РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ
И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ «ЕЭС РОССИИ»

Департамент науки и техники

ПОЛОЖЕНИЕ
О СИСТЕМЕ КАЛИБРОВКИ
СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

РД 34.11.115-97

ОРГРЭС

Москва 1998

Разработано Открытым акционерным обществом «Фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей ОРГРЭС», Акционерным обществом по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей «Уралтехэнерго» Исполнители Б.Г. ТИМИНСКИЙ, А.Г. АЖИКИН, Т.Ф. ЧИЛИКИНА (АО «Фирма ОРГРЭС»), Т. АМИНДЖАНОВ, В.В. НИКОЛАЕВА (АО «Уралтехэнерго») Утверждено Департаментом науки и техники РАО «ЕЭС России» 11.06.97 г. Начальник А.П. БЕРСЕНЕВ

ПОЛОЖЕНИЕ О СИСТЕМЕ КАЛИБРОВКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

РД 34.11.115-97

Вводится в действие

с 01.07.98 г.

1 . ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 . Система калибровки средств измерений в электроэнергетике (СКЭ) создана на основании Приказа РАО «ЕЭС России» от 09.08.93 № 99 «Об обеспечении единства измерений в электроэнергетике» для обеспечения единства и требуемой точности измерений при производстве и распределении тепловой и электрической энергии путем проведения обязательной калибровки средств измерений, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору. Калибровка средств измерений производится метрологическими службами энергопредприятий и организаций, аккредитованными в установленном порядке на право проведения калибровочных работ с использованием эталонов, соподчиненных государственным эталонам единиц физических величин. Выбор эталонов (средств калибровки), необходимых для организации и проведения калибровки средств измерений, осуществляется по Указателю состава комплектов средств поверки (КСП), составленному ВНИИМС и выпущенному Госстандартом СССР в 1989 - 1990 гг. Калибровка средств измерений производится в соответствии с требованиями документов, применяемых при проведении поверки соответствующих средств измерений. 1.2 . Положение учитывает основные принципы построения системы калибровки, приведенные в следующих государственных документах: Законе РФ «Об обеспечении единства измерений»; ПР 50.2.016-94. ГСИ. Требования к выполнению калибровочных работ; Р РСК 001-95. Типовое положение о калибровочной лаборатории; МИ 2304-94. Метрологический контроль и надзор, осуществляемые метрологическими службами юридических лиц, а также требования отраслевых документов: Приказа РАО «ЕЭС России» от 09.08.93 № 99 «Об обеспечении единства измерений в электроэнергетике». «Положения о калибровочных клеймах: РД 34.11.411-95» (М.: СПО ОРГРЭС, 1997); «Методических указаний. Порядок аттестации персонала метрологических служб (калибровочных лабораторий) предприятий электроэнергетики на право выполнения калибровочных работ: РД 43.11.112-96» (М.: СПО ОРГРЭС, 1998); «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации: РД 34.20.501-95» (М.: СПО ОРГРЭС, 1996); «Правил устройства электроустановок» (М.: Энергоиздат, 1985); «Положения о метрологической службе Российского акционерного общества энергетики и электрификации «ЕЭС России», утвержденного Приказом РАО «ЕЭС России» от 08.04.94 № 78 (М.: СПО ОРГРЭС, 1994); «Положения о порядке аккредитации метрологических служб энергопредприятий на право проведения калибровочных работ: РД 34.11.106-95» (М.: СПО ОРГРЭС, 1997). 1.3 . Положение устанавливает основные требования к организации, структуре, функциям системы калибровки средств измерений в электроэнергетике (далее система калибровки в электроэнергетике), права и ответственность входящих в нее метрологических служб энергопредприятий и организаций независимо от форм собственности. 1.4 . Положение распространяется на метрологические службы энергопредприятий (ТЭС, ГЭС, ЭС, ТС и т.п.), на головную и базовые метрологические службы электроэнергетики и на другие органы и организации, входящие в систему калибровки в электроэнергетике.

2 . ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем Положении применяются следующие термины с соответствующими определениями. 2.1 . Система калибровки в электроэнергетике - совокупность субъектов деятельности и калибровочных работ, направленных на обеспечение единства и требуемой точности измерений в сферах, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору и действующих на основе установленных требований к организации и проведению калибровочных работ в электроэнергетике. 2.2 . Аккредитующий орган - орган, осуществляющий аккредитацию метрологических служб на право проведения калибровочных работ в порядке, установленном в электроэнергетике.

3 . ЗАДАЧИ СИСТЕМЫ КАЛИБРОВКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

3.1 . Установление правил системы калибровки в электроэнергетике, обеспечивающих единство и требуемую точность измерений при производстве и распределении электрической и тепловой энергии, а также организационное и методическое обеспечение деятельности метрологических служб (МС) энергопредприятий и организаций. 3.2 . Установление порядка регистрации аккредитующих органов. 3.3 . Аккредитация метрологических служб энергопредприятий и организаций на право проведения калибровочных работ. 3.4 . Калибровка средств измерений. 3.5 . Контроль за соблюдением метрологическими службами энергопредприятий и организаций требований к проведению калибровочных работ.

4 . ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА

В организационную структуру СКЭ входят (см. приложение): 4.1 . Департамент науки и техники РАО «ЕЭС России» - руководящий орган СКЭ. 4.2 . Головная организация метрологической службы (ГОМС) энергетики и электрификации и ее региональные подразделения - центральный аккредитующий орган СКЭ. 4.3 . Базовые организации метрологической службы (БОМС) энергетики и электрификации и БОМС по АСДУ - аккредитующие органы СКЭ. 4.4 . Метрологические службы энергопредприятий, организаций и ОДУ РАО «ЕЭС России».

5 . ФУНКЦИИ, ПРАВА И ОТВЕТСТВЕННОСТЬ

5.1 . Департамент науки и техники РАО «ЕЭС России»: 5.1.1 . Осуществляет следующие функции: установление основных принципов, правил СКЭ; принятие решения о регистрации аккредитующих органов; выдачу сертификатов о регистрации аккредитующих органов; организацию контроля за деятельностью аккредитующих органов; рассмотрение апелляций по результатам аккредитации; взаимодействие с калибровочными службами других отраслей и с Российской системой калибровки; принятие решения об аннулировании сертификата о регистрации аккредитующих органов. 5.1.2 . Имеет право: утверждать документы СКЭ; выдавать сертификаты о регистрации аккредитующих органов СКЭ; принимать решение по апелляциям; аннулировать сертификаты о регистрации аккредитующих органов. 5.1.3 . Несет ответственность за научно-техническую политику в области обеспечения единства измерений в электроэнергетике. 5.2 . Головная организация метрологической службы энергетики и электрификации, ее региональные подразделения: 5.2.1 . Осуществляют следующие функции: организацию и участие в разработке нормативных документов, регламентирующих калибровочную деятельность в электроэнергетике; регистрацию и ведение перечня аккредитующих органов СКЭ; экспертизу документов, представляемых БОМС для регистрации в качестве аккредитующего органа; подготовку и представление на утверждение в Департамент науки и техники материалов по регистрации аккредитующих органов СКЭ; аккредитацию на право калибровки метрологических служб БОМС энергетики и электрификации, БОМС по АСДУ и организаций (предприятий) РАО «ЕЭС России», не входящих в состав АО-энерго и не прикрепленных к БОМС, по тем видам измерений, которые указаны в сертификате о регистрации аккредитующего органа; организацию и проведение проверок выполнения требований, предъявляемых к аккредитующим органам СКЭ и к метрологическим службам, аккредитованным на право калибровки средств измерений; организацию обмена опытом специалистов-метрологов, занимающихся калибровочной деятельностью; консультативную деятельность по вопросам СКЭ; разработку предложений для Департамента науки и техники по дальнейшему развитию и совершенствованию СКЭ; комплектацию и актуализацию фонда нормативных документов по калибровочной деятельности; оформление и выдачу метрологическим службам «Аттестата аккредитации на право калибровки средств измерений»; ведение перечня метрологических служб, аккредитованных ГОМС и ее региональными подразделениями на право калибровки СИ; проведение экспертизы НД по калибровке средств измерений. 5.2.2 . Имеют право: беспрепятственно посещать аккредитованные ими метрологические службы энергопредприятий для осуществления контроля за их деятельностью и качеством калибровочных работ; готовить предложения для Департамента науки и техники по регистрации аккредитующих органов и лишению их сертификата о регистрации при наличии оснований для этого; аннулировать или приостанавливать действие аттестатов аккредитации на право калибровки средств измерений при отрицательных результатах контроля выполнения требований, предъявляемых к аккредитованным метрологическим службам; выдавать необходимые предписания, исключающие возможность эксплуатации неисправных средств измерений; проводить в пределах своей компетенции экспертизу методик калибровки средств измерений и давать предложения о внесении изменений в них; согласовывать межкалибровочные интервалы, устанавливаемые аккредитованными ими метрологическими службами энергопредприятий (организаций). 5.2.3 . Несут ответственность за: своевременную подготовку предложений для Департамента науки и техники о регистрации аккредитующих органов; контроль за деятельностью аккредитующих органов; своевременную аккредитацию метрологических служб по их заявкам; своевременный контроль за соблюдением аккредитованными метрологическими службами требований к проведению калибровочных работ; своевременное информационное и методическое обслуживание аккредитованных метрологических служб; своевременное принятие мер, обеспечивающих выполнение требований, предъявляемых к метрологическим службам, аккредитованным на право калибровки средств измерений. 5.3 . Базовые организации метрологической службы энергетики и электрификации, БОМС по АСДУ: 5.3.1 . Осуществляют следующие функции: аккредитацию на право калибровки СИ метрологических служб энергопредприятий (организаций) и ОДУ в соответствии с сертификатом о регистрации аккредитующего органа, выданного Департаментом науки и техники РАО «ЕЭС России», и контроль за соблюдением ими требований к проведению калибровочных работ; комплектацию и актуализацию фонда нормативных документов по калибровочной деятельности; оформление и выдачу метрологическим службам «Аттестата аккредитации на право калибровки средств измерений»; ведение перечня аккредитованных метрологических служб; организацию работы по повышению квалификации и аттестацию персонала, выполняющего калибровку средств измерений; проведение экспертизы НД по калибровке средств измерений. 5.3.2 . Имеют право: беспрепятственно посещать аккредитованные ими метрологические службы энергопредприятий для осуществления контроля за их деятельностью и качеством калибровочных работ; аннулировать или приостанавливать действие аттестатов аккредитации на право калибровки средств измерений при отрицательных результатах контроля выполнения требований, предъявляемых к аккредитованным метрологическим службам; выдавать необходимые предписания, исключающие возможность эксплуатации неисправных средств измерений; проводить в пределах своей компетенции экспертизу методик калибровки средств измерений и давать предложения о внесении изменений в них; согласовывать межкалибровочные интервалы, устанавливаемые аккредитованными ими метрологическими службами энергопредприятий (организаций), ОДУ. 5.3.3 . Несут ответственность за: своевременную аккредитацию метрологических служб по их заявкам; своевременный контроль за соблюдением аккредитованными метрологическими службами требований к проведению калибровочных работ; своевременное информационное и методическое обслуживание аккредитованных метрологических служб; своевременное принятие мер, обеспечивающих выполнение требований, предъявляемых к метрологическим службам, аккредитованным на право калибровки средств измерений. 5.4 . Метрологические службы энергопредприятий и организаций. 5.4.1 . Осуществляют следующие функции: калибровку средств измерений и оформление результатов калибровки; обеспечение надлежащего состояния калибровочного оборудования и помещений; подготовку и переподготовку кадров, аттестацию персонала, выполняющего калибровку средств измерений. 5.4.2 . Имеют право: проводить калибровку средств измерений в соответствии с областью аккредитации; выдавать сертификаты о калибровке и ставить калибровочные клейма на средства измерений; пользоваться услугами аккредитующего органа; аннулировать сертификаты о калибровке средств измерений в случае несоответствия действительных метрологических характеристик, указанных в сертификате; гасить оттиски калибровочного клейма в случае несоответствия действительных значений метрологических характеристик нормированным; давать руководству энергопредприятия (организации), ОДУ рекомендации по установлению и изменению сроков калибровки (межкалибровочный интервал) средств измерений с учетом их эксплуатационных свойств и (или) условий эксплуатации. Межкалибровочные интервалы устанавливаются и корректируются в соответствии с требованиями МИ 2187-92 ГСИ. Межповерочные и межкалибровочные интервалы средств измерений. Методика определений до выхода соответствующих отраслевых нормативных документов и согласовываются с аккредитующим органом, аккредитовавшим метрологическую службу на право проведения калибровочных работ; проводить контроль состояния средств измерений и давать необходимые предписания, исключающие возможность эксплуатации неисправных средств измерений; беспрепятственно посещать все подразделения энергопредприятия, эксплуатирующие или хранящие средства измерений, подлежащие калибровке, в соответствии с режимом, установленным на энергопредприятии. 5.4.3 . Несут ответственность за: состояние средств измерений на энергопредприятии, подлежащих калибровке; правильность отнесения конкретного средства измерения к средствам измерений, подлежащим калибровке, в соответствии с действующими отраслевыми нормативными документами; качество выполняемых калибровочных работ и оформление результатов калибровки; состояние средств калибровки, принадлежащих энергопредприятию; правильность установления сроков калибровки.

Конституция РФ (ст. 71) устанавливает, что в ведении Российской Федерации находятся стандарты, эталоны, метрическая система и исчисление времени. Таким образом, эти положения Конституции РФ закрепляют централизованное руководство основными вопросами законодательной метрологии (единицы величин, эталоны и связанные с ними другие метрологические основы). В этих вопросах исключительное право за законодательными органами и государственными органами управления Российской Федерации. В 1993 году был принят закон РФ «Об обеспечении единства измерений», который определяет:

• основные метрологические понятия (единство измерений, средство измерений, эталон единицы величины, нормативный документ по обеспечению единства измерений, метрологическая служба, метрологический контроль и надзор, поверка средств измерений, калибровка средств измерений и другие);
• компетенцию Госстандарта России в области обеспечения единства измерений;
• компетенцию и структуру Государственной метрологической службы и других государственных служб обеспечения единства измерений;
• метрологические службы государственных органов управления Российской Федерации и юридических лиц (предприятий, организаций);
• основные положения о единицах величин Международной системы единиц, принято Генеральной конференцией по мерам и весам;
• виды и сферы распространения метрологического контроля и надзора;
• права, обязанности и ответственность государственных инспекторов по обеспечению единства измерений;
• обязательное создание метрологических служб юридических лиц, использующих средства измерений в сферах распространения государственного контроля и надзора;
• условия использования средств измерений в сферах распространения государственного контроля и надзора (утверждение типа, поверка);
• требования к выполнению измерений по аттестованным методикам;
• основные положения калибровки и сертификации средств измерений;
• источники финансирования работ по обеспечению единства измерений.

Рассмотрим некоторые статьи этого закона применительно к энергетике жилищно-коммунального хозяйства. Это статья 12 и 13 закона. На основе статей 12 и 13 закона все средства измерений, используемые в котельных, подлежат обязательной поверке и должны быть сертифицированны в установленном порядке. Как показали проверки состояния и применения средств измерений при оказании жилищно-коммунальных услуг, проведенные в IV квартале 2001 года инспекторами Саратовского СЦСМ - 60 % средств измерений не пригодны к эксплуатации, и это в разгар отопительного сезона. Более того, у части средств измерений не нашелся хозяин. На предприятиях отсутствует метрологическая служба или лица ответственные за метрологическое обеспечение, нет перечней применяемых средств измерений, нет графиков поверки средств измерений. Руководителям проверенных предприятий выданы главным государственным инспектором предписания по устранению замечаний, однако до настоящего времени нарушения не устранены. За невыполнение предписаний руководители предприятий будут привлечены к административной ответственности в виде штрафа до 10 000 рублей. Ответственность за правильность отнесения средств измерений к сфере государственного контроля и надзора несет руководитель предприятия. Конкретные перечни средств измерений, подлежащих поверке, составляются предприятиями-пользователями средств измерений и утверждаются территориальными органами Госстандарта России. На основании этого перечня владельцем средств измерений составляется график поверки и согласовывается с территориальным органом Госстандарта. На сегодняшний день предприятия ЖКХ не представили ни одного перечня и графика, тем самым грубо нарушая законодательство РФ. До сих пор не внедрен ГОСТ 51617–2000 г. «Жилищно-коммунальные услуги. Общие технические условия», который обязателен к исполнению на всей территории Российской Федерации как для организаций, так и для индивидуальных предпринимателей, оказывающих жилищно-коммунальные услуги. Юридические и физические лица, а также государственные органы управления Российской Федерации, виновные в нарушении метрологических правил и норм, несут в соответствии с действующем законодательством уголовную, административную либо гражданско-правовую ответственность. Многих проблем, связанных с обеспечением единства измерений и метрологического обеспечения производства, можно было избежать, если бы на предприятиях ЖКХ были организованны метрологические службы. Рассмотрим другую статью указанного выше закона ст. 11. При выполнении работ в сферах распространения государственного контроля и надзора создание метрологических служб или иных организационных структур по обеспечению единства измерений является обязательным. Метрологическая служба предприятия, как правило, самостоятельное структурное подразделение, которое возглавляется главным метрологом, и осуществляет следующие основные функции:

• анализ состояния измерений на предприятии;
• внедрение современных методов и средств измерений, методик выполнения измерений;
• внедрение методических и нормативных документов в области метрологического обеспечения производства;
• контроль работоспособности средств измерений в процессе их эксплуатации (помимо поверки);
• обслуживание СИ в эксплуатации в соответствии с указаниями эксплуатационной документации;
• текущий ремонт средств измерений; надзор за состоянием и применением средств измерений;
• учет средств измерений на предприятии.

Грамотно поставленный учет состояния средств измерений дает данные, которые обеспечивают:

• формирование потребности предприятия и отдельных его цехов в средствах измерений;
• формирование перечней средств измерений, подлежащих поверке, в том числе и списанию;
• планирование поверки средств измерений и фиксирование ее результатов;
• планирование ремонтов средств измерений;
• расчеты за поверочные и ремонтные работы;
• анализ работы ремонтного персонала.

Для решения поставленных задач по обеспечению единства измерения, внедрения ГОСТ 51617–2000 г. и связанных с ним мероприятий, предлагаем разработать областную целевую программу, направленную на обеспечение оказываемых жилищно-коммунальных услуг требованиям соответствующих стандартов, на безопасность услуг для жизни, здоровья, имущества потребителя и охраны окружающей среды. Саратовский центр готов принять непосредственное активное участие в разработке целевой программы. Необходимо провести инвентаризацию средств измерений, находящихся в эксплуатации в ЖКХ. Важный вопрос - поверка средств измерений. Ее необходимость определена законодательством РФ и правилами безопасности в газовом хозяйстве. Что такое техника безопасности, и какие последствия могут быть, я думаю, говорить излишне. Поверка средств измерений - это совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям. Основной показатель качества измерений - точность измерений. Без знания точности измерений невозможно оценить достоверность результатов контроля, обеспечить эффективное управление технологическим процессом, обеспечить достоверный учет материальных и энергетических ресурсов, принять правильные решения на основе результатов измерений. Поверку СИ осуществляет Саратовский центр, который имеет два отделения в городах Балаково и Балашове. Результатом поверки является подтверждение пригодности средства измерений к применению или признание средства измерений непригодным к применению. Если средство измерений по результатам поверки признано пригодным к применению, то на него наносится оттиск поверительного клейма и (или) выдается «Свидетельство о поверке». Если средство измерения по результатам поверки признано непригодным к применению, оттиск поверительного клейма гасится, «Свидетельство о поверке» аннулируется, выписывается «Извещение о непригодности». Поверка производится на основании графика поверки через межповерочный интервал, который устанавливается при проведении государственных испытаний и сертификации средств измерений. Как правило, межповерочный интервал указывается в паспорте на прибор. Не допускаются к применению средства измерения, у которых отсутствует пломба или клеймо, просрочен срок проверки, имеются повреждения, стрелка при отключении не возвращается к нулевому делению шкалы на величину, превышающую половину допускаемой погрешности для данного прибора. Эксплуатация газового оборудования с отключенными контрольно-измерительными приборами, предусмотренными проектом, блокировками и сигнализацией запрещается. Приборы, снятые в ремонт или на поверку, должны немедленно заменяться на идентичные, в том числе и по условиям эксплуатации. В этом году в соответствии с «Инструкцией по оценке готовности муниципальных образований, обеспечивающих энергоснабжение предприятий, организаций, населения и объектов социальной сферы к работе в осенне-зимний период» при составлении «Акта проверки готовности к работе в осенне-зимний период» будет производиться запись о наличии клейма или свидетельств о поверке контрольно-измерительных приборов, в т.ч. систем индивидуального контроля загазованности. В соответствии с «Правилами учета газа», утвержденными Минтопэнерго РФ 14 октября 1996 г., в условиях жилищно-коммунального хозяйства необходим учет расхода природного газа. Измерение и учет количества газа производится по методикам выполнения измерения, аттестованным в установленном порядке. Постановлениями Госстандарта России от 13.02.96 г. и от 02.02.99 г. введены в действие правила по метрологии ПР 50.2.019–96 «Методика выполнения измерений при помощи турбинных и ротационных счетчиков» и взамен РД 50–213–80 ГОСТ 8.563.1.3 «Методика выполнения измерений с помощью сужающих устройств» и ПР 50.2.022–99, регламентирующие требования к проектированию, монтажу, оснащению и эксплуатации измерительных комплексов (узлов учета). Введение этих документов требует проведения ряда мероприятий, связанных с приведением состояния и применения действующих узлов учета в соответствии с требованиями, установленными в указанных выше нормативных документах. Так как газ является сжимаемой средой, то весь объем потребленного газа в РФ приводится к нормальным условиям. Поэтому необходимо контролировать параметры газа, температуру, давление. В правилах любого типа. Считаем необходимой на узлах учета с большим потреблением газа установку электронного корректора. На каждом узле учета с помощью СИ должны определяться:

• время работы узла учета;
• расход и количество газа в рабочих и нормальных условиях;
• среднечасовая и среднесуточная температура газа;
• среднечасовое и среднесуточное давление газа.

Особое внимание следует обратить на проектирование узлов учета (вновь вводимых или реконструированных). Проектные организации разрабатывают проекты с нарушением требований действующего законодательства. Даже если согласовал Межрайгаз, это не значит, что проект годен, т.к. они согласуют только место врезки. Поэтому необходима метрологическая экспертиза технической документации. Эту экспертизу может делать метрологическая служба предприятий или орган государственной метрологической службы (Центр). В целях обеспечения единства измерений расхода количества природного газа необходимо:

• привести в соответствие средства измерений и их монтаж в соответствии с требованиями нормативных документов; обратить внимание на изоляцию прямого участка трубопровода, где установлен термометр;
• оснастить узлы учета средствами измерений параметров газа (температуры, давления);
• оформить техническую документацию по приложенной форме до срока очередной поверки 2002 г., но не позднее начала отопительного сезона.

При предъявлении счетчиков газа и расходомеров газа на очередную поверку свидетельство о предыдущей поверки и паспорт на измерительный комплекс иметь обязательно. Выводы:

• Необходимо разработать целевую программу по обеспечению единства измерения, внедрения ГОСТ 51617–2000 г. и связанных с ним мероприятий.
• Провести инвентаризацию средств измерений на предприятиях ЖКХ.
• Организовать метрологическую службу.
• Обеспечить представление графиков и перечней.
• Провести поверку всех СИ до начала отопительного сезона.
• Привести узлы учета природного газа в соответствие с требованиями действующих стандартов.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет.

Кафедра «Строительные конструкции и инженерные сооружения»

по дисциплине:

«Метрология, стандартизация и сертификация»

Челябинск 2015 г.

Введение

Объекты и явления окружающего мира являются предметами познания. Познавательная деятельность имеет свои законы и особенности. Естественные науки занимаются практической познавательной деятельностью.

В ней различаются категории качества и количества. Методами количественного анализа служат теория и эксперимент. В свою очередь экспериментальные исследования могут выполняться с применением и без применения технических средств (инструментов).

Полученная тем или иным путем количественная информация о свойствах и явлениях окружающего мира перерабатывается, транспортируется и хранится в устройствах и системах. Использование количественной информации в народном хозяйстве (включая научную сферу) служит конечной целью познавательной деятельности.

Наука о получении количественной информации опытным путем называется метрологией. Опытным путем, т.е. экспериментально, количественная информация получается посредством измерений. Таким образом, метрология - наука о получении измерительной информации.

Первая аксиома метрологии гласит, что без априорной, т.е. до опытной информации, измерение невозможно. Эта аксиома относится к ситуации перед измерением и говорит о том, что если об интересующем нас свойстве мы ничего не знаем, то ничего и не узнаем. С другой стороны, если о нем известно все, то измерение не нужно.

Вторая аксиома метрологии заключается в том, что измерение есть не что иное, как сравнение. Она относится к процедуре измерения и говорит о том, что нет иного экспериментального способа получения информации о каких бы то ни было размерах, кроме как путем сравнения их между собой.

Третья аксиома метрологии гласит, что результат измерения без округления является случайным. Она относится к ситуации после измерения и отражает тот факт, что на результат реальной измерительной процедуры всегда оказывает влияние множество разнообразных, в том числе случайных факторов, точный учет которых в принципе невозможен, а окончательный итог непредсказуем.

По способу получения результатов различаются измерения прямые, косвенные, совокупные, или совместные.

Прямое измерение - искомое значение находят непосредственно из опытных данных. Например, измерение амперметром тока.

Косвенное измерение - искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Например, сопротивление резистора R находят по уравнение. R = U/I, в которое подставляют измеренные значения падения напряжения U на резисторе и тока I через него.

Совместные измерения - одновременные измерения нескольких не одноимённых величин для нахождения зависимости между ними. Например - определяют зависимость сопротивления резистора от температуры: Rx = R0 (1+Аt+Вt2); измеряя сопротивление резистора при трех различных температурах, составляют систему из трех уравнений, из которых находят параметры R0, А, В данной зависимости.

Совокупные измерения - одновременное измерение нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, составленных по результатам прямых измерений различных сочетаний этих величин.

Методы измерений - это совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Все методы измерений так же, как и их виды, исходя из второй аксиомы метрологии, являются разновидностями одного методологического подхода - метода сравнения с мерой и прямого измерения.

1. Правила учета электрической энергии

Расчеты за потребляемую электроэнергию являются одной из основополагающих позиций договорных взаимоотношений между потребителем и энергоснабжающей организацией, учитывающих интересы обеих сторон.

Требования к расчетным приборам учета электроэнергии включают в себя достоверность и точность определения расхода электроэнергии с учетом ее потерь в электрических сетях, открытости и доступности результатов измерений на всех этапах производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии.

Эти вопросы находятся в центре внимания на самом высоком государственном уровне и отражены в ряде законодательных правительственных документов, в том числе:

в Законе Российской Федерации «Об энергосбережении» № 28-ФЗ, принятом Государственной Думой 13 марта 1996 г., в котором указана необходимость обеспечения обязательного приборного учета всего объема производимых и потребляемых энергоресурсов;

в статьях 541, 543 и 544 Гражданского Кодекса, в которых подчеркивается, что количество переданной электрической энергии определяется в соответствии с данными приборов учета о ее фактическом потреблении и т.д.;

в Постановлении Правительства Российской Федерации от 02.11.95 № 1087 «О неотложных мерах по энергосбережению», на базе которого действуют Правила учета электрической энергии;

в Законе Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений», который устанавливает правовые основы обеспечения единства измерений в Российской Федерации, регулирует отношения государственных органов управления РФ с юридическими физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений и направлен на защиту прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики РФ от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;

в Законе Российской Федерации «О государственном регулировании тарифов на электрическую и тепловую энергию в Российской Федерации», принятом Государственной Думой 10 марта 1995 г., который определяет экономические, организационные и правовые основы государственного регулирования тарифов на электрическую и тепловую энергию в РФ;

в других законодательных, правовых и подзаконных актах, а также в государственных стандартах и ряде нормативно-технической документации.

Настоящие Правила учета электрической энергии определяют общие требования к организации ее учета и взаимосвязь между основными нормативно-техническими документами, действующими в этой области.

Допускается на основании действующих правовых и нормативно-технических документов ведомствами разрабатывать и утверждать в установленном порядке в пределах своей компетенции ведомственные нормативно-технические документы в области учета электроэнергии, не противоречащие утвержденным Правилам учета электрической энергии. Если эти документы содержат требования межведомственного характера, они должны быть согласованы в установленном порядке с Госэнергонадзором.

Учет электроэнергии производится на основе измерений с помощью счетчиков электрической энергии и информационно-измерительных систем.

Для учета электроэнергии должны использоваться средства измерений, типы которых утверждены Госстандартом России и внесены в Государственный реестр средств измерений.

К средствам учета относится совокупность устройств, обеспечивающих измерение и учет электроэнергии (измерительные трансформаторы тока и напряжения, счетчики электрической энергии, телеметрические датчики, информационно-измерительные системы и их линии связи) и соединенных между собой по установленной схеме.

Лица, выполняющие работы по монтажу и наладке средств учета электроэнергии, должны иметь лицензию на проведение данных видов работ, т.е. документ, удостоверяющий право заниматься указанными видами деятельности, выдаваемый юридическим и физическим лицам органом государственной метрологической службы.

Средства учета электрической энергии и контроля ее качества должны быть защищены от несанкционированного доступа для исключения возможности искажения результатов измерений.

Организация эксплуатации средств учета электроэнергии должна вестись в соответствии с требованиями действующих НТД и инструкций заводов-изготовителей.

Эксплуатационное обслуживание средств учета электроэнергии должно осуществляться специально обученным персоналом.

При обслуживании средств учета электроэнергии должны выполняться организационные и технические мероприятия по обеспечению безопасности работ в соответствии с действующими правилами.

На основании действующих правовых и нормативно-технических документов ведомства могут разрабатывать и утверждать в пределах своей компетенции ведомственные НТД в области учета электроэнергии, не противоречащие настоящим правилам.

В сроки, установленные Госстандартом России, необходимо производить периодическую проверку средств измерений, используемых для учета электрической энергии и контроля ее качества. Перестановка, замена или изменение схем включения средств учета осуществляется с согласия энергоснабжающей организации.

Помимо Правил учета электрической энергии действует Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении (РД 34.09.101-94), которая содержит основные положения по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении, устанавливает требования к организации, составу и правилам эксплуатации систем учета электроэнергии и мощности. Типовая инструкция предназначена для персонала акционерных обществ энергосистем, проектных организаций и потребителей электроэнергии.

Представители Энергонадзора имеют право доступа к приборам учета электроэнергии, измерительным комплексам и системе учета в целом на всех электростанциях, подстанциях и предприятиях, расположенных в зоне обслуживания, для выполнения инспекционных и регламентных работ с участием персонала соответствующего энергообъекта (электроустановки).

Каждый измерительный комплекс учета электроэнергии, введенный по нормальной или временной схеме размещения приборов расчетного и технического учета электроэнергии, должен иметь технический паспорт-протокол следующей формы.

Настоящие Правила учета электрической энергии согласованы с Госстандартом России, Главгосэнергонадзором России и РАО «ЕЭС России» и утверждены в Минтопэнерго Российской Федерации и Минстрое Российской Федерации.

2. Цели и принципы измерения электрической энергии

Основной целью учета электрической энергии является получение достоверной информации о количестве отпущенной и потребленной электроэнергии (величине мощности) для решения финансовых расчетов за электроэнергию и мощность, определения и прогнозирования технико-экономических показателей потребления электроэнергии предприятием, обеспечения энергосбережения и организации электропотребления. Различают коммерческий, используемый для финансовых расчетов (с определенными требованиями по местам установки средств учета, их типам, классам точности и периодичности снятия показаний), и технический учет электроэнергии в целях организации по подразделениям электропотребления и энергосбережения на предприятии.

Средства учета электроэнергии -- это устройства, обеспечивающие измерение и учет; к ним относятся: счетчики электрической энергии (активной и реактивной); измерительные трансформаторы тока и напряжения; телеметрические датчики; информационно-измерительные системы и их линии связи. Измерительным комплексом средств учета электроэнергии называется совокупность соединенных между собой по установленной схеме устройств. Совокупность измерительных комплексов, установленных на одном объекте (например, на предприятии), называется системой учета электроэнергии.

Самым распространенным видом электроизмерительных приборов являются счетчики активной и реактивной энергии. Различают счетчики непосредственного включения в сеть и счетчики, предназначенные для подключения к измерительным трансформаторов тока и напряжения. В последнем случае показания счетчика умножают на расчетный коэффициент Кр, равный произведению соответствующих коэффициентов трансформации: Ар = К,Ки. Есть счетчики, заранее отградуированные для работы с конкретными измерительными трансформаторами, которые указаны на их табличке. Такие счетчики называются трансформаторными; пересчет их показаний не требуется.

В качестве расчетных приборов учета используют однофазные и трехфазные счетчики двух типов: индукционные и статические (электронные). В индукционном счетчике имеется подвижный диск, по которому протекают токи, индуцированные магнитным полем токопроводящих катушек. В электронном счетчике переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии.

Счетный механизм представляет собой электромеханическое или электронное устройство, содержит запоминающее устройство и дисплей.

Система учета электроэнергии должна быть защищена от воздействия электромагнитных полей (сверх установленных техническими условиями), механических повреждений и несанкционированного доступа. На счетчиках устанавливают два типа пломб: заводские пломбы на креплении кожухов, не допускающие проникновение внутрь механизма счетчика, и пломбы организации (субъекта электроэнергетики), с которой осуществляются финансовые расчеты.

Счетчики активной энергии изготавливают следующих классов точности (обозначает наибольшую относительную погрешность в процентах): индукционные -- 0,5; 1,0; 2,0 и 2,5; электронные -- 1; 2; 0,2S; 0,5S. Требования к классу точности определяют в зависимости от цели и места установки системы учета; ряд требований определены в правовых и нормативных документах. Рынок электроэнергии предъявляет повышенные требования к точности приборов учета.

Снижение производственных затрат на энергоресурсы затрат реализуется направлениями технической политики предприятия, заключающейся в снижении стоимости потребленной электроэнергии и повышении эффективности ее использования.

Для оптимизации затрат предприятию следует переносить часть нагрузки на другие временные интервалы -- полупиковые и ночные. Считая, что годовое А(А = Рмах Тмах) и суточное Ас (Ас = 24Рс) электропотребление не зависят от регулирования (энергия для функционирования предприятия W const), можно организовать перераспределение потребляемой энергии в течении суток. Для этого на суточном графике нагрузки предприятия выделяют ночную зону Рн; дневную зону, равную средней нагрузке Рс; утренний РУ(таХ) и вечерний Рв(тах) максимумы, совпадающие с временем прохождения максимума в энергосистеме (при этом Рс < Ру(макс) < Рв(мах))

Предприятие заинтересовано в постоянном управлении величиной электропотребления, опираясь на возможности регулирования по цехам.

Условно принимается:

1) технологический процесс одинаков для каждого цикла (смены), но изменением времени начала и конца цикла можно перевести максимальную нагрузку на другое время;

2) процесс непрерывен и не может сдвигаться во времени, но продукция различна по электроемкости, а сам процесс регулируем по интенсивности -- следует ставить на часы максимума выпуск неэнергоемкой продукции;

3) технология допускает прерывание -- такое, что экономия оплаты за электроэнергию перекрывает неудобства;

4) цеха свободны от технологических ограничений на снижение нагрузки. I

Предприятие, имеющее возможности регулирования нагрузки, называется потребителем с управляемой нагрузкой. Такое предприятие может оказывать услуги субъектам электроэнергетики. За эти услуги предприятию должны оплачивать (полностью возмещают как затраты, так и обоснованный уровень рентабельности). С точки зрения субъектов электроэнергетики снижение Ртах отдельных потребителей означает выравнивание общего графика нагрузки и снижение максимума, что в пределе снижает возможный дефицит мощности и позволяет отказаться от строительства части генерирующих мощностей.

Особо как регуляторы рассматриваются предприятия и организации, имеющие собственные источники электроэнергии. Они законодательно получили название «потребители с блокстанциями» и право продажи излишков (даже в отдельные часы) другим потребителям региона, гарантирующему поставщику, а в ряде случаев -- и на оптовый рынок. Это позволит организовать экономичные режимы собственных электростанций.

3. Приборы учета и измерений электроэнергии

Измерение мощности. В цепях постоянного тока мощность измеряют электро- или ферродинамическим ваттметром. Мощность может быть также подсчитана перемножением значений тока и напряжения, измеренных амперметром и вольтметром.

В цепях однофазного тока измерение мощности может быть осуществлено электродинамическим, ферродинамическим или индукционным ваттметром. Ваттметр 4 (рис. 1) имеет две катушки: токовую 2, которая включается в цепь последовательно, и напряжения 3, которая включается в цепь параллельно.

Ваттметр является прибором, требующим при включении соблюдения правильной полярности, поэтому его генераторные зажимы (зажимы, к которым присоединяют проводники, идущие со стороны источника 1) обозначают звездочками.

ваттметр энергия электрический

Рис. 1 Схема для измерения мощности

Для расширения пределов измерения ваттметров их токовые катушки включают в цепь при помощи шунтов или измерительных трансформаторов тока, а катушки напряжения -- через добавочные резисторы или измерительные трансформаторы напряжения.

Измерение электрической энергии. Способ измерения. Для учета электрической энергии, получаемой потребителями или отдаваемой источниками тока, применяют счетчики электрической энергии. Счетчик электрической энергии по принципу своего действия аналогичен ваттметру. Однако в отличие от ваттметров вместо спиральной пружины, создающей противодействующий момент, в счетчиках предусматривают устройство, подобное электромагнитному демпферу, создающее тормозящее усилие, пропорциональное частоте вращения подвижной системы. Поэтому при включении прибора в электрическую цепь возникающий вращающий момент будет вызывать не отклонение подвижной системы на некоторый угол, а вращение ее с определенной частотой.

Число оборотов подвижной части прибора будет пропорционально произведению мощности электрического тока на время, в течение которого он действует, т. е. количеству электрической энергии, проходящей через прибор. Число оборотов счетчика фиксируется счетным механизмом. Передаточное число этого механизма выбирают так, чтобы по показаниям счетчика можно было отсчитывать не обороты, а непосредственно электрическую энергию в киловатт-часах.

Наибольшее распространение получили ферродинамические и индукционные счетчики; первые применяют в цепях постоянного тока, вторые -- в цепях переменного тока. Счетчики электрической энергии включают в электрические цепи постоянного и переменного тока так же, как и ваттметры.

Ферродинамический счетчик (рис. 2) устанавливают на э. п. с. постоянного тока. Он имеет две катушки: неподвижную 4 и подвижную 6. Неподвижная токовая катушка 4 разделена на две части, которые охватывают ферромагнитный сердечник 5 (обычно из пермаллоя). Последний позволяет создать в приборе сильное магнитное поле и значительный вращающий момент, обеспечивающий нормальную работу счетчика в условиях тряски и вибраций. Применение пермаллоя способствует уменьшению погрешности счетного механизма 2 от гистерезиса магнитной системы (он имеет весьма узкую петлю гистерезиса).

Чтобы уменьшить влияние внешних магнитных полей на показания счетчика, магнитные потоки отдельных частей токовой катушки имеют взаимно противоположное направление (астатическая система). При этом внешнее поле, ослабляя поток одной части, соответственно усиливает поток другой части и оказывает в целом небольшое влияние на результирующий вращающий момент, создаваемый прибором. Подвижная катушка 6 счетчика (катушка напряжения) расположена на якоре, выполненном в виде диска из изоляционного материала или в виде алюминиевой чаши. Катушка состоит из отдельных секций, соединенных с пластинами коллектора 7 (эти соединения на рис. 2 не показаны), по которому скользят щетки из тонких серебряных пластин.

Ферродинамический счетчик работает принципиально как двигатель постоянного тока, обмотка якоря которого подключена параллельно, а обмотка возбуждения -- последовательно с потребителем электроэнергии. Якорь вращается в воздушном зазоре между полюсами сердечника. Тормозной момент создается в результате взаимодействия потока постоянного магнита 1 с вихревыми токами, возникающими в алюминиевом диске 3 при его вращении.

Для компенсации влияния момента трения и уменьшения благодаря этому погрешности прибора в ферродинамических счетчиках устанавливают компенсационную катушку или в магнитном поле неподвижной (токовой) катушки помещают лепесток из пермаллоя, который имеет высокую магнитную проницаемость при малой напряженности поля. При небольших нагрузках этот лепесток усиливает магнитный поток токовой катушки, что приводит к увеличению вращающего момента и компенсации трения. При увеличении нагрузки индукция магнитного поля катушки увеличивается, лепесток насыщается и его компенсирующее действие перестает возрастать.

При работе счетчика на э. п. с. возможны сильные толчки и удары, при которых щетки могут отскакивать от коллекторных пластин. При этом под щетками будет возникать искрение. Для его предотвращения между щетками включают конденсатор С и резистор R1. Компенсация температурной погрешности осуществляется с помощью термистора Rт (полупроводникового прибора, сопротивление которого зависит от температуры). Он включается совместно с добавочным резистором R2 параллельно подвижной катушке. Чтобы уменьшить влияние тряски и вибраций на работу счетчиков, их устанавливают на э. п. с. на резинометаллических амортизаторах.

Рис. 2 Ферродинамический счетчик электрической энергии

Индукционный счетчик имеет два электромагнита (рис. 3а), между которыми расположен алюминиевый диск 7. Вращающий момент в приборе создается в результате взаимодействия переменных магнитных потоков Ф1 и Ф2, созданных катушками электромагнитов, с вихревыми токами Iв1 и Iв2, индуцируемыми ими в алюминиевом диске.

В индукционном счетчике вращающий момент М должен быть пропорционален мощности. Для этого катушку 6 одного из электромагнитов (токовую) включают последовательно с нагрузкой 5, а катушку 2 другого (катушку напряжения) -- параллельно нагрузке. В этом случае магнитный поток Ф1 будет пропорционален току I в цепи нагрузки, а поток Ф2 -- напряжению U, приложенному к нагрузке. Для обеспечения требуемого угла сдвига фаз угол между потоками Ф1 и Ф2 в электромагните катушки напряжения предусмотрен магнитный шунт 3, через который часть потока Ф2 замыкается. Угол сдвига фаз между потоками Ф1 и Ф2 точно регулируется изменением положения металлического экрана 1, расположенного на пути потока, ответвляющегося через магнитный шунт 3.

Тормозной момент создается так же, как в ферродинамическом счетчике.

Компенсация момента трения осуществляется путем создания небольшой несимметрии в магнитной цепи одного из электромагнитов с помощью стального винта.

Для предотвращения вращения якоря при отсутствии нагрузки под действием усилия, созданного устройством, компенсирующим трение, на оси счетчика укрепляется стальной тормозной крючок.

Этот крючок притягивается к тормозному магниту 4, благодаря чему предотвращается возможность вращения подвижной системы без нагрузки.

При работе же счетчика под нагрузкой тормозной крючок практически не влияет на его показания.

Чтобы диск счетчика вращался в требуемом направлении, необходимо соблюдать определенный порядок подключения проводов к его зажимам.

Нагрузочные зажимы прибора, к которым подключают провода, идущие от потребителя, обозначают буквами Я (рис. 3б), генераторные зажимы, к которым подключают провода от источника тока или от сети переменного тока,-- буквами Г.

Рис. 3 Индукционный счетчик электрической энергии

4. Погрешности измерений и их виды

Ни одно измерение не свободно от погрешностей, или, точнее, вероятность измерения без погрешностей приближается к нулю. Род и причины погрешностей весьма разнообразны и на них влияют многие факторы.

По результатам измерения погрешности можно разделить на три вида: систематические, случайные и промахи.

Систематические погрешности, в свою очередь, делят на группы по причине их возникновения и характеру проявления. Они могут быть устранены различными способами, например, введением поправок.

Случайные погрешности вызываются сложной совокупностью изменяющихся факторов, обычно неизвестных и трудно поддающихся анализу. Их влияние на результат измерения можно уменьшить, например, путем многократных измерений с дальнейшей статистической обработкой полученных результатов методом теории вероятностей.

К промахам относятся грубые погрешности, которые возникают при внезапных изменениях условия эксперимента. Эти погрешности по своей природе тоже случайны, и после выявления должны быть исключены.

Точность измерений оценивается погрешностями измерений, которые подразделяются по природе возникновения на инструментальную и методическую и по методу вычислений на абсолютную, относительную и приведенную.

Инструментальная погрешность характеризуется классом точности измерительного прибора, который приведен в его паспорте в виде нормируемых основной и дополнительных погрешностей.

Методическая погрешность обусловлена несовершенством методов и средств измерений.

Абсолютная погрешность есть разность между измеренным Gu и истинным G значениями величины, определяемая по формуле:

Заметим, что величина имеет размерность измеряемой величины.

Относительную погрешность находят из равенства

д=±ДG/Gu·100%

Приведенную погрешность рассчитывают по формуле (класс точности измерительного прибора)

д=±ДG/Gнорм·100%

где Gнорм - нормирующее значение измеряемой величины. Ее принимают равной:

а) конечному значению шкалы прибора, если нулевая отметка находится на краю или вне шкалы;

б) сумме конечных значений шкалы без учета знаков, если нулевая отметка расположена внутри шкалы;

в) длине шкалы, если шкала неравномерная.

Класс точности прибора устанавливается при его проверке и является нормируемой погрешностью, вычисляемой по формулам

г=±ДG/Gнорм·100%, если ДGm=const

где ДGm - наибольшая возможная абсолютная погрешность прибора;

Gk - конечное значение предела измерения прибора; с и d - коэффициенты, учитывающие конструктивные параметры и свойства измерительного механизма прибора.

Например, для вольтметра с постоянной относительной погрешностью имеет место равенство

Относительная и приведенная погрешности связаны следующими зависимостями:

а) для любого значения приведенной погрешности

д=±г·Gнорм/Gu

б) для наибольшей приведенной погрешности

д=±гm·Gнорм/Gu

Из этих соотношений следует, что при измерениях, например вольтметром, в цепи при одном и том же значении напряжения относительная погрешность тем больше, чем меньше измеряемое напряжение. И если этот вольтметр выбран неправильно, то относительная погрешность может быть соизмерима со значением Gн, что является недопустимым. Заметим, что в соответствии с терминологией решаемых задач, например, при измерении напряжения G = U, при измерении тока C = I, буквенные обозначения в формулах для вычисления погрешностей необходимо заменять на соответствующие символы.

Важными этапами в процессе измерений являются обработка результатов и правила округления. Теория приближенных вычислений позволяет, зная степень точности данных, оценить степень точности результатов еще до выполнения действий: отобрать данные с надлежащей степенью точности, достаточной для обеспечения требуемой точности результата, но не слишком большую, чтобы избавить вычислителя от бесполезных расчетов; рационализировать сам процесс вычисления.

При обработке результатов применяют правила округления.

Правило 1. Если первая из отбрасываемых цифр больше пяти, то последняя из сохраняемых цифр увеличивается на единицу.

Правило 2. Если первая из отбрасываемых цифр меньше пяти, то увеличение не делается.

Правило 3. Если отбрасываемая цифра равняется пяти, а за ней нет значащих цифр, то округление производится на ближайшее четное число, т.е. последняя сохраняемая цифра остается неизменной, если она четная, и увеличивается, если она не четная.

Если за цифрой пять есть значащие цифры, то округление производится по правилу 2.

Применяя правило 3 к округлению одного числа, мы не увеличиваем точность округления. Но при многочисленных округлениях избыточные числа будут встречаться примерно столь же часто, как недостаточно. Взаимная компенсация погрешности обеспечит наибольшую точность результата.

Число, заведомо превышающее абсолютную погрешность (или в худшем случае равное ей), называется предельной абсолютной погрешностью.

Величина предельной погрешности не является вполне определенной. Для каждого приближенного числа должна быть известна его предельная погрешность (абсолютная или относительная).

Кроме того, при обработке результатов используются правила нахождения погрешности суммы, разности, произведения и частного.

Правило 1. Предельная абсолютная погрешность суммы равна сумме предельных абсолютных погрешностей отдельных слагаемых, но при значительном числе погрешностей слагаемых обычно происходит взаимная компенсация погрешностей, поэтому истинная погрешность суммы лишь в исключительных случаях совпадает с предельной погрешностью или близка к ней.

Правило 2. Предельная абсолютная погрешность разности равна сумме предельных абсолютных погрешностей уменьшаемого или вычитаемого.

Предельную относительную погрешность легко найти, вычислив предельную абсолютную погрешность.

Правило 3. Предельная относительная погрешность суммы (но не разности) лежит между наименьшей и наибольшей из относительных погрешностей слагаемых.

Если все слагаемые имеют одну и ту же предельную относительную погрешность, то и сумма имеет ту же предельную относительную погрешность. Иными словами, в этом случае точность суммы (в процентном выражении) не уступает точности слагаемых.

В противоположность сумме разность приближенных чисел может быть менее точной, чем уменьшаемое и вычитаемое. Потеря точности особенно велика в том случае, когда уменьшаемое и вычитаемое мало отличаются друг от друга.

Правило 4. Предельная относительная погрешность произведения приближенно равна сумме предельных относительных погрешностей сомножителей: д=д1+д2, или, точнее, д=д1+д2+д1д2 где д - относительная погрешность произведения, д1д2 - относительные погрешности сомножителей.

Примечания:

1. Если перемножаются приближенные числа с одним и тем же количеством значащих цифр, то в произведении следует сохранить столько же значащих цифр. Последняя из сохраняемых цифр будет не вполне надежна.

2. Если некоторые сомножители имеют больше значащих цифр, чем другие, то до умножения следует первые округлить, сохранив в них столько цифр, сколько имеет наименее точный сомножитель или еще одну (в качестве запасной), дальнейшие цифры сохранять бесполезно.

3. Если требуется, чтобы произведение двух чисел имело заранее данное число вполне надежное, то в каждом из сомножителей число точных цифр (полученное измерением или вычислением) должно быть на единицу больше. Если количество сомножителей больше двух и меньше десяти, то в каждом из сомножителей число точных цифр для полной гарантии должно быть на две единицы больше, чем требуемое число точных цифр. Практически же вполне достаточно взять лишь одну лишнюю цифру.

Правило 5. Предельная относительная погрешность частного приближенно равна сумме предельных относительных погрешностей делимого и делителя. Точная величина предельной относительной погрешности всегда превышает приближенную. Процент превышения примерно равен предельно относительной погрешности делителя.

Пример 1. Найти предельную абсолютную погрешность частного 2,81: 0,571.

Решение. Предельная относительная погрешность делимого есть 0,005:2,81=0,2%; делителя - 0,005:0,571=0,1%; частного - 0,2% + 0,1%=0,3%. Предельная абсолютная погрешность частного приближенно составит 2,81:0,571·0,0030=0,015

Значит, в частном 2,81:0,571=4,92 уже третья значащая цифра не надежна.

Ответ. 0,015.

Пример 2. Найти сумму приближенных замеров прибора. Найти количество верных знаков: 0,0909 + 0,0833 + 0,0769 + 0.0714 + 0,0667 + 0.0625 + 0,0588+ 0,0556 + 0,0526.

Решение. Сложив все результаты замеров, получим 0,6187. Предельная наибольшая погрешность суммы 0,00005·9=0,00045. Значит, в последнем четвертом знаке суммы возможна ошибка до 5 единиц. Поэтому округляем сумму до третьего знака, т.е. тысячных, получаем 0,619 - результат, в котором все знаки верные.

Ответ. 0,619. Количество верных знаков - три знака после запятой.

Измерение и учет электрической энергии строго регламентируется нормативно-технической документацией и законодательством Российской Федерации.

Для измерения и учета электрической энергии имеется множество приборов, которые должны удовлетворять требованиям государственных стандартов и другой нормативно-технической документации.

Список используемых источников

1. Интернет ресурс http://www.telenir.net/tehnicheskie_nauki

2. Интернет ресурс http://pue8.ru/uchet-elektroenegii (3)

3. Интернет ресурс http://electrono.ru

4. Закон Российской Федерации «Об энергосбережении» № 28-ФЗ, принятый Государственной Думой 13 марта 1996 г.

5. Постановление Правительства Российской Федерации от 02.11.95 № 1087 «О неотложных мерах по энергосбережению»

6. Закон Российской Федерации «О государственном регулировании тарифов на электрическую и тепловую энергию в Российской Федерации», принятый Государственной Думой 10 марта 1995 г.

7. Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении (РД 34.09.101-940).

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Методы измерения мощности. Архитектура автоматизированной измерительной системы технического учета электроэнергии. Разработка функциональной и электрической принципиальной схемы устройства. Выбор стандарта связи между цифровым счетчиком и компьютером.

дипломная работа , добавлен 09.06.2014


Измерение поглощаемой мощности как наиболее распространенный вид измерения СВЧ мощности. Приемные преобразователи ваттметров проходящей мощности. Обзор основных методов для измерения импульсной мощности, характеристика их преимуществ и недостатков.

реферат , добавлен 10.12.2013


Рассмотрение основных методов измерения электрической мощности и энергии в цепи однофазного синусоидального тока, в цепях повышенной и высокой частот. Описание конструкции ваттметров, однофазных счетчиков. Изучение особенностей современных приборов.

реферат , добавлен 08.01.2015


Изучение истории рождения энергетики. Использование электрической энергии в промышленности, на транспорте, в быту, в сельском хозяйстве. Основные единицы ее измерения выработки и потребления. Применение нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

презентация , добавлен 22.12.2014


История возникновения приборов учёта и измерения электрической энергии. Классификация счётчиков электричества по типу измеряемых величин, типу подключения и конструкции. Схема устройства индукционного счетчика. Будущее учёта электрической энергии.

реферат , добавлен 11.06.2014


Напряжение, ток, мощность, энергия как основные электрические величины. Способы измерения постоянного и переменного напряжения, мощности в трехфазных цепях, активной и реактивной энергии. Общая характеристика электросветоловушек для борьбы с насекомыми.

контрольная работа , добавлен 19.07.2011


Общие сведения по коллективным (общедомовым) приборам учета электроэнергии, их наладка и эксплуатация. Инструкционно-техническая карта на монтаж приборов учета электроэнергии. Охрана труда при работе с счетчиками на электростанциях и подстанциях.

курсовая работа , добавлен 09.12.2014


Анализ экономических показателей и характеристика предприятия на примере ГРЭС-5 г. Шатура Московской области. Анализ производственно-хозяйственной деятельности предприятия, финансового состояния. Пути снижения себестоимости производства электроэнергии.

курсовая работа , добавлен 09.02.2009


Роль электроэнергии в производственных процессах на современном этапе, метод ее производства. Общая схема электроэнергетики. Особенности главных типов электростанций: атомной, тепловой, гидро- и ветрогенераторы. Преимущества электрической энергии.

презентация , добавлен 22.12.2011


Номинальное напряжение на шинах. Определение по методу коэффициента максимума электрической нагрузки цехового трансформатора. Выбор марки проводов и кабелей всех линий и определение их сечений по нагреву расчетным током. Потери мощности и электроэнергии.

МЕТРОЛОГИЯ
Раздел 1 МЕТРОЛОГИЯ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 2 Метрология – наука об измерениях
СЕРТИФИКАЦИЯ
1.
2.
3.
4.
5.
Сущность и содержание метрологии.
Измерения физических величин.
Средства измерительной техники.
Нормирование метрологических характеристик.
Государственная система промышленных приборов и средств
автоматизации.

2.1 Сущность и содержание метрологии
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения
единства измерений и способах достижения необходимой точности.
Части метрологии:
● научно-теоретическая метрология;
● законодательная метрология;
● прикладная метрология.
Научно-теоретическая метрология:
● общая теория измерений;
● методы и средства измерений;
● методы определения точности измерений;
● эталоны и образцовые средства измерений;
● обеспечение единства измерений;
● критерии оценки и аттестация качества продукции.
Законодательная метрология:
● стандартизация терминов, систем единиц, мер, эталонов и СИТ;
● стандартизация характеристик СИТ и методик оценки точности;
● стандартизация методик поверки и контроля СИТ, методик контроля
и аттестации качества продукции.

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

Прикладная метрология:
● организация государственной службы единства мер и измерений;
● организация и проведение периодической поверки СИТ и
государственных испытаний новых средств;
● организация государственной службы стандартных справочных
данных и стандартных образцов, изготовление стандартных образцов;
● организация и осуществление службы контроля над выполнением
стандартов и технических условий производства, государственных
испытаний и аттестации качества продукции.
Взаимосвязь метрологии и стандартизации:
методы и способы
контроля выполнения
стандартов
Метрология
Стандартизация
стандарты
на выполнение измерений
и средства измерений

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

2.2 Измерения физических величин
Измерение отображение физической величины ее значением путем
эксперимента и вычислений с помощью специальных
технических средств (ДСТУ 2681-94).
Погрешность измерения отклонение результата измерения от условно
истинного значения измеряемой величины (ДСТУ 2681-94).
Числовые оценки погрешности:
● абсолютная погрешность
X изм X ;
относительная погрешность
100%
100%
X
X изм
приведенная погрешность γ
100% .
Xн
Неопределенность измерения оценка, характеризующая диапазон
значений, в котором находится истинное значение
измеряемой величины (ДСТУ 2681-94).
;

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

Результат измерения числовое значение, приписываемое измеряемой
величине, с указанием точности измерения.
Численные показатели точности:
● доверительный интервал (доверительные границы) погрешности
● оценка СКО погрешности
ΔР;
S.
Правила выражения показателей точности:
● численные показатели точности выражаются в единицах измеряемой
величины;
● численные показатели точности должны содержать не более двух
значащих цифр;
● наименьшие разряды результата измерения и численных показателей
точности должны быть одинаковыми.
Представление результата измерения
~
Х Х, Р
или
~
Х Х Р
Пример: U = 105,0 В, Δ0,95 = ± 1,5 B
или
U = 105,0 ± 1,5 B.

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

2.3 Средства измерительной техники
Средства измерительной техники (СИТ) технические средства для
выполнения измерений, имеющие нормированные
метрологические характеристики.
СИТ:
● средства измерений;
● измерительные устройства.
Средства измерений:
● измерительные приборы (электромеханические; сравнения;
электронные; цифровые; виртуальные);
● регистрирующие средства (регистрируют сигналы измерительной
информации);
● кодовые средства (АЦП – преобразуют аналоговую измерительную
информацию в кодовый сигнал);
● измерительные каналы (совокупность СИТ, средств связи и др. для
создания сигнала ИИ одной измеряемой величины);
● измерительные системы (совокупность измерительных каналов и
измерительных устройств для создания ИИ
нескольких измеряемых величин).

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

Измерительные устройства
● эталоны, образцовые и рабочие меры (для воспроизведения и
хранения размера физических величин);
● измерительные преобразователи (для изменения размера
измеряемой величины или преобразование
измеряемой величины в другую величину);
● компараторы (для сравнения однородных величин);
● вычислительные компоненты (совокупность средств ВТ и
программного обеспечения для выполнения
вычислений в процессе измерения).
2.4 Нормирование метрологических характеристик
Метрологические характеристики влияющие на результаты и
погрешности измерений и предназначенные для оценивания
технического уровня и качества СИТ, определения результата
и оценки инструментальной погрешности измерений.

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

Группы метрологических характеристик:
1) определяющие область применения СИТ:
● диапазон измерений;
● порог чувствительности.
2) определяющие точность измерений:
● погрешность;
● сходимость (близость результатов повторных измерений в
одинаковых условиях);
● воспроизводимость (повторяемость результатов измерений
той же величины в разных местах, в разное время,
разными методами, разными операторами, но в
аналогичных условиях).
Класс точности – обобщенная метрологическая характеристика,
определяемая границами допускаемых погрешностей, а также
другими характеристиками, влияющими на точность.
Обозначение классов точности:
К = |γmax |
а) 1,0 ;
К = |δmax |
а) 1, 0 ; б) 1,0/0,5
б) 1,0

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

2.5 Государственная система промышленных приборов и средств
автоматизации (ГСП)
Назначение ГСП создание научно обоснованных рядов приборов и
устройств с унифицированными характеристиками и
конструктивным выполнением.
Основные группы средств ГСП:
● средства для получения измерительной информации;
● средства для приема, преобразования и передачи информации;
● средства для преобразования, обработки и хранения информации и
формирования команд управления.
Системно-технические принципы ГСП:
● минимизация номенклатуры и количества;
● блочно-модульное построение;
● агрегатирование (построение сложных устройств и систем из
унифицированных узлов, блоков и модулей или типовых конструкций
методом сопряжения);
● совместимость (энергетическая, функциональная, метрологическая,
конструктивная, эксплуатационная, информационная).

10. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике

МЕТРОЛОГИЯ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 3 Обработка результатов измерений
СЕРТИФИКАЦИЯ
1. Измерения в системе оценки качества
продукции.
2. Вычисление значения измеряемой величины.
3. Процедура оценивания погрешности.
4. Оценивание погрешности однократных измерений.
5. Оценивание погрешности испытаний.
6. Оценка ошибок контроля качества.

11. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3.1 Измерения в системе оценки качества продукции
Оценка качества продукции в определении или контроле количественных
и качественных характеристик продукции путем проведения
измерений, анализа, испытаний.
Цель измерения характеристик нахождение значения соответствующей
физической величины.
Цель измерительного контроля заключение о годности продукции и
соответствии нормам.
Этапы проведения измерений:
● выбор и использование соответствующей аттестованной методики
проведения измерений (ДСТУ 3921.1-99);
● выбор и подготовка поверенных СИТ;
● выполнение измерений (однократные; многократные;
статистические);
● обработка и анализ результатов измерений;
● принятие решения о качестве продукции (сертификация продукции).

12. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3.2 Вычисление значения измеряемой величины
Пусть модель объекта (измеряемой величины)
Х = ƒ (X1, X2, …, Xm) – ∆мет;
при измерениях получены результаты наблюдений Хij,
i = 1, …, m – количество прямо измеряемых входных величин;
j = 1, …, n – число наблюдений каждой входной величины.
Результат измерения:
~
Х:
~
Х Х р
Порядок нахождения
1) исключение известных систематических погрешностей путем введения
поправок ∆c ij:
Х΄ij = Хij – ∆c ij ;
2) вычисление среднего арифметического каждой входной величины:
n
X ij
~
Х j 1 ;
i
n

13. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3) вычисление оценок СКО результатов наблюдений каждой величины:
n
~ 2
(X ij Х i)
S(Х i)
j 1
(n 1)
4) оценка равноточности измерений (исключение грубых погрешностей)
– по критерию Смирнова
(сравнивая значения
Vij
~
X ij X i
S(Xi)
с коэффициентами Смирнова)
– по критерию Райта;
5) уточнение среднего арифметического каждой входной величины и
вычисление значения измеряемой величины:
~
~
~
Х f Х 1 ... Х m Δмет.

14. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3.3 Процедура оценивания погрешности
1) вычисление оценок СКО
– входных величин:
n
~
S(Х i)
~ 2
(X ij Х i)
j 1
n (n 1)
– результата измерения:
S(Х)
m
f
~
S(Х)
i
X
1
i
2
2) определение доверительных границ случайной составляющей
погрешности:
Δ P t P (v) S (Х) ,
tP(v) – квантиль распределения Стьюдента для заданной Рд
при числе степеней свободы v = n – 1.

15. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3) вычисление границ и СКО неисключенной систематической
составляющей погрешности:
Δ нс k
f
Δ нсi
X
1
i
m
2
Sнс
;
Δ нс
3k
k = 1,1 при Рд = 0,95;
∆нсi определяется по имеющейся информации;
4) вычисление СКО суммарной погрешности:
5) оценка погрешности измерения
если ∆нс /
S(Х) < 0,8
если ∆нс /
S(Х) > 8
если 0,8 ≤ ∆нс /
S(Х) ≤ 8
S
2
S (Х)2 Sнс
;
ΔP = Δ P ;
Δ P = ∆нс;
ΔP
Δ Р Δ нс
S
S (Х) Sнс

16. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3.4 Оценивание погрешности однократных измерений
прямые измерения (i = 1,
j = 1)
~
Х Х
Р
~
Х = Хизм – ∆c ; ∆Р = ∆max ,
(∆max через класс точности прибора).
косвенные измерения (i = 2, …, m,
j = 1)
~
Х Х
~
~
~
Х f Х 1 ... Х m мет.
Р
ΔP
2
f
Δ max i ;
X
1
i
m

17. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

● если
Х = ∑ Xi
X
● если
ΔP
X1 ... X
X 1 ... X m
m
2
Δ
1
max i
m
δХ
● если
Х = kY
∆Х = k ∆Ymax
● если
X = Yn
δХ = n δYmax
(∆max и
δmax
2
δ max i
1
ΔP
∆Х = nYn-1∆Y max
вычисляются через класс точности).
δХ X
100%

18. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3.5 Оценивание погрешности испытаний
X
Пусть X = f (Y).
изм
∆зад – погрешность задания значения Y
изм
Погрешность испытаний Х
исп изм
При Х =
X
y
Y
зад
ƒ (X1, X2, …, Xm) наибольшая погрешность испытаний
исп изм
m
X
X i
i
i 1
2
зад
Y

19. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3.6 Оценка ошибок контроля качества
Ошибки контроля качества:
● ошибка контроля І вида: годная продукция
идентифицируется как негодная.
● ошибка контроля ІІ вида: негодная продукция
идентифицируется как годная.
Статистика:
Пусть контролируется величина Х.
Б – число единиц продукции, неправильно принятых за годные (в % от
общего числа измеренных);
Г – число единиц продукции, неправильно забракованных.
S
Аs
100%
Х
AS
Б
Г
1,6
3
5
0,37…0,39
0,87…0,9
1,6…1,7
0,7…0,75
1,2…1,3
2,0…2,25

20. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике

МЕТРОЛОГИЯ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 4 Качество электрической энергии
СЕРТИФИКАЦИЯ
1. Качество электрической
энергии и работа потребителей.
2. Показатели качества электроэнергии.
3. Определение показателей качества электроэнергии.

21. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

4.1 Качество электрической энергии и работа потребителей
Электромагнитная среда система электроснабжения и присоединенные к
ней электрические аппараты и оборудование, связанные кондуктивно и
создающие помехи, отрицательно влияющие на работу друг друга.
Электромагнитная совместимость технических средств возможность
нормальной работы в существующей электромагнитной среде.
Допустимые уровни помех в электрической сети характеризуют качество
электроэнергии и называются показателями качества электроэнергии.
Качество электроэнергии степень соответствия ее параметров
установленным нормам.
Показатели качества электрической энергии, методы их оценки и нормы
ГОСТ 13109-97: «Электрическая энергия. Совместимость технических
средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в
системах электроснабжения общего назначения».

22. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Свойства электрической энергии
Отклонение напряжения отличие фактического напряжения в
установившемся режиме работы системы электроснабжения от его
номинального значения при медленном изменении нагрузки.
Колебания напряжения быстроизменяющиеся отклонения напряжения
длительностью от полупериода до нескольких секунд.
Несимметрия напряжений несимметрия трёхфазной системы напряжений
Несинусоидальность напряжения искажение синусоидальной формы.
кривой напряжения.
Отклонение частоты отклонение фактической частоты переменного
напряжения от номинального значения в установившемся режиме
работы системы электроснабжения.
Провал напряжения внезапное и значительное снижение напряжения (<
90%Uн) длительностью от нескольких периодов до нескольких
десятков
секунд с последующим восстановлением напряжения.
Временное перенапряжение внезапное и значительное повышение
напряжения (> 110%Uн) длительностью более 10 миллисекунд.
Импульсное перенапряжение резкое повышение напряжения
длительностью менее 10 миллисекунд.

23. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Свойства электрической энергии и вероятные виновники ее ухудшения
Свойства электроэнергии
Наиболее вероятные виновники
Отклонение напряжения
Энергоснабжающая организация
Колебания напряжения
Потребитель с переменной нагрузкой
Несинусоидальность напряжения Потребитель с нелинейной нагрузкой
Несимметрия напряжений
Потребитель с несимметричной
нагрузкой
Отклонение частоты
Энергоснабжающая организация
Провал напряжения
Энергоснабжающая организация
Импульс напряжения
Энергоснабжающая организация
Временное перенапряжение
Энергоснабжающая организация

24. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Свойства эл. энергии

Отклонение напряжения Технологические установки:
срок службы, вероятность аварии
технологический процесс длительность и
себестоимость
Электропривод:
реактивная мощность (3…7% на 1%U)
момент (25% при 0,85Uн), потребляемый ток
срок службы
Освещение:
срок службы ламп (в 4 раза при 1,1 Uн)
световой поток (на 40% ламп накаливания и
на 15% люминисцентных ламп при 0,9 Uн),
ЛЛ мерцают или не зажигаются при < 0,9 Uн

25. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Влияние свойств електроэнергии на работу потребителей
Свойства эл. энергии
Колебания напряжения
Влияние на работу потребителей
Технологические установки и электропривод:
срок службы, эффективность работы
брак продукции
вероятность повреждения оборудования
вибрации электродвигателей, механизмов
отключение автоматических систем управления
отключение пускателей и реле
Освещение:
пульсация светового потока,
производительность труда,
здоровье работников

26. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Влияние свойств електроэнергии на работу потребителей
Свойства эл. энергии
Влияние на работу потребителей
Несимметрия напряжения
Электрооборудование:
потери в сети,
тормозные моменты в электродвигателях,
срок службы (вдвое при 4% обратной
последовательности), эффективность работы
перекос фаз и последствия, как при отклонении
напряжения
Несинусоидальность
напряжения
Электрооборудование:
однофазные короткие замыкания на землю
кабельных линий передач, пробой
конденсаторов, потери в линиях, потери в
электродвигателях и трансформаторах,
коэффициент мощности
Отклонение частоты
развал энергосистемы
аварийная ситуация

27. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

4.2 Показатели качества электрической энергии
Свойства эл. энергии
Показатель качества
Отклонение напряжения
Установившееся отклонение напряжения δUу
Колебания напряжения
Размах изменения напряжения δUt
Доза фликера Pt
Несинусоидальность
напряжения
Коэффициент искажения синусоидальности
кривой напряжения КU
Коэффициент n-ой гармонической
составляющей напряжения КUn
Несимметрия
напряжений

обратной последовательности К2U
Коэффициент несимметрии напряжений по
нулевой последовательности К0U

28. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Свойства эл. энергии
Показатель качества
Отклонение частоты
Отклонение частоты Δf
Провал напряжения
Длительность провала напряжения ΔUп
Глубина провала напряжения δUп
Импульс напряжения
Импульсное напряжение Uимп
Временное
перенапряжение
Коэффициент временного перенапряжения КперU
Длительность временного перенапряжения ΔtперU

29. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

4.3 Определение показателей качества электроэнергии
Установившееся отклонение напряжения δUу:
U у
Uу
U у U ном
U ном
100%
n
2
U
i n
– среднеквадратическое значение напряжения
1
Значения Ui получают усреднением не менее 18 измерений на интервале
времени 60 с.
Нормально допустимое δUу = ±5%, предельное ±10%.

30. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Размах изменения напряжения δUt:
U
U i U i 1
U t
100%
U ном
Ui
Ui+1
t
t
Ui и Ui+1 – значения следующих друг за другом экстремумов U,
среднеквадратическое значение которого имеет форму меандра.
Предельно допустимые нормы размаха изменения напряжения приведены в
стандарте в виде графика
(из которого, например, δUt = ±1,6% при Δt = 3 мин, δUt = ±0,4% при Δt = 3 с).

31. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения КU:
m
KU
2
U
n
n 2
U ном
100%
Un – действующее значение n-гармоники (m = 40);
Нормально допустимое КU ,%
Предельно допустимое КU ,%
при Uн, кВ
при Uн, кВ
0,38
6 – 20
35
0,38
6 – 20
35
8,0
5
4,0
12
8,0
6,0
KU находится усреднением результатов n ≥ 9 измерений в течение 3 с.

32. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения КUn
KUn
Uт
100%
U ном
Нормально допустимое КUn:
Нечетные гармоники, не кратные 3 Предельно допустимое КU при Uн
при Uн, кВ
n
0,38
6 – 20
35
n
0,38
6 – 20
35
5
6,0%
4,0%
3,0%
3
2,5%
1,5%
1,5%
7
5,0%
3,0%
2,5%
9
0,75%
0,5%
0,5%
11
3,5%
2,0%
2,0%
Предельно допустимое КUn = 1,5 КUn норм
КUn находится усреднением результатов n ≥ 9 измерений в течение 3 с.

33. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Коэффициент несимметрии напряжений по обратной
последовательности К2U
K 2U
U2
100%
U1
U1 и U2 – напряжения прямой и обратной последовательностей.
Нормально допустимое К2U = 2,0%, предельно допустимое К2U = 4,0%
Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой
последовательности К0U
K 0U
3U 0
100%
U1
U0 – напряжение нулевой последовательности
Нормально допустимое К0U = 2,0%, предельно допустимое К0U = 4,0% при
U = 380 В

34. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Длительность провала напряжения ΔUп
Предельно допустимое значение ΔUп = 30 с при U ≤ 20 кВ.
Глубина провала напряжения
U п
U ном U min
100%
U ном
Коэффициент временного перенапряжения
KперU
U m max
2U ном
Um max – наибольшее амплитудное значение за время контроля.
Отклонение частоты
Δf = fcp – fном
fcp – усредненное значение из n ≥ 15 измерений в течение 20 с.
Нормально допустимое Δf = ±0,2 Гц, предельно допустимое ±0,4 Гц.

35. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике

МЕТРОЛОГИЯ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 5 Обеспечение единства и
необходимой точности измерений
1.
2.
3.
4.
СЕРТИФИКАЦИЯ
Единство измерений и его обеспечение.
Воспроизведение и передача единиц физических величин.
Поверка СИТ.
Калибровка СИТ.

36. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

5.1 Единство измерений и его обеспечение
Главная задача организации измерений достижение сопоставимых
результатов измерений одних и тех же объектов, выполненных в
разное время, в разных местах, с помощью разных методов и средств.
Единство измерений измерения проводятся по стандартным или
аттестованным методикам, результаты выражены в узаконенных
единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью.
Причина
Следствие
Использование неверных методик
измерений, неправильный выбор
СИТ
Нарушение технологических
процессов, потери энергетических
ресурсов, аварийные ситуации, брак
продукции и др.
Неправильное представление
результатов измерений
Непризнание результатов измерений
и сертификации продукции.

37. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

Обеспечение единства измерений:
● метрологическое обеспечение;
● правовое обеспечение.
Метрологическое обеспечение установление и применение научных и
организационных основ, технических средств, правил и норм для
достижения единства и требуемой точности измерений
(регламентируется ДСТУ 3921.1-99).
Составные части метрологического обеспечения:
● научная основа
метрология;
● техническая основа
система государственных эталонов,
система передачи размеров единиц,
рабочие СИТ, система стандартных
образцов состава и свойств материалов;
● организационная основа метрологическая служба (сеть
учреждений и организаций);
● нормативная основа
законы Украины, ДСТУ и др.
нормативные документы.

38. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

Правовое обеспечение закон Украины «Про метрологію та
метрологічну діяльність» и другие нормативно-правовые акты.
Форма обеспечения единства измерений государственный
метрологический контроль и надзор (ГМК и Н)
Цель ГМК и Н проверка соблюдения требований закона и нормативноправовых актов Украины и нормативных документов метрологии.
Объекты ГМК и Н СИТ и методики выполнения измерений.
Виды ГМК и Н:
ГМК ● государственные испытания СИТ и утверждение их типов;
● государственная метрологическая аттестация СИТ;
● поверка СИТ;
● аккредитация на право проведения метрологических работ.
ГМН ● надзор за обеспечением единства измерений проверка:
– состояния и применения СИТ,
– применения аттестованных методик измерений,
– правильности выполнения измерений,
– соблюдения требований закона, метрологических норм и правил.

39. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

5.2 Воспроизведение и передача единиц физических величин
Воспроизведение единицы совокупность мероприятий по
материализации единицы физической
величины с наивысшей точностью.
Эталон средство измерительной техники, обеспечивающее
воспроизведение, хранение и передачу размера единицы
физической величины.
Эталоны:
международные
государственные
вторичные
Государственный эталон официально утвержденный эталон,
обеспечивающий воспроизведение единицы
измерений и передачу ее размера вторичным
эталонам с наибольшей в стране точностью.

40. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

Вторичные эталоны:
● эталон-копия;
● рабочий эталон.
Рабочий эталон для поверки или калибровки СИТ.
Передача размера единицы:
● методом непосредственного сличения;
● методом сличения с помощью компаратора.
Схема передачи размера единицы:
государственный эталон
↓
эталон – копия
↓
рабочие эталоны
↓
образцовые СИТ
↓
рабочие СИТ
На каждом этапе передачи единицы потеря точности в 3 – 10 раз.

41. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

Единство и точность измерения определяются эталонной базой страны.
Национальная эталонная база Украины 37 государственных эталонов.
Государственные эталоны единиц электрических величин:
● эталон единицы силы электрического тока
(S ≤ 4∙10-6, δс ≤ 8∙10-6 для постоянного тока,
S ≤ 10-4, δс ≤ 2∙10-4 для переменного тока);
● эталон единицы напряжения
(S ≤ 5∙10-9, δс ≤ 10-8 для ЭДС и постоянного напряжения,
S ≤ 5∙10-5, δс ≤ 5∙10-4 для переменного напряжения);
● эталон единицы электрического сопротивления
(S ≤ 5∙10-8, δс ≤ 3∙10-7);
● эталон времени и частоты
(S ≤ 5∙10-14, δс ≤ 10-13);

42. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

5.3 Поверка СИТ
Поверка СИТ установление пригодности СИТк использованию на основе
результатов контроля их метрологических характеристик.
Цель поверки определение погрешностей и других метрологических
характеристик СИТ, регламентированных ТУ.
Виды поверок:
● первичная (при выпуске, после ремонта, при импорте);
● периодическая (при эксплуатации)
● внеочередная (при повреждении поверочного клейма,
утрате свидетельства о поверке, вводе в эксплуатацию
после длительного хранения)
● инспекционная (при осуществлении государственного
метрологического контроля)
● экспертная (при возникновении спорных вопросов
относительно метрологических характеристик, пригодности
и правильности использования СИТ)

43. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

Поверке подлежат все СИТ, которые находятся в эксплуатации и на которые
распространяется государственный метрологический надзор.
Поверке подлежат также рабочие эталоны, образцовые СИТ и те средства,
которые используются во время государственных испытаний и
государственной аттестации СИТ.
Поверку производят:
● территориальные органы Госстандарта Украины, аккредитованные на
право ее проведения;
● аккредитованные метрологические службы предприятий и организаций.
Результаты поверки оформляются документально.
5.3 Калибровка СИТ
Калибровка СИТ определение в соответствующих условиях или
контроль метрологических характеристик СИТ, на
которые не распространяется государственный
метрологический надзор.

44. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

Виды калибровки:
● метрологическая (выполняется метрологической
лабораторией);
● техническая (выполняется экспериментатором).
Функции метрологической калибровки:
● определение действительных значений метрологических
характеристик СИТ;
● определение и подтверждение пригодности СИТ к применению.
Функция технической калибровки:
● определение действительных значений отдельных характеристик
СИТ непосредственно перед использованием его в измерениях.
Необходимость калибровки в эксплуатации СИТ, на которые не
распространяется государственный метрологический надзор,
определяется их пользователем.
Метрологическая калибровка проводится аккредитованными лабораториями.
Техническая калибровка проводится пользователем СИТ.

45. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике

МЕТРОЛОГИЯ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии
СЕРТИФИКАЦИЯ
1. Оценивание качества продукции.
2. Экспертные методы определения
показателей качества.
3. Способы получения экспертных оценок.
4. Обработка данных экспертных оценок.

46. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

6.1 Оценивание качества продукции
Квалиметрия оценивание качества продукции.
Качество продукции многомерное свойство продукции, обобщенная
характеристика ее потребительских свойств;
нефизическая величина, оценивается
показателями качества.
Оценка качества в сравнении показателей качества с показателями
образцовой продукции.
Показатель качества:
● физическая величина (измеряется измерительными методами);
● нефизическая величина (оценивается экспертными методами).
Показатели качества:
● единичные;
● комплексные (формируются из единичных).

47. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

Комплексные показатели:
● одноуровневые;
● многоуровневые;
● обобщенные.
Формирование комплексных показателей:
● по ивестной функциональной зависимости;
● по зависимости, принятой по соглашению;
● по принципу средневзвешенного:
n
– средневзвешенное арифметическое:
Q ciQi
;
i 1
n
– средневзвешенное геометрическое:
Q
n
Сі – весовые коєффициенты: обычно
c
i 1
i
ci
Q
i
i 1
n
c
i
i 1
1
.
.

48. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

6.2 Экспертные методы определения показателей качества
Экспертные методы когда проведение измерений невозможно или
экономически неоправдано.
Экспертные
методы
Органолептический
метод
Социологический
метод
Органолептический метод определение свойств объекта с помощью
органов чувств человека
(зрения, слуха, осязания, обоняния, вкуса).
Социологический метод определение свойств объекта на основе
массовых опросов населения или его групп
(каждый индивидуум выступает в роли эксперта).

49. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

Экспертная оценка результат грубого оценивания.
Для повышения достоверности оценки групповой метод оценивания
(экспертная комиссия).
Формирование экспертной комиссии путем тестирования
(проверка компетентности).
Необходимые условия:
● согласованность оценок экспертов;
● независимость оценок экспертов.
Численность экспертной группы ≥ 7 и ≤ 20 человек.
Проверка согласованности оценок
при формировании экспертной группы:
● по непротиворечивости оценок
(критерию Смирнова);
● по коэффициенту конкордации.

50. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

1. Проверка непротиворечивости оценок экспертов по критерию Смирнова β
Среднее арифметическое значение оценки
m – количество экспертов;
СКО оценок
S
~ 2
Q
Q
i)
m 1
.
Оценка считается непротиворечивой, если
~
Q
Qi
~
Qi Q
S
m
,
.
2. Проверка согласованности оценок экспертов по коэффициенту конкордации
Коэффициент конкордации
W
12S
m 2 (n 3 n)
n – количество оцениваемых факторов (свойств продукции).
Оценки согласованы, если
(n 1)тW 2
χ2 – критерий согласия (квантиль χ2-распределения)

51. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

6.3 Способы получения экспертных оценок
Задачи оценивания:
● ранжирование однородных объектов по степени
выраженности заданного показателя качества;
● количественная оценка показателей качества
в условных единицах или весовых коэффициентах.
Построение ранжированного ряда:
а) попарное сопоставление всех объектов
(«больше» – «меньше», «лучше» – «хуже»);
б) составление ранжированного ряда
(по убыванию или возрастанию оценок сравнения).
Количественная экспертная оценка в долях единицы или баллах.
Основная характеристика бальной шкалы – количество градаций
(оценочных точек).
Используются 5-, 10-, 25- и 100-бальные шкалы.

52. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

Пример построения бальной шкалы оценок.
1) устанавливается максимальная общая оценка продукции в баллах Qmax ;
2) каждому отдельному показателю качества присваивается весовой
коэффициент сi ;
3) по сi , исходя из Qmax, устанавливают максимальную бальную оценку
каждого показателя Qi max = сi Qmax ;
4) устанавливаются скидки от идеальной оценки показателя при снижения
качества ki ;
5) определяется бальная оценка каждого показателя Qi = ki сi Qmax ;
6) определяется общая оценка продукции в баллах
n
QΣ =
Q
i 1
i
;
7) исходя из возможных бальных оценок, определяют число степеней
качества (категорий, сортов).

53. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

6.4 Обработка данных экспертных оценок
1. Проверка однородности массива оценок по суммарной оценке рангов:
R Rij
j 1 i 1
n
m
2
j = 1, 2, 3 … n – номер ранга;
I = 1, 2, 3 … m – номер эксперта;
Rij – ранги, присвоенные каждым экспертом.
Массив считается однородным, если RΣ ≥ Rкр
(критическая оценка Rкр по таблице для Рд = 0,95).
Если условие не выполняется повторное оценивание или
формирование новой группы экспертов.
2. Построение ранжированного ряда
m
Rj
m
Ri1; ........ Rin
i 1
i 1

54. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

Таблица оценок Rкр для доверительной вероятности Рд = 0,95
Число экспертов
Количество рангов
3
4
5
6
7
8
9
2
6,6
1,2
2,2
3,6
5,0
7,1
9,7
3
12,6
2,6
4,7
7,6
11,1
15,8
21,6
4
21,7
4,5
8,1
13,3
19,7
28,1
38,4
5
33,1
6,9
12,4
20,8
30,8
43,8
60,0
6
47,0
9,8
17,6
30,0
44,4
63,1
86,5
7
63,0
13,1
23,8
40,7
60,5
85,0
115,0
8
81,7
17,0
29,8
48,3
73,2
105,0
145,0
9
102,6
21,4
37,5
60,9
92,8
135,0
185,0
10
126,1
26,3
46,2
75,0
113,8
160,0
225,0
М (множитель)
10
100
100
100
100
100
100
Rкр = k (m,n) M.

55. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике

МЕТРОЛОГИЯ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 7 Метрологическая служба
СЕРТИФИКАЦИЯ
1. Государственная метрологическая
система Украины.
2. Метрологическая служба Украины.
3. Международные и региональные организации по метрологии.

56. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

7.1 Государственная метрологическая система Украины
Государственная метрологическая система Украины:
● законодательная база;
● метрологическая служба.
● реализация единой технической политики в области метрологии
● защита граждан и национальной экономики от последствий
недостоверных результатов измерений
● экономия всех видов материальных ресурсов
Функции ● повышение уровня фундаментальных исследований и научных
ГМСУ
разработок
● обеспечение качества и конкурентоспособности отечественной
продукции
● создание научно-технических, нормативных и организационных
основ обеспечения единства измерений в государстве

57. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

Законодательная база метрологической системы Украины
● закон Украины "Про метрологію та метрологічну діяльність"
● государственные стандарты Украины (ДСТУ);
● отраслевые стандарты и технические условия;
● типовое положение о метрологических службах центральных органов
исполнительной власти, предприятий и организаций.

● государственная метрологическая система
● применение, воспроизведение и хранение единиц измерений
● применение СИТ и использование результатов измерений
● структура и деятельность государственной и ведомственной
Основные
метрологических служб
положения
● государственный и ведомственный метрологический
закона
контроль и надзор
● организация государственных испытаний, метрологической
аттестации и поверки СИТ
● финансирование метрологической деятельности

58. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

Нормативные документы по метрологии
● Разработка и утверждение нормативных документов по метрологии
осуществляется в соответствии с законодательством.

Госпотребстандартом Украины, являются обязательными для исполнения
центральными и местными органами исполнительной власти, органами
местного самоуправления, предприятиями, организациями, гражданами –
субъектами предпринимательской деятельности и иностранными
производителями.
● Требования нормативных документов по метрологии, утвержденные
центральными органами исполнительной власти, являются обязательными
для исполнения предприятиями и организациями, относящимися к сфере
управления этих органов.
● Предприятия и организации могут разрабатывать и утверждать в
сфере своей деятельности документы по метрологии, которые
конкретизируют утвержденные Госпотребстандартом Украины нормативные
документы и не противоречат им.
Закон Украины "Про метрологію та метрологічну діяльність"

59. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

7.2 Метрологическая служба Украины
Метрологическая служба Украины:
● государственная метрологическая служба;
● ведомственная метрологическая служба.
Государственная метрологическая служба организует, осуществляет и
координирует деятельность по обеспечению единства измерений.
● Государственный комитет по техническому регулированию и
потребительской политике (Госпотребстандарт Украины)
● государственные научные метрологические центры
● территориальные метрологические органы Госпотребстандарта
Структура ● Государственная служба единого времени и эталонных
ГМС
частот
● Государственная служба стандартных образцов веществ и
материалов
● Государственная служба стандартных справочных данных о
физических константах и свойствах веществ и материалов

60. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

Основные фукции ГМС:
● разработка научных, технических, законодательных и организационных
основ метрологического обеспечения
● разработка, совершенствование и поддержание эталонной базы
● разработка нормативных документов по обеспечению единства измерений
● стандартизация норм и правил метрологического обеспечения
● создание систем передачи размеров единиц измерений
● разработка и аттестация методик выполнения измерений
● организация государственной поверки и калибровка СИТ
● государственный метрологический контроль и надзор за производством и
применением СИТ, соблюдением метрологических норм и правил
● обеспечение единства измерения времени и частоты и определение
параметров вращения Земли
● разработка и внедрение стандартных образцов состава и свойств
веществ и материалов
● разработка и внедрение стандартных справочных данных о физических
константах и свойствах веществ и материалов

61. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

Ведомственная метрологическая служба:
● центральных органов исполнительной власти (министерств, ведоств);
● объединений предприятий;
● предприятий и организаций;
● обеспечение единства измерений в сфере своей деятельности
● разработка и внедрение современных методов измерений,
СИТ, стандартных образцов состава и свойств веществ и
материалов
Основные
функции
ВМС
● организации и осуществление ведомственного
метрологического контроля и надзора
● разработка и аттестация методик выполнения измерений,
метрологической аттестации, поверки и калибровки СИТ
● организация и проведение государственных испытаний,
ведомственной поверки, калибровки и ремонта СИТ
● организация метрологического обеспечения испытаний и
сертификации продукции
● проведение аккредитации измерительных и калибровочных
лабораторий

62. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

● Метрологические службы предприятий и организаций создаются с
целью организации и выполнения работ по метрологическому обеспечению
разработки, производства, испытаний, использования продукции.
● В метрологическую службу предприятия и организации входят
метрологическое подразделение и (или) другие подразделения.
● Работы по обеспечению единства измерений относятся к основным
видам работ, а подразделения метрологической службы – к основным
производственным подразделениям.
Типовое положение о метрологических службах центральных
органов исполнительной власти, предприятий и организаций
На право проведения:
● государственных испытаний,
● поверки и калибровки СИТ,
● аттестации методик выполнения измерений,
● проведения ответственных измерений
аккредитация

63. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

7.3 Международные и региональные организации по метрологии
Основные международные метрологические организации:
● Международная организация мер и весов;
● Международная организации законодательной метрологии;
● Международная электротехническая комиссия.
Международная организация мер и весов (ОIPM)
(создана на основе Метрической конвенции 1875 г., 48 стран-участниц).
Высший орган: Генеральная конференция по мерам и весам.
Руководящий орган: Международный комитет мер и весов (CIPM):
Состав: 18 крупнейших физиков и метрологов мира;
Структура: 8 Консультативных комитетов:
– по электричеству,
– термометрии,
– определению метра,
– определению секунды,
– по единицам физических величин и др.

64. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

При CIPM Международное бюро мер и весов (BIPM)
Основные задачи BIPM:
● сохранение международных эталонов единиц и сравнение с ними
национальных эталонов;
● совершенствование метрической системы измерений;
● координация деятельности национальных метрологических
организаций.
Международная организации законодательной метрологии (OIML)
(с 1956г., более 80 стран-участниц).
Высший орган: Международная конференция законодательной
метрологии.
Руководящиq орган: Международный комитет законодательной
метрологии (ICML).
При ICML Международное бюро законодательной метрологии.

65. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

Цели OIML:
● установление единства измерений на международном уровне;
● обеспечение сходимости результатов измерений и исследований в
разных странах для достижения одинаковых характеристик продукции;
● разработка рекомендаций по оценке неопределенностей измерений,
теории измерений, методам измерений и поверки СИТ и т.п.;
● сертификация СИТ.
Международная электротехническая комиссия (IEC)
(с 1906г., 80 стран-участниц) основной международный орган
по стандартизации в области электротехники, радиоэлектроники и связи
и сертификации изделий электронной техники.
Основные региональные организации
КООМЕТ –
метрологическая организация стран центральной и восточной
Европы (включая Украину);
ЕВРОМЕТ – метрологическая организация ЕС;
ВЕЛМЕТ – европейское объединение по законодательной метрологии;
EAL –
европейское объединение по калибровке. «Программы и методики аттестации цифровых АСКУЭ»
Новые метрологические термины и определения, утвержденные решением Электроэнергетического Совета СНГ 23.05.2008 протоколом № 33.

МЕТРОЛОГИЯ

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

(РМГ 29-99)
Настоящий нормативный документ разработан на основании Соглашения об организации единого метрологического пространства в области электроэнергетики Содружества Независимых Государств, одобренного Решением 13-го заседания Электроэнергетического Совета СНГ от 20 августа 1996 года, содержит дополнительные термины и определения, не включенные в национальные законодательства об обеспечении единства измерений государств-участников СНГ и в Рекомендации по межгосударственной стандартизации "Метрология. Основные термины и определения" РМГ 29-99, а также термины с определениями, адаптированными для электроэнергетики.

Термины, установленные настоящим документом, рекомендуется применять при разработке нормативных правовых документов по метрологическому обеспечению, а также при проведении совместных работ по метрологии в электроэнергетике в рамках Содружества.

Для каждого понятия, как правило, установлен один термин. Отдельные термины-синонимы приведены в примечаниях как справочные. Многие термины сопровождены их краткой формой, которую следует применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования.

1. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

1.1. Электроэнергетика

Сфера взаимосвязанных процессов производства, передачи, распределения и сбыта (потребления) электрической и тепловой энергии в государстве или содружестве государств.

1.2. Метрологическое обеспечение в электроэнергетике

Совокупность правил, норм и средств измерений, а также научная и организационная деятельность по их разработке и применению в целях достижения единства и требуемой точности измерений в электроэнергетике.

1.3. Единое метрологическое пространство в электроэнергетике Содружества Независимых Государств

Пространство, определяемое совокупностью метрологического обеспечения в электроэнергетике и метрологических служб энергетических предприятий и организаций (энергосистем, энергокомпаний, электростанций, котельных, электрических и тепловых сетей, НИИ, проектных, наладочных и ремонтных организаций), входящих в состав электроэнергетических отраслей государств-членов Электроэнергетического Совета СНГ.

1.4. Центральный орган метрологической службы электроэнергетики

Орган метрологической службы электроэнергетической отрасли государства-члена Электроэнергетического Совета СНГ, уполномоченный представлять государство и принимать решения в рамках Соглашения об организации единого метрологического пространства в области электроэнергетики СНГ.

1.5. Информационное пространство СНГ

Совокупность национальных информационных пространств государств-участников СНГ, взаимодействующих на основе соответствующих межгосударственных договоров по согласованным сферам деятельности.

Примечание. Национальное информационное пространство – область создания и распространения в государстве информации по всем сферам его деятельности, включая электроэнергетику, с использованием соответствующих организаций, средств информации и каналов связи.

1.6. План работ по метрологическому обеспечению электроэнергетики СНГ

План работ, составленный на базе планов работ по метрологическому обеспечению государств-участников СНГ и утвержденный Исполнительным комитетом Электроэнергетического Совета СНГ.

1.7. Годовой план работ по метрологическому обеспечению электроэнергетики государства-участника СНГ

Годовой план работ, содержащий предложения для формирования проекта плана работ по метрологическому обеспечению электроэнергетики единого метрологического пространства СНГ.

1.8 Электроэнергетический Совет

Межправительственный отраслевой орган Содружества Независимых Государств, образованный межправительственным Соглашением о координации межгосударственных отношений в области электроэнергетики СНГ от 14 февраля 1992 года с целью проведения совместных и скоординированных действий по обеспечению надежного электроснабжения экономики и населения государств Содружества.

1.9. Исполнительный комитет

Постоянно действующий рабочий орган Электроэнергетического Совета СНГ.

2. ИЗМЕРЕНИЯ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

2.1. Измерительная информация

Информация о значениях физических величин.

Примечание. Формами измерительной информации являются измерительный сигнал, нецифровой и цифровой отсчеты. Первые две формы содержат значение физической величины в скрытом (закодированном) виде, из которого его можно извлечь с помощью соответствующих преобразований, а третья форма дает непосредственное числовое (цифровое) значение физической величины.

2.2. Измерительный сигнал

Примечание. Различают аналоговые (например, унифицированные сигналы 5-20 mA) и дискретные (например, импульсы тока или напряжения) измерительные сигналы. Для получения из сигналов значений физической величины их необходимо соответствующим образом преобразовать: в первом случае с помощью аналогово-цифровых преобразований, а во втором – дискретно-цифровых преобразований.

2.3. Отсчет показаний средства измерений

Фиксация значения величины или числа по показывающему устройству или другому интерфейсу средства измерений в заданный момент времени.

Примечание. Возможны два вида отсчетов: нецифровой и цифровой. В первом случаеотсчет производится аналоговым или дискретным способом (например,по стрелке и шкале прибора, по уровню измерительной среды, по положению кривой на измерительной диаграмме и т.п.) с применением операций интерполяции и округления результата измерения, вносящих в него дополнительные погрешности. Во втором случае отсчет дает непосредственно цифровой результат измерений с гарантированной точностью и доверительной вероятностью, присущими средству измерений.

2.4. Результат измерения физической величины

Значение величины, полученное путем ее измерения.

Примечание . Результат измерения физической величины может быть представлен в одной из трех форм измерительной информации (сигнал, цифровой и нецифровой отсчет).

2.5. Цифровой результат измерения физической величины

Числовое значение физической величины, полученное путем ее измерения, представленное в позиционной системе исчисления в виде приближенного рационального числа заданного формата с известными точностью представления и доверительной вероятностью.

Пример. Результат измерения электроэнергии за расчетный период 12345,67 кВт·ч (формат с фиксированной запятой) или мощности 1234·10 2 кВт (формат с плавающей запятой).

Примечание. В современных технических системах для представления чисел используются, как правило, двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная и десятичная (или двоично-десятичная) системы счисления и два формата представления рациональных чисел: с фиксированной и с плавающей запятой (точкой).

2.6. Цифровое измерение физической величины

Измерение физической величины, результат которого представляется в виде цифрового результата.

Примечание. Цифровое измерение физической величины противопоставляется нецифровым измерениям, к которым относятся измерения с результатами, представленными в виде таких форм измерительной информации, как сигнал и нецифровой, отсчет.

2.7. Цифровое средство измерений (ЦСИ)

Средство измерений, выполняющее цифровое измерение.

Пример. Термометр или датчик давления энергоносителя с цифровым электронным табло и цифровым интерфейсом для дистанционной передачи данных.

Примечание. Цифровому СИ противопоставляется нецифровое СИ, в котором результат измерений представляется в нецифровом виде (сигнал, нецифровой отсчет).

2.8. Измерительный канал (измерительный комплекс) (ИК)

Цепь соединенных друг с другом средств измерений, образующих непрерывный путь прохождения измерительной информации от входа цепи к ее выходу, выполняющая функцию измерения одной или нескольких физических величин и имеющая нормированные метрологические характеристики.

Пример. ИК для измерения электроэнергии, мощности и сопутствующих им физических величин (например, пофазных значений тока и напряжения) содержит в общем случае измерительные трансформаторы тока и напряжения и электронный счетчик электроэнергии.

2.9. Цифровой измерительный канал (цифровой измерительный комплекс) (ЦИК)

Измерительный канал (комплекс), на выходе которого результат измерения представлен в виде цифрового результата.

Пример . ЦИК для измерения электроэнергии, содержащий электронный счетчик электроэнергии с цифровым табло и цифровым интерфейсом.

Примечание . ЦИК противопоставляется нецифровой ИК, на выходе которого результат измерений представляется в нецифровом виде (сигнал, нецифровой отсчет).

2.10. Измерительная система (ИС)

Совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, выработки измерительных сигналов в разных целях и предоставления результатов измерений в виде отсчетов.

Примеры:

1. Измерительная система тепловой электростанции, позволяющая получать измерительные сигналы о физических величинах по энергоблокам.

2. Измерительная система для измерений электроэнергии с целью ее расчетного (коммерческого) и технического (контрольного) учета – система учета электроэнергии. Система учета электроэнергии состоит, как правило, из нескольких функционально независимых измерительных каналов (комплексов), предназначенных для решения конкретных измерительных задач.

3. Измерительный канал (комплекс) системы учета электроэнергии обычно состоит из измерительных трансформаторов тока, напряжения и счетчиков (датчиков) электроэнергии.

Примечания:

1. В зависимости от назначения ИС разделяют на измерительные информационные (ИИС); измерительные контролирующие (ИКС); измерительные управляющие системы (ИУС) и другие.

2. ИС, перестраиваемую в зависимости от изменения измерительной задачи, называют гибкой ИС .

2.11. Цифровая измерительная система (ЦИС)

Совокупность цифровых измерительных каналов и иных технических средств неизмерительного назначения, объединенных единым алгоритмом функционирования, предназначенная для измерений, а также выполнения иных операций неизмерительного назначения над цифровыми результатами измерений с целью определения цифровых значений одной или нескольких физических величин или их функций.

Примечания:

1. ЦИС противопоставляется нецифровая ИС, в которой хотя бы один ИК является нецифровым. В ЦИС все ИК должны быть цифровыми. В простейшем случае ЦИС содержит один ЦИК.

2. К техническим средствам (ТС) неизмерительного назначения относятся средства, которые не выполняют измерений. Такими средствами являются компьютер (в том случае, если он не реализует с помощью встроенных в него ТС аналого-цифровые и дискретно-цифровые измерительные преобразования измерительной информации), цифровой накопитель (цифровая память), монитор, принтер, модем, каналы и линии связи и другие подобные устройства.

2.12. Автоматическая измерительная система

Измерительная система, выполняющая все операции в автоматическом режиме, т.е. без участия оператора.

2.13. Автоматизированная измерительная система

Измерительная система, выполняющая часть операций с участием оператора.

2.14. Автоматизированная система учета и контроля электроэнергии (АСКУЭ)

Автоматизированная измерительная система, содержащая технические и программные средства для дистанционного измерения, сбора, передачи, хранения, накопления, обработки, анализа, отображения, документирования и распространения результатов потребления электроэнергии в территориально распределенных точках учета (измерения), расположенных на объектах энергосистемы и (или) потребителей.

Примечание. В состав АСКУЭ входят ИК, содержащие измерительные трансформаторы тока, напряжения и счетчики электроэнергии, а также устройства сбора и обработки данных (УСПД), каналы связи и компьютеры с программным обеспечением АСКУЭ.

2.15. Цифровая АСКУЭ

АСКУЭ как цифровая измерительная система, использующая в качестве основного средства измерений в составе каждого своего цифрового измерительного канала электронный счетчик со встроенной в него цифровой базой данных и с внешним доступом к ней по цифровому интерфейсу и (или) цифровому табло.

Примечание. Цифровой АСКУЭ противопоставляется нецифровая АСКУЭ, имеющая в своем составе, по крайней мере, один нецифровой ИК (например, ИК с числоимпульсным представлением результата измерений). В общем случае в состав цифровой АСКУЭ входят ЦИК и ТС неизмерительного назначения (например, УСПД и компьютеры). В простейшем случае цифровая АСКУЭ содержит один ЦИК (в простейшем случае ЦИК АСКУЭ содержит один электронный счетчик электроэнергии).

2.16. Цифровое устройство сбора и передачи данных (УСПД)

Специализированное средство приборного группового учета электроэнергии, используемое в АСКУЭ на среднем уровне для автоматического, с программируемой периодичностью запроса и приема данных учета с уровня первичных средств приборного учета (нижнего уровня АСКУЭ) от группы подключенных к нему по цифровым интерфейсам электронных счетчиков, хранения, накопления и (или) обработки этих данных учета, передачи их по каналу связи на уровень вторичных универсальных средств приборного учета (верхний уровень АСКУЭ), а также передачи в обратном направлении служебных и (или) иных данных.

Примечания.

1. Цифровое УСПД является ТС неизмерительного назначения, поскольку не реализует операций измерения электроэнергии и времени, а выполняет только операции неизмерительного назначения.

2. Цифровому УСПД противопоставляется нецифровое УСПД, которое осуществляет хотя бы по одному из подключенных к нему счетчиков прием нецифровых результатов измерений (например, результатов, представленных в числоимпульсном виде).

3. Цифровые УСПД подразделяются в зависимости от выполняемых ими преобразований на два вида: с групповой обработкой результатов измерений и без групповой обработки.

2.17. Электронный счетчик

Счетчик электроэнергии с электронной схемой измерения и отображения данных измерения.

Примечания.

1. Электронный счетчик является средством измерений, так как реализует операции измерения электроэнергии (мощности).

2. Электронный счетчик может представлять результаты измерений как в цифровом виде (с передачей их из своей цифровой базы данных по цифровым интерфейсам или на цифровое табло), так и в нецифровом виде (например, с передачей их по телеметрическим выходам в числоимпульсном виде).

2.18. Цифровой интерфейс

Интерфейс с цифровой, в виде чисел, передачей данных.

Примечание. Интерфейс - система технических средств и правил для унифицированного физического и информационного сопряжения и взаимодействия компонентов систем (программ и оборудования).

2.19. Точностные характеристики (ТХ) средства неизмерительного назначения

Характеристики технического средства неизмерительного назначения, которые определяют точность и достоверность цифровых преобразований, выполняемых этим средством над цифровыми результатами измерений.

Примечания:

1. ТХ аналогичны метрологическим характеристикам СИ, но относятся к ТС неизмерительного назначения.

2. ТХ зависят от назначения и состава цифровых преобразований соответствующего ТС. По составу цифровых преобразований ТС подразделяются на вычислительные (компьютер, контроллер), хранения (память), отображения (табло, дисплей, монитор), документирования (принтер), передачи (линии и каналы связи) и т.п. и/или их комбинации.

3. ТХ вычислителя определяет точность и достоверность вычислительных операций, включая форматы представления чисел, методы их округления и контроля правильности операций.

4. ТХ средства хранения определяет его разрядность, методы контроля записи, чтения, хранения чисел и их временную стабильность.

5. ТХ средства отображения или документирования определяет форматы представления чисел и методы их округления при выводе чисел из памяти для отображения или документирования.

6. ТХ средства передачи определяет скорость, задержку и надежность (безошибочность) приема/передачи чисел, включая методы обнаружения, контроля и исправления ошибок.

3. АТТЕСТАЦИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И ЦИФРОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

3.1. Метрологическая аттестация измерительной системы

Экспериментальные исследования измерительных каналов или представительной выборки измерительных каналов системы, направленные на определение обобщенной оценки метрологических характеристик данного экземпляра системы в рабочих условиях эксплуатации, удостоверяющего метрологические характеристики системы в процессе аттестации.

3.2. Экспертиза (ЭЦ) цифровых технических средств

Анализ и оценивание экспертами на основании соответствующей документации адекватности точностных характеристик технических средств неизмерительного назначения, используемых в составе цифровых измерительных систем.

Примечания:

1. ЦЭ аналогична метрологической экспертизе (МЭ) - анализу и оценке экспертами-метрологами правильности применения метрологических требований, правил и норм, связанных с единством и точностью измерений, но относится к ТС неизмерительного назначения.

2. ЦЭ отличается от МЭ требованиями и методами контроля.

3.3. Проверка (ПЦ) цифровых технических средств

Испытание технических средств неизмерительного назначения на соответствие их реальных точностных характеристик характеристикам, заявленным в соответствующей технической документации.

Примечания:

1. ПЦ отличается от поверки СИ (установления органом государственной метрологической службы пригодности СИ к применению на основании экспериментально определяемых МХ и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям), хотя, как и поверка, производится экспериментальным путем.

2. ПЦ не требует для своего проведения эталонов и СИ, а производится путем считывания цифровых результатов измерений с ЦСИ и их оценкой по точностным критериям методами вычислительной математики.

3. Для ТС неизмерительного назначения достаточна первичная однократная ПЦ, связанная с их цифровой аттестацией. Необходимость в периодических ПЦ как для средств измерений отсутствует в силу их неизменной (стабильной) цифровой структуры.

4. ПЦ конкретного ТС неизмерительного назначения проводится согласно соответствующей инструкции, которая должна входить в комплект технической документации ТС, предназначенного для использования в составе ЦИС.

3.4. Освидетельствование измерительного комплекса

Подтверждение технических и метрологических характеристик средств измерений и других технических средств, входящих в состав измерительного комплекса электроэнергии в соответствии с установленными правилами.