電梯電能質量分析儀在電梯能耗測量的應用

吳全俁

摘? 要：電梯早在2007年便被國家列為了高耗能設備，在國家大力發展能源改革、節能減排、碳中和、碳達峰政策背景下，電梯能耗的檢測工作就變得十分重要。電梯電能質量分析儀是檢測電梯能耗的重要設備。為此，文章在簡單介紹電梯電能質量分析儀的基礎上，結合電梯運行的能源消耗，就如何更好的發揮出電梯電能質量分析儀在電梯能耗測量中的應用作用進行探究。

關鍵詞：電梯電能質量分析儀;電梯能耗;測量;應用

隨著國民經濟的快速發展與城鎮高層建筑的建設，電梯的使用日益普及，據相關資料介紹，全國每天約有15.84億人次乘坐電梯。電梯已經是人們社會活動中不可缺少的垂直運輸工具，電梯節能降耗已經被政府和社會所關注。做好電梯運行能耗的測量就是這一工作的首要要務。電梯電能質量分析儀是能耗測量的重要測量儀器設備，將其引入到電梯能耗測量中能夠為電梯的穩定運行提供重要支持。

一、電梯能耗

據統計，截至2018年底，全國在用電梯達到627萬臺，我國電梯市場上，整機產品、配件產品的產量和銷量均位于全球第一，產量占全球總產量的一半以上，我國已成為全世界最大市場。

國家對于電梯節能方面的重視在逐年提升，全國人大常委于2007年10月28日通過的《中華人民共和國能源法》便有提到要對高能耗特種設備實施監管，國家質檢總局質檢特函【2007】29號文中提出：要對鍋爐、換熱壓力容器、電梯等高能耗設備實行能效測試，加強特種設備使用環節的節能監管。《特種設備安全法》規定：不得生產不符合安全性能要求和能效指標以及國家明令淘汰的特種設備。

根據中國特檢協會《電梯能效評價指標與檢測方法研究》課題組、上海特檢院、深圳特檢院、廣州特檢院的監測與分析研究，我國在用電梯的平均能耗水平約為每臺每天40度。照此推算，全年電梯用電量約為全國全社會用電量的0.6%。課題組還對全國10個城市不同型號電梯的檢測數據統計如下表：

測試數據表明，完成相等的運送量，不同的電梯耗電水平相差可達8倍。由電梯能耗測量開展電梯節能降耗工作，前景廣闊，大有作為。

二、電能質量問題

電能質量一般是指高質量的電力提供，高質量的電力信息涉及到電壓質量、電流質量、供電質量、用電質量。但是從整個電力系統的消耗情況來看：第一，不穩定的電壓、電流以及頻率偏差會使得用電設備出現障礙，最終干擾用電設備的運行;第二，能夠顯示被檢測電壓和電流的矢量圖，借助矢量圖，N能分析得出計量設備接線是否出現故障;第三，內部安裝高容量存儲器，在這個存儲器的作用下能夠存儲大量的數據信息，實現對電力系統的有效管理。

三、電能質量分析儀

電能質量分析儀是對電網運行質量檢測及分析的產品，能夠對電力運行中的諧波分析及功率品質分析，能夠對電網運行進行長時間的數據采集監測。

電能質量分析儀主要由五部分組成，分別為測量變換模塊、模數轉換模塊、數據處理模塊、數據管理模塊以及外圍模塊。其中測量變換模塊由電壓互感器、以電流互感器及組成;數據處理模塊包含DSP以及外部存儲器SDRAM與FLASH;外圍模塊由顯示、存儲以及通信子模塊組成。

電網信號經過電壓/電流互感器、信號調理電路轉變為符合ADC輸入要求的小幅值電壓信號;模數轉換模塊用于將小幅值電壓信號轉變為數字信號，并將其傳送至數據處理模塊;數據處理模塊以DSP作為運算核心，對ADC的采樣信號進行數據處理，從而計算得到電壓偏差、頻率偏差、諧波、三相不平衡度、電壓閃變等電能質量參數;數據管理模塊用于對數據處理模塊計算得到的各項電能質量參數進行數據管理，完成顯示、存儲以及通信等人機交互功能。

四、電能質量分析儀在電梯能耗測量中的應用

電梯是一種間歇性工作的設備，它的能耗包括工作能耗和待機能耗，同一臺電梯，裝在不同場所，每天的工作時間和待機時間會有差別，工作能耗和待機能耗也就不同，因此很難通過單一指標考核電梯能耗，所以根據工作特性，需要將其能耗考核指標分為工作能耗和待機能耗兩項指標，分別進行考核。

電能質量分析儀在測量時的測試接線點如下圖：

對于工作能耗，由于負載、運行方向經常發生改變，以及重力的作用，電梯的能耗，需要拋開純粹物理量的有用功概念，將電梯載著負荷下行也作為有用功，以運行距離代替提升高度，測量能耗時，在電梯控制柜前端測量，取電梯上下行的能耗和。

對于待機能耗，應在電梯應答完所有指令停靠在基站位置，并自動關上門后，即進入待機狀態再在主開關前端開始測量，應包括控制柜、變頻器、回饋裝置（若有）、轎廂照明、通風、報警裝置等裝置能耗，但不包括機房、滑輪間、井道燈照明電路的能耗。

通過電能質量分析儀的工作特性來測量電梯的能耗，從得到的電梯多個部位多種狀態下能耗水平數據進行分析、歸納等，可得出影響電梯能源消耗的重要因素，積累電梯節能減耗技術經驗，為未來進一步開展電梯節能工作提供支持。

五、電梯運行過程中的常見節能措施

影響電梯能耗的因素非常多，從電梯本身參數（機械傳動形式、電力拖動類型、工作載荷、運行速度、轎廂行程、制動電能回饋裝置、供電電壓、功率因數、待機功耗）、安裝質量（平衡系數、導軌間距、鋼絲繩受力情況、運行平穩度）、所在建筑物（建筑物的類型、高度、大小、建筑物內人員分布）、使用保養是否得當等都對能耗影響較大。

根據影響能耗因素，在用電梯運行領域常用的節能措施通常有安裝能源回饋裝置、提高安裝質量、優化群控算法等。通過回饋裝置，當電梯因重量不平衡導致某一方向僅靠重力便可完成運行時，原本需要靠制動電阻消耗的動能通過能源回饋裝置回流到電網中，節約能耗;通過提高安裝質量，根據人流量設置最佳平衡系數等安裝參數，減少電梯運行時不必要的能量損耗;通過優化群控算法，對于多臺電梯協同運行時，可大幅減少電梯因重復運行而行駛太多無效行程并提高運輸效率來減少實際能耗。

結束語

綜上所述，和一般性的電器設備相比，電梯是一項能源消耗比較的電器設備，電梯的使用不符合國家低碳環保的發展要求。如何在保障電梯穩定運行的過程中減少電梯的損耗是相關人員需要思考和解決的問題。文章結合電梯能耗情況提出電梯質量分析儀這一能耗測量裝置，在闡述該裝置基本特點的基礎上就如何發揮出電能質量分析儀在電梯能耗測量中的應用作用進行分析，旨在能夠更好的降低電梯運行能耗，促進我國電梯事業的發展。