电梯电能质量分析仪在电梯能耗测量的应用

吴全俣

摘  要：电梯早在2007年便被国家列为了高耗能设备，在国家大力发展能源改革、节能减排、碳中和、碳达峰政策背景下，电梯能耗的检测工作就变得十分重要。电梯电能质量分析仪是检测电梯能耗的重要设备。为此，文章在简单介绍电梯电能质量分析仪的基础上，结合电梯运行的能源消耗，就如何更好的发挥出电梯电能质量分析仪在电梯能耗测量中的应用作用进行探究。

关键词：电梯电能质量分析仪;电梯能耗;测量;应用

随着国民经济的快速发展与城镇高层建筑的建设，电梯的使用日益普及，据相关资料介绍，全国每天约有15.84亿人次乘坐电梯。电梯已经是人们社会活动中不可缺少的垂直运输工具，电梯节能降耗已经被政府和社会所关注。做好电梯运行能耗的测量就是这一工作的首要要务。电梯电能质量分析仪是能耗测量的重要测量仪器设备，将其引入到电梯能耗测量中能够为电梯的稳定运行提供重要支持。

一、电梯能耗

据统计，截至2018年底，全国在用电梯达到627万台，我国电梯市场上，整机产品、配件产品的产量和销量均位于全球第一，产量占全球总产量的一半以上，我国已成为全世界最大市场。

国家对于电梯节能方面的重视在逐年提升，全国人大常委于2007年10月28日通过的《中华人民共和国能源法》便有提到要对高能耗特种设备实施监管，国家质检总局质检特函【2007】29号文中提出：要对锅炉、换热压力容器、电梯等高能耗设备实行能效测试，加强特种设备使用环节的节能监管。《特种设备安全法》规定：不得生产不符合安全性能要求和能效指标以及国家明令淘汰的特种设备。

根据中国特检协会《电梯能效评价指标与检测方法研究》课题组、上海特检院、深圳特检院、广州特检院的监测与分析研究，我国在用电梯的平均能耗水平约为每台每天40度。照此推算，全年电梯用电量约为全国全社会用电量的0.6%。课题组还对全国10个城市不同型号电梯的检测数据统计如下表：

测试数据表明，完成相等的运送量，不同的电梯耗电水平相差可达8倍。由电梯能耗测量开展电梯节能降耗工作，前景广阔，大有作为。

二、电能质量问题

电能质量一般是指高质量的电力提供，高质量的电力信息涉及到电压质量、电流质量、供电质量、用电质量。但是从整个电力系统的消耗情况来看：第一，不稳定的电压、电流以及频率偏差会使得用电设备出现障碍，最终干扰用电设备的运行;第二，能够显示被检测电压和电流的矢量图，借助矢量图，N能分析得出计量设备接线是否出现故障;第三，内部安装高容量存储器，在这个存储器的作用下能够存储大量的数据信息，实现对电力系统的有效管理。

三、电能质量分析仪

电能质量分析仪是对电网运行质量检测及分析的产品，能够对电力运行中的谐波分析及功率品质分析，能够对电网运行进行长时间的数据采集监测。

电能质量分析仪主要由五部分组成，分别为测量变换模块、模数转换模块、数据处理模块、数据管理模块以及外围模块。其中测量变换模块由电压互感器、以电流互感器及组成;数据处理模块包含DSP以及外部存储器SDRAM与FLASH;外围模块由显示、存储以及通信子模块组成。

电网信号经过电压/电流互感器、信号调理电路转变为符合ADC输入要求的小幅值电压信号;模数转换模块用于将小幅值电压信号转变为数字信号，并将其传送至数据处理模块;数据处理模块以DSP作为运算核心，对ADC的采样信号进行数据处理，从而计算得到电压偏差、频率偏差、谐波、三相不平衡度、电压闪变等电能质量参数;数据管理模块用于对数据处理模块计算得到的各项电能质量参数进行数据管理，完成显示、存储以及通信等人机交互功能。

四、电能质量分析仪在电梯能耗测量中的应用

电梯是一种间歇性工作的设备，它的能耗包括工作能耗和待机能耗，同一台电梯，装在不同场所，每天的工作时间和待机时间会有差别，工作能耗和待机能耗也就不同，因此很难通过单一指标考核电梯能耗，所以根据工作特性，需要将其能耗考核指标分为工作能耗和待机能耗两项指标，分别进行考核。

电能质量分析仪在测量时的测试接线点如下图：

對于工作能耗，由于负载、运行方向经常发生改变，以及重力的作用，电梯的能耗，需要抛开纯粹物理量的有用功概念，将电梯载着负荷下行也作为有用功，以运行距离代替提升高度，测量能耗时，在电梯控制柜前端测量，取电梯上下行的能耗和。

对于待机能耗，应在电梯应答完所有指令停靠在基站位置，并自动关上门后，即进入待机状态再在主开关前端开始测量，应包括控制柜、变频器、回馈装置（若有）、轿厢照明、通风、报警装置等装置能耗，但不包括机房、滑轮间、井道灯照明电路的能耗。

通过电能质量分析仪的工作特性来测量电梯的能耗，从得到的电梯多个部位多种状态下能耗水平数据进行分析、归纳等，可得出影响电梯能源消耗的重要因素，积累电梯节能减耗技术经验，为未来进一步开展电梯节能工作提供支持。

五、电梯运行过程中的常见节能措施

影响电梯能耗的因素非常多，从电梯本身参数（机械传动形式、电力拖动类型、工作载荷、运行速度、轿厢行程、制动电能回馈装置、供电电压、功率因数、待机功耗）、安装质量（平衡系数、导轨间距、钢丝绳受力情况、运行平稳度）、所在建筑物（建筑物的类型、高度、大小、建筑物内人员分布）、使用保养是否得当等都对能耗影响较大。

根据影响能耗因素，在用电梯运行领域常用的节能措施通常有安装能源回馈装置、提高安装质量、优化群控算法等。通过回馈装置，当电梯因重量不平衡导致某一方向仅靠重力便可完成运行时，原本需要靠制动电阻消耗的动能通过能源回馈装置回流到电网中，节约能耗;通过提高安装质量，根据人流量设置最佳平衡系数等安装参数，减少电梯运行时不必要的能量损耗;通过优化群控算法，对于多台电梯协同运行时，可大幅减少电梯因重复运行而行驶太多无效行程并提高运输效率来减少实际能耗。

结束语

综上所述，和一般性的电器设备相比，电梯是一项能源消耗比较的电器设备，电梯的使用不符合国家低碳环保的发展要求。如何在保障电梯稳定运行的过程中减少电梯的损耗是相关人员需要思考和解决的问题。文章结合电梯能耗情况提出电梯质量分析仪这一能耗测量装置，在阐述该装置基本特点的基础上就如何发挥出电能质量分析仪在电梯能耗测量中的应用作用进行分析，旨在能够更好的降低电梯运行能耗，促进我国电梯事业的发展。