企业建立电能表计量标准的探讨

罗利平

(山西潞安检测检验中心有限公司，山西 长治 046204)

电力作为现代化煤矿的重要保障，对煤矿生产发展有着举足轻重的作用。大多数用煤矿企业和用煤炭进行发电的企业需要长期与供电部门进行电能交易与结算。电能表是电能贸易结算的依据，也是企业经济指标考核的重要手段。因此，为适应企业生产和发展的需要，加强企业内部之间、企业与供电部门之间电量贸易结算，确保量值传递一致，需建立电能表检定装置用于企业内部电能表的检定。

1 建立计量标准的策划

目前，化工集团所属10个主体矿井的供电均采用35 kV及以下电压等级，以王庄煤矿为例，其在电量结算点的实时负荷约为5×103kW，在其中一个变电站进线侧的月平均用电量约为720×104kW·h，需要配置电能计量装置，Ⅱ类用户应选择0.5S级及以上等级电能表作为电能计量装置与供电单位进行电能结算。通过大量市场调研数据，企业内部用户之间电能结算使用的电能表最高等级为0.5S级，以0.5S级、1级、2级有功电能表数量较多还有少量的2级无功电能表。因此，在建立电能表计量标准时,应考虑能够满足企业的需要，检定0.5S级及以下电能表。

对于新建的变电站基本都使用电子式电能表，部分使用时间长的变电所也有机电式电能表，因此，建立计量标准应当依据JJG 596-2012《电子式交流电能表》、JJG 307-2006《机电式交流电能表》以及JJF 1033-2016《计量标准考核规范》等相关规范建立电能表检定计量标准。

2 建立计量标准的技术准备

申请新建计量标准，应当按照JJF 1033-2016《计量标准考核规范》的规定做好以下六个方面的要求做好期间准备工作。

2.1 科学合理、完整齐全地配置计量标准器及主要配套设备

按照JJG 596-2012《电子式交流电能表》和JJG 307-2006《机电式交流电能表》中计量器具控制的要求购置设备。按照规程要求检定装置有功测量的准确度等级选用0.1级即可满足要求，但考虑今后煤矿企业用电量的增长、变压器增容等，用于电能结算的电能表准确度也会随等级提高，因此实验室购置了0.05级标准电能表和0.05级三相多功能表检定装置着手准备建立电能表检定装置,新建的电能表检定装置其电压测量范围为：3×(57.7～380)V、电流测量范围：3×(0.1～100)A，基本覆盖了所有单相、三相机电式和电子式交流电能表的电压、电流量程。此外还配备了耐电压测试仪、绝缘电阻测试仪、时钟源等设备以满足规程和日后检定工作的需要。

2.2 计量标准器及主要配套设备应当取得有效检定或校准证书

主标准器标准电能表及主要配套设备三相多功能表检定装置经法定计量检定机构检定合格来保证溯源性，配套设备耐电压测试仪、绝缘电阻测试仪、时钟源等均应经法定计量检定机构检定/校准来保证溯源性，校准证书经计量确认符合要求方可投入使用。

2.3 新建计量标准应当经过至少半年的试运行，在此期间考察计量标准的稳定性等计量特性，并确认其符合要求

计量标准器及主要配套设备就位后，通电试运行，待实验室环境监测和监控设施配备齐全符合要求，设备性能稳定后进行重复性、稳定性试验等。新建电能表检定装置一般应当经过半年以上的稳定性考核，证明其所复现的量值稳定可靠后，方可申请计量标准考核，建标后的稳定性考核通过对历年的稳定性考核记录数据进行比较，其结果应当小于计量标准的最大允许误差的绝对值，则可以判断稳定性合格，否则不合格。电能表检定装置检定结果的重复性按照重复性条件进行试验后，其结果应当直接作为一个不确定度来源用于检定结果的不确定度评定中。建标后的重复性考核应与新建计量标准测得的重新性比较，若不大于新建计量标准时测得的重复性则重复性符合要求。若大于新建计量标准时的重复性则需重新进行检定结果的不确定度评定。

2.4 环境条件及设施应当满足开展检定或校准工作的要求，并按要求对环境条件进行有效监测和控制

规程中,对环境条件的要求是：温度：(20±2)℃，湿度没有特别的要求，实验室按照检定装置的尺寸做了专门的隔断，配备了空调和温湿度表保证在检定过程中温度能够持续保持在要求的范围内。同时为整个电学实验室专门做了接地电阻小于4 Ω接地装置，保证了检定装置可靠接地，使检定装置能够在额定工作条件下工作，使其输出的参比电压、参比频率、参比波形、参比频率的外部磁感应强度满足规程要求。

2.5 每个项目配备至少两名具有相应能力的检定或校准人员，并指定一名计量标准负责人

对电能表检定人员进行必要的培训，包括三相交流电基础知识，JJG 596-2012和JJG 307-2006检定规程内容及实际操作方面的内容，经有质量技术监督局考核合格后，取得专业项目考核合格证明后方可从事电能表项目的检定。

2.6 建立计量标准的文件集

每项计量标准应当建立一个文件集，文件集目录中应当注明各种文件的保存地点、方式和保存期限。电能表检定装置也不例外，建标完成后应当按要求整理文件集，并有专人管理保证所有文件完整、真实、正确和有效。文件集应当包含《计量标准考核证书》、《计量标准考核(复查)申请书》、《计量标准技术报告》等18项文件。

3 电能表建标中有关技术性问题

3.1 电能表稳定性的考核方法

新建计量标准需要在实验室经过半年以上的稳定性考核，在该稳定性考核中实验室选择核查标准对其进行考核，即选用1台性能稳定的型号为DTSD71，准确度等级为0.5S级的电能表为考核对象，以220 V/6 A/cosD=1.0为测量点，进行一组10次的测量，取其算术平均值为该组的测得值。此后每隔一个月再对以上测量点进行测量，共测量4组，得到4组测得值，取4组测得值中最大值和最小值之差，作为新建计量标准的稳定性。新建计量标准的稳定性试验，测量条件应当是在满足计量检定规程环境条件下的上限或下限附近，以便该段时间内的稳定性能够真实反映电能表装置在长期检定工作中稳定状态，获得的数值具有足够宽的区间，有利于今后的稳定性考核。

3.2 电能表检定结果的重复性

在重复性测量条件下，用该计量标准对常规的被检定对象重复进行n次测量，这里选用的是1台型号为DTSY-155,准确度等级为1.0的电能表为考核对象，以220 V/5 A/cosD=1.0为测量点，进行一组连续10次的测量，测量结果按照贝塞尔公式计算得到其重复性。

3.3 检定结果的不确定度评定

在进行检定结果的测量不确定度评定时，测量对象应当是常规的被测对象，测量条件应当是在满足计量检定规程前提下至少应当达到的临界条件。在该计量标准中，依据两个计量检定规程对两种电能表电子式交流电能表和机电式交流电能表分别进行检定，因此，应当分别评定这两种电能表的不确定度。评定的方法依据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》进行，按照测量方法建立数学模型，分析各不确定度来源，该计量标准的不确定度来源主要考虑了三个方面：测量重复性引入、标准电能表和检定装置引入、以及数值修约引入。分别计算其标准不确定度分量的数值，按照公式对各标准不确定度分量进行合成计算相对合成标准不确定度，最后得出相对扩展不确定度分量。对电子式三相三线电能表DSSD331：电压3×100 V，电流3×1.5(6)A，准确度0.5S级进行评定得出扩展不确定度U=0.17%，k=2；对机电式三相四相电能表DT862型：电压3×380/220 V,电流3×1.5(6)A，准确度2.0级进行评定得出扩展不确定度U=0.42%，k=2.

3.4 检定结果的验证

3.5 计量标准的量值溯源和传递框图

计量标准的量值溯源和传递框图是标识计量标准溯源到上一级计量器具和传递到下一级计量器具的框图。计量标准的量值溯源和传递框图包括三级三要素。三级是上一级计量器具、本级计量器具和下一级计量器具，其中上一级计量器具的计量基(标)准名称、不确定度或准确度等级或最大允许误差、保存机构可通过计量标准器的检定/校准证书得到，本级计量器具也就是现在申请新建的电能表检定装置，其计量标准名称、测量范围、不确定度或准确度等级或最大允许误差按照主标准器和主要配套设备的相关信息填写，下一级计量器具是拟开展的计量器具，其计量标准名称、测量范围、不确定度或准确度等级或最大允许误差按能够开展检定的被检的电能表填写。

4 填写申报材料

计量标准考核是国家行政许可项目，需要向主持考核的人民政府计量行政部门提供以下资料：《计量标准考核(复查)申请书》原件一式两份和电子版一份，《计量标准技术报告》原件一份，计量标准器及主要配套设备有效的检定或校准证书复印件一套，开展检定或校准项目的原始记录及相应的模拟检定或校准证书复印件两套，检定或校准人员能力证明复印件一套，可以证明计量标准具有相应测量能力的其他技术资料复印件一套。按照上述方法进行试运行和相关的实验，通过稳定性、重复性实验数据以及不确定度等的分析和计算，从理论充分对该电能表装置的计量性能进行全面论证，真实地填报申请书和技术报告，提交以上材料经主持考核的人民政府计量行政部门受理后，等待现场考评。

5 计量标准考评

新建电能表检定装置的考评主要有书面审查和现场考评，书面审查是考评员通过查阅建标单位提供的资料，确认所建电能表检定装置是否满足法制和技术要求，是否符合有关考核要求，并具有相应的测量能力。考评员会根据建标单位提交的申请书和技术报告对照检定规程和考核规范的要求，对有疑问的地方与建标单位沟通，必要时，下达“计量标准整改通知单”，建标单位经补充、修改、纠正、完善后解决了存在的问题，则安排现场考评。现场考评是考评员通过现场观察、资料核查、现场实验和现场提问等方法，对电能表检定装置是否符合考核要求进行判断，并对计量标准测量能力进行确认。考评员对电能表检定装置的相关场所进行现场观察，了解标准电能表及三相多功能表检定装置等设备、环境条件及设施等方面的情况。同时安排现场实验，根据实际情况选择盲样或现场使用的电能表作为测量对象，考评员通过对检定的操作程序、操作过程以及采用的检定方法等内容进行考评，将现场实验数据与已知参考数据进行比较，对现场实验结果进行评价，确认计量标准测量电能表是否符合考核要求。

6 结 语

因电能表列入强制检定计量器具目录，电能表检定装置通过考核取得计量标准考核证书，还须经相关人民政府计量行政部门授权后方可在单位内部开展电能表的检定工作。