確定度由若干分量組成,每個(gè)分量對應(yīng)代表其概率分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值,本發(fā)明中由固定表位重復(fù)檢定試品,不確定度分量有:(1)由試驗(yàn)試品示值誤差γx的分散性引起的不確定度分量u(γx);(2)互感器接入式三相智能電表自動化誤差檢定裝置相應(yīng)表位的測量回路誤差γb引起的不確定度分量u(γb);(3)測得誤差數(shù)據(jù)γj修約化整引起的不確定度分量u(γj)。其中u(γx)可由一系列測量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差算得,即采用A類評定方法,u(γb)和u(γj)可由根據(jù)先驗(yàn)信息估計(jì)的概率分布算得,即采用B類評定方法。
標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(γx)的評定:通過裝置對試品重復(fù)測量,設(shè)測量次數(shù)為m(m≥10),將測量值與裝置內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電能表示值相減,得到m個(gè)測量誤差γxi,取該組誤差的絕對值的算術(shù)平均值則該組測量的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為
由m次測量引入的不確定度分量為
標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(γb)的評定采用B類評定:
式中a表示被測可能值分布區(qū)間的半寬度,在這里等于試驗(yàn)表位允許的最大誤差值絕對值,k表示包含因子,經(jīng)過大量試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析表明,試驗(yàn)表位的誤差屬于均勻分布,因此查JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》中表2可得
標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(γj)的評定采用B類評定:
式中a表示被測可能值分布區(qū)間的半寬度,在這里等于試品修約間隔的一半,k表示包含因子,大量試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析表明由試品誤差修約化整引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量屬于均勻分布,因此查表可得
③.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
綜合上述分析,標(biāo)準(zhǔn)不確定度各分量關(guān)系可寫成
γx0=γx+γb+γj (11)
對上式右面各項(xiàng)求偏導(dǎo)可得
則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可表示為
④.擴(kuò)展不確定度
U=k·uc(γx0) (12)
擴(kuò)展不確定度U由式(12)計(jì)算可得,在互感器接入式三相智能電表計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置評定過程中,包含因子k的取值一般為k=2;
(三)不確定度評定結(jié)果的驗(yàn)證試驗(yàn)
接著進(jìn)行上述評定結(jié)果的驗(yàn)證試驗(yàn),試驗(yàn)時(shí)將一臺自動化誤差檢定裝置內(nèi)的多個(gè)表位作為比對集合,試驗(yàn)方案要求同一試品在包括待驗(yàn)證表位在內(nèi)的M(M≥3)個(gè)表位上依次接線試驗(yàn),在額定電壓、額定電流、額定頻率條件下重復(fù)測量多次,設(shè)待驗(yàn)證表位編號為i[1,M],通過式(7)、式(8)、式(9)、式(10)和式(12),獲得該表位的不確定度評定結(jié)果為Ui,當(dāng)所述試品在全部M個(gè)表位測量完成后,可得待驗(yàn)證表位測量數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值yi和全部M個(gè)表位測量數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值通過式(13)驗(yàn)證其正確性。
當(dāng)且僅當(dāng)式(13)不等式成立時(shí),認(rèn)為待驗(yàn)證表位的不確定度Ui是正確的,及上述控制圖異常為隨機(jī)異常。若不等式不成立,則表明被考核裝置的確存在儀器設(shè)備故障,需要對相關(guān)設(shè)備采取拆解維修等糾正措施。