袁海涛（河北大唐国际张家口热电有限责任公司河北张家口075000）
【摘要】电能优化器是根据光学和量子力学理论所研发的一种通过提高电动机和所属回路的导电性，从而降低电动机和所属回路的阻性损失（热量损失）而起到节能的作用的高科技产品。电能优化器通过向导体注入由红外线合成波组成的光量子流，使光子对受到电场作用处于激发态的电子进行扰动，吸收部分电子的能量，使电子由激发态回到相对稳定的基态,从而降低了电子的碰撞概率，延长了电子的平均自由行程，减少了电子的浪费，最终提高了导电性。本文将从电能优化器的工作原理和针对电动机的节能效果进行阐述和分析，并结合实际的案例，综合评价电能优化器在电动机节能领域的应用前景和空间。
【关键词】电动机节能电能优化器
中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2013）04-015-03
电动机是重要的耗电设备，2012年全国的电动机耗电量约占全社会耗电总量的60%,作为"十一五"我国十大重点节能工程之一，目前电动机节能工程在更新改造单机的基础上，主要是以推广变频调速，提高系统整体运行效率的方式进行节能改造，即通过限制和降低电动机原有的输出功率实现电动机省电的目的，对于一些工作不稳定，不是满负荷运转的电动机，采用变频调速装置可以使电动机合理运行，避免了不必要的电能消耗，并收到了良好的效果，从严格的意义上说，这种方式应该属于"电源控制系统"的范畴。本文所探讨的是一种在保证或提高电动机原有输出功率的条件下，通过提高电动机和所属回路的导电性，从而降低电动机和所属回路的阻性损失（热量损失）的节电方式，即可用能量守恒定律来衡量的节能技术，所谓的真正意义上的节能。
一、电能优化器的工作原理:
电能优化器是一种应用于终端用电设备的节能装置，针对的主要用电设备为高低压电动机。电能优化器是通过红外线平衡波技术，把康普顿效应和光电效应联合应用达到节能效果的，即电能优化器通过导体向线路注入光量子流，使光子和电子发生碰撞，根据光电效应，碰撞以后，加速诱导了束缚电子由于受电场的作用而产生的活跃的能量层变迁，降低了离子由于束缚电子能量层变迁而引起的震动,从而减少了离子所占据的空间；同时，根据康普顿效应，延长了自由电子运动的波长，改变了电子的运动转矩(离心-向心)从而减少了自由电子的浪费，降低了自由电子和离子的碰撞概率,延长了电子的自由行程,从而降低电阻，减少热量损失，最终达到节电的目的。
二、电能优化器的工作特点
1、电能优化器适用于连续运转的电动机:
电能优化器需要以一定的时间持续对电动机和所属回路的线路进行优化和清理,通常根电动机的效率,设备的新旧程度,工作运行状态,所属电网的清洁度有关,正常情况下,从开始优化到手到8%以上的节能效果需要2-4个月的运营工作日。
2、电能优化器安装方法：
电能优化器直接和电动机进线端子并联；
或者，并联在离电动机最近的配电箱：
并联的好处：最大限度的保证了目标设备的安全运营，即便电能优化器出现故障，通过加装的断路保护器，立刻隔离优化器，从而保证目标设备的正常运营。
3、电能优化器可以有效降低电动机的热量，从而延长电动机的使用寿命：
1）实验数据：
2）红外成像仪观察优化前后电动机温度变化：
三、电能优化器应用实例：
1、目标设备：河北大唐国际张家口热电有限责任公司#2机组185kw#2闭式循环泵
2、安装方法：
1）电能监测仪Shark200安装在配电室目标设备所属开关出线端，用于连续观测和记录目标设备的电能参数；
Shark200s电能监测仪
2）200KVA电能优化器通过断路保护器直接并联在目标设备进线端；
200KVA电能优化器
3）超声波流量计安装在目标设备出水管；
超声波流量计传感器
3、节电率计算方法：
1）节电率计算采用标准：
引用节能量计算标准采用：GB/T13471-2008节电量和节电率计算。
2）节电率计算公式：
节电率=（W-W1）/W
W:目标设备基准线单位千吨能耗kwh/ktons
W1：目标设备优化以后的单位千吨能耗kwh/Ktons
4、基准线定义：
1）使用shark200s电能监测仪，每六分钟记录一次kwh读数，共计15次，然后计取平均值，作为每小时目标设备耗电量；
2）使用超声波流量计，同时计量目标设备累计流量，取平均值作为每小时目标设备的工作量（吨）。
3）目标设备的基准线-千吨流量质量电耗
=每小时能耗/工作量X1000
5、测试过程：
1）基准线测量：
2012年12月14日下午3：30分开始：
测试结果：
目标设备电能消耗每小时：151.93kwh;
目标设备工作量：502.3吨
基准线=302.7kwh/1000Tons流量质量；
2）进入优化期：
2012年12月14日17：00，开启电能优化期进入优化期，开启电能优化期后，目标设备电能参数有如下变化：
开启前：
电压电流有功功率因数
382.2v258.01A151.75kw0.884
开启后：
389.4v245.0A151.75kw0.943
2013年3月15日测量：
389.4v232.59A147.80kw0.940
Shark200s电能监测仪记录的电流变化曲线：
上图为电能监测仪记录的自开机以来目标设备电流变化的曲线，从上图可以看出，开机后，电流立刻有一个突降，从258安培下降到245安培，经过半个月的优化，经历第二次下降，由245安培下降到230安培左右，然后趋于稳定，2月-3月份，经历几次动荡，3月中上旬开始进入下降通道，预计最大的一次突降应该在3月底到4月中旬左右，如果这次突降产生，节电率将达到13-16%左右，我们将持续观察直道达到理想的节电效果。
3）2013年3月15日测量的结果：
目标设备平均每小时电能消耗：147.56kwh;
目标设备平均每小时工作量：533.29吨
目标设备千吨能耗：276.76kwh
节电率=（302.70-276.76）/302.7=8.57%
即，截止到3月15日，节电率为8.57%
6、测试项目结论：
1）经过3个月的优化，该测试项目的节电率达到了初期的8.5%；
2）节电的主要原因是电耗的下降和流量的提升，即电能优化器提高了目标设备和所属回路的导电性，降低了热量损失，增大了目标设备的输出扭矩，从而提高了目标设备的工作效率；
3）由于我公司的设备比较新，又有严格的检修和保养制度，使目标设备处于良好的运行状态，同时，我公司的电能质量较一般工厂要高，使得目标设备需要的优化期比一般的设备要长一些，通过电流曲线，我们可以看出，优化在持续进行中，经过几次震荡，最终应该会有理想的突降产生，从而最终达到稳定的理想的优化状态。
四、电能优化器在电厂的应用前景
根据电能优化器的工作原理和工作特性，我们可以看出，电能优化器对于电厂的厂用电6kV和400V母线下所属的年运行率在300天以上的辅助设备都可以起到比较好的节能效果，例如：以电动机带动的：空压机、水泵、风机、磨煤机等常用设备，电能优化器采用安全可靠的并联连接方式，最大限度的保证了目标设备的安全运行，这一点相比较目前普遍采用的变频器更加安全可靠，同时，电能优化器可以有效降低目标设备的热量、噪声和线路的腐蚀，延长了目标设备的使用寿命，从而缩短了目标设备的更换周期，节约了大量的资金，综合评价电能优化器，应该是属于一款高科技新型绿色的节能产品，特别是针对电厂厂用电节能减排工作，电能优化器可以帮助我们以崭新的方式继续挖掘节能的潜力。