Evaluazzjoni ta' l-Inċertezza għal Misurazzjonijiet tal-Transformer Elektroniku tal-Voltiġġ tal-Grid

1. Introduzzjoni

I trasformaturi elettronici tal-voltàġġ fuq il-grażz, bħala komponenti misurativi indispensabili fis-sistemi tal-enerġija, għandhom l-akkuratezza tagħhom direttament imwaqqfa mal-funzionament stabili u l-gestjoni effettiva tas-sistemi tal-enerġija. Imma, f’prattika, għall-karatteristiċi inerenti tal-komponenti elettroniki, if-fatturi ambientali, u l-limitazzjonijiet tat-tielet tal-misurament, ir-riżultati tal-misurament tal-trasformaturi tal-voltàġġ solitament jinkludu dubju. Dan id-dubju ma influwenza l-abbastanza solum l-akkuratezza tad-data tal-enerġija imma wkoll jiġborhom l-assistenzi, il-kontroll, u l-strategiji ta' protezzjoni tas-sistemi tal-enerġija. Għalhekk, r-riżerka approfondita fuq l-evaluazzjoni tad-dubju għal l-verifikazzjoni u r-riżultati tal-misurament tal-trasformaturi elettronici tal-voltàġġ fuq il-grażz hija essenzjali biex tissoddisfa l-akkuratezza tal-misurament tas-sistemi tal-enerġija.

Dan is-studju huwa dirett biex jaqra sistematikament il-fatturi li jaffettwaw l-ebda certa tad-dubju tal-misurament tal-trasformaturi tal-voltàġġ, inkluż it-treġd tal-temperatura, l-invecchiament, u l-interferenza tal-soffgħ fil-komponenti elettroniki, kif ukoll iċ-ċanġiamenti ftal-temperatura, l-umidità, u l-kampijiet elettromagnetiku fl-ambjent tal-misurament. Minn hawn, se ssir l-esplorazzjoni ta' metodi tal-evaluazzjoni tad-dubju scientifici u raġeonvoli. permezz tal-konstruzzjoni ta' modelli matematika miktugħa ma’ prinċipji statistiċi u għarfien metrologiku, dan is-studju se jassessja kummerċjali l-ebda certa tad-dubju tal-misurament tal-trasformaturi elettronici tal-voltàġġ fuq il-grażz taħt diffrenti kondizzjonijiet ta' xogħol, jagħti base teorika u suppor tekniku biex is-setta regoli verifikazzjonali aktar preċiżi u niggħelja l-abbastanza tal-prodotti tal-trasformaturi tal-voltàġġ.

2. Eksperiment għal l-Evaluazzjoni tad-Dubju tal-Riżultati tal-Misurament
2.1 Oggett Eksperimentali

Għal l-evaluazzjoni tad-dubju tal-trasformaturi elettronici tal-voltàġġ fuq il-grażz, ġie selezzjonat dispożitiv kalibratur tal-voltàġġ preċiż bl-akkuratezza ta’ livell 0.001, tal-bidu tal-misurament mill-1 sa 1000 V. It-trasformatur tal-voltàġġ li għandu jiġi verifikat huwa disegnat għal scenariji b’voltàġġ primarju ta’ 10 kV–50 kV u voltàġġ sekondarju ta’ 100 V, bl-akkuratezza ta’ livell 0.02. Is-struttura tal-trasformatur elettroniku tal-voltàġġ fuq il-grażz hija mostrata f’Figura 1.

Il-milje eksperimentali setta għal temperatur kostanti ta’ 20 ± 2 °C, kun l-umidità relatattiva magħtutx qabel 60%, biex timla l-impatti potenzjali tal-ambjent fuq ir-riżultati tal-misurament.

2.2 Metodu tal-Verifikazzjoni u tal-Misurament għal Trasformaturi Elettronici tal-Voltàġġ fuq il-Grażz

Waqt it-tielet tal-verifikazzjoni tal-trasformaturi elettronici tal-voltàġġ fuq il-grażz, huwa meħtieġ metodu tal-evaluazzjoni tad-dubju scientificu biex is-soddisfa l-akkuratezza tal-misurament. Użu l-trasformatur elettroniku tal-voltàġġ fuq il-grażz mostrat f’Figura 1 bħal dispożitiv standard, ikkonnessjoni tal-kitba b’base tal-komparazzjoni tiegħet adottata. Dan jippermetti linjament seamless bejn it-trasformatur elettroniku tal-voltàġġ verifikat u l-dispożitiv standard, kif mostrat f’Figura 2.

Subbli, sistema tal-misurament digital ta’ akkuratezza għoli jilesta’ u jikkalkula l-errur tal-trasformatur elettroniku tal-voltàġġ verifikat. Il-model standard tal-dispożitiv huwa DHBV - 110/0.02, bil-akkuratezza eċċellenza sottommessa għal verifikazzjoni. Għal it-trasformatur verifikat, punti ta’ voltàġġ nominali ta’ 0.5%, 2%, 10%, 50%, u 110% huma settjati sabiex ikopru l-operazzjoni tiegħu. Notabilment, anki jekk l-limiti massimi tal-errur permessi għal dawn il-punti huma l-istess taħt kondizzjonijiet ta’ karig full u leġġer, it-treġd tal-temperatura u l-invecchiament tal-komponenti elettroniki jistgħu jikkawżaw differenzi signifikanti fil-stabilità ta’ dawn il-kondizzjonijiet. Għalhekk, l-ebda certa tal-stabilità għal kull punt għandha tkun evalwata indipendentement biex tkun kontroljata l-ebda certa tad-dubju tar-riżultati tal-verifikazzjoni, sabiex tkun soddisfatta l-ebda certa għan-tignifika tal-teknoloġija tal-misurament akkuratezza tas-sistemi tal-enerġija.

3. Model Matematiku

Fl-eksperiment għal l-evaluazzjoni tad-dubju tal-riżultati tal-verifikazzjoni u tal-misurament tal-trasformaturi elettronici tal-voltàġġ fuq il-grażz, waqt verifikazzjoni tal-akkuratezza tal-apparat verifikat, id-dubju sovent jqis minn dimensjonijiet multipli, kif l-errur tal-akkuratezza u l-rimand fil-faża. Dawn is-silġa reflektaw l-ebda certa tal-amplitudin u l-devjazzjoni fil-faża bejn il-valur misurat u l-valur veru rispettivament. Għalhekk, modelli matematika indipendenti jistgħu jingħataw biex jiġu descrivuti dak is-sors tad-dubju. Għal l-errur tal-akkuratezza Y, jistgħu nużaw model ta’ regressjoni linear, espress bħal:

Fejn β0 u β1 huma parametri tal-model; X huwa is-senjal tal-input tal-trasformatur elettroniku tal-voltàġġ fuq il-grażz; ε huwa termin tal-errur random. Għal ir-rimand fil-faża φ, jista’ jiġi espress permezz ta’ model trigonometriku bħal

Fejn α rappresenta s-spostament fil-faża fiss; θ(X) huwa funzjoni fil-faża li varja skond is-senjal tal-input. Għal analisi aktar dettagljata, tersmi nonlineari jew approssimazzjonijiet polinomiali jistgħu jiġu introdotti biex jirringaċċjaw l-akkuratezza tal-model. L-istabliment ta’ dawn il-modelli matematika jipprovdew base teorika solid u strumenti quantitativi biex jiġi fatti assesi komprensivi u sistematiku tad-dubju tal-riżultati tal-misurament.

4. Riżultati tal-Esperiment tal-Evaluazzjoni tal-Komponenti tad-Dubju

Fl-verifikazzjoni tal-trasformaturi elettronici tal-voltàġġ fuq il-grażz, ġew settjati diversi livelli tal-voltàġġ għal l-evaluazzjoni tad-dubju. I-punti nominali tal-voltàġġ ta’ 0.5%, 2%, 10%, 50%, u 110% ġew selezzjonati u misurati permezz tal-metodu tal-komparazzjoni. Il-mediji tal-differenza tal-amplitudin u tal-devjazzjoni fil-faża ġew reġistrati u kkalkulati bħal valuri referenzali għal il-livelli tal-voltàġġ korrispondenti, sabiex jiġi fatti assesi preċiżi tal-ebda certa tal-prestazzjoni tal-trasformatur verifikat.

4.1 Evaluazzjoni tad-Dubju ta’ Tip A

Id-dubju ta’ tip A riflette l-ebda certa tal-dispersjoni bejn ir-riżultati ottenuti waqt l-ripetuzzjonijiet tal-misurament tal-istess oggett. Il-formola għal il-ħsbija hi:

Fejn n huwa in-numru tal-misurament; xi huwa l-iż-żewġa tal-misurament; x̄ huwa l-medja aritmetika tal-avvenimenti misurati.

Pois, għal ipunti nominali tal-voltàġġ ta’ 0.5%, 2%, 10%, 50%, u 110%, ir-riżultati tal-evaluazzjoni tad-dubju ta’ tip A huma mostrati ftal-Tabella 1.

Minn ftal-Tabella 1, jistgħu jmur vist li, skont l-aument tal-punti nominali tal-voltàġġ, id-dubju ta’ tip A għal id-differenza tal-amplitudin u għal id-devjazzjoni fil-faża jippermuż trend ta’ aument. Dan għal fatt li, fl-levelli bassi tal-voltàġġ, it-trasformatur tal-voltàġġ huwa aktar stabbil, jilġu l-ebda dispersjoni fit-tielet tal-misurament. Imma, fl-levelli għoli tal-voltàġġ, it-trasformatur tal-voltàġġ jkun influwenzat minn aktar fatturi, li jgħadi l-ebda dispersjoni fit-tielet tal-misurament.

4.2 Evaluazzjoni tad-Dubju ta’ Tip B

Sotto JJF 1059.1—2022 Evaluazzjoni u Espressjoni tad-Dubju tal-Misurament, id-dubju ta’ tip B jvi minn inferezzjoni ragjonevoli tal-infurmazzjoni relavanti magħrufa biex tiġi stimata s-standard deviation tagħha. Din l-infurmazzjoni tista’ tinvolvi speċifikazzjonijiet tal-apparat mill-manufactur, data tal-metodijiet ta’ kalibratura rikonoxxuta fid-dinja, jew analisi statistika tal-data tal-misurament storika. Il-qalbu tad-dubju ta’ tip B huwa definizjoni ta’ rang ta’ varjazzjoni possibbli tal-valur misurat bsedut fuq esperjenza jew għarfien professionali, meta l-ebda ampiezza tal-rang hi nisf tal-larghezza tal-rang.

Pois, jittieħed faktor ta’ kopertura k appropriat biex ikun quantificat skond karatteristika ta’ distribuzzjoni probabblistika u livell ta’ konfidenza meħtieġ. Solitament, jekk il-valuri misurati huma distribwiti uniformament f’dan l-intervall (kull valur għandu probabbiltà ugwal), jistgħu nużaw modell ta’ distribuzzjoni uniformi, u k jistgħu jiġu presi bħal approssimazzjoni ta’ √3 biex jinsiguraw l-ebda certa tal-ħsbija u l-rigor. Il-formola għal id-dubju ta’ tip B hi

Fejn a huwa l-ampiezza tal-rang tal-varjazzjoni tal-misurament.

Għal ipunti nominali tal-voltàġġ ta’ 0.5%, 2%, 10%, 50%, u 110%, ir-riżultati tal-evaluazzjoni tad-dubju ta’ tip B huma mostrati ftal-Tabella 2.

Minn ftal-Tabella 2, jistgħu jmur vist li, skont l-aument tal-punti nominali tal-voltàġġ, id-dubju għal id-differenza tal-amplitudin u għal id-devjazzjoni fil-faża jippermuż trend ta’ aument. Ikfruten mad-dubju ta’ tip A, l-evaluazzjoni tad-dubju ta’ tip B tintla’ aktar għal l-akkuratezza u l-komplessità tal-infurmazzjoni magħrufa, li tirrifletti estimazzjoni priorka tal-prestazzjoni tal-trasformatur tal-voltàġġ misuratu. Għalhekk, f’applikazzjonijiet prattika, l-ebda certa ta’ dubbju ta’ tip A u ta’ tip B jgħinu jiffornixxu kontroll aktar komprensiv tal-akkuratezza u l-affidabilità tal-riżultati tal-misurament.

4.3 Evaluazzjoni tad-Dubju Standard Kombinat

Meta l-evaluazzjoni tad-dubju standard kombinat hija fatija, jekk ir-riżultati tal-verifikazzjoni u tal-misurament ta’ kull trasformatur elettroniku tal-voltàġġ fuq il-grażz huma indipendenti u mhux korrelati (dhaliex, il-koeffiċienti tal-korrelazzjoni kulhomm huma 0), id-dubju jsegwi l-prinċipju ta’ kombinazzjoni lineari għal l-accumulazzjoni. Sotto dan, l-evaluazzjoni tad-dubju standard kombinat tista’ tigħaddi permezz tal-formola segwenti

Pois, għal ipunti nominali tal-voltàġġ ta’ 0.5%, 2%, 10%, 50%, u 110%, ir-riżultati tal-evaluazzjoni tad-dubju standard kombinat huma mostrati f’Figura 3.

Minn ftal-riżultati ta’ Figura 3, skont l-aument tal-voltàġġ nominali minn 0.5% sa 110%, id-dubju standard kombinat għal id-differenza tal-amplitudin u għal id-devjazzjoni fil-faża jippermuż trend ta’ aument stabil. Speċifikament, id-dubju għal id-differenza tal-amplitudin jincreas minn 0.008% sa 0.085% (aptapproximativament 10 volti), u id-dubju għal id-devjazzjoni fil-faża jincreas minn 0.05° sa 0.35° (aptapproximativament 7 volti). Dan it-trend jindika li l-aument tal-voltàġġ jgħadi l-trasformatur aktar susċettibbli għal interferenza esterna, bl-ebda certa tad-dubju tal-misurament tigħaddi. Imma, mingħajr ma jkun hemm ebda canvgjanza ekstrem tal-data, dan jindika li l-proċess tal-evaluazzjoni huwa stabbil u affidabbli.

5. Konklussjoni

Fl-istudju dwar l-evaluazzjoni tad-dubju tal-riżultati tal-verifikazzjoni u tal-misurament tal-trasformaturi elettronici tal-voltàġġ fuq il-grażz, ġew analizzati diversi fatturi li jaffettwaw l-akkuratezza tal-misurament, u ġew esplorati metodi tal-evaluazzjoni efettivi u scientifici. Permezz tal-analisi teorika u verifikazzjoni eksperimentali, mhux biss sar l-ebda certa tal-abbastanza tal-riżultati tal-misurament tal-trasformaturi tal-voltàġġ, imma ukoll sar l-ebda certa solida għal l-operazzjoni stabbli tas-sistema tal-enerġija.