企業建立電能表計量標準的探討

羅利平

(山西潞安檢測檢驗中心有限公司，山西 長治 046204)

電力作為現代化煤礦的重要保障，對煤礦生產發展有著舉足輕重的作用。大多數用煤礦企業和用煤炭進行發電的企業需要長期與供電部門進行電能交易與結算。電能表是電能貿易結算的依據，也是企業經濟指標考核的重要手段。因此，為適應企業生產和發展的需要，加強企業內部之間、企業與供電部門之間電量貿易結算，確保量值傳遞一致，需建立電能表檢定裝置用于企業內部電能表的檢定。

1 建立計量標準的策劃

目前，化工集團所屬10個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，其在電量結算點的實時負荷約為5×103kW，在其中一個變電站進線側的月平均用電量約為720×104kW·h，需要配置電能計量裝置，Ⅱ類用戶應選擇0.5S級及以上等級電能表作為電能計量裝置與供電單位進行電能結算。通過大量市場調研數據，企業內部用戶之間電能結算使用的電能表最高等級為0.5S級，以0.5S級、1級、2級有功電能表數量較多還有少量的2級無功電能表。因此，在建立電能表計量標準時,應考慮能夠滿足企業的需要，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，部分使用時間長的變電所也有機電式電能表，因此，建立計量標準應當依據JJG 596-2012《電子式交流電能表》、JJG 307-2006《機電式交流電能表》以及JJF 1033-2016《計量標準考核規范》等相關規范建立電能表檢定計量標準。

2 建立計量標準的技術準備

申請新建計量標準，應當按照JJF 1033-2016《計量標準考核規范》的規定做好以下六個方面的要求做好期間準備工作。

2.1 科學合理、完整齊全地配置計量標準器及主要配套設備

按照JJG 596-2012《電子式交流電能表》和JJG 307-2006《機電式交流電能表》中計量器具控制的要求購置設備。按照規程要求檢定裝置有功測量的準確度等級選用0.1級即可滿足要求，但考慮今后煤礦企業用電量的增長、變壓器增容等，用于電能結算的電能表準確度也會隨等級提高，因此實驗室購置了0.05級標準電能表和0.05級三相多功能表檢定裝置著手準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、時鐘源等設備以滿足規程和日后檢定工作的需要。

2.2 計量標準器及主要配套設備應當取得有效檢定或校準證書

主標準器標準電能表及主要配套設備三相多功能表檢定裝置經法定計量檢定機構檢定合格來保證溯源性，配套設備耐電壓測試儀、絕緣電阻測試儀、時鐘源等均應經法定計量檢定機構檢定/校準來保證溯源性，校準證書經計量確認符合要求方可投入使用。

2.3 新建計量標準應當經過至少半年的試運行，在此期間考察計量標準的穩定性等計量特性，并確認其符合要求

計量標準器及主要配套設備就位后，通電試運行，待實驗室環境監測和監控設施配備齊全符合要求，設備性能穩定后進行重復性、穩定性試驗等。新建電能表檢定裝置一般應當經過半年以上的穩定性考核，證明其所復現的量值穩定可靠后，方可申請計量標準考核，建標后的穩定性考核通過對歷年的穩定性考核記錄數據進行比較，其結果應當小于計量標準的最大允許誤差的絕對值，則可以判斷穩定性合格，否則不合格。電能表檢定裝置檢定結果的重復性按照重復性條件進行試驗后，其結果應當直接作為一個不確定度來源用于檢定結果的不確定度評定中。建標后的重復性考核應與新建計量標準測得的重新性比較，若不大于新建計量標準時測得的重復性則重復性符合要求。若大于新建計量標準時的重復性則需重新進行檢定結果的不確定度評定。

2.4 環境條件及設施應當滿足開展檢定或校準工作的要求，并按要求對環境條件進行有效監測和控制

規程中,對環境條件的要求是：溫度：(20±2)℃，濕度沒有特別的要求，實驗室按照檢定裝置的尺寸做了專門的隔斷，配備了空調和溫濕度表保證在檢定過程中溫度能夠持續保持在要求的范圍內。同時為整個電學實驗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強度滿足規程要求。

2.5 每個項目配備至少兩名具有相應能力的檢定或校準人員，并指定一名計量標準負責人

對電能表檢定人員進行必要的培訓，包括三相交流電基礎知識，JJG 596-2012和JJG 307-2006檢定規程內容及實際操作方面的內容，經有質量技術監督局考核合格后，取得專業項目考核合格證明后方可從事電能表項目的檢定。

2.6 建立計量標準的文件集

每項計量標準應當建立一個文件集，文件集目錄中應當注明各種文件的保存地點、方式和保存期限。電能表檢定裝置也不例外，建標完成后應當按要求整理文件集，并有專人管理保證所有文件完整、真實、正確和有效。文件集應當包含《計量標準考核證書》、《計量標準考核(復查)申請書》、《計量標準技術報告》等18項文件。

3 電能表建標中有關技術性問題

3.1 電能表穩定性的考核方法

新建計量標準需要在實驗室經過半年以上的穩定性考核，在該穩定性考核中實驗室選擇核查標準對其進行考核，即選用1臺性能穩定的型號為DTSD71，準確度等級為0.5S級的電能表為考核對象，以220 V/6 A/cosD=1.0為測量點，進行一組10次的測量，取其算術平均值為該組的測得值。此后每隔一個月再對以上測量點進行測量，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，作為新建計量標準的穩定性。新建計量標準的穩定性試驗，測量條件應當是在滿足計量檢定規程環境條件下的上限或下限附近，以便該段時間內的穩定性能夠真實反映電能表裝置在長期檢定工作中穩定狀態，獲得的數值具有足夠寬的區間，有利于今后的穩定性考核。

3.2 電能表檢定結果的重復性

在重復性測量條件下，用該計量標準對常規的被檢定對象重復進行n次測量，這里選用的是1臺型號為DTSY-155,準確度等級為1.0的電能表為考核對象，以220 V/5 A/cosD=1.0為測量點，進行一組連續10次的測量，測量結果按照貝塞爾公式計算得到其重復性。

3.3 檢定結果的不確定度評定

在進行檢定結果的測量不確定度評定時，測量對象應當是常規的被測對象，測量條件應當是在滿足計量檢定規程前提下至少應當達到的臨界條件。在該計量標準中，依據兩個計量檢定規程對兩種電能表電子式交流電能表和機電式交流電能表分別進行檢定，因此，應當分別評定這兩種電能表的不確定度。評定的方法依據JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》進行，按照測量方法建立數學模型，分析各不確定度來源，該計量標準的不確定度來源主要考慮了三個方面：測量重復性引入、標準電能表和檢定裝置引入、以及數值修約引入。分別計算其標準不確定度分量的數值，按照公式對各標準不確定度分量進行合成計算相對合成標準不確定度，最后得出相對擴展不確定度分量。對電子式三相三線電能表DSSD331：電壓3×100 V，電流3×1.5(6)A，準確度0.5S級進行評定得出擴展不確定度U=0.17%，k=2；對機電式三相四相電能表DT862型：電壓3×380/220 V,電流3×1.5(6)A，準確度2.0級進行評定得出擴展不確定度U=0.42%，k=2.

3.4 檢定結果的驗證

3.5 計量標準的量值溯源和傳遞框圖

計量標準的量值溯源和傳遞框圖是標識計量標準溯源到上一級計量器具和傳遞到下一級計量器具的框圖。計量標準的量值溯源和傳遞框圖包括三級三要素。三級是上一級計量器具、本級計量器具和下一級計量器具，其中上一級計量器具的計量基(標)準名稱、不確定度或準確度等級或最大允許誤差、保存機構可通過計量標準器的檢定/校準證書得到，本級計量器具也就是現在申請新建的電能表檢定裝置，其計量標準名稱、測量范圍、不確定度或準確度等級或最大允許誤差按照主標準器和主要配套設備的相關信息填寫，下一級計量器具是擬開展的計量器具，其計量標準名稱、測量范圍、不確定度或準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 填寫申報材料

計量標準考核是國家行政許可項目，需要向主持考核的人民政府計量行政部門提供以下資料：《計量標準考核(復查)申請書》原件一式兩份和電子版一份，《計量標準技術報告》原件一份，計量標準器及主要配套設備有效的檢定或校準證書復印件一套，開展檢定或校準項目的原始記錄及相應的模擬檢定或校準證書復印件兩套，檢定或校準人員能力證明復印件一套，可以證明計量標準具有相應測量能力的其他技術資料復印件一套。按照上述方法進行試運行和相關的實驗，通過穩定性、重復性實驗數據以及不確定度等的分析和計算，從理論充分對該電能表裝置的計量性能進行全面論證，真實地填報申請書和技術報告，提交以上材料經主持考核的人民政府計量行政部門受理后，等待現場考評。

5 計量標準考評

新建電能表檢定裝置的考評主要有書面審查和現場考評，書面審查是考評員通過查閱建標單位提供的資料，確認所建電能表檢定裝置是否滿足法制和技術要求，是否符合有關考核要求，并具有相應的測量能力。考評員會根據建標單位提交的申請書和技術報告對照檢定規程和考核規范的要求，對有疑問的地方與建標單位溝通，必要時，下達“計量標準整改通知單”，建標單位經補充、修改、糾正、完善后解決了存在的問題，則安排現場考評。現場考評是考評員通過現場觀察、資料核查、現場實驗和現場提問等方法，對電能表檢定裝置是否符合考核要求進行判斷，并對計量標準測量能力進行確認。考評員對電能表檢定裝置的相關場所進行現場觀察，了解標準電能表及三相多功能表檢定裝置等設備、環境條件及設施等方面的情況。同時安排現場實驗，根據實際情況選擇盲樣或現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容進行考評，將現場實驗數據與已知參考數據進行比較，對現場實驗結果進行評價，確認計量標準測量電能表是否符合考核要求。

6 結 語

因電能表列入強制檢定計量器具目錄，電能表檢定裝置通過考核取得計量標準考核證書，還須經相關人民政府計量行政部門授權后方可在單位內部開展電能表的檢定工作。