三相電能量記錄儀在電力工業(yè)領(lǐng)域應用背景介紹:
隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,電力工業(yè)雖然有了長足進步,但能源的浪費卻是相當驚人的。據(jù)有關(guān)資料報導,我國水泵、風機、空氣壓縮機總量約4200萬臺,裝機容量約1.1億千瓦。但系統(tǒng)實際運行效率僅為30~40%,其損耗電能占總發(fā)電量的38%以上。這是由于許多風機、水泵的拖動電機處于恒速運轉(zhuǎn)狀態(tài),而生產(chǎn)中的風、水流量要求處于變工況運行;還有許多企業(yè)在進行系統(tǒng)設(shè)計時,容量選擇得較大,系統(tǒng)匹配不合理,往往是“大馬拉小車”,造成大量的能源浪費。因此,搞好水泵、風機的節(jié)能工作,對國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義。
以下是利用Fluke三相電能量記錄儀對上海某知名商務區(qū)生活變頻水泵節(jié)能監(jiān)測分析結(jié)果:
一. 三相電能量記錄儀對生活變頻水泵電能質(zhì)量及電能量損失分析
1.三相電能量記錄儀電壓電流測試分析
本次測試為30分鐘連續(xù)測量,截取的電壓電流曲線及統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下:
電壓電流曲線圖
電壓電流截屏圖
根據(jù)《GB/T 12325-2008 電能質(zhì)量 供電電壓偏差》規(guī)定,供電電壓偏差應該在-10%-+7%之間,按照額定線電壓220V計算,最大電壓為231.91V,最小電壓為229.76V(取自 電壓電流曲線圖)。因此電壓偏差為4.4%-5.4%,符合標準規(guī)定。
2.三相電能量記錄儀測試的電壓負序不平衡度
電壓負序不平衡度曲線圖
電壓零序不平衡度曲線圖
電壓不平衡度在國標《GB/T 15543-2008 電能質(zhì)量 三相電壓不平衡》限值范圍內(nèi)。
3. 三相電能量記錄儀測試的電壓諧波圖
電壓諧波柱狀圖
電流諧波柱狀圖
根據(jù)三相電能量記錄儀測試結(jié)果,電壓諧波總畸變率在2%左右,小于國標限定值(5%);電流諧波總畸變率在200%左右。各次電壓諧波分量不高,但電流諧波分量較高,由電流諧波造成的電能量損失較大;其中5次、7次、11次、13次和17次電流諧波分量較高。
4.三相電能量記錄儀測試的功率和能量圖
有功功率曲線圖
無功功率曲線圖
真功率因數(shù)曲線圖
基波功率因數(shù)曲線圖
有功和無功電能曲線圖
從以上曲線圖中能夠發(fā)現(xiàn),變頻水泵運行功率波動較大,無功功率較小,基波功率因數(shù)較高(0.96-1);但是由于諧波含量較高,從而導致真功率因數(shù)不高,介于0.4-0.46之間。
5.三相電能量記錄儀的能量損失分析圖
電能量損失分析截圖
經(jīng)過福祿克專利三相電能量記錄儀的“ENERGY LOSS CALCULATOR”(電能量損失分析)功能測算,得出此臺變頻水泵機組一年會因為電能質(zhì)量、線損等問題而損失電費1.05萬人民幣(每kWh按人民幣1元計算),其中諧波造成的電能量損失為每小時1.12元左右。從中可以看出諧波造成的電能量損失較大,也驗證了之前的判斷。
總結(jié)
由于此臺變頻水泵機組加裝了變頻器,因此會具有較好的節(jié)能經(jīng)濟效益。這個是由于運行原理決定的。
通過應用三相電能量記錄儀測試結(jié)果可見:工頻水泵使用三相異步電動機進行拖動,其流量和壓力等控制對象大多采用管道閥門截流的調(diào)節(jié)方式。這種人為增加管阻的調(diào)節(jié)方式雖然滿足了生產(chǎn)生活所需的對流量的控制。但是浪費了大量的電能,不是一種經(jīng)濟的運行方式。
而采用變頻方式工作時,水泵電機以軟啟動方式啟動后開始運轉(zhuǎn),由遠傳壓力表檢測供水管網(wǎng)實際壓力,管網(wǎng)實際壓力與設(shè)定壓力經(jīng)過比較后輸出偏差信號,由偏差信號控制調(diào)整變頻器輸出的電源頻率,改變水泵轉(zhuǎn)速,使管網(wǎng)壓力不斷向設(shè)定壓力趨近.這個閉環(huán)控制系統(tǒng)通過不斷檢測、不斷調(diào)整的反復過程實現(xiàn)管網(wǎng)壓力恒定,從而使水泵根據(jù)需水量自動調(diào)節(jié)供水量,達到節(jié)能節(jié)水的目的。
但是變頻器也會造成一部分電能量損失(由于諧波引起的),通過三相電能量記錄儀監(jiān)測到的情況看,如果進一步進行諧波改造治理,除了改善系統(tǒng)電能質(zhì)量外,還能夠帶來一定的經(jīng)濟效益(降低電能量損失以節(jié)省電費)。