孫小清，王圳

（溫州市特種設(shè)備檢測研究院，浙江 溫州 325000）

1 電梯能耗和能耗測量概述

電梯能耗測量是控制電梯能耗，促進(jìn)電梯節(jié)能發(fā)展的重要手段。但是從發(fā)展實(shí)際情況來看，電梯能耗測量缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。從電梯的使用情況來看，電梯是一種集電光為一體的精準(zhǔn)化設(shè)備，在使用的時(shí)候需要根據(jù)建筑物的實(shí)際情況來設(shè)計(jì)產(chǎn)品，在這個(gè)過程中會遇到多種限制性因素，比如電梯的驅(qū)動方式、電梯的額定載重量、電梯的額定速度、電梯的制動方式、電梯的樓層數(shù)量、電梯的客流分布密切。

2 電能質(zhì)量分析儀概述

2.1 電能質(zhì)量問題

電能質(zhì)量從一般意義上是指優(yōu)質(zhì)供電，在優(yōu)質(zhì)供電的過程中包含電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量以及用電質(zhì)量等。常見的電能質(zhì)量問題體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，不穩(wěn)定的電壓、電流或者頻率的偏差導(dǎo)致用電設(shè)備出現(xiàn)故障，甚至還會使得用電設(shè)備出現(xiàn)不能正常工作的現(xiàn)象。第二，能夠顯示被檢測電壓和電流的矢量圖。用戶通過對這個(gè)矢量圖的分析能夠了解計(jì)量設(shè)備的接線是否出現(xiàn)故障問題。第三，內(nèi)部安裝能夠存儲大量數(shù)據(jù)的存儲器，使用這種存儲器在1分鐘左右的時(shí)間就能夠存儲大量的數(shù)據(jù)信息，且能夠?qū)?shù)據(jù)信息直接拷貝傳輸?shù)胶笈_管理的計(jì)算機(jī)上，并根據(jù)實(shí)際用電情況和相應(yīng)的數(shù)據(jù)軟件配合使用，實(shí)現(xiàn)對后天數(shù)據(jù)信息的有效管理。

2.2 電能質(zhì)量分析儀內(nèi)涵

電能質(zhì)量分析儀是對電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行檢測和分析的產(chǎn)品，同時(shí)還能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運(yùn)行中的諧波和功率質(zhì)量進(jìn)行分析，了解系統(tǒng)長期運(yùn)行中的各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)信息的有效分析。

電能質(zhì)量分析儀由現(xiàn)場測試儀器和分析軟件共同組成，其中，現(xiàn)場測試儀器一般能夠測量三相或者單相電流和單相電壓。在使用現(xiàn)場測試儀器的時(shí)候不僅能夠測量到用電的有功、無功、有功功率和無功功率，而且還能夠通過檢測回饋來了解電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題，比如電壓波動、頻率擾動、諧波、電壓不平衡等問題。

從實(shí)際應(yīng)用情況來看，電能質(zhì)量分析儀主要由電壓、電流采樣電路、微處理運(yùn)算電器、鍵盤電路、USB通訊電路、電源電流等組成。電梯運(yùn)行電路分為電壓采樣、電流采樣兩種類型。在一般情況下，電壓采樣一般會采用電阻來降低電壓，電流采樣會使用電流互感器CT隔離采樣。采樣的電路能夠?qū)斎氲慕涣餍盘栃畔⑦M(jìn)行量化CIA采樣，之后通過微處理器進(jìn)行處理，在處理之后將測量數(shù)據(jù)信息顯示在相應(yīng)的面板上，獲得良好的分辨率。

2.3 電能質(zhì)量分析儀的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

在一般情況下，不管電梯是空載還是重載，不管電梯是上行還是下行，在實(shí)際使用的過程中，電梯都是需要消耗電能的。在實(shí)際運(yùn)行中，電梯空載上行、電梯滿載下行的時(shí)候，電梯的運(yùn)行都是處于一種發(fā)電狀況，且電梯的發(fā)電是需要通過大電阻來轉(zhuǎn)換為熱能進(jìn)行釋放，在這個(gè)過程中電梯消耗了大量資源。針對這種情況，某電梯公司研發(fā)出了電能回饋裝置，應(yīng)用這種電能回饋裝置能夠?qū)㈦娞葸\(yùn)行過程中的各類信息回饋給電網(wǎng)，由此實(shí)現(xiàn)了電梯節(jié)能。應(yīng)用現(xiàn)場測試儀器能夠?qū)ΜF(xiàn)場的多臺電梯進(jìn)行試驗(yàn)操作，進(jìn)而了解電梯在使用過程中可能產(chǎn)生的各種能耗。某臺帶有電能回饋裝置的電梯空載運(yùn)行的能耗圖具體如圖1所示。根據(jù)圖1可以發(fā)現(xiàn)場測試儀器在現(xiàn)場測試時(shí)候的接入點(diǎn)，根據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，電梯在正常使用過程中產(chǎn)生的能耗包含轎廂照明系統(tǒng)、轎廂內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)、轎廂報(bào)警裝置、機(jī)房系統(tǒng)、轎頂。在測試的時(shí)候能夠發(fā)現(xiàn)轎廂照明系統(tǒng)、轎廂內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)、轎廂報(bào)警裝置、機(jī)房系統(tǒng)、轎頂?shù)氖褂媚芎?，因而可以將測試點(diǎn)安排在電梯主開關(guān)之前，在電梯恢復(fù)正常運(yùn)行之后關(guān)閉機(jī)房、滑輪間、井道、轎頂幾處的照明。

分析軟件是基于Windows操作環(huán)境的專門用于數(shù)據(jù)分析的一種軟件，在使用的時(shí)候能夠再現(xiàn)現(xiàn)場測試儀器之前所做的分析工作，進(jìn)而能夠?yàn)殡娞莸氖褂糜脩糁亟úㄐ?、能量?shù)據(jù)以及在測量過程中發(fā)生的事件。在電梯運(yùn)行的不斷發(fā)展下，分析軟件被設(shè)計(jì)為離線操作模式，在測試之前需要將現(xiàn)場測試儀器測量得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)上，之后通過分析軟件來對這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行細(xì)致的分析研究。

圖1 某臺帶有電能回饋裝置的電梯空載運(yùn)行的能耗圖

3 電能質(zhì)量分析儀在電梯能耗測量中的應(yīng)用

在《電梯能效測試評價(jià)規(guī)則》中規(guī)定的電梯能效測試項(xiàng)目，具體包含電梯能效的測試內(nèi)容、測試方法、必備的測量儀器、電梯的能效等級等。電梯在正常使用的時(shí)候具體包含電梯轎廂照明系統(tǒng)、電梯通風(fēng)系統(tǒng)、電梯報(bào)警裝置、機(jī)房、轎廂頂和轎廂底坑等電源插座能耗。電梯主開關(guān)使用之前，在測試的時(shí)候，電梯需要穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間，在這個(gè)過程中要關(guān)閉機(jī)房、滑輪間、井道、轎頂?shù)任恢脤φ彰鳌?/p>

電梯在使用的過程中具有很明顯的間歇性工作特點(diǎn)，在具體工作中會按照一定的順序和規(guī)則進(jìn)行。電梯能耗的測量需要結(jié)合電梯的這種使用特點(diǎn)進(jìn)行。在電梯的具體測量中要按照一定的樓層順序、額定載重量進(jìn)行。另外，從實(shí)際應(yīng)用情況來看，電梯在使用過程中的相關(guān)設(shè)施不同，比如電梯在使用的時(shí)候會應(yīng)用照明附件、監(jiān)控附件等，因而電梯耗能需要充分考慮這些附件的使用情況。在測量電梯待機(jī)能耗的時(shí)候需要充分考慮照明和監(jiān)控附件的能耗情況，將測量點(diǎn)集中在電梯控制柜和主開關(guān)的線路上，實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)行各數(shù)據(jù)的有效測量。在測量電梯待機(jī)能耗的時(shí)候，可以將測量點(diǎn)的選擇安排在電梯電源和主開關(guān)線路上，加強(qiáng)對電梯待機(jī)情況的測量。

在測量電梯能耗的時(shí)候，電梯電能質(zhì)量分析儀一般會采用管理后臺和采集前端模式。其中，采集前端模式一般可以使用高速度DSP數(shù)字處理器，利用管理后臺的操作系統(tǒng)來控制平板電腦，在平板電腦上配置具有WiFi模塊的筆記本電腦上，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作控制。在這些數(shù)據(jù)信息測量完成之后可以將數(shù)據(jù)信息導(dǎo)出分析，在導(dǎo)出分析之后得到電梯每噸千米的耗電量，了解電梯的能耗。

4 常見的電梯使用節(jié)能措施

現(xiàn)階段我們對于電梯節(jié)能措施大致可以分為兩種，一種是能源反饋技術(shù)、另外一種采取措施電力拖動系統(tǒng)的效率。電梯對重的補(bǔ)償電梯轎廂內(nèi)部荷載變化的裝置，總體重量是轎廂自身重量和一般左右額定載荷重量的和，在電梯的實(shí)際運(yùn)行中會消耗不同程度的能耗。但是在電梯空載上行或者滿載下行的時(shí)候不需要電動機(jī)進(jìn)行電動，只需要自身重力作為基本動力。這個(gè)時(shí)候電梯發(fā)電是通過大電阻進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，在一定程度上出現(xiàn)了能源浪費(fèi)的現(xiàn)象。針對這種情況，需要相關(guān)人員在電梯上部安裝電能回饋裝置，進(jìn)而將電梯運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)送到電能反饋到相應(yīng)的電網(wǎng)中。通過電能回饋節(jié)約能源消耗。從相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，含有電能的回饋裝置比一般的電梯節(jié)省能耗，且從實(shí)際成效來看，能耗節(jié)省達(dá)到了30%左右。另外，在電梯運(yùn)行的過程中還可以通過提升電梯電力拖動系統(tǒng)的使用效率、將變頻系統(tǒng)作為控制系統(tǒng)來降低電梯的使用能耗。

5 結(jié)語

綜上所述，和其他電器的使用情況相比，電梯的能耗較大，是一種高耗能的設(shè)備，產(chǎn)生的能耗占據(jù)整個(gè)建筑耗能的大部分，不符合科學(xué)發(fā)展觀的發(fā)展要求。針對這個(gè)問題需要相關(guān)人員積極采取措施進(jìn)行節(jié)能操作，一方面需要嚴(yán)格按照國家規(guī)定對電梯定期進(jìn)行節(jié)能監(jiān)察，實(shí)現(xiàn)對電梯能耗的精準(zhǔn)測量，借助科學(xué)合理的測量方法獲取電梯能耗數(shù)據(jù)信息。另外一個(gè)方面需要有關(guān)人員利用先進(jìn)的反饋書控制電梯的上行和下行，將電梯運(yùn)行過程中的發(fā)電狀態(tài)及時(shí)反饋，從而達(dá)到電梯節(jié)能運(yùn)行的目的。文章研究的電能質(zhì)量分析儀是測量電梯能耗的重要儀器設(shè)備，對降低電梯的使用能耗起到了十分重要的作用。