家家戶戶都有電能表,用來記錄電能的消耗,作為支付電費(fèi)的依據(jù)。因此,保證電能表測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,對(duì)公平貿(mào)易具有十分重要的意義。
節(jié)約電能要采取一系列的方法措施,這些措施是否有效,要由準(zhǔn)確的電能計(jì)量做出判斷。
電能計(jì)量的準(zhǔn)確與否不僅是關(guān)系千家萬戶的重要民生問題,而且事關(guān)節(jié)能減排的最終效果。全國(guó)千千萬萬各種電能計(jì)量裝置,到底如何確保它們計(jì)量的準(zhǔn)確可靠?
“全國(guó)各行各業(yè)使用的各種電能裝置最終都要溯源到這里,這里的電能計(jì)量基準(zhǔn)裝置是我國(guó)最高水平的國(guó)家基準(zhǔn)。”中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院(以下簡(jiǎn)稱中國(guó)計(jì)量院)電學(xué)與量子科學(xué)研究所電能實(shí)驗(yàn)室的王磊介紹。
中國(guó)計(jì)量院電學(xué)與量子科學(xué)研究所承擔(dān)著電能領(lǐng)域的計(jì)量任務(wù),包括建立、維護(hù)并不斷改進(jìn)與電能有關(guān)的國(guó)家基準(zhǔn),參加國(guó)際比對(duì),保證電能單位量值的準(zhǔn)確,并與國(guó)際保持一致。研究所下設(shè)的電能實(shí)驗(yàn)室目前保存有自主研發(fā)的單相電能基準(zhǔn)、三相電能基準(zhǔn)、諧波功率基準(zhǔn)3項(xiàng)國(guó)家基準(zhǔn)?!斑@些基準(zhǔn)是國(guó)家的重要基礎(chǔ)技術(shù)設(shè)施,電能實(shí)驗(yàn)室提供檢定和校準(zhǔn)服務(wù),通過一系列的傳遞鏈,使準(zhǔn)確的量值傳遞到千家萬戶和各行各業(yè)?!?/P>
3項(xiàng)國(guó)家基準(zhǔn)中最基礎(chǔ)的是單相電能基準(zhǔn)。這套早在1990年就完成的裝置采用了我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的雙橋功率電能比較儀進(jìn)行交流、直流電能的直接比較,擴(kuò)展不確定度為15×10-6 (k=3),完全能夠滿足目前國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)功率電能表的檢定校準(zhǔn)服務(wù)的需要。
“作為國(guó)家基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性要求都是很高的。從1993年開始,我們利用這套基準(zhǔn)裝置對(duì)一臺(tái)功率變換器進(jìn)行了長(zhǎng)期考察。通過這15年的數(shù)據(jù)分析,我們看到這套基準(zhǔn)工作十分穩(wěn)定,這說明我們的基準(zhǔn)維護(hù)水平相當(dāng)不錯(cuò)?!蓖趵谧院赖卣f。
三相工頻電能計(jì)量基準(zhǔn)裝置則是從單相電能基準(zhǔn)裝置得到電能單位量值,進(jìn)而擴(kuò)展到三相電能。特別值得關(guān)注的是,這套三相電能基準(zhǔn)中采用了我國(guó)自創(chuàng)的一些措施,使三相系統(tǒng)中特有的相互干擾問題得到了有效解決,并且這些方法已經(jīng)得到了世界同行的廣泛認(rèn)可。
諧波功率基準(zhǔn)是電能實(shí)驗(yàn)室最“年輕”的一套基準(zhǔn)。王磊介紹,諧波來源于各類非線性用電設(shè)備,如大型鋁廠的整流裝置,交流電力機(jī)車,冶煉鋼鐵的大型電弧爐,日常生活中的電子計(jì)算機(jī)、節(jié)能燈等。電網(wǎng)中的諧波被視為一種污染,諧波污染具有越來越嚴(yán)重的趨勢(shì)。其危害的嚴(yán)重性表現(xiàn)在浪費(fèi)電能、引起電網(wǎng)諧振、嚴(yán)重時(shí)損壞電網(wǎng)設(shè)備、影響電氣設(shè)備正常工作等。諧波條件下電能表能否保持其準(zhǔn)確性是電能表企業(yè)、電器生產(chǎn)廠商都十分關(guān)心的問題,因此在電能表的型式評(píng)價(jià)中要求做諧波試驗(yàn)。這些被廣泛使用的諧波測(cè)量?jī)x器是否測(cè)量準(zhǔn)確,這需要逐級(jí)溯源直至國(guó)家計(jì)量院。
“這套自主研制的諧波功率基準(zhǔn)解決了國(guó)民經(jīng)濟(jì)中這一綜合性技術(shù)基礎(chǔ)問題,準(zhǔn)確度居于世界領(lǐng)先水平。”王磊說。
在有15個(gè)國(guó)家計(jì)量院參加的國(guó)際電能比對(duì)中,中國(guó)計(jì)量院的單相電能基準(zhǔn)取得了非常好的結(jié)果,與國(guó)際參考值僅差百萬分之一。比對(duì)結(jié)果證明,中國(guó)基準(zhǔn)的量值與國(guó)際上有很好的一致性。同時(shí),這些結(jié)果將有力地提高國(guó)外用戶對(duì)中國(guó)電能表產(chǎn)品質(zhì)量的信心,促進(jìn)中國(guó)電能表的出口。
據(jù)介紹,這3套國(guó)家基準(zhǔn)每年要為全國(guó)近百家計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)、電力部門、電能表生產(chǎn)企業(yè)的電能標(biāo)準(zhǔn)提供溯源服務(wù),再通過它們,保證了全國(guó)電能量值傳遞的準(zhǔn)確可靠。
目前,電能實(shí)驗(yàn)室根據(jù)國(guó)家建設(shè)需要,開始了支持智能電網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)計(jì)量研究,準(zhǔn)備在數(shù)字電能表溯源、電能表軟件認(rèn)證等方面開展工作,為我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)提供有力的技術(shù)支撐。