企業(yè)建立電能表計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的探討

羅利平

(山西潞安檢測檢驗(yàn)中心有限公司，山西 長治 046204)

電力作為現(xiàn)代化煤礦的重要保障，對煤礦生產(chǎn)發(fā)展有著舉足輕重的作用。大多數(shù)用煤礦企業(yè)和用煤炭進(jìn)行發(fā)電的企業(yè)需要長期與供電部門進(jìn)行電能交易與結(jié)算。電能表是電能貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)，也是企業(yè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)考核的重要手段。因此，為適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的需要，加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部之間、企業(yè)與供電部門之間電量貿(mào)易結(jié)算，確保量值傳遞一致，需建立電能表檢定裝置用于企業(yè)內(nèi)部電能表的檢定。

1 建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的策劃

目前，化工集團(tuán)所屬10個(gè)主體礦井的供電均采用35 kV及以下電壓等級，以王莊煤礦為例，其在電量結(jié)算點(diǎn)的實(shí)時(shí)負(fù)荷約為5×103kW，在其中一個(gè)變電站進(jìn)線側(cè)的月平均用電量約為720×104kW·h，需要配置電能計(jì)量裝置，Ⅱ類用戶應(yīng)選擇0.5S級及以上等級電能表作為電能計(jì)量裝置與供電單位進(jìn)行電能結(jié)算。通過大量市場調(diào)研數(shù)據(jù)，企業(yè)內(nèi)部用戶之間電能結(jié)算使用的電能表最高等級為0.5S級，以0.5S級、1級、2級有功電能表數(shù)量較多還有少量的2級無功電能表。因此，在建立電能表計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)考慮能夠滿足企業(yè)的需要，檢定0.5S級及以下電能表。

對于新建的變電站基本都使用電子式電能表，部分使用時(shí)間長的變電所也有機(jī)電式電能表，因此，建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)依據(jù)JJG 596-2012《電子式交流電能表》、JJG 307-2006《機(jī)電式交流電能表》以及JJF 1033-2016《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范建立電能表檢定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2 建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)準(zhǔn)備

申請新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)按照J(rèn)JF 1033-2016《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》的規(guī)定做好以下六個(gè)方面的要求做好期間準(zhǔn)備工作。

2.1 科學(xué)合理、完整齊全地配置計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備

按照J(rèn)JG 596-2012《電子式交流電能表》和JJG 307-2006《機(jī)電式交流電能表》中計(jì)量器具控制的要求購置設(shè)備。按照規(guī)程要求檢定裝置有功測量的準(zhǔn)確度等級選用0.1級即可滿足要求，但考慮今后煤礦企業(yè)用電量的增長、變壓器增容等，用于電能結(jié)算的電能表準(zhǔn)確度也會(huì)隨等級提高，因此實(shí)驗(yàn)室購置了0.05級標(biāo)準(zhǔn)電能表和0.05級三相多功能表檢定裝置著手準(zhǔn)備建立電能表檢定裝置,新建的電能表檢定裝置其電壓測量范圍為：3×(57.7～380)V、電流測量范圍：3×(0.1～100)A，基本覆蓋了所有單相、三相機(jī)電式和電子式交流電能表的電壓、電流量程。此外還配備了耐電壓測試儀、絕緣電阻測試儀、時(shí)鐘源等設(shè)備以滿足規(guī)程和日后檢定工作的需要。

2.2 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備應(yīng)當(dāng)取得有效檢定或校準(zhǔn)證書

主標(biāo)準(zhǔn)器標(biāo)準(zhǔn)電能表及主要配套設(shè)備三相多功能表檢定裝置經(jīng)法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定合格來保證溯源性，配套設(shè)備耐電壓測試儀、絕緣電阻測試儀、時(shí)鐘源等均應(yīng)經(jīng)法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定/校準(zhǔn)來保證溯源性，校準(zhǔn)證書經(jīng)計(jì)量確認(rèn)符合要求方可投入使用。

2.3 新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)經(jīng)過至少半年的試運(yùn)行，在此期間考察計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性等計(jì)量特性，并確認(rèn)其符合要求

計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備就位后，通電試運(yùn)行，待實(shí)驗(yàn)室環(huán)境監(jiān)測和監(jiān)控設(shè)施配備齊全符合要求，設(shè)備性能穩(wěn)定后進(jìn)行重復(fù)性、穩(wěn)定性試驗(yàn)等。新建電能表檢定裝置一般應(yīng)當(dāng)經(jīng)過半年以上的穩(wěn)定性考核，證明其所復(fù)現(xiàn)的量值穩(wěn)定可靠后，方可申請計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核，建標(biāo)后的穩(wěn)定性考核通過對歷年的穩(wěn)定性考核記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，其結(jié)果應(yīng)當(dāng)小于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的最大允許誤差的絕對值，則可以判斷穩(wěn)定性合格，否則不合格。電能表檢定裝置檢定結(jié)果的重復(fù)性按照重復(fù)性條件進(jìn)行試驗(yàn)后，其結(jié)果應(yīng)當(dāng)直接作為一個(gè)不確定度來源用于檢定結(jié)果的不確定度評定中。建標(biāo)后的重復(fù)性考核應(yīng)與新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)測得的重新性比較，若不大于新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)測得的重復(fù)性則重復(fù)性符合要求。若大于新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的重復(fù)性則需重新進(jìn)行檢定結(jié)果的不確定度評定。

2.4 環(huán)境條件及設(shè)施應(yīng)當(dāng)滿足開展檢定或校準(zhǔn)工作的要求，并按要求對環(huán)境條件進(jìn)行有效監(jiān)測和控制

規(guī)程中,對環(huán)境條件的要求是：溫度：(20±2)℃，濕度沒有特別的要求，實(shí)驗(yàn)室按照檢定裝置的尺寸做了專門的隔斷，配備了空調(diào)和溫濕度表保證在檢定過程中溫度能夠持續(xù)保持在要求的范圍內(nèi)。同時(shí)為整個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)室專門做了接地電阻小于4 Ω接地裝置，保證了檢定裝置可靠接地，使檢定裝置能夠在額定工作條件下工作，使其輸出的參比電壓、參比頻率、參比波形、參比頻率的外部磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足規(guī)程要求。

2.5 每個(gè)項(xiàng)目配備至少兩名具有相應(yīng)能力的檢定或校準(zhǔn)人員，并指定一名計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人

對電能表檢定人員進(jìn)行必要的培訓(xùn)，包括三相交流電基礎(chǔ)知識，JJG 596-2012和JJG 307-2006檢定規(guī)程內(nèi)容及實(shí)際操作方面的內(nèi)容，經(jīng)有質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局考核合格后，取得專業(yè)項(xiàng)目考核合格證明后方可從事電能表項(xiàng)目的檢定。

2.6 建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的文件集

每項(xiàng)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)建立一個(gè)文件集，文件集目錄中應(yīng)當(dāng)注明各種文件的保存地點(diǎn)、方式和保存期限。電能表檢定裝置也不例外，建標(biāo)完成后應(yīng)當(dāng)按要求整理文件集，并有專人管理保證所有文件完整、真實(shí)、正確和有效。文件集應(yīng)當(dāng)包含《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核證書》、《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核(復(fù)查)申請書》、《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告》等18項(xiàng)文件。

3 電能表建標(biāo)中有關(guān)技術(shù)性問題

3.1 電能表穩(wěn)定性的考核方法

新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)需要在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過半年以上的穩(wěn)定性考核，在該穩(wěn)定性考核中實(shí)驗(yàn)室選擇核查標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行考核，即選用1臺性能穩(wěn)定的型號為DTSD71，準(zhǔn)確度等級為0.5S級的電能表為考核對象，以220 V/6 A/cosD=1.0為測量點(diǎn)，進(jìn)行一組10次的測量，取其算術(shù)平均值為該組的測得值。此后每隔一個(gè)月再對以上測量點(diǎn)進(jìn)行測量，共測量4組，得到4組測得值，取4組測得值中最大值和最小值之差，作為新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性。新建計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性試驗(yàn)，測量條件應(yīng)當(dāng)是在滿足計(jì)量檢定規(guī)程環(huán)境條件下的上限或下限附近，以便該段時(shí)間內(nèi)的穩(wěn)定性能夠真實(shí)反映電能表裝置在長期檢定工作中穩(wěn)定狀態(tài)，獲得的數(shù)值具有足夠?qū)挼膮^(qū)間，有利于今后的穩(wěn)定性考核。

3.2 電能表檢定結(jié)果的重復(fù)性

在重復(fù)性測量條件下，用該計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)對常規(guī)的被檢定對象重復(fù)進(jìn)行n次測量，這里選用的是1臺型號為DTSY-155,準(zhǔn)確度等級為1.0的電能表為考核對象，以220 V/5 A/cosD=1.0為測量點(diǎn)，進(jìn)行一組連續(xù)10次的測量，測量結(jié)果按照貝塞爾公式計(jì)算得到其重復(fù)性。

3.3 檢定結(jié)果的不確定度評定

在進(jìn)行檢定結(jié)果的測量不確定度評定時(shí)，測量對象應(yīng)當(dāng)是常規(guī)的被測對象，測量條件應(yīng)當(dāng)是在滿足計(jì)量檢定規(guī)程前提下至少應(yīng)當(dāng)達(dá)到的臨界條件。在該計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)中，依據(jù)兩個(gè)計(jì)量檢定規(guī)程對兩種電能表電子式交流電能表和機(jī)電式交流電能表分別進(jìn)行檢定，因此，應(yīng)當(dāng)分別評定這兩種電能表的不確定度。評定的方法依據(jù)JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》進(jìn)行，按照測量方法建立數(shù)學(xué)模型，分析各不確定度來源，該計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度來源主要考慮了三個(gè)方面：測量重復(fù)性引入、標(biāo)準(zhǔn)電能表和檢定裝置引入、以及數(shù)值修約引入。分別計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的數(shù)值，按照公式對各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量進(jìn)行合成計(jì)算相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，最后得出相對擴(kuò)展不確定度分量。對電子式三相三線電能表DSSD331：電壓3×100 V，電流3×1.5(6)A，準(zhǔn)確度0.5S級進(jìn)行評定得出擴(kuò)展不確定度U=0.17%，k=2；對機(jī)電式三相四相電能表DT862型：電壓3×380/220 V,電流3×1.5(6)A，準(zhǔn)確度2.0級進(jìn)行評定得出擴(kuò)展不確定度U=0.42%，k=2.

3.4 檢定結(jié)果的驗(yàn)證

3.5 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖

計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖是標(biāo)識計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)溯源到上一級計(jì)量器具和傳遞到下一級計(jì)量器具的框圖。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖包括三級三要素。三級是上一級計(jì)量器具、本級計(jì)量器具和下一級計(jì)量器具，其中上一級計(jì)量器具的計(jì)量基(標(biāo))準(zhǔn)名稱、不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差、保存機(jī)構(gòu)可通過計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的檢定/校準(zhǔn)證書得到，本級計(jì)量器具也就是現(xiàn)在申請新建的電能表檢定裝置，其計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)名稱、測量范圍、不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差按照主標(biāo)準(zhǔn)器和主要配套設(shè)備的相關(guān)信息填寫，下一級計(jì)量器具是擬開展的計(jì)量器具，其計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)名稱、測量范圍、不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差按能夠開展檢定的被檢的電能表填寫。

4 填寫申報(bào)材料

計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核是國家行政許可項(xiàng)目，需要向主持考核的人民政府計(jì)量行政部門提供以下資料：《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核(復(fù)查)申請書》原件一式兩份和電子版一份，《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告》原件一份，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備有效的檢定或校準(zhǔn)證書復(fù)印件一套，開展檢定或校準(zhǔn)項(xiàng)目的原始記錄及相應(yīng)的模擬檢定或校準(zhǔn)證書復(fù)印件兩套，檢定或校準(zhǔn)人員能力證明復(fù)印件一套，可以證明計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)具有相應(yīng)測量能力的其他技術(shù)資料復(fù)印件一套。按照上述方法進(jìn)行試運(yùn)行和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，通過穩(wěn)定性、重復(fù)性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及不確定度等的分析和計(jì)算，從理論充分對該電能表裝置的計(jì)量性能進(jìn)行全面論證，真實(shí)地填報(bào)申請書和技術(shù)報(bào)告，提交以上材料經(jīng)主持考核的人民政府計(jì)量行政部門受理后，等待現(xiàn)場考評。

5 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考評

新建電能表檢定裝置的考評主要有書面審查和現(xiàn)場考評，書面審查是考評員通過查閱建標(biāo)單位提供的資料，確認(rèn)所建電能表檢定裝置是否滿足法制和技術(shù)要求，是否符合有關(guān)考核要求，并具有相應(yīng)的測量能力。考評員會(huì)根據(jù)建標(biāo)單位提交的申請書和技術(shù)報(bào)告對照檢定規(guī)程和考核規(guī)范的要求，對有疑問的地方與建標(biāo)單位溝通，必要時(shí)，下達(dá)“計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)整改通知單”，建標(biāo)單位經(jīng)補(bǔ)充、修改、糾正、完善后解決了存在的問題，則安排現(xiàn)場考評。現(xiàn)場考評是考評員通過現(xiàn)場觀察、資料核查、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場提問等方法，對電能表檢定裝置是否符合考核要求進(jìn)行判斷，并對計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)測量能力進(jìn)行確認(rèn)?？荚u員對電能表檢定裝置的相關(guān)場所進(jìn)行現(xiàn)場觀察，了解標(biāo)準(zhǔn)電能表及三相多功能表檢定裝置等設(shè)備、環(huán)境條件及設(shè)施等方面的情況。同時(shí)安排現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際情況選擇盲樣或現(xiàn)場使用的電能表作為測量對象，考評員通過對檢定的操作程序、操作過程以及采用的檢定方法等內(nèi)容進(jìn)行考評，將現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與已知參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，對現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，確認(rèn)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)測量電能表是否符合考核要求。

6 結(jié) 語

因電能表列入強(qiáng)制檢定計(jì)量器具目錄，電能表檢定裝置通過考核取得計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核證書，還須經(jīng)相關(guān)人民政府計(jì)量行政部門授權(quán)后方可在單位內(nèi)部開展電能表的檢定工作。