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智能电能表状态轮换新模式:让电能表多工作50%的时间
Tue Apr 10 11:15:00 CST 2018  来源:中国低压电器网

    打开空调,暖风驱散寒冷;轻击鼠标,世界近在眼前;插入手柄,爱车开始充电……人们早已习惯了被电能驱动的生活,并能通过电能创造无限的可能。这其中,电能表始终默默无闻地工作着,用精准的计量记录着电能消耗的点点滴滴。

    在电能消费的过程中,电能表如同一杆“良心秤”,保障着供电企业和用户利益的彼此公平。为了确保这至关重要的公平,依据上海市地方法规,目前上海地区的在用电能表至多每8年即需更换。

    然而,这项已经执行了十多年的政策最快将于今年迎来变化——随着电能表状态轮换政策的施行在望,基于抽样检测,电能表“服役”期限有望延长50%。改“一刀切”式的到期轮换为“看情况”式的状态轮换,上海的电能表管理工作走在了全国前列。

    那么,这关键的一步为何要迈出,又是如何迈出的呢?

    到期轮换存在弊端

    在我国,电能表属于国家重点管理的计量器具,国家层面对涉及交易结算的电能表实行严格的监管措施。

    首先,我国实行电能表生产制造许可证管理制度,生产企业只有通过质监部门的型试试验,并且通过对生产场地、生产设施、生产人员、工艺条件严格的现场考核,才能取得制造计量器具的许可证,进而从事电能表的生产制造。

    “即便如此,出厂后用于交易结算的电能表也不能直接投入使用。”国网上海电科院计量中心主任夏东辉表示,“每一只电能表都需经过我们的‘首次强制检定’才能被安装到千家万户,未经检定合格的电能表,不得安装使用。”国网上海计量中心是经上海市质量技术监督局依法授权的计量检定机构,上海电网里每一只运转的电能表都需要经过这里的层层把关。

    “首次强制检定”也不是一劳永逸的。电能表与其他产品一样,都有其使用寿命,如果使用时间久了,其计量稳定性有可能会发生变化,不能满足首次检定时的计量性能要求。所以,为了保证其计量准确,国家对电能表的使用环节还规定了“限期使用和到期轮换”政策。计量检定规程对电能表的使用年限作出了相关规定,电子式电能表的检定周期一般为6~8年。而到期轮换,也就是用户口中的“换表”,是指电能表在其使用年限期满前,需进行到期轮换,到期轮换由其产权方负责。

    在上海,自上世纪80年代起,就实行了按照电能表检定周期这一固定时间段对在用贸易结算电能表进行轮换的管理方式。颁行于1999年的国家检定规程《电子式电能表》中规定,“使用中的安装式电能表检定周期一般为5年”。2012年,国家在此规程的基础上重新修订并施行了《电子式交流电能表》国家检定规程,其中规定:0.2S级、0.5S级有功电能表的检定周期一般不超过6年;1级、2级有功电能表和2级、3级无功电能表,其检定周期一般不超过8年。目前,上海地区的民用电能表属于1级或2级有功电子式电能表。上海市质量技术监督局正是依据2012年的这一标准,将民用电能表的轮换周期统一确定为8年。

    也是就说,从安装到户之日起计,8年之后,无论用户家中电能表的实际计量性能如何,都需更换,后续进入报废流程。这种做法在一段时间内最大限度地保护了用户和供电企业之间的公平利益,但随着电能表自身技术水平的提高和电能表运行水平监测水平的提升,“一刀切”式做法在造成人力物力浪费、不利于节能环保等方面的缺陷正越来越明显。

    “延期使用”依据充足

    为了探知到期电能表的质量状况,一部分到期的电能表被拆换后并未直接报废。在上海,它们被集中送进国网上海计量中心接受拆回检定。

    2月11日,国网上海计量中心单相电能表检定班班长吴晓峰执行着常规的批量检定操作。此前,对于电能表拆回检测的试验就在这个班组进行。

    “从2005年起,我们对各类电子式电能表质量情况进行了长期跟踪试验。检定结果证明了我们的预判。”从国网上海计量中心技术质检室主任朱彬若掌握的数据来看,自2005年至2015年间,在487177只拆回检定的电能表中,计量性能合格率高达99.97%。其中,运行满10年的电能表共有2969只,判定不合格仅29只,总体合格率为99.03%,计量性能合格率也高达99.93%。

    数据有力证明了“一刀切”式的8年轮换值得改进。

    “让正当壮年的电能表提前退休,这无疑是一种浪费。”朱彬若说。

    问题找准了,又该通过什么途径解决问题呢?国网上海电力的研究人员从欧美等发达国家的经验中得到了启发。

    不同于国内电能表到期轮换的运行管理模式,随着计量技术和工艺水平的进步,欧美发达国家在几十年的研究总结后已普遍采用基于抽样检测理论的方式对运行中的电能表进行状态管理,并基于此延长了电能表的使用期限。美国、英国、德国、加拿大等国家在这方面已经积累了丰富的经验。

    根据文献显示,美国在网使用的电能表最长“服役”时间已达到35年。美国在其关于电子式电能表的国家标准中详细规定了抽样试验方法和评判标准,并推荐了周期性定比率、变比率和统计取样三种抽样方案。英国国家计量办公室制定的《在线测试技术手册》中规定电能表从安装后8年开始抽样,每隔5年抽样一次。作为国际计量权威技术机构,国际法制计量组织于2010年7月,由TC3/SC4工作组编写文件《采用抽样方法对使用中民用仪表进行后续检定》,探讨了如何对即将到达首次检定有效期的民用电能表、水表、气表和热能表进行后续检定,以判断其是否可以继续使用,并鼓励成员国开展相关探索。该文件对有效期即将到期的民用表抽样方案、试验项目、结果判定、延期年限等作了阐述,并建议若有效期即将到期的民用电能表抽样检测合格,可进一步延长50%有效期,这对各国的实际操作具有一定的指导意义。

    在朱彬若看来,抽样检测的前提是电能表质量水平的过关。“只有电能表在使用8年后依然能长期保证精准计量,我们推动修改检定规程才有意义。”恰好在这一点上,基础已十分扎实。

    目前,我国已普遍使用智能电能表,计量性能十分稳定可靠。此外,国家电网公司近年来出台了一系列标准文件、管理制度和技术试验方法,加强智能电能表全寿命周期管理,确保每一只电能表都时时刻刻处于运行可控、在控状态。这也为将世界先进经验移植到我国奠定了技术基础。

    在积累了大量前期检测数据的前提下,随着时机和条件的成熟,国网上海市电力公司自2014年起开始与上海市质量技术监督局合作,迈开探索采取抽样检测的方法实现电能表状态轮换的步伐。

    规程修订科学严谨

    抽样检测基于数理统计原理,有着严谨扎实的科学基础,是经济合理评估总体目标量性能的有效方法。将抽样检验方法运用至电能表运行状态评价方面,可以以最经济有效的方法承担最小的损失概率。

    从2014年起,上海市质量技术监督局就与国网上海电力达成共识,开启合作探索研究基于抽样检验的电能表状态更换策略工作。

    2015年至2017年,上海市计量技术测试研究院和国网上海电力专题立项研究,深入分析了近几年积累的近50万只在运电能表检测数据,汇总分析了本市电能表运行质量水平和运行失效原因,并对抽样检验技术开展了技术分析和论证,初步掌握了电能表状态更换的基本规律和方法。在这支研究团队中,政企双方的专家还专门听取了来自各地质监系统、上海计量协会、国网计量中心和电能表生产企业等各方的意见建议。

    2015年,上海市质量技术监督局将“借鉴国外成功经验,通过抽样统计的方法开展电能表、燃气表使用期限课题的研究”列入《2015年上海市计量工作要点》。此项研究工作受到了国家质检总局计量司以及国家电网公司营销部等部门的高度关注和重视,希望上海市率先进行创新探索和实践,形成可以在全国复制的经验。

    2016年,上海市质量技术监督局组织撰写的上海市地方检定规程《电子式交流电能表使用中检定规程》(JJG(沪)56-2016)经批准正式发布。“这一新规程的发布具有里程碑式的意义,该规程在我国首次提出了对电能表批的极限质量水平的抽样判定方法,并可依据该方法延长电能表计的在网使用期限。”国网上海电力营销部计量处负责人杜成刚说。

    与推动《电子式交流电能表使用中检定规程》这一“技术标准”出台相同步的是,从2017年年初起,国网上海电力配合上海市质量技术监督局开展了电子式交流电能表状态更换相关管理规范的拟定工作。管理规范旨在明确实施电能表状态更换过程中政府计量行政部门、供电公司、依法授权的电能表强制检定机构、专业计量社团组织等各方的工作职责和操作流程,确保电能表状态更换的实施工作具备切实可行的操作性和规范性。管理规范如同一部“行为标准”,进一步确保了电能表状态轮换工作的合规、可行。

    “上海策略”效益显著

    2017年年底,电子式交流电能表状态更换相关管理规范已通过由上海市质量技术监督局组织的专家审定,进入最后的审批流程,不久就将颁布。届时,《电子式交流电能表使用中检定规程》和电子式交流电能表状态更换相关管理规范将“双剑合璧”,共同开启上海在全国率先实现基于抽样检测方式的电能表状态轮换策略的新时代。

    “对于广大居民而言,最直观的感受是换表的周期又延长了。延长了多少时间呢?《检定规程》给出的时限是‘延长50%的使用周期’,也就是说,一般情况下,一只电能表可以连续工作12年了。”朱彬若说。在这看似简单的“延长4年”的背后,是该模式相较于以往基于到期更换的更科学性和经济性,并易于在同行业甚至跨行业推广复制,具备明显的示范引领效应。

    基于抽样检测的电能表状态轮换策略,经济效益和社会效益显著,可实现社会资源的最优化,节能降耗,绿色环保,利国利民。这一策略可有效评估运行中电能表的批次质量水平,既可适当延长质量状况良好电能表的使用周期,避免花费大量的人力、物力去更换运行性能依旧良好的电能表,从而造成极大浪费,也能及时发现存在质量隐患的电能表,推动淘汰劣质电能表和引导技术进步。

    按照普遍实现延长50%使用周期来测算,平均每年电能表相关的各项成本可下降1/3,并降低1/3的换表工作量。仅上海全市,预计2018和2019两年累计可减少6.32亿元智能电能表采购、安装投入的费用。若在全国复制推广,如果按国家电网公司范围内智能电能表覆盖4.5亿户计算的话,每年可减少智能电能表采购、检测、安装投入费用超过100亿元。换表量和换表频次的大幅度下降,也可极大减少停电时间和作业扰民时间,不仅可提升电网企业供电可靠率,也可避免由于频繁换表而导致的社会摩擦。

    从绿色环保方面来看,1台普通的电子式电能表大约包含420克塑料——主要为外壳和接线端子等,350克金属——主要为接线端子、继电器、变压器、PCB板金属铂片等,报废时会产生电子垃圾约200克——主要为PCB板件及电子器件。以国家电网公司在网电能表4.5亿台计,每年更换表具数量约为6000万台。如果能够实行电能表状态更换管理,按90%的电能表能延长使用周期来测算,平均每年可减少塑料消耗2.268万吨,相当于节约石油约14万吨、减少二氧化碳排放43万吨;节约金属1.89万吨,约等于1/3座南京长江大桥建造用钢的重量;减少电子垃圾1.08万吨,而2010年我国电子垃圾产生量为230万吨……环保效益显著。

    “上海已经做好了电能表状态轮换的准备。我们期待着在上海市质量技术监督局的指导下,早日开启电能表实施状态轮换的新篇章。”杜成刚说。

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