江阴某工厂能效管理系统-安科瑞张玲玲.ppt

江阴某工厂能效管理系统-安科瑞张玲玲.ppt

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安科瑞电气股份有限公司,某工厂能效管理系统案例介绍,项目概况,项目位于江阴市华士镇工业园区，形成了集铝单板、铝塑板、铝型材、马口铁、硅钢片等产品于一体的产业集群。

一次接线图,梳理配电结构,配电系统随着产能扩建而扩建，没有图纸，结构混乱。

以下为经过勘测后梳理的配电系统结构图。

厂区平面图,标示变电所位置,为了利于更好的掌握配电系统，绘制厂区平面图，标示变电所位置。

能效管理系统建设,能效管理系统内容,1.能源管理系统：

监测110kV变电站、35kV变电站和22个10kV开闭所、变电所以及部分380V配电柜电能使用分析、功率曲线以及谐波畸变率，后期还可以接入厂区内水、蒸汽、天然气以及其它工业气体的使用，实现整体的能耗监测。

；2.电能质量治理：

根据现场测量数据，对谐波严重超标影响设备运行的回路进行谐波治理，使电能质量符合国家标准，为设备正常运行提供健康的供电质量，减少设备损耗，延长使用寿命；3.空压机改造：

针对大功率空压机进行智能化改造，达到降低运行耗能，减少维护工作量，并通过手机实时监控运行状态。

现状分析,1.谐波含量严重超标,由于配电系统大量变频器，电机等设备的使用，造成绝大多数低压系统谐波电流过大，并由此引起电压畸变率超标。

比如1#镀锡线传动次总柜现场测得的数据如下图所示：

三相电压谐波畸变率在20%左右，超国家标准4倍，三相电流谐波畸变率在70%86%，总功率因数0.69，都严重偏离正常值。

数据分析：

谐波畸变情况比较严重电压谐波畸变率在15%左右，超国家标准限值（5%，下同）2倍电流谐波畸变率68%90%，功率因数不到0.5。

现状分析,其它问题,2.设备易损坏，设备更换维护费用较高；3.10kV馈线回路安装了普通电度表，需要人工抄表，由于厂区很大，现场情4.况比较复杂，人工抄表存在安全风险，且工作量大，抄表时间也存在较大偏差；5.功率因数偏低：

测得大部分回路功率因数非常低。

6.日常设备巡检只能依靠人力，效率低，部分问题不能及时发现。

7.配电系统规模庞大，但是配电系统随着产能扩大而扩建，没有图纸记录，配电结构不明确，需要梳理厂区配电系统结构；8.需要搭建计量体系，弄清能耗明细，做到用电透明化，适应厂区智能办公要求；,用户需求,1.对厂区内部可能产生谐波污染源的节点进行现场勘测，取得数据后根据数据对谐波污染进行有效治理；2.梳理厂区配电网络结构图，建立全厂能耗管理系统，搭建计量体系，实现智能远程抄表，实现全厂用电可视化，透明化；3.对大功率空压机设备进行节能改造并实时监控；4.系统具备图形显示，通过曲线图、报表等形式反映用能数据，并把数据上传到能源管理系统。

总体需求,方案设计,1.改善电能质量通过对电能质量严重超标的节点进行有源滤波改造治理，能显著改善厂内配电系统电能质量，使之达到国家标准要求的范围内，使配电系统健康可靠运行。

有效提高功率因数，改善三相不平衡，降低零序电流，避免供电局罚款，降低设备故障率，实现节能10-13%。

实现效果,方案设计,2.延长设备使用寿命有效改善设备经常损坏的情况，主要从以下三个方面：

1.降低变压器发热及噪音，降低变压器自身的损耗，延长使用寿命。

现场很多变压器已经比较陈旧，经常在谐波污染严重的环境运行可能导致变压器内部绝缘加速老化，并且减少变压器发热、噪音及损耗；2.延长电机使用寿命，降低损坏率。

谐波畸变严重会影响电机转子的稳定运行，加速电机绕组绝缘老化；3.大大减少补偿电容器因为谐振而引起的无法正常投入或损坏，提高系统功率因数，使系统需要的无功就地补偿。

实现效果,方案设计,3.提高供电可靠性设备故障情况（变压器过负荷、接地短路、过温）提前预警，提示值班人员及时排除故障，或快速定位跳闸原因，及时恢复供电。

实现效果,方案设计,4.建立计量体系实现配电透明化、可视化管理自动化实时集抄，节省人工成本，并可以统计产品单耗数据，协助财务管理；以数据为依据为后续节能改造提供数据支撑；实现管理节能有数据才能做出合理判断，通过数据分析，实现管理模式的改进，针对部门建立有效数据考核机制，可实现办公节能10%左右。

实现效果,方案设计,5.提高工作效率，保护人身安全实现一键远程抄表，减少人工抄表的工作量，同时也杜绝了每天在复杂的生产车间配电间巡视抄表导致的安全隐患。

实现效果,方案设计,6.节能增效通过对大功率设备运行趋势的分析，结合生产工艺，实现错时用电，有效控制需量，避免因时段性高峰用电造成超需量支出。

同时，响应国家需求控制可享受政府补贴100元/kW,实现效果,谐波治理方案设计,谐波治理方案主要基于现场实测数据而设计，根据测得的负荷大小及谐波畸变数据计算得出需要补偿的电流大小。

测试点分布如下：

谐波测试方案,谐波治理方案设计,谐波测试数据分析,数据分析：

谐波畸变情况比较严重电压谐波畸变率在20%左右，超国家标准限值3倍电流谐波畸变率68%86%，功率因数不到0.7。

数据分析：

谐波畸变情况偏高电压谐波畸变率在10%左右，超国家标准限值1倍电流谐波畸变率60%，功率因数低于0.9,谐波治理方案设计,谐波数据分析结论,通过以上测量数据可以发现，由于配电系统大量变频器，电机等设备的使用，造成绝大多数低压系统谐波电流过大，并由此引起电压畸变率超标（根据国标GB/T14549-93规定，低压0.4KV谐波电压总畸变率THDu5%），尤其在某些回路中，由于无功柜没有安装电抗器，致使谐波被严重放大，不仅使谐波电流超标，更严重损坏电容器，谐波电流大量流入电容器内，使之不能正常补偿无功。

（例如35KV平整分剪线，集中测量时，电流总畸变率为60%以上，就地测量时仅为10%左右）。

因此，对该低压配电系统，建议对无功柜进行改造，加装电抗器，并且对谐波使用油源电力滤波器进线治理，以改善电能质量，防止发生用电事故。

谐波治理方案设计,有源滤波配置方案,能源管理系统方案设计,系统结构方案,根据现场情况，厂区面积比较大，而且变电所分布在车间，现场铺设光纤的工作量和难度都非常大，所以本系统采用GPRS无线传输和以串行通信为现场智能设备通信方式为主的RS485现场总线相结合的上下级分层结构。

能源管理系统方案设计,现场设备配置,能源管理系统方案设计,系统设备配置,施工改造,简化施工,1.仪表安装2.数据采集箱安装施工尽量简化，减少施工工作量，降低施工成本。

空压机改造方案,空压机能耗比,表1为现场设备情况，表2能效比为实测数据，表3为国家规定比功率数值。

对比表2和表3可知，原空压机都属于二级能效，能效比较低。

不建议改客户主要设备，我们主要做二次节能！

我们可以推荐设备。

空压机改造方案,方案实施及效果,通过更改4台空压机为两台200kW的两级压缩永磁变频螺杆空压机做节能改造，改造后预计一年可节省电费92.8万元目前电费，详见下表所示。

安科瑞倡导绿色节能谢谢！

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