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培训资料

系统节电器

产品概述

ECOSaver　系统节电器是适用于所有用电系统的一种通用型节电装置。

它采用高科技的瞬流抑制专用快速开关元件的组合，可有效过滤电网电路中的瞬流浪涌，保护末端设备不受影响或损坏；并可有效减少由此引起的用电设备的能耗增加。

提高设备的运行效率，降低运行成本和设备维护费用，延长设备的使用寿命。

具有节电和保护设备的双重功效。

ECOSaver是一种通用型的多功能系统节电器，适用于所有的用电系统；NOBLE根据市场要求专门设计的功能更强大、更完善的升级版产品。

它采用先进的微电脑控制技术，能随时监控电网的电压并报告电网波动情况；能方便地在节电模式与旁路模式之间切换；有效地改善功率因数，提高整个用电系统的用电效率；并能有效滤除电网电路中的瞬变浪涌，保护设备不受瞬变的影响或被破坏；具有节电和保护的双重功效。

物理特性

*节约电能，提高一个用电系统的用电效率平均20%。

*用于工业和商业配电系统的自动瞬流保护。

*有效控制比工业认可的静态平均雷电感应电压浪涌高约三倍的雷电感应电压。

*它大量存在于用户的进线端和用电系统之中。

*每相故障指示器。

*连接线为#14AWG多股绞合线。

*固态双向元件。

*密封封装，除指示灯外，无可移动部件。

技术指标

额定线电压（RMS）380V三相，四线加地线。

最大浪涌电流（每相）（8/20ms电流波形）：

每相80KA。

响应时间：

高达85玻秒（10-13秒）（6英寸长连接头），每7英寸增加1奈秒（10-9秒）。

箝位电压（峰值）Cat.C1/B3ANSI/IEEEC62.41-1991（6kV-1.2/5.0ms，3KA-8/20ms）：

相线对零线：

275V零线对地：

275V

脉冲承载能力：

2000个8/20msC类脉冲没有阻碍。

最大连续工作电压（RMS）相线对零线：

250VAC相线对相线：

430VAC

相对湿度范围：

0-100%，不结露。

工作频率：

50-60Hz。

动态跟踪过滤器（交流正弦波）。

工作温度范围：

-40℃-+85℃。

节电原理

在讨论ECOSaver的节电原理前，让我们一起讨论一下什么是瞬流。

瞬流是交流正弦波电路上电流与电压的一种瞬时态的畸变。

浪涌、谐波为其主要的表现形式。

瞬流最主要的特点有三个：

超高压、瞬时态、高频次。

超高压是指通常的瞬流尖峰，它高出正常电路电压幅值的5-10倍，最高可达数万伏。

瞬时态是指瞬流持续的时间非常之短，它可以在数亿分之一秒内完成从迸发到消失的过程。

高频次是指瞬流的活动十分频繁，可以说瞬流无时不有、无处不在。

经专家测试表明，日光灯管一个简单的开关动作，就有24个瞬流产生，电压高达1200V。

瞬流对电网和用电系统有哪些影响和作用呢？

概括性地说，瞬流会使用户的用电成本增加；同时，瞬流会破坏设备的安全运行。

我们先说瞬流与用电成本的关系。

大量的科学研究已经证明，瞬流使一个用电系统的电耗增加的方式有三种：

1、系统效率下降：

通用电气公司的《TECHNICALDATA》（《技术通讯》）杂志上发

表的多篇研究报告证实，瞬流将使一个用电系统的用电效率严重下降。

瞬流对所有的开关装置、接触元件、线包绕组、半导体元件等，都有冲击作用，使电机、灯光及系统中所有的用电装置的用电效率下降。

研究发现，由于经年累月的冲击，瞬流会在开关装置及其它接触性器件上造成氧化性碳膜层。

在电机接触器上，每1欧姆阻抗的氧化性碳膜层的生成和存在，可使电机的效率损失13%。

瞬流导致系统用电效率下降的另一个例子来自下面这样一个研究结果：

在一条120V的电路中，电流为15A/小时，瞬流发生的频次为40000个/小时，瞬流持续的时间为100微秒。

研究人员发现，在这样一个简单的电路中，瞬流导致了8.05%的线路电耗增加。

2、电机温度升高：

电机的温升还由于瞬流使电感性负载电流损失增加和铜损提高而造成。

实验表明，一个800周的振荡型瞬流会使铁芯材料的能耗由0.04W/lb提高到3W/lb，能耗增加的幅度为67%。

常识也告诉我们，由于瞬流高压的冲击，多余的电能转换成热能，因而使电机的运行温度上升。

电机温度每上升一度，大约增加4%的电耗。

3、避免用电量的过度误计量：

美国工程学会会刊IEE第59卷第460-464页上发表的Keener与Nelm先生的一份研究报告，证明瞬流会严重地影响电能表的计量。

其结果会导致电能表对一个系统总的应用电量的过度计量。

瞬流能使电表走快，也被其它一些学者的研究结果所证实。

如Hershfiled博士在《规范工程杂志》发表的一篇论文，就曾详细说明瞬流如何使监测电气负载的感性电能表对系统的总电量产生过度计量。

ECOSaver的应用将从两个方面切断瞬间变对电能表的影响：

一是堵截外部的来路；二是切断内部的回路。

ECOSaver可使电能表的计量恢复正常,用多少电，电表就正常计量多少。

通过前面的叙述，我们已经了解瞬流的危害是不仅会使一个系统的电耗增加，用户多付电费；而且会严重影响到设备的安全。

统计发现，50%-70%的电视返修及保修索赔，皆起因于瞬流的影响。

通用电气公司持续7年时间的一系列研究还发现，当电机线包绕组的耐压从2000V提高到6000V以上的耐压水平时，电机被烧的机会降低80%。

该项研究不但证明了瞬流对电机安全性的影响，还说明2000V-6000V之间的瞬流对电机安全性的影响最大。

除电机外，但问题是提高了线包绕组的耐压水平意味着电机的制造成本提高，故不是一个解决问题的实际方法。

瞬流还影响到所有的电子设备、电脑系统、灯光系统、配电设备，使它们荡机、损坏、寿命缩短、发生火灾等。

瞬流产生的来源主要有两个方面：

一是环境的。

雷电感应电压、输变电站大型开关的开合、邻居大型负载的起停，都会伴

随有瞬流进入到用电系统。

环境因素产生的瞬流占一个系统瞬流总量的20%-30%。

二是用电系统内部产生的，它占一个系统瞬流总量的70%-80%。

任何负载的起停和运行都会有大量的瞬流产生，回馈到本身的用电系统中。

大的负载的起停及运行过程中所产生的瞬流还会影响到邻居及电网。

电弧放电也是瞬流的一个主要来源。

它可能是由不良和松动的电气连接引起，或由老旧的不干净的电刷引起。

由电弧放电所产生的高频电压尖峰脉冲，会通过设备线路扩散，影响到整个系统。

上面我们分析了瞬流的危害及其产生的原因，下面我们将讨论ECOSaver的节电原理。

概括而言，它是经由缓冲、降温、洁净三大综合作用，而最终达到节电的效果。

1、缓冲器──缓冲节电原理。

ECOSaver的应用将从两个方面切断瞬流对电表的阶跃式冲击：

一是堵截外部的来路；二是切断内部的回路。

ECOSaver可使电表的计量复归正常，用多少电，电表就正常计量多少。

2、冷却机──降温节能原理。

前面已经提到，由于瞬流的影响，铁芯材料由于过度的磁滞而使电流损失增加，结果使感性负载，尤其是电机的温度上升，用电效率下降。

ECOSaver的箝位电压在火线与零线间的箝位值为275V，所有高于275V的电压均被迅速抑制，从而抑制了过压，使其对末端负载和整个系统的影响减少到最轻的程度。

3、清道夫──清洁节电原理。

ECOSaver在正确安装之后，　会使接触器及电路中的氧化性碳膜层不再生成，甚至使接触器触头表面已形成的氧化性碳膜层逐步剥落，舒缓阻滞，提高系统的用电效率。

归纳上述三大节电原理，可由右图表示：

ECOSaver节电原理示意图

到目前为止，我们所说的其实只是涉及ECOSaver的一般性节电原理。

通过瞬流抑制而实现节电，从技术手段上讲，还要满足两个基本的要求。

第一，ECOSaver的反应速度必须极快，要超过多数瞬流的速度。

多数瞬流的发生速度都非常之快，快到数亿分之一秒。

为了保证抑制的效果，ECOSaver采用高科技半

导体元件，使得它的反应速度超过10－13秒，比电脑的速度都要快几倍。

第二，箝位电压要足够低，保证那些电压峰值不高的瞬流也能被捕捉到，以保证抑制的效果。

要做到这两点，非常的不容易。

它对产品的元器件的设计及性能要求极高。

既要极快的速度，又要极低的箝位，对设计者和制造商的挑战性都相当ECOSaver对瞬流抑制的过程图示

的大。

随着变频器、SCR、不间段电源（UPS）等电子及整流设备的日益广泛的普及和应用，工业用电环境中的瞬流污染也日益严重。

ECOSaver以其高科技的手段和优异的性能，为我们开辟了一个通过清除电力污染而实现节

电降耗和保护设备安全的新途径。

应用范围

ECOSaver是一种通用型节电器，从理论上说可适用于所有用电系统。

但由于ECOSaver是一种被动型的节电器，其反映出的节电效果与其应用环境的瞬流活跃程度息息相关。

而不同应用环境的瞬流活跃程度各不相同，选择一个合适的应用环境才能获得较好的节电效果和较佳的投资回报。

下面列出的几个系统是已经证明了的比较理想的ECOSaver应用环境。

快餐店：

系统简单，设备较杂，所需ECOSaver数量较少。

制衣厂：

系统较小，单相设备较多，启停很频繁。

空压机系统：

系统简单，功率较大，回报较快。

注塑机系统：

系统比较简单，工况变化大。

功率较大，回报较快。

其它频繁启停的设备系统。

节电规律

由于ECOSaver独特的节电机理，其表现出的节电效果具有短时段的随机变化性和长时段的相对稳定性的特点，节电率的高低与以下几方面的因素有关：

1．系统所处的环境。

我们知道，ECOSaver是通过吸收电路中的浪涌、尖峰等电压和电流瞬变而实现节电的。

系统所处的环境瞬变越活跃（如繁忙的工厂环境），电源品质越差，ECOSaver表现出的节电效果越好。

2．系统的状况。

一个用电系统越不规范、使用年代越久、设备越杂乱，产生瞬变的机

会越多，ECOSaverII表现出的节电效果也越好。

3．设备的状况。

频繁启动的设备、负荷工况变化较大的设备是比较理想的应用对象。

感性负载的应用效果优于阻性负载，对于纯阻性负载，ECOSaver需要较长的时间才能达到正常的节电效果。

4．一般来说，对于一个中、小型，相对独立的用电系统，应用ECOSaver进行节电改造相对比较容易；而对于大型的用电系统，由于范围较广，涉及的设备种类繁多，布控的技术难度较大，作节电效果测试也比较困难。

应用对象是否适用ECOSaver的评判

根据上节讨论的ECOSaver的节电规律，可从以下几方面考察一个应用对象是否适用ECOSaver：

1．考察用电系统的环境状况。

根据系统所处的环境，可大致判断系统中瞬变的活跃程度。

2．考察系统的电路状况。

通过现场查看，了解其电路是否规范、使用的年代及关键负荷类型。

3．考察设备的运行情况。

了解主要设备的负荷特性、工况变化，向操作人员了解设备运行过程是否有异常现象、故障率是否偏高、设备运行温度是否偏高，以此判断瞬变的活跃程度。

ECOSaver节电改造工程程序图示：

怎样做应用ECOSaver的系统调查

在提出ECOSaver改造方案之前，必须对应用系统有个全面的了解。

系统调查包括以下内容：

1.系统的电路分布情况。

包括低压（380V）主配电柜、分配电柜的配电情况和设备开关柜、启动柜的线路情况。

以及各处的电压值，请分别记录每相对零及每相对地的电压值。

2.系统的设备基本情况。

包括设备的名称、型号、数量、主要电气参数等。

3.系统负荷的基本情况。

包括每台设备的负荷分布、负荷变化规律等。

4.设备运行的基本情况。

包括设备每天开机的时间、启停的频次等。

5.系统的用电情况。

包括每月的用电量、电价等。

ECO-Saver现场数据调查

在进行ECO-Saver系统安全节电器节电工程改造之前，必需要有详尽的数据调查、记录、分析。

诺比公司以下表格需由工程师认真规范填写，并依此为依据做出可行有效的节电工程改造方案。

ECO-Saver应用调查表

用户名称_________________________调查日______________________

1.空调A.数量______B.负荷______kWC.该负荷占总负荷的比例______.

2.照明A.数量______B.负荷______kWC.该负荷占总负荷的比例______.

3.制冷A.数量______B.负荷______kWC.该负荷占总负荷的比例______.

4.电机A.数量______B.负荷______kWC.该负荷占总负荷的比例______.

5.其它A.数量______B.负荷______kWC.该负荷占总负荷的比例______.

配电系统电路图:

三级布控与ECOSaver安装方案的设计

ECOSaver是一个系统节电器，应用时必须实行系统布控才能起到很好的节电作用。

根据制造商的要求ECOSaver的安装必须实行三级布控，即在主配电柜汇流母线上、各分支电路空气开关下端以及各分配电柜空气开关下端均需安装ECOSaver系统节电器。

只有这样，才能形成一个网，将瞬流的所有通路都切断，一旦瞬流出现，立即就地将其对地泄放。

从而有效消除瞬流可能造成的系统能耗增加和设备损坏。

制造商特别强调，如果在单台设备上使用ECOSaver，所得到的节电率充其量不会超过5%。

在进行方案设计的时候，应以三级布控为原则，并结合系统负荷的特性及工况作相应的调整，以实现节电效果最理想、用户投资最小但收益最大的系统节电改造目标。

ECOSaver的安装

ECOSaver是以并联方式接入系统的。

其安装接线相对比较简单，安装过程请遵守以下安装要则：

1．安装应由有证的电工实施。

2．所有安装工作应在断电情况下进行。

3．将黄绿色线与地线排相连，正确的接地是必不可少的。

4．将黑色线与零线排相连。

5．将红、蓝、黄色线接在三相断路器的负载侧，不分相序。

选择与ECOSaver系统节电器相连的断路器应有活跃负载，以便当断路器因任何原因脱扣或断开时能被发现和复位。

如果没有现成的断路器，应安装一个专用于ECOSaver系统节电器的30A三相断路器或使每相通过30A的保险再与负载相连。

保险型号：

BUSSMAN，KTK-R-30或其它同类型号。

6．如果安装正确，通电之后，内盒面板上的指示灯会发亮。

正式通电前，请连续24小时测量火线与零线间的线电压。

请不要将ECO-Saver与高于250V的AC电线相连！

注意：

1.安装时保持线头尽可能短、直，选择安放地点时予以充分考虑。

2.安装在用户进线处的ECO-Saveer系统节电器不能单相导通。

3.ECO-Saveer系统节电器永远安装在主断路器的负载端。

4.良好的接地是获得好的节电效果的关键因素，施工时一定要保证地线条件良好。

实际应用时，如果地线条件良好，地线电阻低于4欧，将黑色和黄绿色线一并接地时取得更好的节电效果。

建设安装时采用此种接线方法！

ECOSaver系统节电器的接线示意图。

为了保证获得较好的节电效果，应用ECO-Saver时应采用“三级布控”，即在低压母排上、总配电柜各路空气开关负荷侧，以及各分配电柜空气开关

负荷侧三个层次全面布控。

ECO-Saver在系统中的布控示意图如下：

ECOSaver系统节电器在系统中的配置图

ECOSaver运行及使用过程中应当注意的问题

ECOSaver采用全封闭封装，内部元件可靠性很高，使用寿命长达30年。

ECOSaver为自动节电装置，运行过程无需专人看护。

为了对产品有个安装合理的使用，在使用过程请注意以下几点：

1．安装完成送电时，应逐台投入，以免发生意外造成不可挽回的损失。

2．ECOSaver面板上有3个红色指示灯，分别指示三相的工作状态。

如果发现有某个指示灯不亮，请更换一个好的指示灯试试，若仍不亮，则需更换ECOSaver。

3．ECOSaver的封装是为了安全考虑的，使用过程不得将封盖打开。

4．为了保证设备安全，安装ECOSaver时，必须加装一个专用于ECOSaver的30A三相断路器或使每相通过30A的快速保险后再与主电路相连。

ECOSaver节电效果的检验

根据ECOSaver的节电原理我们可知，ECOSaver的节电作用主要表现在三个方面：

1、清洁电路。

ECOSaver减轻电路中开关器件、接触器件、线包线圈等氧化性碳膜层的电阻作用，提高系统的用电效率。

其作用时效表现为长时段。

2、降低电机的运行温度。

其作用时效表现为中长时段。

3、减缓瞬流对电表的冲击和影响，避免电表的过度计量。

其作用时效表现为中短时段。

节电工程改造完成之后，需提交详细的、令人信服的产品测试原始数据，即节电效果检测报告。

诺比节能科技有限公司提供以下表格供检测人员认真填写。

ECO-Saver测试原始数据记录表

ECO-Saver常见问题解答

1．ECO-Saver的工作原理是什么？

　当ECOSaver被安装到一个配电系统的每一个空气开关之后时，它将滤除掉整个系统的浪涌，对整个系统起保护的作用。

在一个用电系统中，系统中的一台电机或设备的启动或停机，甚至电脑操作员击打电脑键盘的一个动作，都会导致电路中有瞬流和浪涌产生。

一个局部的瞬流或浪涌会回输到系统中去，影响到其它的设备。

在安装实施ECOSaver后，它会将系统中的所有瞬流加以抑制和滤除。

几千甚至上万伏，持续时间短至数十亿分之一秒的瞬流都会被ECOSaver捕捉到，并将其滤除。

ECOSaver就象是一个时刻处于警戒状态的安全卫士，一旦有敌情出现就迅速出击，歼敌于瞬间。

2．如果电机的温度降低了，是否将意味着电机出力不够或转速减慢？

绝对不是！

在安装ECOSaver之后，电机的转速（RPM）不会改变，但它会令电机按需用电而避免电机超需用电。

当电机的运行温度下降后，电机的工作效能并不会受到影响。

研究发现，电机的温度每降低10°F，电机的使用寿命将延长一倍。

其结果会降低维护和设备更新的成本。

这只是ECO

Saver帮助用户节省成本的多项功能中的其中一个功能。

3．如果我的用电设备已经安装有节电装置或具备节电功能，如软启动器，在安装ECOSaver之后，是否还可以实现节电吗？

ECOSaver可以与任何节电装置一起运行，实现迭加的节电效果。

4．ECOSaver是否可以控制整个用电系统？

可以！

ECOSaver不仅仅保护单个的用电设备如电机或其它用电装置，在全系统安装之后，它还对整个系统提供完全的保护，并能平均降低系统用电量的20%或者更多。

5．我将怎样确认ECOSaver的节电效果？

用户的应用经验证明，ECOSaver可以使一个系统的用电量平均降低4%-

20%（应用条件决定）。

节电效果的检验一般采用比较安装前和安装后的单位产量的电耗进行。

6．一个系统需要装多少个ECOSaver？

汇流母线上、电度表的下端装一个。

每条电路的空气开关之后各装一个。

7．ECOSaver的节电规律是什么？

在一般情况下，只要应用条件及对象合适，如瞬变活跃的环境，并严格按照三级布控的安装要求去实施，一般都能观察到电表表盘的转速会较安装前明显的转慢。

但由于ECOSaver是一种被动式的节电技术，因此它所表现的节电效果与设备本身的工况特点以及现场环境瞬变的活跃程度息息相，这就决定了其节电效果在短期内具有随机性和不恒定的特点，但长时间的节电效果通常都比较明显。

如我们在一个乡村俱乐部安装ECOSaver之后，第一个月只有3%的节电效果，第二个月上升到19%，第三个月31%，大量的应用已证明，节电率先低后高，是ECO-Saver的一般节电规律。

8．ECOSaver是否可理解成为一种电容节电产品？

否！

所谓电容性节电产品如无功补偿电容，通常是通过改善功率因数或补偿无功，以及减少线损的方式节电，而ECOSaver则完全不是这样的节电原理。

ECOSaver通过抑制电路中分分秒秒发生的浪涌电流或高压尖脉冲，进而降低一个用电系统的电阻，提升一个用电系统的用电效率而节电。

然而，有一个应用效果与无功补偿电容相类似的是在使用ECOSaver之后，电机和线路的温度会明显地获得下降。

9．使用ECOSaver于一个较繁杂的系统时，除了三级布控的原则外，在做调整时有何规律可循及还应注意些什么问题？

三级布控是最为理想的布控形式。

如果做不到三级布控，就要在布控时将最大的瞬流和浪涌来源予以封堵，只有这样，才能获得最佳的节电效果。

在安装时，越接近于负载端，就越有可能取得理想的节电效果；同时，要将ECOSaver的连线尽可能截短，以提高ECOSaver对浪涌的堵截和抑制效率。

10．在安装ECOSaver时，与节电器相连的断路器应有活跃负载，何为活跃负载？

能明显观察到负载有变化或经常发生变化，如频繁起停的负载为活跃负载。

对于起停非常频繁的负载，ECOSaver通常都可收到十分明显和立刻的节电效果；而在非活跃负载上使用，一般需要一段时间才能观察到节电效果。

因此，建议在初次应用时，应以选择活跃负载为应用对象。

11．ECOSaver系统节电器对系统的容量有无要求？

由于ECOSaver是与系统相并联的，对单个产品的点对点的控制，是没有容量限制的。

这是ECOSaver节电器的一个应用优势，无论受控对象是多大的电机，都可控制，不受容量大小的限制。

12．安装在用户进线处的ECOSaver系统节电器不能单相导通，如果发生导通会出现什么样的情况？

会影响到节电率。

因为单相导通过即只有一相工作，在一相工作，其它两相不工作的情况下，ECOSaver的节电效果就会大打折扣。

13．加装ECOSaver系统节电器后，是否会影响系统的三相平衡？

不仅不会影响系统的三相平衡，相反，在应用过程发现，以前由于不平衡而经常出现的跳闸情况，在应用ECOSaver后都大大减少了，证明ECOSaver具有间接的改善相不平衡的作用。

14．ECOSaver系统节电器对接地线有什么要求？

利用电路系统中的接地线，保证接触良好！

接地线是浪涌、尖峰等瞬变源的泄放通路，接地不良或接地电阻不合格将大大影响节电效果。

所以对于改造的系统，良好的接地是必不可少的前提条件。

15．ECOSaver的清道夫节电机制是怎样形成的？

清道夫是一种通俗的说法，然而，其具体的作用是依靠ECOSaver对浪涌、强波、瞬流、脉冲等不洁净的电力的快速有效的滤除而实现的。

ECOSaver

一方面可以滤除电路中分分秒秒产生的杂电；同时又可经由时间的作用，降低系统的电阻，提高系统的用电效率，越老旧、越杂乱的用电系统，就越有可能取得最好的节电效果。

本章问题

▲请简述ECOSaver的主要技术参数。

▲请简述ECOSaver的工作原理。

▲ECOSaver的最佳适用对象有哪些？

▲怎样做应用ECOSaver的系统调查？

▲设计ECOSaver节电改造方案时要注意些什么？

▲安装ECOSaver时要注意哪几点？

▲请说明ECOSaver的节电规律及节电率的检验方法。

附录：

山东济南某水泥厂系统节能保护评估报告书

一、概述

根据水泥厂生产车间实际设备用电状况，该生产车间设备数量和种类较多，大多数容易对电网产生冲击，尤其是破碎设备和球磨设备，属于大