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三相電能量記錄儀在電力工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)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(jìn)步，但能源的浪費(fèi)卻是相當(dāng)驚人的。據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，我國水泵、風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)總量約4200萬臺，裝機(jī)容量約1.1億千瓦。但系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)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(fēng)機(jī)、水泵的拖動電機(jī)處于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，而生產(chǎn)中的風(fēng)、水流量要求處于變工況運(yùn)行；還有許多企業(yè)在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，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(fèi)。因此，搞好水泵、風(fēng)機(jī)的節(jié)能工作，對國民經(jīng)濟(jì)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(wù)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(jì)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(yīng)該在-10%-+7%之間，按照額定線電壓220V計(jì)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
2.三相電能量記錄儀測試的電壓負(fù)序不平衡度
電壓負(fù)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(biāo)《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(biāo)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(yùn)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(dǎo)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(jī)組一年會因?yàn)殡娔苜|(zhì)量、線損等問題而損失電費(fèi)1.05萬人民幣（每kWh按人民幣1元計(jì)算），其中諧波造成的電能量損失為每小時(shí)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(yàn)證了之前的判斷。
總結(jié)
由于此臺變頻水泵機(jī)組加裝了變頻器，因此會具有較好的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益。這個(gè)是由于運(yùn)行原理決定的。
通過應(yīng)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(jī)進(jìn)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(fèi)了大量的電能，不是一種經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式。
而采用變頻方式工作時(shí)，水泵電機(jī)以軟啟動方式啟動后開始運(yùn)轉(zhuǎn)，由遠(yuǎn)傳壓力表檢測供水管網(wǎng)實(shí)際壓力，管網(wǎng)實(shí)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(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)通過不斷檢測、不斷調(diào)整的反復(fù)過程實(shí)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(dá)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(jìn)一步進(jìn)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(jì)效益（降低電能量損失以節(jié)省電費(fèi)）。
