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NB／Z 20326-2014 核电厂安全系统仪表触发整定值不确定度的分析方法.pdf

确定从0%到100%液位的压差。需要注意的是HR，HW，H0，H100通常表示液面距离高压取压口的距 离（m）。通常如果低于高压侧取压口的两段取压管内的液体是同种液体且处于相同的温度下，则假定 液体密度是相同的。因为SGW，SGR和SGS是无量纲的量，dP、dPO和dP100通常用20℃下的毫 米水柱来表示。为使变送器正确示值，需根据容器和引压管内的运行条件查热力学蒸汽表确定 SGW，SGR和SGS。只要重力条件确定，这些值就可以代入公式（A.6）并且随着HR，HO，H100， 从式左边计算得出dPO到dP100，这些dP值可用于校准变送器（假定在理想状况下变送器的静压影响 修正是可以忽略的。） 若容器和引压管内液体的实际条件（SGWA，SGSA等）与A类系统的基准工况相同，指示液位和 测量的压差就是一个线性的函数关系，见公式(A.7)和(A.8)。

公式（A.11)代入公式（A.10）得到：

桩基础施工方案报审表NB/Z203262014

因为公式(A.17)和公式(A.19)的分母会随着温度增加而减小，很明显可以看出容器温度上升会产生 影响。此外，从公式(A.17)的分子可以看出当HW等于H100的时候影响最大。公式(A.19)可以看出当 容器的工况保持不变，引压管温度升高到高于基准工况时会导致正影响

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B.1流量测量总体不确定度

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附录B （资料性附录） 流量测量精度的影响

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在基准工况（D'，仪表校准时）和实际工况（D）之间时，假定O保持恒定，则有：

在基准工况（D'，仪表校准时）和实际工况（D）之间时，假定Q保持恒定，则

由于密度与介质比容（SVF）为倒数关系，公式（B.6)可改写为：

dP2 / dP' = SVF' /SVF2 .

此公式表示从工况1切换到工况2时，温度升高，压差减小。因此，不确定度dP'为

dP²根据公式(B.7)得到：

公式(B.10)是密度与体积流量的关系公式，当dP’最大时，dP°绝对值最大。这是在变送器校准量 程上限处。这也使得校准流量最大化。影响程度的变化从负值（温度高于基准值SVF²>SVF"）到c （SVF2=SVF'），最终到正值(SVF2

0= C(dP)/2

Q= C(dP)"2

C为常数假定特定工况下K和密度不变。令dP=100，O=100代入公式(B.11)得到

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C.1管道压力损失/压头影响分析

附录C （资料性附录） 管道压力损失/压头影响

C.2管道压力损失/压头影响计算

管道压力损失在E.2中出于保守考虑忽略。由于管道压力损失和流速有关，在这种情况下假定没有 流体流动造成的管道压力损失是保守的考虑。 正如在本附录中的处理方法，管道压力损失/压头影响通常是一个常数，并作为偏移分量考虑。管 道压力损失/压头损失影响可以在校准过程和/或安全分析的过程中就考虑进去。如果这样，本文件如上 所述的整定值调整就不需要了。为了确保恰当的处理具体问题还需要进一步考虑。

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以下四种方法： a）与受控环境中的标准比较，如恒温槽； b）与半控环境中的标准进行标准化比较，如在电站温度显著变化期间（温度上升或下降）； 在电站温度变化期间，一定数量的RTD交叉校准（自标准化）； d）用制造厂家校准过的RTD替换。 如果设备在安装前或安装期间受到机械冲击，设备的校准曲线精度可能偏移。常用的铂热电阻精度 立在无变形条件下。如果机械冲击严重到改变精度的情况，则假定设备已校准到满意的允差是无效的 此，对这些设备要合理地保护确保设备在出厂前确定的校准曲线不变。方法b)和c)对设备进行的操作 少，且采集的是设备安装后的数据。这样，现场就地验证其准确度即可。方法c)没有明显地将被校准 备与可追溯的标准设备进行比对，对于有足够多样本的情况下，其精度可以认为是合理的。 在方法b)中，用制造厂家校准过的RTD替换一个或多个RTD，允许标准化剩下未替换的RTD。在电 温度上升/下降期间的数据被获得，形成一个半控环境；也就是说，由于已知新替换元件的精度，可 系统的温度。从实际角度和程序角度来看，在采集数据期间电厂平衡，温度稳定（允许在数据采集期 温度漂移和由于RTD没有全在同一方向存在可能的分层现象）。这个方法相对于方法d)减少了需替换 JRTD数量，导致相对于验证的校准曲线有稍微大些的不确定度。关于这些设备的精度，方法a)和方法 具有较小的不确定度，因为它们是在精密条件下校准的。然而，这些确定的精度在安装后没有在现场 证其有效性。 在RTD精度性能验证中，以下内容应予考虑： a） 校验期间温度的变化率不必为0，建议在采集数据期间温度的变化率规定为某一个常量； b） 对每支热电阻应进行的多次数据点的采集，以减少温度的不确定度； C 在被校验的温度范围内，应进行多个点的温度校验，以减少最小外推误差； 8 使用具有引线电阻补偿功能的高精度仪表读数： e） 为使引线不平衡产生的不确定度最小化，在校验过程中，使用了多种引线组合方式（二线制 三线制或是四线制的使用，取决于接入仪表是电阻对电压或电流的转换方式），当把热电阻连 接到电子设备时，任何热电势（来自接头处二种不同金属材料）的产生都应考虑： 对于两线制、三线制RTD，应考虑由于环境温度变化造成的引线电阻的改变对精度的影响。 这种影响作为偏移考虑。

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1/RT=1/R1+1/R2+...1/R25.... .....(E.2) 或者如果R1=R2=.R25，每个电阻值都是等于个0.3m样品的电阻值，则(E.2)就变成：

1/RT=1/R1+1/R2+...1/R25.... 或者如果R1=R2=..R25，每个电阻值都是等于一个0.3m样品的电阻值，则(E.2)就变成：

这样就可以计算得出单个0.3m样品电阻，R=25×10°2/0.3m或2.5×10*2/0.3m 通常，鉴定试验使用包络温度曲线使鉴定报告可以应用于尽量多的电厂，它们各自有不同的峰值 度。使用在峰值温度下测得的绝缘电阻值是保守的，但不是任何情况下都实际可用。在外推和使 丘或等于用户峰值温度下测得的绝缘电阻值是可以接受的。

E.3绝缘电阻影响示例：电流源通道

1/REQ2=1/R12+1/R22+1/R32+1/R42+1/R52 .(E.6) 1/REQ3=1/R13+1/R23+1/R33+1/R43+1/R53 .(E.7) 通过这些公式可以解出REQ1、REQ2和REQ3并代入图E.1d)分析。如果假定RAIR远大于 REQ2和REQ3，则电路可以进一步简化为图E.1e)。这意味：

1/REQ=1/REQ1+1/(REQ2+REQ3)..

公式(E.8)可以解出REQ。该泄漏路径存在泄漏电流IE，也就是误差电流。在理想情况下绝缘电 阻下降也没有泄漏，即变送器电流（IS）和负载电流（IL）是相等的。然而如图E.1e)所示的情况： 因为存在误差电流IE，IL和IS不同。 在电路中按照右手法则依照电流方向将电压加起来，可以得出公式(E.9)：

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图E.1电流回路的绝缘抗阻或电阻模型

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d)电流回路的绝缘电阻(IR)模型

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e)电流回路的绝缘阻抗(IR)模型 图E.1（续）

F.1均方根(SRSS)组合法

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附录F （资料性附录） 关于统计分析的讨论

F.2置信区间和允差区间

确定整定值的章节提到，核电厂工程组要处理不同来源的数据区间，其中包括电厂人员进行的现场 数据分析和制造厂规范书的使用。 应用已有技术可将一个电厂的现场测试结果搭建成可为数据分析服务的数据库。正态分布程度测试 和已知样本规模就能确定与常用近似值的接近程度，其中包括正态分布程度以及估计值与真实数量的参 数的接近程度。参数数量平均值(u)和标准偏差(8)这两个参数可以用样本的平均值(x)和标准偏差(s)来估 计。随着样本规模增加，近似值越接近真实值。

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G.3信号重建不确定度

输入信号经过周期性间隔采样，如果采样周期不恒定的话，就会引入与采样频率变化相关的不确定 度。在大多数情况下，时钟信号由晶体振荡器产生，所以抖动不确定度可以忽略。

经过采样后，模拟量信号被转换为数字值，它表示采样时刻的幅值。信号电压被划分为有限电压等 级，可用一个n位长的数字定义，这个数字将表示2n个不同电压等级。但是在两个电压等级之间的信号 就会丢失。数字化不确定度（量化不确定度）采用源信号和量化信号的总均方差表示。固有的数字化不 确定度为最低有效位(LSB)的±1/2，转换过程中位数越多，数字化不确定度越小

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A/D转换器可能引入迁移不确定度，即，第一次转换可以不发生在最低有效位(LSB)的+1/2。第一 次转换和后一次转换的值不相等，则会引入增益不确定度；转换值间的差值不完全相等，则会引入线性 不确定度。 对于D/A转换，当所有的位都饱和时最大的线性不确定度发生在满量程时。线性度决定转换器的相 对精度。一旦转换器经过校准，线性的偏差就是绝对不确定度。对于不稳定电源，电源影响同样需要考 惠。

G.7有有入和只舍不入不确定度

舍有入和只舍不入影响取决于采用实数还是浮点数计算，以及负数如何表示。有舍有人和只舍 车为一个不确定度考虑。

图G.1数字处理系统的结构图

图G.2数字处理器典型的运行流程

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附录H （资料性附录） 信号调理（调节）组件中的不确定度传递

H.3加法函数的误差传

C+c=k,×(A+a)+k,×(B+b)

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c=(kxa)+(k,xb) .(H.3) 这就是加法函数的系误差传递公 亿用均 RSS求 刚公式H3)变为

式中： SA=+a，B=+b，&C=+c 又，采用SRSS求和，得：

c=(kxa)+(k,xb)

SC = ( × b)2jl/2 SA SB c(SRSS)=[(k, ×a)* + (k, ×b)]/2

SC = [( ×a)?+( ×b)j1/2 SA SB

从公式（J.1）～公式(H.10)的推导中得出，采用求偏导数和扰动分析可以得到相同的误差传

H.4乘法函数的误差传递

乘法函数的公式表达为：

式中： k、kz—输入信号的线性增益或衰减常数。 加上误差值分量后得到：

C = (k, ×A)+(k, ×B)

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C+c=k, ×(A+a)+k, ×(B+b) ..(H.12)

用类的公式，在很多标准中可以查到不同的简化

H.5其它函数的误差传递

6.3.3中列出了采用相同方法得到的其它函数对应的误差传递公式。这些公式只用于确定组件对输入 信号不确定度的影响。 运用偏导数方法可以得到传递函数（或泰勒级数展开）合适的近似解析描述，如下述公式： 随机误差：

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式中： 偏差（已知符号）：

非正态分布或偏差(未知符号)：

(G,=[(%)xa+(%)xb3J/2 00 8b

ofa f kb Xq+ Sa b

前面已经总结了组件传递函数对不确定度或信号误差的影响。除了对输入信号误差的影响，每个组 件会向输出信号贡献自身的误差。 考虑最简单的情形，将组件误差表示为一个分量em，它独立于组件，则组件输出的误差可表示为：

其中eip为传递的输入误差（参见图H.1） 更为普遍的情形可以参见图H.2。不考虑误差的情况下，组件的输出为：

E+e={[(A+a)x(G,+g)+(B+b)(G+g2)+e.Jx(G,+g3)+

将公式（H.25）减去公式（H.24）得到：

e(SRSS)=+(e.*+em*)"

E。=(A×G, +B)×G, ×G

专递以及设备和组件内调节误差的情况下，组件车

e+(A×G, +B)×(G2 +g2)×(G+g)+{[A×g+(a)×(G,+g)+(b) ....(H.2

eo(SRSS)=[em +(AxG,+B)x(G, +g2 )x(G,+g3)+ TAxg,+(a)x(G,+g. )(b)x(G,+g, )+e. ×(G,+g.)1

xg;+(a)x(G,+g,)+(b)x(G2+g2)+e. jx(G;+g3))/2 (H.27)

这个误差分量为通道内下一个组件的输入信号误差。

H.6.2组件误差数据准确性

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误差计算受有多少的组件误差数据量可用和其表示方法的影响。理想情况下，误差幅值、误差 随机误差或系统误差）和误差来源（漂移、温度影响、线性误差等）等误差组成部分都是可确定 差数据应可追溯到制造商或独立的试验文件。 虽然大多数的误差分量为随机误差，但假定事故工况环境引起的误差不是系统性的就不够慎重 误差可以通过分析的方法进行估计。蒙特卡洛模拟是一种较为有用的方法。对误差进行准确地模

前五个分量可考虑为随机误差，因为每个误差分量至少有一个随机误差部分。这些误差分量可以采 用SRSS方法进行求和。最后三个分量由常数和系统误差部分组成，可以采用代数方法进行求和得到： =[(A×b,)? +(B×a,) +(a, ×b,) +(a,×b,)+(a,×b,)")/2 + A×b, +B×a, +a,×b, .(H.32) 假设组件误差（包括经传递的输入误差）也包含随机误差和系统误差（er+eb），并假设组件误差 可考虑在组件处相加，考虑组件误差后，组件的输出误差e.可以表示为：

eo=[(A×b,)+(B×a,)+(a,×b,)+(a,×b,)+(a,×b,)+ej/

图H.1硬件误差计算

图H.2硬件误差计算（更典型情况）

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附录1 （资料性附录） 电厂特定校准前状态/校准或验证后状态数据

对每个设备的校准前状态/校准或验证后状态数据确定后，数据可以通过模型和相似环境条件分组。 当分组建立后，数据就可以分析。通常期望多数校准前状态/校准或验证后状态数据都是服从正态分布 的。之后需要使用一种方法来分析这些数据满足95/95区间值。如果在执行分析中发现这些数据不服从 正态分布，就应用仲裁通过/失效准则来建立二项式分布。

式中： T一极端学生化偏差； Xs极端观察值； 网样本组平均值 S一一样本组平均值的标准偏差。 如果T超过了在W.J.Beggs的参考文献中表XVI给出的关键值1%；举例来说，这个观测的极端值就 可以认为是一个异常值。确认为异常值后，就要把这些例外值从数据集中剔除。在剔除异常值的时候要 特别小心，保证没有去掉有效数据点。

1. 3. 2正态试验

这些数据编辑分组后，可以使用卡方检验来保证基本分布可以表示成正态分布（参见W.J.Beggs的 参考文献）。 该试验假定正态分布，并基于样本均值和偏差，预测在每个间隔期内观察到的数量。预期值和观察 值进行比较。因为这个试验需要大量的数据点，通常这种方法都应用于有大量数据点的情况，一般指超 过30或更多的数据点。

充差区间限定了包含在其内的样本总数的界限。95/95的允差区间包络了95%的过去、现在和将来 数据。确定该区间以及把它加到平均值的绝对值上可以确定最大预期值。 最大值可以如下计算：

冈样本平均值； Ks——从W.J.Beggs参考文件表VII(a)查出的，基于样本规模的置信水平； S样本的标准偏差。

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沉阳某公园景观施工组织设计1.4.1通过/失效准则

到找到通过/失效准则使满足要求概率和置信度的数据点落入通过/失效准则。 录所用的统计学名词术语的定义参见W.J.Beggs的参考文献。

附录J （资料性附录） 确定允许值中正常运行期间仪表不确定度的推荐方法

NB/T20072一2012的4.4.5和本文件7.3，允许在确定允许值(AV)时应用仪表校准影响绿地独立别墅地块施工组织设计，正常运行期 间仪表的不确定度以及仪表的漂移。在正常运行期间需要考虑的仪表不确定度见NB/T20072一2012中的 4.4.1.3。但是，也不是在确定触发整定值(TS)和AV之间的允许值时需要考虑全部这些不确定度。

J.2确定仪表不确定度的推荐方法

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