变压器工频耐压试验交流电压测量结果不确定度评定

２０１４年第４期　文章编号：１００５—３３８７（２０１４）０４－００２５—２６　变压器工频耐压试验交流电压测量结果不确定度评定　田加佳曹亚鹏董翔　２３００４１）　（天威保变（合肥）变压器有限公司检测中心，合肥摘要：本文对电力变压器工频耐压试验交流电压测量结果的不确定度进行评定，建立了数学模型，通过对影响测量结　果的不确定度分量的分析，计算出被测量的合成不确定度和扩展不确定度。　关键词：工频耐压；交流电压；不确定度　中图分类号：ＴＭ９３３．２１　文献标识码：Ａ　０　引言　为保证变压器符合安全可靠运行的要求．除了　试验的准确性，同时也有可能危及被试变压器的绝　缘。接线正确的标准是：外施耐压时，被试产品铁心　及外壳必须可靠接地；试品油面指示必须高于穿缆　变压器的绝缘性能。电气性能要符合国家标准外，还　必须使变压器的绝缘电气强度符合要求。变压器的　电气强度是考核变压器在正常工作电压和非正常电　式套管或套管升高座。试验前应对所有与主体油连　通的套管放气，对低压接线盒、手孔盖板、升高座等　所有凸起部分均需放气，直到油溢出为止：应将试品　的被试绕组所有端子连接并引至试验变压器高压线　端，非被试绕组所有端子连接并可靠接地；铁心、夹　件、油箱接地。　压下能安全可靠运行的必要条件。为此，生产变压　器的厂家都必须严格进行工频交流耐压试验考核。　本文参照ＪＪＦ１０５９—２０１２（测量不确定评定与表示》　规范对电力变压器工频耐压试验交流电压的不确定　度进行了分析和评定。　２数学模型　ＫｘＶ　１　测量方法　依据ＧＢ１０９４．３—２００３《绝缘水平、绝缘试验和　外绝缘空气间隙》在常温下，环境湿度：≤８５％ＲＨ；　外施耐压试验应采用不小于８０％额定频率的任一　合适的频率。且波形尽可能接近于正弦波的单相交　流电压进行；试验应从不大于规定试验值的１／３的　电压开始，尽快通过升压器升到试验电压值；并通过　电容分压器和峰值电压表等设备测量电压值．耐压　式中，　为测量仪器示值，ｋＶ；Ｋ为电容分压器　的变比：Ｖ为电压表示值。　３不确定度来源分析　测量仪器示值　的标准不确定度　（　）来源　主要有以下几个方面：　１）电容分压器的不确定度引起的标准不确定　度　（　。）；　６０ｓ后迅速降到电压值的１／３以下，然后切断电源。　在工频耐压试验中常用的测量试验电压的方法　２）峰值电压表的误差引起的不确定度　（　）；　３）峰值电压表的示值稳定性引起的标准不确　定度　（　）；　有：利用试验变压器的特性进行测量：用球隙进行测　量：用静电电压表进行测量；用分压器和峰值电压表　进行测量；以及用电压互感器进行测量。这几种方　法中最常用的准确度较高的要算分压器和峰值电压　表，本文对用电容分压器和峰值电压表进行测量，并　对其测量结果进行不确定度评定：被测对象为施加　在ＳＦＳＺ一１８００００／２２０三相三绕组有载调压风冷型　变压器中压绕组上的电压。　工频外施耐压试验时。接线正确与否。不仅影响　４）不同人员的读数习惯带来的误差所引起的　标准不确定度“（　）；　５）环境的变化引起的标准不确定度　（　）。　分析不确定度性质可知，其中一、二项的标准不　确定度来源采用不确定度的Ｂ类评定；第三项标准　不确定度，由于进行工频试验的时间比较短（不超　过１ｍｉｎ），短时间内仪器的示值不会漂移过大；查阅　峰值表的说明书，仪器的短时示值稳定性可靠性比　一２５—　较高，与其余标准不确定度相比，影响可以忽略，因　此“（　）＝０。第四项的标准不确定度来源采用Ａ　类评定。第五项的标准不确定度，由于变压器的工　频耐压试验的目的是考核绕组对地和绕组之间的主　绝缘强度，即变压器内部的主绝缘强度，在试验室的　通常情况下，对施加电压的影响有限。结合所用设　备，根据经验，不同时间下，对同一试品在不同条件　下进行测量时，环境的变化对测量电压的影响至多　所以　（　）＝ｓ（ｘ４）＝０．１４　ｋＶ　自由度　（　）＝５　３．５　环境的变化引起的标准不确定度“（　）　根据经验，“（　）＝１４０ｘ０．５％＝０．７　ｋＶ　自由度ｌ，（　）＝５０　４合成标准不确定度ｕ（　）的计算　不会超过０．５％，本文采用０．５％。此项标准不确定　度采用Ｂ类评定。　３．１　电容分压器的误差引起的标准不确定度／／，　（　。）　电容分压器的最大允许误差为４－１．０％。服从均　匀分布，｜ｉ｝＝√　，当试验电压为１４０　ｋＶ时。　则ｕ（　。）：　×１４０　ｋＶ：０．８１　ｋＶ　√３　自由度ｖｉ（　）＝５０　３．２　峰值电压表的误差引起的标准不确定度　（　）　峰值电压表的最大允许误差为±０．５％，服从均　匀分布，　＝√　，当试验电压为１４０　ｋＶ时。　则Ｍ（　２）：＿０　００５×１４０　ｋＶ：０．４０　ｋＶ　√３　自由度　（ｖｘ２）＝５０　３．３峰值电压表的示值稳定性引起的标准不确定　度／／，（　）　（　，）＝０　＋　自由度ｖｉ（　）＝５０　～　３．４不同人员的读数习惯带来的误差所引起的标　）一＋一　　）　准不确定度ｕ（　）　当施加电压为１４０ｋＶ时，找６名已经经过正式　）一）　培训并有相关经验的试验人员，每人分别读三次数，　取各自的平均值，得到６个独立的数值，作为新的测　量列，见表１所列。　表１　读数值　人员　１　２　３　４　５　６　测得值　１４（ｋＶ）　｜Ｄ．２　１４０．０　１４０．４　１４０．１　１４０．２　１４０．３　＝　＝１４０．２　ｋＶ　单次测量实验标准差　ｓ（ｉ）＝√茎　一　／（ｎ－１）＝０．１４　ｋＶ　一２６一　（　）＝√　（　）＋“　（　）＋／１２（　）＋ｕ　（　）＋“　（　）　＝４（ｏ．８１）　＋ＣＯ．４０）　＋Ｏ＋（０．１４）　＋（０．７）　ｋＶ　＝１．１５　ｋＶ　自由度：　＝１２５　５扩展不确定度评定　取置信概率Ｐ＝９５％，Ｖｉｅｆ＝１２５，查ｔ分布表并将　有效自由度近似取整为１２０得到　ｔ９５（１２０）：１．９８　扩展不确定度　为　５＝ｔ９５（１２０）×ｕ（　）　＝１．９８Ｘ１．１５　ｋＶ　＝２．３　ｋＶ　Ｖｉ￣ｆ＝１２０　６不确定度报告　当ＳＦＳＺ一１８００００／２２０型电力变压器工频耐压　测量值为１４０　ｋＶ时，其扩展不确定度为：　５＝２．３　ｋＶ　Ｖｉ￣ｆｆ＝１２０　换算至相对扩展不确定度为　ｌ＝１．６％　＝１２０　参考文献　［１］ＪＪＦ　１０５９．１－２０１２测量不确定度评定与表示．北京：中　国计量出版社．１９９９　［２］　ＧＢ１０９４．３－２００３绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间　隙．北京：中国标准出版社，２００３　［３］　ＪＢ／Ｔ５０１－２００６电力变压器试验导则．北京：机械工业　出版社．２００６　　’［４］　胡启凡．变压器试验技术．北京：中国电力出版　社．２０１０