電梯用電計(jì)量原理與分?jǐn)偡椒?/h1>
2013-10-18 03:11:33李唯楚
機(jī)電設(shè)備 2013年5期 關(guān)鍵詞：電梯
李唯楚
（長(zhǎng)房物業(yè)管理有限公司，長(zhǎng)沙 410005）
電梯用電計(jì)量原理與分?jǐn)偡椒?/p>
李唯楚
（長(zhǎng)房物業(yè)管理有限公司，長(zhǎng)沙 410005）
根據(jù)電梯工作原理和工作過(guò)程，通過(guò)設(shè)置與電梯工作狀態(tài)相關(guān)的計(jì)量及其控制器件，對(duì)樓宇交通狀況分析和做相關(guān)實(shí)驗(yàn)，將電梯實(shí)際用電情況用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算，合理地將樓宇電梯用電費(fèi)分?jǐn)傊岭娞菔褂米?hù)。
控制計(jì)量；數(shù)學(xué)方法；電費(fèi)分?jǐn)?/p>
0 引言
目前電梯這一代步工具伴隨人們的日常生活，大多數(shù)人會(huì)對(duì)不同樓層用電量及其分?jǐn)倖?wèn)題產(chǎn)生疑惑，如果不能很好厘清和向業(yè)主說(shuō)明這一問(wèn)題，將不利于保持居住環(huán)境的和諧與物業(yè)管理工作的健康發(fā)展。基于以上原因，我試圖從電梯的工作原理和工藝過(guò)程入手，根據(jù)實(shí)際使用電梯過(guò)程與產(chǎn)生的電量，將電梯運(yùn)行分解成不同的幾個(gè)階段，并設(shè)法從電梯控制電路中提取用于不同階段電度表計(jì)量的控制信號(hào)，以所提取的電梯控制信號(hào)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出電梯運(yùn)行電費(fèi)計(jì)量的電路。用所設(shè)置的計(jì)量、計(jì)數(shù)器件記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，套用與電梯實(shí)際用電相吻合的數(shù)學(xué)公式，現(xiàn)場(chǎng)用實(shí)驗(yàn)的方法提取數(shù)學(xué)公式中的幾個(gè)基本參數(shù)，最終用數(shù)學(xué)的方法將電梯所產(chǎn)生的運(yùn)行電費(fèi)分?jǐn)偟讲煌闆r的使用人。
1 電梯用電計(jì)量原理
電梯具有運(yùn)行與待機(jī)兩種狀態(tài)，從電梯用電計(jì)量與分?jǐn)偟慕嵌?，兩種狀態(tài)的用電屬于兩種不同性質(zhì)：待機(jī)時(shí)大家都不用，可將之稱(chēng)為公用電量；運(yùn)行時(shí)為某人服務(wù)，隨著層樓的不同而耗電量不同，可稱(chēng)之為專(zhuān)用電量。因此不同層樓電梯用戶(hù)所承擔(dān)共用電梯需交納的電費(fèi)就應(yīng)當(dāng)有所區(qū)別。怎樣才能區(qū)分不同層樓需承擔(dān)的電梯用電費(fèi)，需要從電梯的工作原理與工藝過(guò)程認(rèn)識(shí)，電梯運(yùn)行遵循“接受指令后開(kāi)關(guān)門(mén)、啟動(dòng)、運(yùn)行到減速制動(dòng)、平層、開(kāi)關(guān)門(mén)”工藝過(guò)程，按電梯工作原理區(qū)分電梯運(yùn)行與待機(jī)應(yīng)該從電梯接受指令后開(kāi)門(mén)起到平層后關(guān)門(mén)止，但仔細(xì)考慮若按此過(guò)程始末信號(hào)(開(kāi)門(mén)信號(hào)、關(guān)門(mén)后門(mén)觸點(diǎn)信號(hào))并結(jié)合運(yùn)行行程等因素計(jì)量，則需設(shè)置采集這些指令并計(jì)算運(yùn)行行程和設(shè)置邏輯控制電路單元，這樣易使問(wèn)題復(fù)雜化和加大制造成本。通過(guò)對(duì)電梯運(yùn)行過(guò)程的分析可知，電梯從接受指令后“開(kāi)關(guān)門(mén)、啟動(dòng)、運(yùn)行、減速制動(dòng)、平層、開(kāi)關(guān)門(mén)”這一過(guò)程中的前后兩個(gè)開(kāi)關(guān)門(mén)階段用電量為與電梯行程無(wú)關(guān)的常量，而與電梯行程有關(guān)的運(yùn)行過(guò)程為“啟動(dòng)、運(yùn)行到減速制動(dòng)、平層”這幾個(gè)階段。由于后述所采用“公用電量按使用電梯樓層均攤”的分配法則，根據(jù)“各層住戶(hù)使用電梯次數(shù)隨時(shí)間增加其接近一致”這一概率學(xué)原理，以及后述計(jì)算時(shí)“采用各層運(yùn)行次數(shù)相等”的辦法。如果將電梯“接受指令后開(kāi)關(guān)門(mén)、啟動(dòng)、運(yùn)行到減速制動(dòng)、平層、開(kāi)關(guān)門(mén)”計(jì)量分解成：“啟動(dòng)、運(yùn)行到減速制動(dòng)、平層”和“前后兩個(gè)開(kāi)關(guān)門(mén)”，按照本分?jǐn)傓k法可以計(jì)算出“前后兩個(gè)開(kāi)關(guān)門(mén)”計(jì)在專(zhuān)用電量或公用電量的分?jǐn)偨Y(jié)果一樣，所以運(yùn)行過(guò)程的前后兩個(gè)開(kāi)關(guān)門(mén)階段的用電量可以納入由各層均攤的公用電量范疇。因此，解決公用電量計(jì)量問(wèn)題只需取“啟動(dòng)與平層”信號(hào)控制其通斷即可。由于所有電梯運(yùn)行時(shí)都遵循“松閘啟動(dòng)、平層抱閘”程序，如文中附圖所示：從電梯中控制抱閘動(dòng)作的線(xiàn)路里取一個(gè)抱閘接觸器之觸點(diǎn)KM3信號(hào)，由該觸點(diǎn)信號(hào)控制計(jì)量所添加的繼電器線(xiàn)圈1KA、2KA，而繼電器觸點(diǎn)控制公用電度表G2計(jì)量，即可解決公用電量的計(jì)量問(wèn)題。公用電量計(jì)量問(wèn)題解決以后，專(zhuān)用電量計(jì)量問(wèn)題可通過(guò)電梯總電度表G1，用總電量減去公用電量的方法得到。
圖1 電梯電器件、機(jī)房井道通風(fēng)照明用電情況
2 電梯計(jì)量裝置設(shè)計(jì)原理
電梯電器件、機(jī)房井道通風(fēng)照明用電情況如圖1所 ：使用電梯時(shí)總斷路器QF始終合上，當(dāng)電梯處于待機(jī)狀況時(shí)，控制變壓器TC始終得電和其輸出部分維持電梯主控制板SM、安全繼電器KAS、門(mén)繼電器KAD、12V與24V通訊線(xiàn)路等用電，經(jīng)過(guò)輸入接觸器KM1的觸點(diǎn)使變頻器UFC及其控制部分處于用電狀況，機(jī)房通風(fēng)照明、井道長(zhǎng)明燈等都處于用電狀況。當(dāng)電梯處于運(yùn)行狀況時(shí)，電梯除待機(jī)狀況時(shí)電器件和通風(fēng)與照明電路用電外，主要耗電設(shè)備曳引電動(dòng)機(jī)M的電，抱閘接觸器KM3與運(yùn)行接觸器KM2和抱閘線(xiàn)圈YB等的電。
計(jì)量系統(tǒng)本著“感應(yīng)式計(jì)量設(shè)置和不影響與改變電梯任何功能，適應(yīng)任何種類(lèi)電梯”的原則，需在電梯線(xiàn)路上安裝總電度表G1一個(gè)、公用電度表G2一個(gè)、互感器TA三個(gè)、繼電器1KA、2KA共兩個(gè)、計(jì)數(shù)器PCN一個(gè)，此裝置連接于電梯線(xiàn)路如附圖除變壓器TC外虛線(xiàn)框內(nèi)所示內(nèi)容。公用電度表G2計(jì)量工作過(guò)程為電梯滿(mǎn)足運(yùn)行條件時(shí)：安全電路正常(KAS動(dòng)作)、門(mén)電路正常(KAD動(dòng)作)、主控制板SM及其付屬電路正常、變頻器UFC正常與通訊電路等控制電路正常，當(dāng)電梯主控制板SM接到層樓信號(hào)后控制抱閘接觸器KM3與運(yùn)行接觸器KM2動(dòng)作，抱閘接觸器KM3控制后來(lái)添加的第一、第二繼電器1KA、2KA線(xiàn)圈得電，由第一、第二繼電器1KA、2KA的六個(gè)常閉觸點(diǎn)切斷三相公用電表G2的三相感應(yīng)線(xiàn)路，同時(shí)第二繼電器2KA的三個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)分別短接三個(gè)電流互感器二次線(xiàn)圈。電梯在不同狀況下用電計(jì)量可以通過(guò)控制公用電度表G2的通與斷得以實(shí)現(xiàn)，電梯啟動(dòng)時(shí)(抱閘接觸器KM3動(dòng)作)公用電表G2不計(jì)量，電梯待命時(shí)(抱閘接觸器KM3不動(dòng)作)公用電表G2計(jì)量，專(zhuān)用電量則可以通過(guò)總電量(按圖安裝電度表計(jì)量)減去公用電量。
電流互感器應(yīng)選擇計(jì)量用互感器，安裝公用電度表G2和電流互感器TA時(shí)應(yīng)按附圖接線(xiàn)?？紤]計(jì)量準(zhǔn)確性，電流互感器一次電流為其額定電流的60%左右，最低不小于額定電流的30%，電流互感器二次電流在額定電流的25%～100%，電流互感器TA的準(zhǔn)確度等級(jí)(二次組合)選擇0.2或0.5?？傠姸缺鞧1實(shí)際電流為10%～125%IN(額定電流)，稍小于表的額定電流為好，公用電度表的選擇也應(yīng)考慮待機(jī)時(shí)電度表實(shí)際電流為10%～125%IN(額定電流)，稍小于額定電流IN為好。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量電梯非檢修態(tài)滿(mǎn)載或空載運(yùn)行時(shí)供電總電流后(此時(shí)電流最大)，綜合電流互感器與電度表要求選擇互感器與電度表。其互感器感應(yīng)部分的控制觸點(diǎn)應(yīng)選自如附圖所示的同一繼電器2KA，以保證即便是在繼電器2KA有問(wèn)題時(shí)電流互感器TA線(xiàn)圈也不會(huì)斷路，三個(gè)電流互感器TA的輸出線(xiàn)圈始終都應(yīng)作接地處理，電流互感器TA與公用電度表G2電流線(xiàn)圈連線(xiàn)直徑不小于4平方毫米。繼電器、1KA、2KA的選擇根據(jù)觸點(diǎn)的電流值確定：觸點(diǎn)額定電流大于公用電度表G2電流線(xiàn)圈的電流額定值(見(jiàn)附圖對(duì)應(yīng)觸點(diǎn))，線(xiàn)圈的電壓與電梯二次供電電路相符(見(jiàn)附圖對(duì)應(yīng)線(xiàn)圈)。將有安全隱患(斷路時(shí)產(chǎn)生高壓)的帶接點(diǎn)的互感器副線(xiàn)圈、繼電器、公用電度表G2裝在一個(gè)外殼接地的鐵合內(nèi)，鐵合作接地處理。在鐵合外部注明：在維修該裝置時(shí)必須斷開(kāi)電源進(jìn)行，不允許副線(xiàn)圈在開(kāi)路情況下進(jìn)行維修，以免高壓危及人身安全。
3 電梯用電費(fèi)分?jǐn)傓k法
電梯公用電費(fèi)為除首層外其余各層應(yīng)平均分?jǐn)偟碾娞蓦娰M(fèi)，電梯待機(jī)時(shí)間不同，公用費(fèi)會(huì)有所不同。專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)為除首層以外的各層業(yè)主從首層乘搭電梯到業(yè)主居住層或從居住層乘搭到首層的行程不同(用電量不同)所應(yīng)專(zhuān)項(xiàng)交納的除公用費(fèi)以外的專(zhuān)項(xiàng)電梯用電費(fèi)。專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)因客流量而不同，當(dāng)電梯大多時(shí)間處于空閑狀態(tài)時(shí)還存在雙向運(yùn)行收費(fèi)的問(wèn)題：即若電梯停在某層而首層呼梯，電梯將空載運(yùn)行至首層，然后載客到居住層；或乘客從首層乘搭電梯到居住層，然后電梯自動(dòng)空載返回首層待命(許多電梯有此功能)，電梯大多時(shí)間處于飽和運(yùn)行狀態(tài)時(shí)則不存在雙向運(yùn)行收費(fèi)的問(wèn)題。公用費(fèi)計(jì)算簡(jiǎn)單：每月從公用電量計(jì)量表上抄到的電度數(shù)乘以用電價(jià)格，然后按層樓數(shù)(除首層)均攤。專(zhuān)項(xiàng)費(fèi)則因各層用電梯次數(shù)和交通流量不同而計(jì)算比較煩瑣，以下專(zhuān)題論證。
由于電梯運(yùn)行時(shí)其耗電量是按每運(yùn)行一層一個(gè)相同增量遞增的，所以每層月分?jǐn)傇撾娞莸膶?zhuān)項(xiàng)電費(fèi)可按等差數(shù)列{Sn=[(a1+an)n]/2}和[an=a1+(n-1)d]公式運(yùn)算。式中：Sn為每棟專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)的總值(可以由總電表數(shù)減去公用電表數(shù)后乘以電價(jià))，a1為第二層應(yīng)分?jǐn)傇摋澋膶?zhuān)項(xiàng)電費(fèi)，an為頂層(為計(jì)算a1而設(shè)定)應(yīng)分?jǐn)傇摋澋膶?zhuān)項(xiàng)電費(fèi)，n為除首層外(如規(guī)定首層不收電梯電費(fèi)時(shí))的層樓數(shù)量(如有9層樓就有n=8)，d為等差數(shù)列公差。若能得到公式[an= a1+(n-1)d]中的a1值，便可根據(jù)公式{Sn=a1n+[n(n-1)d]/2}計(jì)算出d值，從而由d、a1值及公式[an=a1+(n-1)d]得到每層月分?jǐn)傇摋澋膶?zhuān)項(xiàng)電費(fèi)，這里[an=a1+(n-1)d]中an為從第3層到頂層中的任意一層的專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)，如第3層專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)為[a2=a1+(2-1)d]。
a1值可由一次實(shí)驗(yàn)由總電表獲取數(shù)據(jù)和電梯載客次數(shù)及當(dāng)?shù)仉妰r(jià)等數(shù)據(jù)的乘積得到：即a1=(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))×(載客次數(shù))×(當(dāng)?shù)仉妰r(jià))，以下分別討論這三個(gè)參數(shù)。1)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：按照電梯75%載荷(取電梯曳引機(jī)的平均載荷)情況，將電梯從第一層提升到第二層，從電梯在一層啟動(dòng)、運(yùn)行、減速制動(dòng)到第二層平層時(shí)讀取總電表讀數(shù)（電梯此過(guò)程處于電動(dòng)狀態(tài)，除減速階段不耗電外，其余階段耗電）。對(duì)于大多時(shí)間為交通流量大時(shí)只讀取計(jì)算機(jī)房總電度表的在這段時(shí)間的用電度數(shù)作為運(yùn)算參數(shù)；而對(duì)于交通流量不大的電梯還需考慮電梯雙向收費(fèi)的問(wèn)題，除按上述步驟外再將電梯75%載荷從第二層下降到第一層，然后電梯空載從二層啟動(dòng)、運(yùn)行、減速制動(dòng)到第一層平層時(shí)(電梯此過(guò)程處于電動(dòng)狀態(tài)，除減速階段不耗電外，其余階段耗電)，讀取計(jì)算機(jī)房總電度表的在上行與下行兩段用電度數(shù)和作為運(yùn)算參數(shù)。2)載客次數(shù)：從機(jī)房?jī)?nèi)電梯計(jì)數(shù)器獲取每月電梯運(yùn)行的次數(shù)(電梯從啟動(dòng)、運(yùn)行、減速制動(dòng)到平層?？?，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次)，此數(shù)據(jù)為每月用電梯層樓共用次數(shù)，按每層用電梯均等的辦法將每月電梯運(yùn)行次數(shù)等分，等分后的數(shù)據(jù)即為每層每月用電梯運(yùn)行次數(shù)。每層每月電梯運(yùn)行次數(shù)與電梯載客次數(shù)為兩個(gè)不同的概念：當(dāng)交通流量大時(shí)，運(yùn)行次數(shù)等于載客次數(shù)；當(dāng)交通流量不大時(shí)，由于電梯有空載返程等，載客次數(shù)等于運(yùn)行次數(shù)的一半，而上述兩種情況參與運(yùn)算的只是載客次數(shù)。即按交通流量大小對(duì)載客次數(shù)進(jìn)行確定：a)當(dāng)交通流量大時(shí)，某層載客次數(shù)=(電梯計(jì)數(shù)器月電梯運(yùn)行次數(shù))/(使用電梯樓層數(shù))。b)當(dāng)交通流量不大時(shí)，某層載客次數(shù)＝(電梯計(jì)數(shù)器月電梯運(yùn)行次數(shù))/[2×(使用電梯樓層數(shù))]。3)當(dāng)?shù)仉妰r(jià)：從電業(yè)部門(mén)獲取當(dāng)?shù)仉妰r(jià)。
在計(jì)算出a1值后可根據(jù){Sn=a1n+[n(n-1)d]/2}(式中：Sn可以從電表數(shù)據(jù)中計(jì)算得到)計(jì)算出d值，二層以上專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)可由公式[an=a1+(n-1)d]計(jì)算得到。若業(yè)主需要按每戶(hù)人頭分?jǐn)傠娞萦秒娰M(fèi)時(shí)，則在計(jì)算公用電費(fèi)與專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)中，先將電費(fèi)分?jǐn)偟礁鲗?，再將各層電費(fèi)分?jǐn)偟饺耍詈髮⒏鲬?hù)人頭分?jǐn)傎M(fèi)累計(jì)即為每戶(hù)應(yīng)交納的總電梯用電費(fèi)。另外，對(duì)于特殊情況本辦法可以作特別處理，如某層某戶(hù)居住的人較平均數(shù)多時(shí)可以先按等差數(shù)列計(jì)算后將多的人頭專(zhuān)用電費(fèi)從總專(zhuān)用電費(fèi)中截留，然后將專(zhuān)用電費(fèi)余額再按等差數(shù)列分?jǐn)?，居住的人較平均數(shù)多的住戶(hù)的專(zhuān)用電費(fèi)最終為截留電費(fèi)與專(zhuān)用電費(fèi)余額所分?jǐn)傠娰M(fèi)之和。又如某層某戶(hù)居民基本沒(méi)有居住時(shí)，可以運(yùn)用等差數(shù)列公式先將總專(zhuān)用電費(fèi)分?jǐn)?，截留該?hù)專(zhuān)用電費(fèi)再將其按等差數(shù)列分?jǐn)偟狡溆嗍褂秒娞輵?hù)，最終使用電梯戶(hù)的專(zhuān)用電費(fèi)為按等差數(shù)列分?jǐn)偟碾娰M(fèi)和后截留的沒(méi)使用電梯戶(hù)專(zhuān)用電費(fèi)再分?jǐn)偟臄?shù)量之和，沒(méi)有居住的居民只需交納均攤后的公用電費(fèi)。
4 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)記錄電梯一個(gè)月運(yùn)行所產(chǎn)生的總電量與公用電量、運(yùn)行的總次數(shù)，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法將小區(qū)單元電梯運(yùn)行電費(fèi)向該單元住戶(hù)分?jǐn)?，分?jǐn)偤蟮玫綐I(yè)主與物業(yè)管理公司的普遍認(rèn)可，不僅解決了人們對(duì)不同樓層用電量及其分?jǐn)倖?wèn)題產(chǎn)生疑惑，而且都樂(lè)意繳納自己應(yīng)該承擔(dān)的那一部分費(fèi)用，使物業(yè)收費(fèi)工作得到順利開(kāi)展。該發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)具有符合物業(yè)管理收費(fèi)政策、可靠性高和成本低等特性，具有較大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力?，F(xiàn)各地物業(yè)小區(qū)因電梯收費(fèi)不合理現(xiàn)象見(jiàn)諸于媒體現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，已成為物業(yè)管理工作健康發(fā)展的阻力，本技術(shù)的實(shí)施有望掃除這一阻力。
[1] 史信芳. 電梯技術(shù)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2010.
[2] 李唯楚. 一種樓宇電梯用電費(fèi)分?jǐn)偟碾姸扔?jì)量裝置及方法: 中國(guó), 專(zhuān)利號(hào)ZL200710034997.2[P]. 2007-10-03.
[3] 李唯楚. 樓宇電梯用電費(fèi)分?jǐn)傓k法[J]. 中國(guó)電梯,2005(3): 19-21.
Elevator Electricity Metering Principle and Allocation Method
LI Wei-chu
(CHANGFINE GROUP Co. Ltd., Changsha 410005, China)
According to the working principle and working process of the lift, the status of the building lift is analyzed and the related tests are made by setting the measuring and control devices relating to the working status of the lift. The electricity consumption of the lift is analyzed by using the mathematic methods. According to the results, a reasonable charge distribution to the costumers can be realized based on the actual use of the lift.
controling measures; mathematic methods; reasonable charge distribution
TM02
A
李唯楚 (1958-)，男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)榻ㄖO(shè)備技術(shù)應(yīng)用。
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李唯楚
（長(zhǎng)房物業(yè)管理有限公司，長(zhǎng)沙 410005）
電梯用電計(jì)量原理與分?jǐn)偡椒?/p>
李唯楚
（長(zhǎng)房物業(yè)管理有限公司，長(zhǎng)沙 410005）
根據(jù)電梯工作原理和工作過(guò)程，通過(guò)設(shè)置與電梯工作狀態(tài)相關(guān)的計(jì)量及其控制器件，對(duì)樓宇交通狀況分析和做相關(guān)實(shí)驗(yàn)，將電梯實(shí)際用電情況用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算，合理地將樓宇電梯用電費(fèi)分?jǐn)傊岭娞菔褂米?hù)。
控制計(jì)量；數(shù)學(xué)方法；電費(fèi)分?jǐn)?/p>
0 引言
目前電梯這一代步工具伴隨人們的日常生活，大多數(shù)人會(huì)對(duì)不同樓層用電量及其分?jǐn)倖?wèn)題產(chǎn)生疑惑，如果不能很好厘清和向業(yè)主說(shuō)明這一問(wèn)題，將不利于保持居住環(huán)境的和諧與物業(yè)管理工作的健康發(fā)展。基于以上原因，我試圖從電梯的工作原理和工藝過(guò)程入手，根據(jù)實(shí)際使用電梯過(guò)程與產(chǎn)生的電量，將電梯運(yùn)行分解成不同的幾個(gè)階段，并設(shè)法從電梯控制電路中提取用于不同階段電度表計(jì)量的控制信號(hào)，以所提取的電梯控制信號(hào)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出電梯運(yùn)行電費(fèi)計(jì)量的電路。用所設(shè)置的計(jì)量、計(jì)數(shù)器件記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，套用與電梯實(shí)際用電相吻合的數(shù)學(xué)公式，現(xiàn)場(chǎng)用實(shí)驗(yàn)的方法提取數(shù)學(xué)公式中的幾個(gè)基本參數(shù)，最終用數(shù)學(xué)的方法將電梯所產(chǎn)生的運(yùn)行電費(fèi)分?jǐn)偟讲煌闆r的使用人。
1 電梯用電計(jì)量原理
電梯具有運(yùn)行與待機(jī)兩種狀態(tài)，從電梯用電計(jì)量與分?jǐn)偟慕嵌?，兩種狀態(tài)的用電屬于兩種不同性質(zhì)：待機(jī)時(shí)大家都不用，可將之稱(chēng)為公用電量；運(yùn)行時(shí)為某人服務(wù)，隨著層樓的不同而耗電量不同，可稱(chēng)之為專(zhuān)用電量。因此不同層樓電梯用戶(hù)所承擔(dān)共用電梯需交納的電費(fèi)就應(yīng)當(dāng)有所區(qū)別。怎樣才能區(qū)分不同層樓需承擔(dān)的電梯用電費(fèi)，需要從電梯的工作原理與工藝過(guò)程認(rèn)識(shí)，電梯運(yùn)行遵循“接受指令后開(kāi)關(guān)門(mén)、啟動(dòng)、運(yùn)行到減速制動(dòng)、平層、開(kāi)關(guān)門(mén)”工藝過(guò)程，按電梯工作原理區(qū)分電梯運(yùn)行與待機(jī)應(yīng)該從電梯接受指令后開(kāi)門(mén)起到平層后關(guān)門(mén)止，但仔細(xì)考慮若按此過(guò)程始末信號(hào)(開(kāi)門(mén)信號(hào)、關(guān)門(mén)后門(mén)觸點(diǎn)信號(hào))并結(jié)合運(yùn)行行程等因素計(jì)量，則需設(shè)置采集這些指令并計(jì)算運(yùn)行行程和設(shè)置邏輯控制電路單元，這樣易使問(wèn)題復(fù)雜化和加大制造成本。通過(guò)對(duì)電梯運(yùn)行過(guò)程的分析可知，電梯從接受指令后“開(kāi)關(guān)門(mén)、啟動(dòng)、運(yùn)行、減速制動(dòng)、平層、開(kāi)關(guān)門(mén)”這一過(guò)程中的前后兩個(gè)開(kāi)關(guān)門(mén)階段用電量為與電梯行程無(wú)關(guān)的常量，而與電梯行程有關(guān)的運(yùn)行過(guò)程為“啟動(dòng)、運(yùn)行到減速制動(dòng)、平層”這幾個(gè)階段。由于后述所采用“公用電量按使用電梯樓層均攤”的分配法則，根據(jù)“各層住戶(hù)使用電梯次數(shù)隨時(shí)間增加其接近一致”這一概率學(xué)原理，以及后述計(jì)算時(shí)“采用各層運(yùn)行次數(shù)相等”的辦法。如果將電梯“接受指令后開(kāi)關(guān)門(mén)、啟動(dòng)、運(yùn)行到減速制動(dòng)、平層、開(kāi)關(guān)門(mén)”計(jì)量分解成：“啟動(dòng)、運(yùn)行到減速制動(dòng)、平層”和“前后兩個(gè)開(kāi)關(guān)門(mén)”，按照本分?jǐn)傓k法可以計(jì)算出“前后兩個(gè)開(kāi)關(guān)門(mén)”計(jì)在專(zhuān)用電量或公用電量的分?jǐn)偨Y(jié)果一樣，所以運(yùn)行過(guò)程的前后兩個(gè)開(kāi)關(guān)門(mén)階段的用電量可以納入由各層均攤的公用電量范疇。因此，解決公用電量計(jì)量問(wèn)題只需取“啟動(dòng)與平層”信號(hào)控制其通斷即可。由于所有電梯運(yùn)行時(shí)都遵循“松閘啟動(dòng)、平層抱閘”程序，如文中附圖所示：從電梯中控制抱閘動(dòng)作的線(xiàn)路里取一個(gè)抱閘接觸器之觸點(diǎn)KM3信號(hào)，由該觸點(diǎn)信號(hào)控制計(jì)量所添加的繼電器線(xiàn)圈1KA、2KA，而繼電器觸點(diǎn)控制公用電度表G2計(jì)量，即可解決公用電量的計(jì)量問(wèn)題。公用電量計(jì)量問(wèn)題解決以后，專(zhuān)用電量計(jì)量問(wèn)題可通過(guò)電梯總電度表G1，用總電量減去公用電量的方法得到。
圖1 電梯電器件、機(jī)房井道通風(fēng)照明用電情況
2 電梯計(jì)量裝置設(shè)計(jì)原理
電梯電器件、機(jī)房井道通風(fēng)照明用電情況如圖1所 ：使用電梯時(shí)總斷路器QF始終合上，當(dāng)電梯處于待機(jī)狀況時(shí)，控制變壓器TC始終得電和其輸出部分維持電梯主控制板SM、安全繼電器KAS、門(mén)繼電器KAD、12V與24V通訊線(xiàn)路等用電，經(jīng)過(guò)輸入接觸器KM1的觸點(diǎn)使變頻器UFC及其控制部分處于用電狀況，機(jī)房通風(fēng)照明、井道長(zhǎng)明燈等都處于用電狀況。當(dāng)電梯處于運(yùn)行狀況時(shí)，電梯除待機(jī)狀況時(shí)電器件和通風(fēng)與照明電路用電外，主要耗電設(shè)備曳引電動(dòng)機(jī)M的電，抱閘接觸器KM3與運(yùn)行接觸器KM2和抱閘線(xiàn)圈YB等的電。
計(jì)量系統(tǒng)本著“感應(yīng)式計(jì)量設(shè)置和不影響與改變電梯任何功能，適應(yīng)任何種類(lèi)電梯”的原則，需在電梯線(xiàn)路上安裝總電度表G1一個(gè)、公用電度表G2一個(gè)、互感器TA三個(gè)、繼電器1KA、2KA共兩個(gè)、計(jì)數(shù)器PCN一個(gè)，此裝置連接于電梯線(xiàn)路如附圖除變壓器TC外虛線(xiàn)框內(nèi)所示內(nèi)容。公用電度表G2計(jì)量工作過(guò)程為電梯滿(mǎn)足運(yùn)行條件時(shí)：安全電路正常(KAS動(dòng)作)、門(mén)電路正常(KAD動(dòng)作)、主控制板SM及其付屬電路正常、變頻器UFC正常與通訊電路等控制電路正常，當(dāng)電梯主控制板SM接到層樓信號(hào)后控制抱閘接觸器KM3與運(yùn)行接觸器KM2動(dòng)作，抱閘接觸器KM3控制后來(lái)添加的第一、第二繼電器1KA、2KA線(xiàn)圈得電，由第一、第二繼電器1KA、2KA的六個(gè)常閉觸點(diǎn)切斷三相公用電表G2的三相感應(yīng)線(xiàn)路，同時(shí)第二繼電器2KA的三個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)分別短接三個(gè)電流互感器二次線(xiàn)圈。電梯在不同狀況下用電計(jì)量可以通過(guò)控制公用電度表G2的通與斷得以實(shí)現(xiàn)，電梯啟動(dòng)時(shí)(抱閘接觸器KM3動(dòng)作)公用電表G2不計(jì)量，電梯待命時(shí)(抱閘接觸器KM3不動(dòng)作)公用電表G2計(jì)量，專(zhuān)用電量則可以通過(guò)總電量(按圖安裝電度表計(jì)量)減去公用電量。
電流互感器應(yīng)選擇計(jì)量用互感器，安裝公用電度表G2和電流互感器TA時(shí)應(yīng)按附圖接線(xiàn)?？紤]計(jì)量準(zhǔn)確性，電流互感器一次電流為其額定電流的60%左右，最低不小于額定電流的30%，電流互感器二次電流在額定電流的25%～100%，電流互感器TA的準(zhǔn)確度等級(jí)(二次組合)選擇0.2或0.5?？傠姸缺鞧1實(shí)際電流為10%～125%IN(額定電流)，稍小于表的額定電流為好，公用電度表的選擇也應(yīng)考慮待機(jī)時(shí)電度表實(shí)際電流為10%～125%IN(額定電流)，稍小于額定電流IN為好。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量電梯非檢修態(tài)滿(mǎn)載或空載運(yùn)行時(shí)供電總電流后(此時(shí)電流最大)，綜合電流互感器與電度表要求選擇互感器與電度表。其互感器感應(yīng)部分的控制觸點(diǎn)應(yīng)選自如附圖所示的同一繼電器2KA，以保證即便是在繼電器2KA有問(wèn)題時(shí)電流互感器TA線(xiàn)圈也不會(huì)斷路，三個(gè)電流互感器TA的輸出線(xiàn)圈始終都應(yīng)作接地處理，電流互感器TA與公用電度表G2電流線(xiàn)圈連線(xiàn)直徑不小于4平方毫米。繼電器、1KA、2KA的選擇根據(jù)觸點(diǎn)的電流值確定：觸點(diǎn)額定電流大于公用電度表G2電流線(xiàn)圈的電流額定值(見(jiàn)附圖對(duì)應(yīng)觸點(diǎn))，線(xiàn)圈的電壓與電梯二次供電電路相符(見(jiàn)附圖對(duì)應(yīng)線(xiàn)圈)。將有安全隱患(斷路時(shí)產(chǎn)生高壓)的帶接點(diǎn)的互感器副線(xiàn)圈、繼電器、公用電度表G2裝在一個(gè)外殼接地的鐵合內(nèi)，鐵合作接地處理。在鐵合外部注明：在維修該裝置時(shí)必須斷開(kāi)電源進(jìn)行，不允許副線(xiàn)圈在開(kāi)路情況下進(jìn)行維修，以免高壓危及人身安全。
3 電梯用電費(fèi)分?jǐn)傓k法
電梯公用電費(fèi)為除首層外其余各層應(yīng)平均分?jǐn)偟碾娞蓦娰M(fèi)，電梯待機(jī)時(shí)間不同，公用費(fèi)會(huì)有所不同。專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)為除首層以外的各層業(yè)主從首層乘搭電梯到業(yè)主居住層或從居住層乘搭到首層的行程不同(用電量不同)所應(yīng)專(zhuān)項(xiàng)交納的除公用費(fèi)以外的專(zhuān)項(xiàng)電梯用電費(fèi)。專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)因客流量而不同，當(dāng)電梯大多時(shí)間處于空閑狀態(tài)時(shí)還存在雙向運(yùn)行收費(fèi)的問(wèn)題：即若電梯停在某層而首層呼梯，電梯將空載運(yùn)行至首層，然后載客到居住層；或乘客從首層乘搭電梯到居住層，然后電梯自動(dòng)空載返回首層待命(許多電梯有此功能)，電梯大多時(shí)間處于飽和運(yùn)行狀態(tài)時(shí)則不存在雙向運(yùn)行收費(fèi)的問(wèn)題。公用費(fèi)計(jì)算簡(jiǎn)單：每月從公用電量計(jì)量表上抄到的電度數(shù)乘以用電價(jià)格，然后按層樓數(shù)(除首層)均攤。專(zhuān)項(xiàng)費(fèi)則因各層用電梯次數(shù)和交通流量不同而計(jì)算比較煩瑣，以下專(zhuān)題論證。
由于電梯運(yùn)行時(shí)其耗電量是按每運(yùn)行一層一個(gè)相同增量遞增的，所以每層月分?jǐn)傇撾娞莸膶?zhuān)項(xiàng)電費(fèi)可按等差數(shù)列{Sn=[(a1+an)n]/2}和[an=a1+(n-1)d]公式運(yùn)算。式中：Sn為每棟專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)的總值(可以由總電表數(shù)減去公用電表數(shù)后乘以電價(jià))，a1為第二層應(yīng)分?jǐn)傇摋澋膶?zhuān)項(xiàng)電費(fèi)，an為頂層(為計(jì)算a1而設(shè)定)應(yīng)分?jǐn)傇摋澋膶?zhuān)項(xiàng)電費(fèi)，n為除首層外(如規(guī)定首層不收電梯電費(fèi)時(shí))的層樓數(shù)量(如有9層樓就有n=8)，d為等差數(shù)列公差。若能得到公式[an= a1+(n-1)d]中的a1值，便可根據(jù)公式{Sn=a1n+[n(n-1)d]/2}計(jì)算出d值，從而由d、a1值及公式[an=a1+(n-1)d]得到每層月分?jǐn)傇摋澋膶?zhuān)項(xiàng)電費(fèi)，這里[an=a1+(n-1)d]中an為從第3層到頂層中的任意一層的專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)，如第3層專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)為[a2=a1+(2-1)d]。
a1值可由一次實(shí)驗(yàn)由總電表獲取數(shù)據(jù)和電梯載客次數(shù)及當(dāng)?shù)仉妰r(jià)等數(shù)據(jù)的乘積得到：即a1=(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))×(載客次數(shù))×(當(dāng)?shù)仉妰r(jià))，以下分別討論這三個(gè)參數(shù)。1)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：按照電梯75%載荷(取電梯曳引機(jī)的平均載荷)情況，將電梯從第一層提升到第二層，從電梯在一層啟動(dòng)、運(yùn)行、減速制動(dòng)到第二層平層時(shí)讀取總電表讀數(shù)（電梯此過(guò)程處于電動(dòng)狀態(tài)，除減速階段不耗電外，其余階段耗電）。對(duì)于大多時(shí)間為交通流量大時(shí)只讀取計(jì)算機(jī)房總電度表的在這段時(shí)間的用電度數(shù)作為運(yùn)算參數(shù)；而對(duì)于交通流量不大的電梯還需考慮電梯雙向收費(fèi)的問(wèn)題，除按上述步驟外再將電梯75%載荷從第二層下降到第一層，然后電梯空載從二層啟動(dòng)、運(yùn)行、減速制動(dòng)到第一層平層時(shí)(電梯此過(guò)程處于電動(dòng)狀態(tài)，除減速階段不耗電外，其余階段耗電)，讀取計(jì)算機(jī)房總電度表的在上行與下行兩段用電度數(shù)和作為運(yùn)算參數(shù)。2)載客次數(shù)：從機(jī)房?jī)?nèi)電梯計(jì)數(shù)器獲取每月電梯運(yùn)行的次數(shù)(電梯從啟動(dòng)、運(yùn)行、減速制動(dòng)到平層?？?，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次)，此數(shù)據(jù)為每月用電梯層樓共用次數(shù)，按每層用電梯均等的辦法將每月電梯運(yùn)行次數(shù)等分，等分后的數(shù)據(jù)即為每層每月用電梯運(yùn)行次數(shù)。每層每月電梯運(yùn)行次數(shù)與電梯載客次數(shù)為兩個(gè)不同的概念：當(dāng)交通流量大時(shí)，運(yùn)行次數(shù)等于載客次數(shù)；當(dāng)交通流量不大時(shí)，由于電梯有空載返程等，載客次數(shù)等于運(yùn)行次數(shù)的一半，而上述兩種情況參與運(yùn)算的只是載客次數(shù)。即按交通流量大小對(duì)載客次數(shù)進(jìn)行確定：a)當(dāng)交通流量大時(shí)，某層載客次數(shù)=(電梯計(jì)數(shù)器月電梯運(yùn)行次數(shù))/(使用電梯樓層數(shù))。b)當(dāng)交通流量不大時(shí)，某層載客次數(shù)＝(電梯計(jì)數(shù)器月電梯運(yùn)行次數(shù))/[2×(使用電梯樓層數(shù))]。3)當(dāng)?shù)仉妰r(jià)：從電業(yè)部門(mén)獲取當(dāng)?shù)仉妰r(jià)。
在計(jì)算出a1值后可根據(jù){Sn=a1n+[n(n-1)d]/2}(式中：Sn可以從電表數(shù)據(jù)中計(jì)算得到)計(jì)算出d值，二層以上專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)可由公式[an=a1+(n-1)d]計(jì)算得到。若業(yè)主需要按每戶(hù)人頭分?jǐn)傠娞萦秒娰M(fèi)時(shí)，則在計(jì)算公用電費(fèi)與專(zhuān)項(xiàng)電費(fèi)中，先將電費(fèi)分?jǐn)偟礁鲗?，再將各層電費(fèi)分?jǐn)偟饺耍詈髮⒏鲬?hù)人頭分?jǐn)傎M(fèi)累計(jì)即為每戶(hù)應(yīng)交納的總電梯用電費(fèi)。另外，對(duì)于特殊情況本辦法可以作特別處理，如某層某戶(hù)居住的人較平均數(shù)多時(shí)可以先按等差數(shù)列計(jì)算后將多的人頭專(zhuān)用電費(fèi)從總專(zhuān)用電費(fèi)中截留，然后將專(zhuān)用電費(fèi)余額再按等差數(shù)列分?jǐn)?，居住的人較平均數(shù)多的住戶(hù)的專(zhuān)用電費(fèi)最終為截留電費(fèi)與專(zhuān)用電費(fèi)余額所分?jǐn)傠娰M(fèi)之和。又如某層某戶(hù)居民基本沒(méi)有居住時(shí)，可以運(yùn)用等差數(shù)列公式先將總專(zhuān)用電費(fèi)分?jǐn)?，截留該?hù)專(zhuān)用電費(fèi)再將其按等差數(shù)列分?jǐn)偟狡溆嗍褂秒娞輵?hù)，最終使用電梯戶(hù)的專(zhuān)用電費(fèi)為按等差數(shù)列分?jǐn)偟碾娰M(fèi)和后截留的沒(méi)使用電梯戶(hù)專(zhuān)用電費(fèi)再分?jǐn)偟臄?shù)量之和，沒(méi)有居住的居民只需交納均攤后的公用電費(fèi)。
4 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)記錄電梯一個(gè)月運(yùn)行所產(chǎn)生的總電量與公用電量、運(yùn)行的總次數(shù)，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法將小區(qū)單元電梯運(yùn)行電費(fèi)向該單元住戶(hù)分?jǐn)?，分?jǐn)偤蟮玫綐I(yè)主與物業(yè)管理公司的普遍認(rèn)可，不僅解決了人們對(duì)不同樓層用電量及其分?jǐn)倖?wèn)題產(chǎn)生疑惑，而且都樂(lè)意繳納自己應(yīng)該承擔(dān)的那一部分費(fèi)用，使物業(yè)收費(fèi)工作得到順利開(kāi)展。該發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)具有符合物業(yè)管理收費(fèi)政策、可靠性高和成本低等特性，具有較大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力?，F(xiàn)各地物業(yè)小區(qū)因電梯收費(fèi)不合理現(xiàn)象見(jiàn)諸于媒體現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，已成為物業(yè)管理工作健康發(fā)展的阻力，本技術(shù)的實(shí)施有望掃除這一阻力。
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Elevator Electricity Metering Principle and Allocation Method
LI Wei-chu
(CHANGFINE GROUP Co. Ltd., Changsha 410005, China)
According to the working principle and working process of the lift, the status of the building lift is analyzed and the related tests are made by setting the measuring and control devices relating to the working status of the lift. The electricity consumption of the lift is analyzed by using the mathematic methods. According to the results, a reasonable charge distribution to the costumers can be realized based on the actual use of the lift.
controling measures; mathematic methods; reasonable charge distribution
TM02
A
李唯楚 (1958-)，男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)榻ㄖO(shè)備技術(shù)應(yīng)用。
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