一、背景

　　電機是用電量最大的耗電機械。有統(tǒng)計顯示，2011年，我國電機保有量約17億千瓦，總耗電量約3萬億千瓦時，占全社會總用電量的64%，其中工業(yè)領(lǐng)域電機總用電量為2.6萬億千瓦時，約占工業(yè)用電的75%。我國電機能效水平逐步提高，但總體仍然較低，平均水平比國外低3-5個百分點，低效電機造成用電浪費。

　　2008年國際電工技術(shù)委員會（IEC）制定了全球統(tǒng)一的電機能效分級標(biāo)準(zhǔn)，并統(tǒng)一了測試方法；美國從1997年開始強制推行高效電機，2011年又強制推行超高效電機；歐洲于2011年也開始強制推行高效電機。我國2006年發(fā)布了電機能效標(biāo)準(zhǔn)（GB18613-2006），中國參照IEC標(biāo)準(zhǔn)組織進行了修訂，新標(biāo)準(zhǔn)（GB18613-2012）于2012年9月1日正式實施。

　　按照國家新標(biāo)準(zhǔn)，截止2013年，我國生產(chǎn)的電機產(chǎn)品絕大多數(shù)都不是高效的（高效電機是指達到或優(yōu)于GB18613-2012標(biāo)準(zhǔn)中節(jié)能評價值的電機）。

　　工信部2013年3月26日印發(fā)的《2013年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展專項行動實施方案》通知中就提出，2013年將重點推進實施電機能效提升專項計劃。

　　2013年6月21日，工業(yè)和信息化部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了《電機能效提升計劃（2013-2015年）》（以下簡稱《計劃》）。《計劃》提出到2015年，實現(xiàn)電機產(chǎn)品升級換代，50%的低壓三相籠型異步電動機產(chǎn)品、40%的高壓電動機產(chǎn)品達到高效電機能效標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；累計推廣高效電機1.7億千瓦，淘汰在用低效電機1.6億千瓦，實施電機系統(tǒng)節(jié)能技改1億千瓦，實施淘汰電機高效再制造2000萬千瓦。預(yù)計2015年當(dāng)年實現(xiàn)節(jié)電800億千瓦時,相當(dāng)于節(jié)能2600萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳6800萬噸。

　　為提高高壓異步三相電動機的能效測量結(jié)果準(zhǔn)確性，國家法制計量管理計量技術(shù)委員會能效標(biāo)識計量檢測分技術(shù)委員會與2012年委托國家高電壓計量站及湖南銀河電氣有限公司等單位起草《高壓三相異步電動機能源效率計量檢測方法》計量技術(shù)規(guī)范。同時，由湖南銀河電氣有限公司負(fù)責(zé)建設(shè)高電壓計量站的用于高壓三相異步電機及低壓異步電機能源效率評測的高效電機試驗臺。

　　高效電機試驗臺是依據(jù)GB/T1032三相異步電動機試驗方法及GB18613中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級等國家標(biāo)準(zhǔn)確定的試驗方法對電機的溫升、效率等參數(shù)進行檢驗的綜合測試系統(tǒng)。

二、設(shè)計依據(jù)

　　1、用戶要求
　　2、GB755-2008旋轉(zhuǎn)電機_定額和性能
　　3、GB755-2-2003旋轉(zhuǎn)電機(牽引電機除外)確定損耗
　　4、GB/T1032-2012三相異步電動機試驗方法
　　5、GB/T22670-2008變頻器供電三相籠型感應(yīng)電動機試驗方法
　　6、GB/T25123.2-2010 電力牽引 軌道機車車輛和公路車輛用旋轉(zhuǎn)電機 第2部分：電子變流器供電的交流電動機

三、試驗原理

　　高效電機試驗臺由試驗電源、主電量系統(tǒng)、開關(guān)測控、輔助參量測試及自動化試驗臺等構(gòu)成。

1、試驗電源

　　高效電機試驗臺的試驗電源滿足GB/T1032-2012和GB755-2008對電機試驗電源的要求，受程序控制進行相應(yīng)操作。

2、主電量測試

　　高效電機試驗臺的主電量測試采用WP4000變頻功率分析儀，實現(xiàn)電機試驗過程中的電參量的幅值、頻率和功率因數(shù)在寬范圍內(nèi)的高精度測量。

3、開關(guān)測控

　　高效電機試驗臺采用DMC300分布式測控系統(tǒng)的DC系列分布式I/O子站完成對包括電源柜、測量開關(guān)柜等系統(tǒng)中所有開關(guān)的控制和測試。

4、輔助參量測試

　　高效電機試驗臺采用DMC300分布式測控系統(tǒng)的DM系列分布式測試子站完成對8路溫度和1路扭矩及轉(zhuǎn)速進行測試，通過光纖傳輸?shù)皆囼炁_的變頻功率分析儀。

5、自動化試驗臺

　　高效電機試驗臺通過以太網(wǎng)實現(xiàn)與所有測控設(shè)備的通信控制、獲得試驗過程的電量和非電量測量數(shù)據(jù)；

　　高效電機試驗臺通過電機試驗測控報表軟件可根據(jù)試驗項目完成對試驗電源的配置，對開關(guān)狀態(tài)進行控制，實現(xiàn)試驗項目的過程控制，完成試驗過程，并獲取相應(yīng)的試驗數(shù)據(jù)；

　　高效電機試驗臺通過電機試驗測控報表軟件可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對試驗過程獲得的數(shù)據(jù)進行處理，獲得試驗結(jié)果，形成試驗報告；試驗報告存儲、打印；

四、試驗項目

　　高效電機試驗臺可以實現(xiàn)下述試驗項目：

　　◆ 空載試驗：（自動完成）
　　◆ 堵轉(zhuǎn)試驗：（人工輸入堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù)，自動完成）
　　◆ 低頻堵轉(zhuǎn)試驗：（人工輸入堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù)，自動完成）
　　◆ 負(fù)載試驗：（自動完成）
　　◆ 效率的確定 ：按照GB/T1032-2012規(guī)定的A、B、B1、E1、F1、G1、H法,共七種；（自動完成）。
　　◆ 變頻器供電電動機負(fù)載特性測定：（自動完成）
　　◆ 溫升試驗：
　　　★直接負(fù)載法：對拖法（自動完成）
　　　★等效負(fù)載法：降低電壓負(fù)載法、降低電流負(fù)載法、定子疊頻法。（自動完成）
　　◆ 最大轉(zhuǎn)矩的測定：（自動完成）
　　◆ 最小轉(zhuǎn)矩的測定：（自動完成）
　　◆ T-N曲線的測定：（自動完成）包括：正向、反向曲線。加載時，最低轉(zhuǎn)速應(yīng)＜2%Ne。
　　◆ 過轉(zhuǎn)矩試驗：（自動完成）
　　◆ 超速試驗：（自動完成）
　　◆ 耐壓試驗：(買方自備耐壓設(shè)備,人工完成，手動輸入)
　　◆ 短時升高電壓試驗：（自動完成）
　　◆ 絕緣電阻的測定：(買方自備絕緣電阻儀，人工試驗、手工輸入)
　　◆ 冷態(tài)直流電阻的測定：(買方自備直流電阻儀, 人工試驗、手工輸入)

五、展望

　　高效電機試驗臺于2013年3月投入使用，2013年7月4日，國家質(zhì)檢總局舉辦了“節(jié)能產(chǎn)品惠民工程”專項檢查結(jié)果匯報會。會上，總局充分肯定了國家高電壓計量站在高壓電機專項抽查的工作成果，并將國家高電壓計量站作為技術(shù)依托單位列入工信部和國家質(zhì)檢總局聯(lián)合頒布的《電機能效提升計劃（2013-2015年）》。

 

擴展閱讀：

　　電機試驗臺測控整體解決方案

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