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

一、在石油行業(yè)的應用

    黑龍江省大慶油田是我國最大的油田之一，近年來(lái)，大部分油田已進(jìn)入開(kāi)采的中晚期，節約能源、降低消耗成為油田日常工作中的重要環(huán)節。各部門(mén)越來(lái)越重視節約能源，想盡辦法減少設備損耗、降低成本。為了使注水泵和輸油泵能夠長(cháng)期、安全、高效地運轉，節約用電開(kāi)銷(xiāo)，準確獲取其綜合參數便成為油田管理人員的日常工作。為此，我院率先開(kāi)展了離心泵效率測試方面的理論研究及相關(guān)儀器儀表的研制開(kāi)發(fā)。根據熱力學(xué)方法制定測量離心泵效率α參數標準，發(fā)展了國際標準中30℃水的α參數值，從而使熱力學(xué)方法測量油水泵效率在國內油田得到廣泛的應用。在此基礎上，我院研究了油和油水混合介質(zhì)的離心泵效率測試方法。針對抽油機參數的測試，研制開(kāi)發(fā)了抽油機綜合電能測試儀、抽油機專(zhuān)用電流表等代表性的節能測試儀表，為油田節能監測部門(mén)測試抽油機效率提供了有效、科學(xué)的先進(jìn)測量手段。
    1.LJ2020型電力參數分析儀
    目前，我國大部分油田采油時(shí)均使用游梁式抽油機，它由交流電動(dòng)機驅動(dòng)，其工作負載呈明顯的周期性變化。當抽油機工作在上沖程時(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)機的負荷由重負荷轉為輕負荷，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)機在一個(gè)沖程內承受的扭矩出現正負交變過(guò)程。工作在負扭矩時(shí)，電動(dòng)機會(huì )轉化為發(fā)電機，向電網(wǎng)輸電的同時(shí)，電動(dòng)機仍需從電網(wǎng)吸收滯后的無(wú)功功率，這不但會(huì )增加線(xiàn)路和電機繞組中的損耗，還會(huì )對電網(wǎng)產(chǎn)生干擾，影響供電質(zhì)量。
    為解決抽油機工作中所產(chǎn)生的負載不均衡問(wèn)題，在工程上采用在游梁抽油桿對稱(chēng)端配置平衡塊的方法；當抽油機工作在下沖程時(shí)，平衡塊升高而存儲能量，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)的負荷，從而達到均衡負載的目的。為正確配備平衡塊需要計算出正確的抽油機運行電流平衡比。所謂電流平衡比是指抽油機上沖程實(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)準確測得抽油機的上、下沖程的電流是至關(guān)重要的。我院研制的電力參數分析儀正好解決了這一難題。
    2.LJ2000型抽油機綜合電能測試儀
    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)導提到重要日程上來(lái)。準確真實(shí)地反映抽油機運行狀況是增效降耗的關(guān)鍵，抽油機狀況可從抽油機運行過(guò)程中的電流、電壓、功率曲線(xiàn)反映出來(lái)。
    抽油機綜合電能測試儀是集數字電流表、電壓表、功率表于一體的可進(jìn)行數字與波形雙重顯示的綜合性?xún)x器儀表。它運用于現場(chǎng)綜合參數測量，可觀(guān)察電力、電機、抽油機等設備的狀況，能替換國外的相關(guān)儀器儀表。
    3.LJ2001型離心泵綜合參數測試儀
    LJ2001型離心泵綜合參數測試儀適用于油田、礦山和工廠(chǎng)給排水設備離心泵效率測量，同時(shí)還根據測量所得水泵的進(jìn)口溫度T1和出口溫度T2，進(jìn)出口溫差ΔT，進(jìn)出口壓力、揚程，輸入軸功率可計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(xiàn)測量和評價(jià)離心泵性能比較理想的便攜式智能化測量?jì)x器。
    離心泵是消耗大量電能的設備，保持離心泵在良好的狀態(tài)下運行是節能的重要環(huán)節。初步統計，2000千瓦的泵，效率下降1%時(shí)每年會(huì )浪費4萬(wàn)元(按每千瓦時(shí)0.2元計算)。經(jīng)常定期地進(jìn)行離心泵效率測量，發(fā)現泵效率下降及時(shí)維護和更換，可以節約大量能源，因此，離心泵綜合參數測試儀是實(shí)現離心泵科學(xué)管理和節能的必備設備。
    LJ2001型離心泵綜合參數測試儀是根據熱力學(xué)方法測量離心泵效率原理設計的，在測量時(shí)不需停泵，不用測量軸功率和流量，只需要測量離心泵進(jìn)出口的溫差和壓差，通過(guò)熱力學(xué)參數就可以計算出離心泵的效率，因此，離心泵綜合參數測試儀以其使用方便、測量準確度高等諸多優(yōu)點(diǎn)極其適用于泵站的監測、仲裁和泵站的技術(shù)改造。
   

二、在電力行業(yè)的應用

    隨著(zhù)我國能源戰略的實(shí)施，電力供應商和電力用戶(hù)越來(lái)越注重電能計量、供電質(zhì)量及線(xiàn)路傳輸質(zhì)量，以達到節能降耗經(jīng)濟運行的目的。隨著(zhù)節能工作的不斷深入，我院又研制開(kāi)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準源、電能表校驗裝置等產(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(kāi)發(fā)的高壓電網(wǎng)電力品質(zhì)分析裝置，為油田節能監測部門(mén)對輸出變電線(xiàn)路補償變壓器效率測試提供了有效的測試方法。目前，油田等大型用電企業(yè)主要采用10kV或6kV電壓(單相)等級的配電線(xiàn)路進(jìn)行電能傳輸，在輸電過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的線(xiàn)損和無(wú)功消耗，因此浪費了大量的能源。以油田企業(yè)為例，近幾年雖然采用了很多的補償方法和措施(包括采用電容器進(jìn)行線(xiàn)路無(wú)功補償)，以期降低線(xiàn)路的無(wú)功損耗。但是，由于沒(méi)有一個(gè)科學(xué)的測試方法和依據，不知道在一條線(xiàn)路中具體應該對哪些節點(diǎn)進(jìn)行補償，以及補償電容容量的大小，往往是根據經(jīng)驗對補償的措施進(jìn)行估計。因此，造成補多或補少現象，補償的效果很不理想。另一方面，油田節能監測部門(mén)需要對變壓器的效率進(jìn)行測試。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的電能參數，這樣測試的缺點(diǎn)是忽略了互感器的相對誤差和角差的問(wèn)題。因此，測試數據的可信度不高。并且在測試過(guò)程中，需要停電操作，測試操作非常繁重，不能進(jìn)行大面積的測試，同時(shí)也會(huì )給企業(yè)造成不必要的損失。而在高壓端直接對電網(wǎng)電參數進(jìn)行測試和計量的裝置在國內尚屬空白。
    測試高壓配電線(xiàn)路及高壓電器設備(變壓器)是電力部門(mén)的一項重要工作。10kV或6kV高壓配電線(xiàn)路不能帶電測試，大量的測試工作還是根據低壓測得的數據進(jìn)行估算，因此會(huì )出現很大的誤差。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(mén)解決了在線(xiàn)測試的技術(shù)難題，為我國高壓配電線(xiàn)路和電壓電器設備帶電測試提供了一條新的思路，對我國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)人員及高壓測試電工一行5人前往大慶采油八廠(chǎng)進(jìn)行了裝置的樣機測試工作，此項工作主要完成對高壓電容補償器的補償效果進(jìn)行檢測(高壓電容補償器向變電站補償的標準是補償后功率因數達到0.9以上)，工作歷時(shí)5天，完成對大慶采油八廠(chǎng)一礦、二礦和四礦的14個(gè)電容補償器的檢測。測試結果:電網(wǎng)一路干線(xiàn)掉電；沒(méi)起作用的高壓電容器2個(gè)；其中補償后功率因數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)分析裝置現場(chǎng)的測試數據得到了大慶節能測試中心及油田相關(guān)部門(mén)領(lǐng)導的一致好評。
    從測試結果數據分析，為大慶采油八廠(chǎng)服務(wù)兩年的高壓電容補償器大部分需要更換，大慶油田電網(wǎng)投入的高壓電容補償器有1萬(wàn)多個(gè)，按其補償效果不同，每小時(shí)平均節電100千瓦時(shí)左右(保守計算)。如果采用GYD-05型高壓電網(wǎng)電力品質(zhì)分析裝置現場(chǎng)帶電對這些電容補償器進(jìn)行測試，其在節能降耗方面所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益是不可估量的，從而體現了推廣應用高壓電網(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(xiàn)帶電測量高壓電網(wǎng)的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數及頻率等參數，填補了我國高壓在線(xiàn)帶電測量的空白。
    目前，我國正在建設可持續發(fā)展的和諧社會(huì )，在國際能源日趨緊張和國家節能戰略確立的背景下，作為廣大電力部門(mén)和電力用戶(hù)，如何了解和改善高壓配電線(xiàn)路的用電狀況，合理用電就顯得尤為重要。該裝置可廣泛應用于電力部門(mén)、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(xiàn)帶電測量、準確度高、使用方便等特點(diǎn)，不僅可以降低工作人員的工作強度，提高工作效率，還可以為廠(chǎng)礦企業(yè)提供全面合理的用電狀況參考，計算出合理的節能方式，從而為國家和企業(yè)節約大量資金。該裝置不僅解決了廣大企業(yè)高壓在線(xiàn)測量領(lǐng)域的技術(shù)難題，還為國家節約了大量的資金和外匯，具有廣泛的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。
    2.系列程控交直流標準源
    我院研制的系列程控交直流標準源、數字多用表校驗儀、便攜式現場(chǎng)多用表校驗儀等產(chǎn)品，能夠輸出穩定而準確的交流電壓、電流、頻率和直流電壓、電流信號，可以用來(lái)檢定測試交直流電壓表、電流表、頻率表、功率表電能和二次儀表等多種工頻儀表。在全國城鄉電網(wǎng)建設與改造的過(guò)程中，電力用戶(hù)對先進(jìn)的儀表及用電管理系統技術(shù)設備的需求量越來(lái)越大。這些儀表的準確與否關(guān)系到是否節約能源。我院研制生產(chǎn)的系列程控交直流標準源產(chǎn)品遍及全國各大電力生產(chǎn)、電力傳送、電力使用等部門(mén)，為我國提高電力計量準確度、節約能源作出了貢獻。
    3.電能表校驗裝置等產(chǎn)品
    我院中試室研發(fā)的電能表校驗臺、便攜式單三相電能表校驗裝置、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能降耗的作用，但可以作為能源計量的衛士，為我國節能降耗發(fā)揮作用。例如:某大型冶煉廠(chǎng)，其電能計量裝置經(jīng)我院檢定后有很大的誤差，電力消耗很大，但又沒(méi)有發(fā)現，檢定后他們更換了電能計量裝置，安裝了變頻節能裝置，使其能耗每年降低20%，一年為企業(yè)節約資金近百萬(wàn)元。例如:伊春發(fā)電廠(chǎng)每年的發(fā)電量和電業(yè)局每年的結算數總是相差5%左右，找不出具體的原因。使用我院研制的產(chǎn)品進(jìn)行檢測后，發(fā)現其二次回路線(xiàn)損太大，通過(guò)安裝線(xiàn)路補償裝置后，每年為電廠(chǎng)增收幾百萬(wàn)元。該類(lèi)產(chǎn)品在各個(gè)計量部門(mén)均承擔著(zhù)量值傳遞的重任，使國家電力能源計量準確性得到了充分的保障。只有電力能源計量準確可靠，才能發(fā)現問(wèn)題，從而為設備改造、降低能耗的工作提供可靠的依據。