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工廠智能節(jié)能系統(tǒng)概述
實(shí)時(shí)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，我國(guó)工礦企業(yè)車間自動(dòng)化水平也得到一定的發(fā)展，但是與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有很大的差距。自動(dòng)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(fèi)處在一個(gè)居高不下的位置，以車間生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的動(dòng)力設(shè)備電機(jī)為例：全國(guó)現(xiàn)有各類電機(jī)系統(tǒng)的總裝機(jī)容量約4.2億千瓦，據(jù)業(yè)內(nèi)有關(guān)專家估算，運(yùn)行效率比國(guó)外先進(jìn)水平低10－20個(gè)百分點(diǎn)，就相當(dāng)于每年浪費(fèi)電能約1500億千瓦時(shí)。其中風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)和空調(diào)制冷機(jī)的用電量分別占全國(guó)用電量的10.4%、20.9%、9.4%和6%。
工礦企業(yè)車間的電能浪費(fèi)及管理效率低下直接影響到了工廠的綜合競(jìng)爭(zhēng)力及整體國(guó)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(duì)車間電能進(jìn)行管理，而沒(méi)有從效率、生產(chǎn)成本和電氣設(shè)備使用壽命的角度，對(duì)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(méi)有被污染以及污染程度有多大？不清楚什么時(shí)間消耗了多少，不明白電能浪費(fèi)的漏洞在哪里，更不清楚改善的機(jī)會(huì)有哪些，怎么樣改善。工廠能源管理人為因素會(huì)嚴(yán)重影響到整個(gè)工廠的能源利用效率，在我國(guó)大部分生產(chǎn)型企業(yè)里，高低壓配電室長(zhǎng)期由人員手工抄表監(jiān)控。由于目前我們國(guó)家配電柜80%都是采用簡(jiǎn)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(guó)家工業(yè)化水平的提高，工業(yè)自動(dòng)化使用整流器、變流器、中頻器和自動(dòng)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(dòng)作頻繁，也會(huì)增加瞬變次數(shù)。瞬變產(chǎn)生的高頻諧波對(duì)補(bǔ)償電容器的損害非常大，瞬變產(chǎn)生的浪涌和各項(xiàng)雜波也會(huì)嚴(yán)重污染電力品質(zhì)。這不僅會(huì)耗費(fèi)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(guó)車間范圍內(nèi)電機(jī)、照明、制冷等用電系統(tǒng)的設(shè)備利用效率低、設(shè)計(jì)、選型匹配不盡合理等原因，我國(guó)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(kāi)單獨(dú)應(yīng)用不能自動(dòng)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(méi)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(jī)、水泵、照明、中央空調(diào)、電能質(zhì)量的數(shù)據(jù)采集、顯示計(jì)量于一體，運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能與科學(xué)管理決策。
系統(tǒng)整個(gè)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
工廠系統(tǒng)組件功能說(shuō)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(jì)思想是利用節(jié)能電抗對(duì)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(gè)最優(yōu)功率，達(dá)到節(jié)約電能和延長(zhǎng)用電設(shè)備使用壽命的雙重功效。實(shí)踐證明，電效王給工廠帶來(lái)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(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)電率。
C、 電效王節(jié)電器即可自動(dòng)控制，也可手動(dòng)控制。
D、 電效王節(jié)電器輸出完整的正弦波，對(duì)電網(wǎng)沒(méi)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(guò)載短路保護(hù)，能有效切斷故障線路及負(fù)載。
G、過(guò)流、過(guò)溫、過(guò)壓報(bào)警功能，低壓自動(dòng)旁路功能。
H、自動(dòng)節(jié)電轉(zhuǎn)換功能，節(jié)電器在不同節(jié)電狀態(tài)工作時(shí)，電壓波動(dòng)超過(guò)規(guī)定值時(shí)，控制節(jié)電器進(jìn)入對(duì)應(yīng)的節(jié)電狀態(tài)。
I、 電效王節(jié)電器安裝簡(jiǎn)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(shí)時(shí)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(zhǎng)達(dá)10年以上。
（2）電機(jī)部分：（電機(jī)：JantPower捷安特電機(jī)節(jié)電器）
捷安特電機(jī)節(jié)電器是一種革命性的新一代電機(jī)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(lái)控制電機(jī)，通過(guò)其內(nèi)置的專用節(jié)電優(yōu)化控制軟件，動(dòng)態(tài)調(diào)整電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)過(guò)程中的電壓和電流，在不改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的條件下，保證電機(jī)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(fèi)，它的主要技術(shù)指標(biāo)如下：
A、DSP數(shù)字信號(hào)控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。
B、脈沖啟動(dòng)，在短時(shí)間內(nèi)提供接近直接啟動(dòng)的電壓水平
C、相序檢測(cè)，檢測(cè)三相輸入電壓相序。
E、節(jié)電率可調(diào)節(jié)，啟動(dòng)時(shí)間可調(diào)節(jié)。
I、啟動(dòng)方式可選，鍵盤啟動(dòng)、輸入接點(diǎn)啟動(dòng)。
J、故障輸出：當(dāng)節(jié)電器出現(xiàn)故障時(shí)，節(jié)電器會(huì)輸出一個(gè)輔助節(jié)點(diǎn)，觸點(diǎn)內(nèi)容是 250V/5A。
K、過(guò)溫保護(hù)：節(jié)電器過(guò)溫脫扣，85度以上節(jié)電器脫扣。
L、過(guò)流保護(hù)、欠壓/過(guò)壓、欠壓/過(guò)壓故障燈亮，并報(bào)警
M、相序錯(cuò)誤或缺相電機(jī)節(jié)電器不能啟動(dòng)并故障燈亮，運(yùn)行過(guò)程中缺相節(jié)電機(jī)脫扣。
（3）中央空調(diào)部分：（風(fēng)機(jī)、水泵: Intesaver智能王節(jié)電器）
智能王節(jié)電器麥田公司針對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載研發(fā)的新一代節(jié)電器。多數(shù)風(fēng)機(jī)水泵都靠閥門或風(fēng)門來(lái)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(guò)程中。而我們采用流量、壓力閉環(huán)控制時(shí)，智能王節(jié)電器可使電機(jī)輸出功率與負(fù)荷需求精確匹配。同時(shí)在保持閥門開(kāi)度不變時(shí)，通過(guò)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，當(dāng)用戶需要大流量時(shí)，節(jié)電器輸出大功率；當(dāng)用戶需要小流量時(shí)，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(jī)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(qiáng)。
B、采用優(yōu)化空間矢量PWM控制，輸出電流諧波成分小，運(yùn)行平穩(wěn)，效率高。
C、有瞬時(shí)輸出電壓自動(dòng)調(diào)整，即使輸入電網(wǎng)存在較大的波動(dòng)，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(yùn)行、擺頻運(yùn)行、計(jì)算機(jī)接口等多種輸入方式，控制方式靈活、方便。
E、有電流限幅、過(guò)壓失速、回升制動(dòng)、轉(zhuǎn)速追蹤平滑再啟動(dòng)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(jiǎn)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(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制操作軟件。
H、數(shù)碼顯示，人機(jī)界面友好，本機(jī)、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(guò)流、過(guò)載、過(guò)壓故障時(shí)，系統(tǒng)均能即時(shí)保護(hù)。
（4）電能質(zhì)量?jī)?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(shí)際負(fù)載的大小合理選配電動(dòng)機(jī)，盡量減少負(fù)載的輕載運(yùn)行或空載運(yùn)行，但是實(shí)際上電動(dòng)機(jī)的這種輕載或空載運(yùn)行又是不可避免的。針對(duì)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(wú)用電流，但是必然出現(xiàn)諧波放大現(xiàn)象。這時(shí)，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(guò)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(guò)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(shí)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(cè)試非常方便。
B、安裝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)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(guò)電流、過(guò)電壓、過(guò)溫保護(hù)。
F、具有智能投切功能,能根據(jù)節(jié)電現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài)控制節(jié)電器適時(shí)投切。
G、數(shù)碼顯示，輪流顯示節(jié)電器各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù),包括電流、電壓、保護(hù)動(dòng)作次數(shù)等。
H、易維護(hù)、可靠性高。平均無(wú)故障時(shí)間可高達(dá)10萬(wàn)小時(shí)。
I、電后數(shù)據(jù)保存10年不丟失。
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