工廠智能節能系統概述

實時隨著我國經濟的高速增長，我國工礦企業車間自動化水平也得到一定的發展，但是與國際先進水平相比仍有很大的差距。自動化水平的落后與車間設備的效率低下都使工礦企業的電能浪費處在一個居高不下的位置，以車間生產運轉必不可少的動力設備電機為例：全國現有各類電機系統的總裝機容量約4.2億千瓦，據業內有關專家估算，運行效率比國外先進水平低10－20個百分點，就相當于每年浪費電能約1500億千瓦時。其中風機、泵類、壓縮機和空調制冷機的用電量分別占全國用電量的10.4%、20.9%、9.4%和6%。 工礦企業車間的電能浪費及管理效率低下直接影響到了工廠的綜合競爭力及整體國民工業的發展。

■ 車間電能狀況分析
1、人/組織管理層面，能源管理方式粗放
  粗放型的能源管理方式，使得多數工礦企業只能從保障設備安全的角度對車間電能進行管理，而沒有從效率、生產成本和電氣設備使用壽命的角度，對電能進行精益管理。由于缺乏科學有效的電能利用及電能質量管理手段，企業一般都不知道車間電能主要消耗在什么地方，電能質量有沒有被污染以及污染程度有多大？不清楚什么時間消耗了多少，不明白電能浪費的漏洞在哪里，更不清楚改善的機會有哪些，怎么樣改善。工廠能源管理人為因素會嚴重影響到整個工廠的能源利用效率，在我國大部分生產型企業里，高低壓配電室長期由人員手工抄表監控。由于目前我們國家配電柜80%都是采用簡單的電流/電壓表顯示，致使由人員抄表管理嚴重滿足不了車間高精度設備儀器等的發展。因此，出現嚴重的能源管理粗放模式。
2、分配系統/電力品質層面，電能質量差
企業和工廠的車間用電設備負荷變化較大，頻繁的變化引起的瞬變電壓和浪涌電流的情況很嚴重，而且，隨著國家工業化水平的提高，工業自動化使用整流器、變流器、中頻器和自動焊接等設備將產生大量諧波，使系統的電壓、電流的波形畸變，造成電網質量惡化，諧波的危害已成為電網最主要的公害。
另外，工廠大型生產設備是由許多用電設備組成的流水線裝置，小設備的起停動作頻繁，也會增加瞬變次數。瞬變產生的高頻諧波對補償電容器的損害非常大，瞬變產生的浪涌和各項雜波也會嚴重污染電力品質。這不僅會耗費大量電能，還嚴重影響了用電設備的使用壽命。
3、負荷側/設備層面
  由于我國車間范圍內電機、照明、制冷等用電系統的設備利用效率低、設計、選型匹配不盡合理等原因，我國工礦企業車間范圍內的電能利用效率普遍較低，有權威調查資料表明,在以往車間范圍內的節能產品應用模式上，由于節能產品分開單獨應用不能自動適應整體工況環境的變化，使得車間范圍內各用電設備的使用效率并沒有得到真正的改善，“大馬拉小車”的現象依然普遍存在。

麥田工廠節電管理系統（FACC）介紹

工廠智能節能管理系統（FACC）集變配電、空壓站、鍋爐、風機、水泵、照明、中央空調、電能質量的數據采集、顯示計量于一體，運用先進的數據分析挖掘技術，實現節能與科學管理決策。

系統整個結構如下圖所示：

工廠系統組件功能說明

（1） 照明部分節電（ElctricPower電效王節電器）
電效王節電器是麥田電電氣公司根據現在工廠的照明用電情況推出的節電器。采用高性能芯片，其設計思想是利用節能電抗對工廠供電系統電能質量進行優化處理。在不影響設備正常使用的前提下，它輸出一個最優功率，達到節約電能和延長用電設備使用壽命的雙重功效。實踐證明，電效王給工廠帶來的是明顯的經濟效益，主要技術指標如下：
A、 電效王節電器采用可變節能電抗式調壓技術。
B、 電效王節電器具有智能控制功能，能根據電網參數的波動自動調節節電率。
C、 電效王節電器即可自動控制，也可手動控制。
D、 電效王節電器輸出完整的正弦波，對電網沒有諧波污染。
E、 電效王節電器輸出完整的正弦波，可適用于各種類型的混合性負載。
F、 電效王節電器具有完善的過載短路保護，能有效切斷故障線路及負載。
G、過流、過溫、過壓報警功能，低壓自動旁路功能。
H、自動節電轉換功能，節電器在不同節電狀態工作時，電壓波動超過規定值時，控制節電器進入對應的節電狀態。
I、 電效王節電器安裝簡便，只需串入原有電路即可。
J、節電器根據負載情況，實時調節電空間，節電率高達30%以上。
K、電效王節電器性能可靠，故障率低易維護，壽命長達10年以上。

（2）電機部分：（電機：JantPower捷安特電機節電器）
捷安特電機節電器是一種革命性的新一代電機節電控制產品。它采用高性能的微處理器，以數字控制技術來控制電機，通過其內置的專用節電優化控制軟件，動態調整電機運行狀態過程中的電壓和電流，在不改變電機轉速的條件下，保證電機的輸出轉矩與負荷需求精確匹配，從而有效避免電能的浪費，它的主要技術指標如下：
A、DSP數字信號控制器實現數字控制。
B、脈沖啟動，在短時間內提供接近直接啟動的電壓水平
C、相序檢測，檢測三相輸入電壓相序。
E、節電率可調節，啟動時間可調節。
I、啟動方式可選，鍵盤啟動、輸入接點啟動。
J、故障輸出：當節電器出現故障時，節電器會輸出一個輔助節點，觸點內容是 250V/5A。
K、過溫保護：節電器過溫脫扣，85度以上節電器脫扣。
L、過流保護、欠壓/過壓、欠壓/過壓故障燈亮，并報警
M、相序錯誤或缺相電機節電器不能啟動并故障燈亮，運行過程中缺相節電機脫扣。

（3）中央空調部分：（風機、水泵: Intesaver智能王節電器）
智能王節電器麥田公司針對風機、水泵類負載研發的新一代節電器。多數風機水泵都靠閥門或風門來控制流量，人為增加了管網阻力，系統輸入功率也白白地損失在節流過程中。而我們采用流量、壓力閉環控制時，智能王節電器可使電機輸出功率與負荷需求精確匹配。同時在保持閥門開度不變時，通過改變電機轉速來調節流量，當用戶需要大流量時，節電器輸出大功率；當用戶需要小流量時，節電器輸出小功率，從而避免了“大馬拉小車”不必要的電能損失，達到明顯的節電效果，它的主要技術指標如下：
A、能使電機輸出功率與負荷需求精確匹配，節電效果明顯，產品專業應用性強。
B、采用優化空間矢量PWM控制，輸出電流諧波成分小，運行平穩，效率高。
C、有瞬時輸出電壓自動調整，即使輸入電網存在較大的波動，輸出電壓也基本保持不變。
D、有數字鍵盤、模擬電位器、電壓源、程序運行、擺頻運行、計算機接口等多種輸入方式，控制方式靈活、方便。
E、有電流限幅、過壓失速、回升制動、轉速追蹤平滑再啟動等功能。
F、內置PID調節器，閉環控制系統結構簡單。
G、內置RS-485標準通訊接口，提供標準通訊協議和計算機聯網控制操作軟件。
H、數碼顯示，人機界面友好，本機、遠程操作自由選擇。
I、保護功能完善，節電器發生短路、過流、過載、過壓故障時，系統均能即時保護。

（4）電能質量優化：（濾波王節電器：Purifypower濾波王節電器）
提高電源網絡的功率因數需要改進用電設備本身的功率因數，根據實際負載的大小合理選配電動機，盡量減少負載的輕載運行或空載運行，但是實際上電動機的這種輕載或空載運行又是不可避免的。針對以上狀況，通常采用功率因數提高措施，雖然可以大副度降低基波無用電流，但是必然出現諧波放大現象。這時，供電電流和器件電流中諧波和間諧波電流大副度增加，器件由于超溫和過壓而損壞，供電變壓器溫升加大。為避免諧波電流大副度增加，器件由于超溫和過壓而損壞，供電變壓器溫升加大。為避免諧波放大，諧波治理與功率因數改善必須同時進行，采用就地諧波治理與功率因數提高可以獲得最大的效益。它的主要技術指標如下：
A、自帶旁路功能，測試非常方便。
B、安裝簡單，操作簡便、免調試。
C、能有效的濾除電網中的奇次諧波，有凈化電網諧波的功效。
D、可以提高用電設備的功率因數，從而提高用電設備的效率。
E、系列產品具備過電流、過電壓、過溫保護。
F、具有智能投切功能,能根據節電現場電機的不同運行狀態控制節電器適時投切。
G、數碼顯示，輪流顯示節電器各項運行參數,包括電流、電壓、保護動作次數等。
H、易維護、可靠性高。平均無故障時間可高達10萬小時。
I、電后數據保存10年不丟失。