“十一五”期間，我院在節(jié)能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域共完成了國(guó)家科委、國(guó)家質(zhì)檢總局、黑龍江省科委、黑龍江省質(zhì)監(jiān)局、哈爾濱市科技局等管理部門立項(xiàng)的科研課題30項(xiàng)，其中3項(xiàng)成果獲得黑龍江省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，1項(xiàng)成果獲得哈爾濱市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，形成的主要產(chǎn)品應(yīng)用在各行業(yè)的能源計(jì)量工作中，在全省節(jié)能降耗工作中發(fā)揮了巨大的作用。
   

一、在石油行業(yè)的應(yīng)用

    黑龍江省大慶油田是我國(guó)最大的油田之一，近年來(lái)，大部分油田已進(jìn)入開采的中晚期，節(jié)約能源、降低消耗成為油田日常工作中的重要環(huán)節(jié)。各部門越來(lái)越重視節(jié)約能源，想盡辦法減少設(shè)備損耗、降低成本。為了使注水泵和輸油泵能夠長(zhǎng)期、安全、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，節(jié)約用電開銷，準(zhǔn)確獲取其綜合參數(shù)便成為油田管理人員的日常工作。為此，我院率先開展了離心泵效率測(cè)試方面的理論研究及相關(guān)儀器儀表的研制開發(fā)。根據(jù)熱力學(xué)方法制定測(cè)量離心泵效率α參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中30℃水的α參數(shù)值，從而使熱力學(xué)方法測(cè)量油水泵效率在國(guó)內(nèi)油田得到廣泛的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，我院研究了油和油水混合介質(zhì)的離心泵效率測(cè)試方法。針對(duì)抽油機(jī)參數(shù)的測(cè)試，研制開發(fā)了抽油機(jī)綜合電能測(cè)試儀、抽油機(jī)專用電流表等代表性的節(jié)能測(cè)試儀表，為油田節(jié)能監(jiān)測(cè)部門測(cè)試抽油機(jī)效率提供了有效、科學(xué)的先進(jìn)測(cè)量手段。
    1.LJ2020型電力參數(shù)分析儀
    目前，我國(guó)大部分油田采油時(shí)均使用游梁式抽油機(jī)，它由交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其工作負(fù)載呈明顯的周期性變化。當(dāng)抽油機(jī)工作在上沖程時(shí)，游梁端的驢頭懸點(diǎn)上升，提起抽油桿和油柱，從電網(wǎng)吸收較多的電能；而下沖程時(shí)，由于抽油桿依靠自重下落，電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷由重負(fù)荷轉(zhuǎn)為輕負(fù)荷，所以從電網(wǎng)吸收較少的電能，甚至可以釋放能量。這樣，電動(dòng)機(jī)在一個(gè)沖程內(nèi)承受的扭矩出現(xiàn)正負(fù)交變過(guò)程。工作在負(fù)扭矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)，向電網(wǎng)輸電的同時(shí)，電動(dòng)機(jī)仍需從電網(wǎng)吸收滯后的無(wú)功功率，這不但會(huì)增加線路和電機(jī)繞組中的損耗，還會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生干擾，影響供電質(zhì)量。
    為解決抽油機(jī)工作中所產(chǎn)生的負(fù)載不均衡問(wèn)題，在工程上采用在游梁抽油桿對(duì)稱端配置平衡塊的方法；當(dāng)抽油機(jī)工作在下沖程時(shí)，平衡塊升高而存儲(chǔ)能量，以備工作在上沖程時(shí)將能量釋放出來(lái)，以減輕抽油時(shí)的負(fù)荷，從而達(dá)到均衡負(fù)載的目的。為正確配備平衡塊需要計(jì)算出正確的抽油機(jī)運(yùn)行電流平衡比。所謂電流平衡比是指抽油機(jī)上沖程實(shí)際平均電流和下沖程實(shí)際平均電流之比。因此，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)得抽油機(jī)的上、下沖程的電流是至關(guān)重要的。我院研制的電力參數(shù)分析儀正好解決了這一難題。
    2.LJ2000型抽油機(jī)綜合電能測(cè)試儀
    近年來(lái)，各大油田都已進(jìn)入中期或末期采油階段，增效降耗愈來(lái)愈被各油田有眼光的領(lǐng)導(dǎo)提到重要日程上來(lái)。準(zhǔn)確真實(shí)地反映抽油機(jī)運(yùn)行狀況是增效降耗的關(guān)鍵，抽油機(jī)狀況可從抽油機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的電流、電壓、功率曲線反映出來(lái)。
    抽油機(jī)綜合電能測(cè)試儀是集數(shù)字電流表、電壓表、功率表于一體的可進(jìn)行數(shù)字與波形雙重顯示的綜合性儀器儀表。它運(yùn)用于現(xiàn)場(chǎng)綜合參數(shù)測(cè)量，可觀察電力、電機(jī)、抽油機(jī)等設(shè)備的狀況，能替換國(guó)外的相關(guān)儀器儀表。
    3.LJ2001型離心泵綜合參數(shù)測(cè)試儀
    LJ2001型離心泵綜合參數(shù)測(cè)試儀適用于油田、礦山和工廠給排水設(shè)備離心泵效率測(cè)量，同時(shí)還根據(jù)測(cè)量所得水泵的進(jìn)口溫度T1和出口溫度T2，進(jìn)出口溫差ΔT，進(jìn)出口壓力、揚(yáng)程，輸入軸功率可計(jì)算出離心泵的排量和輸送單位介質(zhì)所需要的能量，是在線測(cè)量和評(píng)價(jià)離心泵性能比較理想的便攜式智能化測(cè)量?jī)x器。
    離心泵是消耗大量電能的設(shè)備，保持離心泵在良好的狀態(tài)下運(yùn)行是節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。初步統(tǒng)計(jì)，2000千瓦的泵，效率下降1%時(shí)每年會(huì)浪費(fèi)4萬(wàn)元(按每千瓦時(shí)0.2元計(jì)算)。經(jīng)常定期地進(jìn)行離心泵效率測(cè)量，發(fā)現(xiàn)泵效率下降及時(shí)維護(hù)和更換，可以節(jié)約大量能源，因此，離心泵綜合參數(shù)測(cè)試儀是實(shí)現(xiàn)離心泵科學(xué)管理和節(jié)能的必備設(shè)備。
    LJ2001型離心泵綜合參數(shù)測(cè)試儀是根據(jù)熱力學(xué)方法測(cè)量離心泵效率原理設(shè)計(jì)的，在測(cè)量時(shí)不需停泵，不用測(cè)量軸功率和流量，只需要測(cè)量離心泵進(jìn)出口的溫差和壓差，通過(guò)熱力學(xué)參數(shù)就可以計(jì)算出離心泵的效率，因此，離心泵綜合參數(shù)測(cè)試儀以其使用方便、測(cè)量準(zhǔn)確度高等諸多優(yōu)點(diǎn)極其適用于泵站的監(jiān)測(cè)、仲裁和泵站的技術(shù)改造。
   

二、在電力行業(yè)的應(yīng)用

    隨著我國(guó)能源戰(zhàn)略的實(shí)施，電力供應(yīng)商和電力用戶越來(lái)越注重電能計(jì)量、供電質(zhì)量及線路傳輸質(zhì)量，以達(dá)到節(jié)能降耗經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。隨著節(jié)能工作的不斷深入，我院又研制開發(fā)了高壓電網(wǎng)電力品質(zhì)分析裝置以及系列程控交直流標(biāo)準(zhǔn)源、電能表校驗(yàn)裝置等產(chǎn)品。
    1.GYD-05型高壓電網(wǎng)電力品質(zhì)分析裝置
    我院研制開發(fā)的高壓電網(wǎng)電力品質(zhì)分析裝置，為油田節(jié)能監(jiān)測(cè)部門對(duì)輸出變電線路補(bǔ)償變壓器效率測(cè)試提供了有效的測(cè)試方法。目前，油田等大型用電企業(yè)主要采用10kV或6kV電壓(單相)等級(jí)的配電線路進(jìn)行電能傳輸，在輸電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的線損和無(wú)功消耗，因此浪費(fèi)了大量的能源。以油田企業(yè)為例，近幾年雖然采用了很多的補(bǔ)償方法和措施(包括采用電容器進(jìn)行線路無(wú)功補(bǔ)償)，以期降低線路的無(wú)功損耗。但是，由于沒有一個(gè)科學(xué)的測(cè)試方法和依據(jù)，不知道在一條線路中具體應(yīng)該對(duì)哪些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，以及補(bǔ)償電容容量的大小，往往是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)補(bǔ)償?shù)拇胧┻M(jìn)行估計(jì)。因此，造成補(bǔ)多或補(bǔ)少現(xiàn)象，補(bǔ)償?shù)男Ч懿焕硐?。另一方面，油田?jié)能監(jiān)測(cè)部門需要對(duì)變壓器的效率進(jìn)行測(cè)試。以往的方法是在高壓端接入一個(gè)高壓電流電壓綜合互感器，把互感器的二次端換算成一次項(xiàng)的電能參數(shù)，這樣測(cè)試的缺點(diǎn)是忽略了互感器的相對(duì)誤差和角差的問(wèn)題。因此，測(cè)試數(shù)據(jù)的可信度不高。并且在測(cè)試過(guò)程中，需要停電操作，測(cè)試操作非常繁重，不能進(jìn)行大面積的測(cè)試，同時(shí)也會(huì)給企業(yè)造成不必要的損失。而在高壓端直接對(duì)電網(wǎng)電參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和計(jì)量的裝置在國(guó)內(nèi)尚屬空白。
    測(cè)試高壓配電線路及高壓電器設(shè)備(變壓器)是電力部門的一項(xiàng)重要工作。10kV或6kV高壓配電線路不能帶電測(cè)試，大量的測(cè)試工作還是根據(jù)低壓測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，因此會(huì)出現(xiàn)很大的誤差。所以，我院研制了高壓電網(wǎng)電力品質(zhì)分析裝置，為電力、油田等部門解決了在線測(cè)試的技術(shù)難題，為我國(guó)高壓配電線路和電壓電器設(shè)備帶電測(cè)試提供了一條新的思路，對(duì)我國(guó)電力單位提高輸電效率、降低能源消耗具有重要的意義。
    2006年10月下旬，我院技術(shù)人員及高壓測(cè)試電工一行5人前往大慶采油八廠進(jìn)行了裝置的樣機(jī)測(cè)試工作，此項(xiàng)工作主要完成對(duì)高壓電容補(bǔ)償器的補(bǔ)償效果進(jìn)行檢測(cè)(高壓電容補(bǔ)償器向變電站補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)是補(bǔ)償后功率因數(shù)達(dá)到0.9以上)，工作歷時(shí)5天，完成對(duì)大慶采油八廠一礦、二礦和四礦的14個(gè)電容補(bǔ)償器的檢測(cè)。測(cè)試結(jié)果:電網(wǎng)一路干線掉電；沒起作用的高壓電容器2個(gè)；其中補(bǔ)償后功率因數(shù)0.9以上2個(gè)、0.85以上1個(gè)；0.75以上3個(gè)；0.745的1個(gè)；0.6以上2個(gè)；0.49的1個(gè)；0.38的1個(gè)。此外，GYD-05型高壓電網(wǎng)電力品質(zhì)分析裝置現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試數(shù)據(jù)得到了大慶節(jié)能測(cè)試中心及油田相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)的一致好評(píng)。
    從測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)分析，為大慶采油八廠服務(wù)兩年的高壓電容補(bǔ)償器大部分需要更換，大慶油田電網(wǎng)投入的高壓電容補(bǔ)償器有1萬(wàn)多個(gè)，按其補(bǔ)償效果不同，每小時(shí)平均節(jié)電100千瓦時(shí)左右(保守計(jì)算)。如果采用GYD-05型高壓電網(wǎng)電力品質(zhì)分析裝置現(xiàn)場(chǎng)帶電對(duì)這些電容補(bǔ)償器進(jìn)行測(cè)試，其在節(jié)能降耗方面所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的，從而體現(xiàn)了推廣應(yīng)用高壓電網(wǎng)電力品質(zhì)分析裝置的重要性。
    GYD-05型高壓電網(wǎng)電力品質(zhì)分析裝置能在線帶電測(cè)量高壓電網(wǎng)的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)及頻率等參數(shù)，填補(bǔ)了我國(guó)高壓在線帶電測(cè)量的空白。
    目前，我國(guó)正在建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的和諧社會(huì)，在國(guó)際能源日趨緊張和國(guó)家節(jié)能戰(zhàn)略確立的背景下，作為廣大電力部門和電力用戶，如何了解和改善高壓配電線路的用電狀況，合理用電就顯得尤為重要。該裝置可廣泛應(yīng)用于電力部門、油田、礦山及各大中型企業(yè)和科研院所。由于該裝置具有在線帶電測(cè)量、準(zhǔn)確度高、使用方便等特點(diǎn)，不僅可以降低工作人員的工作強(qiáng)度，提高工作效率，還可以為廠礦企業(yè)提供全面合理的用電狀況參考，計(jì)算出合理的節(jié)能方式，從而為國(guó)家和企業(yè)節(jié)約大量資金。該裝置不僅解決了廣大企業(yè)高壓在線測(cè)量領(lǐng)域的技術(shù)難題，還為國(guó)家節(jié)約了大量的資金和外匯，具有廣泛的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
    2.系列程控交直流標(biāo)準(zhǔn)源
    我院研制的系列程控交直流標(biāo)準(zhǔn)源、數(shù)字多用表校驗(yàn)儀、便攜式現(xiàn)場(chǎng)多用表校驗(yàn)儀等產(chǎn)品，能夠輸出穩(wěn)定而準(zhǔn)確的交流電壓、電流、頻率和直流電壓、電流信號(hào)，可以用來(lái)檢定測(cè)試交直流電壓表、電流表、頻率表、功率表電能和二次儀表等多種工頻儀表。在全國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造的過(guò)程中，電力用戶對(duì)先進(jìn)的儀表及用電管理系統(tǒng)技術(shù)設(shè)備的需求量越來(lái)越大。這些儀表的準(zhǔn)確與否關(guān)系到是否節(jié)約能源。我院研制生產(chǎn)的系列程控交直流標(biāo)準(zhǔn)源產(chǎn)品遍及全國(guó)各大電力生產(chǎn)、電力傳送、電力使用等部門，為我國(guó)提高電力計(jì)量準(zhǔn)確度、節(jié)約能源作出了貢獻(xiàn)。
    3.電能表校驗(yàn)裝置等產(chǎn)品
    我院中試室研發(fā)的電能表校驗(yàn)臺(tái)、便攜式單三相電能表校驗(yàn)裝置、電三表檢定裝置以及鉗形表檢定裝置，盡管不能直接起到節(jié)能降耗的作用，但可以作為能源計(jì)量的衛(wèi)士，為我國(guó)節(jié)能降耗發(fā)揮作用。例如:某大型冶煉廠，其電能計(jì)量裝置經(jīng)我院檢定后有很大的誤差，電力消耗很大，但又沒有發(fā)現(xiàn)，檢定后他們更換了電能計(jì)量裝置，安裝了變頻節(jié)能裝置，使其能耗每年降低20%，一年為企業(yè)節(jié)約資金近百萬(wàn)元。例如:伊春發(fā)電廠每年的發(fā)電量和電業(yè)局每年的結(jié)算數(shù)總是相差5%左右，找不出具體的原因。使用我院研制的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)其二次回路線損太大，通過(guò)安裝線路補(bǔ)償裝置后，每年為電廠增收幾百萬(wàn)元。該類產(chǎn)品在各個(gè)計(jì)量部門均承擔(dān)著量值傳遞的重任，使國(guó)家電力能源計(jì)量準(zhǔn)確性得到了充分的保障。只有電力能源計(jì)量準(zhǔn)確可靠，才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而為設(shè)備改造、降低能耗的工作提供可靠的依據(jù)。