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工廠智能節(jié)能系統(tǒng)概述
實時隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速增長，我國工礦企業(yè)車間自動化水平也得到一定的發(fā)展，但是與國際先進(jìn)水平相比仍有很大的差距。自動化水平的落后與車間設(shè)備的效率低下都使工礦企業(yè)的電能浪費處在一個居高不下的位置，以車間生產(chǎn)運轉(zhuǎn)必不可少的動力設(shè)備電機為例：全國現(xiàn)有各類電機系統(tǒng)的總裝機容量約4.2億千瓦，據(jù)業(yè)內(nèi)有關(guān)專家估算，運行效率比國外先進(jìn)水平低10－20個百分點，就相當(dāng)于每年浪費電能約1500億千瓦時。其中風(fēng)機、泵類、壓縮機和空調(diào)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(yè)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(yè)的發(fā)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(shù)工礦企業(yè)只能從保障設(shè)備安全的角度對車間電能進(jìn)行管理，而沒有從效率、生產(chǎn)成本和電氣設(shè)備使用壽命的角度，對電能進(jìn)行精益管理。由于缺乏科學(xué)有效的電能利用及電能質(zhì)量管理手段，企業(yè)一般都不知道車間電能主要消耗在什么地方，電能質(zhì)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(yán)重影響到整個工廠的能源利用效率，在我國大部分生產(chǎn)型企業(yè)里，高低壓配電室長期由人員手工抄表監(jiān)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(yán)重滿足不了車間高精度設(shè)備儀器等的發(fā)展。因此，出現(xiàn)嚴(yán)重的能源管理粗放模式。
2、分配系統(tǒng)/電力品質(zhì)層面，電能質(zhì)量差
企業(yè)和工廠的車間用電設(shè)備負(fù)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(yán)重，而且，隨著國家工業(yè)化水平的提高，工業(yè)自動化使用整流器、變流器、中頻器和自動焊接等設(shè)備將產(chǎn)生大量諧波，使系統(tǒng)的電壓、電流的波形畸變，造成電網(wǎng)質(zhì)量惡化，諧波的危害已成為電網(wǎng)最主要的公害。
另外，工廠大型生產(chǎn)設(shè)備是由許多用電設(shè)備組成的流水線裝置，小設(shè)備的起停動作頻繁，也會增加瞬變次數(shù)。瞬變產(chǎn)生的高頻諧波對補償電容器的損害非常大，瞬變產(chǎn)生的浪涌和各項雜波也會嚴(yán)重污染電力品質(zhì)。這不僅會耗費大量電能，還嚴(yán)重影響了用電設(shè)備的使用壽命。
3、負(fù)荷側(cè)/設(shè)備層面
由于我國車間范圍內(nèi)電機、照明、制冷等用電系統(tǒng)的設(shè)備利用效率低、設(shè)計、選型匹配不盡合理等原因，我國工礦企業(yè)車間范圍內(nèi)的電能利用效率普遍較低，有權(quán)威調(diào)查資料表明,在以往車間范圍內(nèi)的節(jié)能產(chǎn)品應(yīng)用模式上，由于節(jié)能產(chǎn)品分開單獨應(yīng)用不能自動適應(yīng)整體工況環(huán)境的變化，使得車間范圍內(nèi)各用電設(shè)備的使用效率并沒有得到真正的改善，“大馬拉小車”的現(xiàn)象依然普遍存在。
麥田工廠節(jié)電管理系統(tǒng)（FACC）介紹
工廠智能節(jié)能管理系統(tǒng)（FACC）集變配電、空壓站、鍋爐、風(fēng)機、水泵、照明、中央空調(diào)、電能質(zhì)量的數(shù)據(jù)采集、顯示計量于一體，運用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)，實現(xiàn)節(jié)能與科學(xué)管理決策。
系統(tǒng)整個結(jié)構(gòu)如下圖所示：
工廠系統(tǒng)組件功能說明
（1） 照明部分節(jié)電（ElctricPower電效王節(jié)電器）
電效王節(jié)電器是麥田電電氣公司根據(jù)現(xiàn)在工廠的照明用電情況推出的節(jié)電器。采用高性能芯片，其設(shè)計思想是利用節(jié)能電抗對工廠供電系統(tǒng)電能質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化處理。在不影響設(shè)備正常使用的前提下，它輸出一個最優(yōu)功率，達(dá)到節(jié)約電能和延長用電設(shè)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(jīng)濟(jì)效益，主要技術(shù)指標(biāo)如下：
A、 電效王節(jié)電器采用可變節(jié)能電抗式調(diào)壓技術(shù)。
B、 電效王節(jié)電器具有智能控制功能，能根據(jù)電網(wǎng)參數(shù)的波動自動調(diào)節(jié)節(jié)電率。
C、 電效王節(jié)電器即可自動控制，也可手動控制。
D、 電效王節(jié)電器輸出完整的正弦波，對電網(wǎng)沒有諧波污染。
E、 電效王節(jié)電器輸出完整的正弦波，可適用于各種類型的混合性負(fù)載。
F、 電效王節(jié)電器具有完善的過載短路保護(hù)，能有效切斷故障線路及負(fù)載。
G、過流、過溫、過壓報警功能，低壓自動旁路功能。
H、自動節(jié)電轉(zhuǎn)換功能，節(jié)電器在不同節(jié)電狀態(tài)工作時，電壓波動超過規(guī)定值時，控制節(jié)電器進(jìn)入對應(yīng)的節(jié)電狀態(tài)。
I、 電效王節(jié)電器安裝簡便，只需串入原有電路即可。
J、節(jié)電器根據(jù)負(fù)載情況，實時調(diào)節(jié)電空間，節(jié)電率高達(dá)30%以上。
K、電效王節(jié)電器性能可靠，故障率低易維護(hù)，壽命長達(dá)10年以上。
（2）電機部分：（電機：JantPower捷安特電機節(jié)電器）
捷安特電機節(jié)電器是一種革命性的新一代電機節(jié)電控制產(chǎn)品。它采用高性能的微處理器，以數(shù)字控制技術(shù)來控制電機，通過其內(nèi)置的專用節(jié)電優(yōu)化控制軟件，動態(tài)調(diào)整電機運行狀態(tài)過程中的電壓和電流，在不改變電機轉(zhuǎn)速的條件下，保證電機的輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)荷需求精確匹配，從而有效避免電能的浪費，它的主要技術(shù)指標(biāo)如下：
A、DSP數(shù)字信號控制器實現(xiàn)數(shù)字控制。
B、脈沖啟動，在短時間內(nèi)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(jié)電率可調(diào)節(jié)，啟動時間可調(diào)節(jié)。
I、啟動方式可選，鍵盤啟動、輸入接點啟動。
J、故障輸出：當(dāng)節(jié)電器出現(xiàn)故障時，節(jié)電器會輸出一個輔助節(jié)點，觸點內(nèi)容是 250V/5A。
K、過溫保護(hù)：節(jié)電器過溫脫扣，85度以上節(jié)電器脫扣。
L、過流保護(hù)、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(jié)電器不能啟動并故障燈亮，運行過程中缺相節(jié)電機脫扣。
（3）中央空調(diào)部分：（風(fēng)機、水泵: Intesaver智能王節(jié)電器）
智能王節(jié)電器麥田公司針對風(fēng)機、水泵類負(fù)載研發(fā)的新一代節(jié)電器。多數(shù)風(fēng)機水泵都靠閥門或風(fēng)門來控制流量，人為增加了管網(wǎng)阻力，系統(tǒng)輸入功率也白白地?fù)p失在節(jié)流過程中。而我們采用流量、壓力閉環(huán)控制時，智能王節(jié)電器可使電機輸出功率與負(fù)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(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，當(dāng)用戶需要大流量時，節(jié)電器輸出大功率；當(dāng)用戶需要小流量時，節(jié)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(dá)到明顯的節(jié)電效果，它的主要技術(shù)指標(biāo)如下：
A、能使電機輸出功率與負(fù)荷需求精確匹配，節(jié)電效果明顯，產(chǎn)品專業(yè)應(yīng)用性強。
B、采用優(yōu)化空間矢量PWM控制，輸出電流諧波成分小，運行平穩(wěn)，效率高。
C、有瞬時輸出電壓自動調(diào)整，即使輸入電網(wǎng)存在較大的波動，輸出電壓也基本保持不變。
D、有數(shù)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(zhuǎn)速追蹤平滑再啟動等功能。
F、內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。
G、內(nèi)置RS-485標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，提供標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議和計算機聯(lián)網(wǎng)控制操作軟件。
H、數(shù)碼顯示，人機界面友好，本機、遠(yuǎn)程操作自由選擇。
I、保護(hù)功能完善，節(jié)電器發(fā)生短路、過流、過載、過壓故障時，系統(tǒng)均能即時保護(hù)。
（4）電能質(zhì)量優(yōu)化：（濾波王節(jié)電器：Purifypower濾波王節(jié)電器）
提高電源網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)需要改進(jìn)用電設(shè)備本身的功率因數(shù)，根據(jù)實際負(fù)載的大小合理選配電動機，盡量減少負(fù)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(shù)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(xiàn)諧波放大現(xiàn)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(shù)改善必須同時進(jìn)行，采用就地諧波治理與功率因數(shù)提高可以獲得最大的效益。它的主要技術(shù)指標(biāo)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(diào)試。
C、能有效的濾除電網(wǎng)中的奇次諧波，有凈化電網(wǎng)諧波的功效。
D、可以提高用電設(shè)備的功率因數(shù)，從而提高用電設(shè)備的效率。
E、系列產(chǎn)品具備過電流、過電壓、過溫保護(hù)。
F、具有智能投切功能,能根據(jù)節(jié)電現(xiàn)場電機的不同運行狀態(tài)控制節(jié)電器適時投切。
G、數(shù)碼顯示，輪流顯示節(jié)電器各項運行參數(shù),包括電流、電壓、保護(hù)動作次數(shù)等。
H、易維護(hù)、可靠性高。平均無故障時間可高達(dá)10萬小時。
I、電后數(shù)據(jù)保存10年不丟失。
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