Հակորդության գնահատում ցանցի էլեկտրոնային վոլտաչափի չափման համար

1. Ներածություն

Գրիդային էլեկտրոնային լարումը փոխում գործող վարժողականները, որպես էլեկտրոհանքային համակարգերի չափման բաղադրիչներ, իրենց չափման ճշգրտությունը ունեն ուղիղ կապ էլեկտրոհանքային համակարգերի կայուն աշխատանքի և էֆեկտիվ կառավարման հետ: Այնուամենայնիվ, պրակտիկայում, էլեկտրոնային բաղադրիչների բնական հատկանիշների, շրջապատային գործոնների և չափման մեթոդների սահմանափակումների պատճառով, լարում փոխող վարժողականների չափման արդյունքները հաճախ ներառում են անորոշություն: Այս անորոշությունը ոչ միայն ազդում է էլեկտրոհանքային տվյալների ճշգրտության վրա, այլև սխալ ուղղություն է տալիս էլեկտրոհանքային համակարգերի դիսպետչում, կառավարման և պաշտպանության ստրատեգիաներին: Այդ պատճառով, գրիդային էլեկտրոնային լարում փոխող վարժողականների ստուգման և չափման արդյունքների անորոշության գնահատման մեթոդների խորացված հետազոտությունը կարևոր է էլեկտրոհանքային համակարգերի չափման ճշգրտության բարձրացման համար:

Այս հետազոտության նպատակը համակարգային անալիզ է գործոնների վրա, որոնք ազդում են լարում փոխող վարժողականների չափման անորոշության վրա, ներառյալ էլեկտրոնային բաղադրիչների ջերմային դիֆուզիան, սենյակացումը և նոյզի դիֆրակցիան, ինչպես նաև չափման շրջապատի ջերմաստիճանը, անհամարձակությունը և էլեկտրամագնիսական դաշտերի փոփոխությունները: Այս հիմքով, հետազոտությունը կհամարվի գիտական և բավարար անորոշության գնահատման մեթոդներ: Մաթեմատիկական մոդելների կառուցման միջոցով, կապակցված վիճակագրական սկզբունքների և մետրոլոգիական գիտելիքների հետ, այս հետազոտությունը կամարի լարում փոխող վարժողականների չափման անորոշության լայն գնահատական տարբեր աշխատանքային պայմանների համար, ներկայացնելով ավելի ճշգրիտ ստուգման կանոնավորումների և լարում փոխող վարժողականների ապրանքի որակի բարձրացման համար տեսական հիմք և տեխնիկական հերակնություն:

2. Փորձ Չափման Արդյունքների Անորոշության Գնահատման Համար
2.1 Փորձարկման Միավոր

Գրիդային էլեկտրոնային լարում փոխող վարժողականների անորոշության գնահատման համար ընտրվում է 0.001 մակարդակի ճշգրտությամբ լարում կարգավորման սարք, որը ծածկում է 1-1000 Վ չափման միջակայքը: Ստուգվող լարում փոխող վարժողականը նախատեսված է 10 կՎ-50 կՎ առաջին լարման և 100 Վ երկրորդ լարման սցենարների համար, որը ունի 0.02 ճշգրտության մակարդակ: Գրիդային էլեկտրոնային լարում փոխող վարժողականների կառուցվածքը ցուցադրված է նկար 1-ում:

Փորձարկման շրջապատի ջերմաստիճանը սահմանված է 20 ± 2 °C, իսկ նույն ժամանակ հարաբերական ẩm կազմումը պահպանվում է 60%-ից ցածր, որպեսզի կրկնվեն հնարավոր շրջապատային ազդեցությունները չափման արդյունքների վրա:

2.2 Ստուգման և Չափման Մեթոդ Գրիդային Էլեկտրոնային Լարում Փոխող Վարժողականների Համար

Գրիդային էլեկտրոնային լարում փոխող վարժողականների ստուգման ընթացքում պահանջվում է գիտական անորոշության գնահատման մեթոդ չափման ճշգրտության պահանջարկների համար: Նկար 1-ում ցուցադրված գրիդային էլեկտրոնային լարում փոխող վարժողականը օգտագործելով որպես ստանդարտ սարք, կիրառվում է համեմատման հիմնավորված շղթայական կապ: Սա հնարավորություն է տալիս ստուգվող էլեկտրոնային լարում փոխող վարժողականը և ստանդարտ սարքը անընդհատ համարձակել, ինչպես ցուցադրված է նկար 2-ում:

Այնուհետև, բարձր ճշգրտության թվային չափման համակարգը անմիջապես կարդալու և հաշվարկելու է ստուգվող էլեկտրոնային լարում փոխող վարժողականի սխալը: Ստանդարտ սարքի մոդելը DHBV - 110/0.02 է, որը ունի բարձր ճշգրտություն ստուգման համար: Ստուգվող վարժողականի համար սահմանված են 0.5%, 2%, 10%, 50% և 110% նորմալ լարման կետերը, որոնք ծածկում են նրա աշխատանքային տիրույթը: Անորոշությունները նույն են լի և թարմ բեռնավորման պայմանների տարբեր կետերի համար, սակայն էլեկտրոնային բաղադրիչների ջերմային դիֆուզիան և սենյակացումը կարող են հանգեցնել նշանակալի կայունության տարբերությունների այդ պայմանների մեջ: Այդ պատճառով, պետք է անկախ գնահատել յուրաքանչյուր կետի կայունությունը, որպեսզի ստուգման արդյունքների անորոշությունը կառավարվի և համապատասխանի էլեկտրոհանքային գրիդի աշխատանքի խիստ պահանջներին բարձր ճշգրտության չափման տեխնոլոգիաների համար:

3. Մաթեմատիկական Մոդել

Գրիդային էլեկտրոնային լարում փոխող վարժողականների ստուգման և չափման արդյունքների անորոշության գնահատման փորձի ընթացքում, ստուգվող սարքի ճշգրտության ստուգման ընթացքում, նրա անորոշությունը հաճախ քանակացվում է մի քանի չափումների միջոցով, ինչպիսիք են ճշգրտության շեղումը և փուլային հետադիրը: Այս երկու ցուցանիշները համապատասխանաբար ներկայացնում են չափված արժեքի և իրական արժեքի միջև ամպլիտուդի և փուլի տարբերությունները: Այսպիսով, կարող են կառուցվել անկախ մաթեմատիկական մոդելներ այդ անորոշության աղբյուրները ճշգրիտ նկարագրելու համար: Ճշգրտության շեղումի Y-ի համար կարող է օգտագործվել գծային ռեգրեսիայի մոդել, որը արտահայտվում է հետևյալ կերպ

Որտեղ β0 և β1 մոդելի պարամետրեր են, $X$ գրիդային էլեկտրոնային լարում փոխող վարժողականի մուտքային ազդանշանն է, իսկ $\ε$ պատահական սխալի անդամն է: Փուլային հետադիր $\φ$ կարող է արտահայտվել եռանկյունաչափական ֆունկցիայի մոդելով հետևյալ կերպ

Որտեղ α ներկայացնում է պարամետրային փուլային շեղումը, իսկ θ(X) փոփոխվող ֆունկցիա է մուտքային ազդանշանի հետ: Ավելի մանրամասն անալիզի համար կարող են ներմուծվել ոչ գծային անդամներ կամ բազմանդամային մոտարկումներ մոդելի ճշգրտության բարձրացման համար: Այս մաթեմատիկական մոդելների ստեղծումը ստեղծում է պարզ տեսական հիմք և քանակական գործիքներ չափման արդյունքների անորոշության լայն և համակարգային գնահատման համար:

4. Անորոշության ONENT-ի Ենթակապարունակության Գնահատման Փորձի Արդյունքներ

Գրիդային էլեկտրոնային լարում փոխող վարժողականների ստուգման ընթացքում անորոշության գնահատման համար նախատեսված են մի շարք լարումների մակարդակներ: Ընտրված են 0.5%, 2%, 10%, 50% և 110% նորմալ լարումների կետերը և չափված են համեմատման մեթոդով: Ամպլիտուդի և փուլային շեղումների միջին արժեքները գրանցված և հաշվարկված են որպես համապատասխան լարման մակարդակների հղումներ, որպեսզի ճշգրիտ գնահատվի ստուգվող վարժողականի աշխատանքի անորոշությունը:

4.1 A Տիպի Անորոշության Գնահատում

A տիպի անորոշությունը արտահայտում է նույն օբյեկտի կրկնվող չափման արդյունքների միջև տարածության աստիճանը: Այն հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով

Որտեղ n չափման թիվն է, x_i ներկայացնում է i-րդ չափված արժեքը, իսկ xˉ չափված արժեքների թվաբանական միջինն է:

Այնուհետև, 0.5%, 2%, 10%, 50% և 110% նորմալ լարումների կետերի համար, A տիպի անորոշության գնահատման արդյունքները ներկայացված են աղյուսակ 1-ում:

Աղյուսակ 1-ից երևում է, որ նորմալ լարումների կետերի աճի հետ ամպլիտուդի և փուլային շեղումների A տիպի անորոշությունը ցուցադրում է աճման անդրադարձություն: Սա այն պատճառով է, որ ցածր լարման մակարդակներում լարում փոխող վարժողականները ավելի կայուն են, որը առաջ է բերում չափման արդյունքների ավելի փոքր տարածության: Բայց բարձր լարման մակարդակներում լարում փոխող վարժողականները ավելի շատ գործոնների են ենթարկվում, ինչը առաջ է