工厂智能节能系统概述

实时随着我国经济的高速增长，我国工矿企业车间自动化水平也得到一定的发展，但是与国际先进水平相比仍有很大的差距。自动化水平的落后与车间设备的效率低下都使工矿企业的电能浪费处在一个居高不下的位置，以车间生产运转必不可少的动力设备电机为例：全国现有各类电机系统的总装机容量约4.2亿千瓦，据业内有关专家估算，运行效率比国外先进水平低10－20个百分点，就相当于每年浪费电能约1500亿千瓦时。其中风机、泵类、压缩机和空调制冷机的用电量分别占全国用电量的10.4%、20.9%、9.4%和6%。 工矿企业车间的电能浪费及管理效率低下直接影响到了工厂的综合竞争力及整体国民工业的发展。

■ 车间电能状况分析
1、人/组织管理层面，能源管理方式粗放
  粗放型的能源管理方式，使得多数工矿企业只能从保障设备安全的角度对车间电能进行管理，而没有从效率、生产成本和电气设备使用寿命的角度，对电能进行精益管理。由于缺乏科学有效的电能利用及电能质量管理手段，企业一般都不知道车间电能主要消耗在什么地方，电能质量有没有被污染以及污染程度有多大？不清楚什么时间消耗了多少，不明白电能浪费的漏洞在哪里，更不清楚改善的机会有哪些，怎么样改善。工厂能源管理人为因素会严重影响到整个工厂的能源利用效率，在我国大部分生产型企业里，高低压配电室长期由人员手工抄表监控。由于目前我们国家配电柜80%都是采用简单的电流/电压表显示，致使由人员抄表管理严重满足不了车间高精度设备仪器等的发展。因此，出现严重的能源管理粗放模式。
2、分配系统/电力品质层面，电能质量差
企业和工厂的车间用电设备负荷变化较大，频繁的变化引起的瞬变电压和浪涌电流的情况很严重，而且，随着国家工业化水平的提高，工业自动化使用整流器、变流器、中频器和自动焊接等设备将产生大量谐波，使系统的电压、电流的波形畸变，造成电网质量恶化，谐波的危害已成为电网最主要的公害。
另外，工厂大型生产设备是由许多用电设备组成的流水线装置，小设备的起停动作频繁，也会增加瞬变次数。瞬变产生的高频谐波对补偿电容器的损害非常大，瞬变产生的浪涌和各项杂波也会严重污染电力品质。这不仅会耗费大量电能，还严重影响了用电设备的使用寿命。
3、负荷侧/设备层面
  由于我国车间范围内电机、照明、制冷等用电系统的设备利用效率低、设计、选型匹配不尽合理等原因，我国工矿企业车间范围内的电能利用效率普遍较低，有权威调查资料表明,在以往车间范围内的节能产品应用模式上，由于节能产品分开单独应用不能自动适应整体工况环境的变化，使得车间范围内各用电设备的使用效率并没有得到真正的改善，“大马拉小车”的现象依然普遍存在。

麦田工厂节电管理系统（FACC）介绍

工厂智能节能管理系统（FACC）集变配电、空压站、锅炉、风机、水泵、照明、中央空调、电能质量的数据采集、显示计量于一体，运用先进的数据分析挖掘技术，实现节能与科学管理决策。

系统整个结构如下图所示：

工厂系统组件功能说明

（1） 照明部分节电（ElctricPower电效王节电器）
电效王节电器是麦田电电气公司根据现在工厂的照明用电情况推出的节电器。采用高性能芯片，其设计思想是利用节能电抗对工厂供电系统电能质量进行优化处理。在不影响设备正常使用的前提下，它输出一个最优功率，达到节约电能和延长用电设备使用寿命的双重功效。实践证明，电效王给工厂带来的是明显的经济效益，主要技术指标如下：
A、 电效王节电器采用可变节能电抗式调压技术。
B、 电效王节电器具有智能控制功能，能根据电网参数的波动自动调节节电率。
C、 电效王节电器即可自动控制，也可手动控制。
D、 电效王节电器输出完整的正弦波，对电网没有谐波污染。
E、 电效王节电器输出完整的正弦波，可适用于各种类型的混合性负载。
F、 电效王节电器具有完善的过载短路保护，能有效切断故障线路及负载。
G、过流、过温、过压报警功能，低压自动旁路功能。
H、自动节电转换功能，节电器在不同节电状态工作时，电压波动超过规定值时，控制节电器进入对应的节电状态。
I、 电效王节电器安装简便，只需串入原有电路即可。
J、节电器根据负载情况，实时调节电空间，节电率高达30%以上。
K、电效王节电器性能可靠，故障率低易维护，寿命长达10年以上。

（2）电机部分：（电机：JantPower捷安特电机节电器）
捷安特电机节电器是一种革命性的新一代电机节电控制产品。它采用高性能的微处理器，以数字控制技术来控制电机，通过其内置的专用节电优化控制软件，动态调整电机运行状态过程中的电压和电流，在不改变电机转速的条件下，保证电机的输出转矩与负荷需求精确匹配，从而有效避免电能的浪费，它的主要技术指标如下：
A、DSP数字信号控制器实现数字控制。
B、脉冲启动，在短时间内提供接近直接启动的电压水平
C、相序检测，检测三相输入电压相序。
E、节电率可调节，启动时间可调节。
I、启动方式可选，键盘启动、输入接点启动。
J、故障输出：当节电器出现故障时，节电器会输出一个辅助节点，触点内容是 250V/5A。
K、过温保护：节电器过温脱扣，85度以上节电器脱扣。
L、过流保护、欠压/过压、欠压/过压故障灯亮，并报警
M、相序错误或缺相电机节电器不能启动并故障灯亮，运行过程中缺相节电机脱扣。

（3）中央空调部分：（风机、水泵: Intesaver智能王节电器）
智能王节电器麦田公司针对风机、水泵类负载研发的新一代节电器。多数风机水泵都靠阀门或风门来控制流量，人为增加了管网阻力，系统输入功率也白白地损失在节流过程中。而我们采用流量、压力闭环控制时，智能王节电器可使电机输出功率与负荷需求精确匹配。同时在保持阀门开度不变时，通过改变电机转速来调节流量，当用户需要大流量时，节电器输出大功率；当用户需要小流量时，节电器输出小功率，从而避免了“大马拉小车”不必要的电能损失，达到明显的节电效果，它的主要技术指标如下：
A、能使电机输出功率与负荷需求精确匹配，节电效果明显，产品专业应用性强。
B、采用优化空间矢量PWM控制，输出电流谐波成分小，运行平稳，效率高。
C、有瞬时输出电压自动调整，即使输入电网存在较大的波动，输出电压也基本保持不变。
D、有数字键盘、模拟电位器、电压源、程序运行、摆频运行、计算机接口等多种输入方式，控制方式灵活、方便。
E、有电流限幅、过压失速、回升制动、转速追踪平滑再启动等功能。
F、内置PID调节器，闭环控制系统结构简单。
G、内置RS-485标准通讯接口，提供标准通讯协议和计算机联网控制操作软件。
H、数码显示，人机界面友好，本机、远程操作自由选择。
I、保护功能完善，节电器发生短路、过流、过载、过压故障时，系统均能即时保护。

（4）电能质量优化：（滤波王节电器：Purifypower滤波王节电器）
提高电源网络的功率因数需要改进用电设备本身的功率因数，根据实际负载的大小合理选配电动机，尽量减少负载的轻载运行或空载运行，但是实际上电动机的这种轻载或空载运行又是不可避免的。针对以上状况，通常采用功率因数提高措施，虽然可以大副度降低基波无用电流，但是必然出现谐波放大现象。这时，供电电流和器件电流中谐波和间谐波电流大副度增加，器件由于超温和过压而损坏，供电变压器温升加大。为避免谐波电流大副度增加，器件由于超温和过压而损坏，供电变压器温升加大。为避免谐波放大，谐波治理与功率因数改善必须同时进行，采用就地谐波治理与功率因数提高可以获得最大的效益。它的主要技术指标如下：
A、自带旁路功能，测试非常方便。
B、安装简单，操作简便、免调试。
C、能有效的滤除电网中的奇次谐波，有净化电网谐波的功效。
D、可以提高用电设备的功率因数，从而提高用电设备的效率。
E、系列产品具备过电流、过电压、过温保护。
F、具有智能投切功能,能根据节电现场电机的不同运行状态控制节电器适时投切。
G、数码显示，轮流显示节电器各项运行参数,包括电流、电压、保护动作次数等。
H、易维护、可靠性高。平均无故障时间可高达10万小时。
I、电后数据保存10年不丢失。