GBT 32891.3-2026 旋转电机 效率分级（IE代码） 第3部分：高压交流电动机标准立项发展报告

旋转电机效率分级（IE代码）第3部分：高压交流电动机标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:RotatingElectricalMachines—EfficiencyClasses(IECode)—Part3:High-VoltageACMotors摘要随着“双碳”战略持续深入推进，高压交流电动机作为电力、冶金、石化、水利及市政等国民经济关键领域的主力驱动装备，其能效水平的提升对于工业领域节能降碳具有重大战略意义。现行GB18613-2020《电动机能效限定值及能效等级》仅覆盖低压通用电动机，而高压交流电动机的能效评价与分级长期缺乏统一的国家标准依据。本报告针对国家标准GB/T32891.3-2026《旋转电机效率分级（IE代码）第3部分：高压交流电动机》的制定背景、技术内容及实施意义展开系统论述。该标准等同采用IECTS60034-31:2021，首次将IE效率分级体系全面拓展至高压交流电动机领域，适用于额定电压1000V以上且≤15kV、额定功率150kW及以上的三相交流电动机（不包括牵引电机及潜水电机等特殊用途电机）。标准明确了基于实测损耗的IE1~IE4效率等级判定方法、容差与不确定度评定规则，并结合高压电机体积大、试验条件受限等工程实际，引入了损耗分摊法与等效负载法等补充试验方法。该标准的发布实施将有效填补国内高压电机能效评价标准空白，为高压电动机制造企业的产品设计优化与能效标识提供方法论依据，为工业领域高压电机系统节能改造提供评价标尺，同时为高能耗行业重点设备监督管理及碳核算提供基础数据支撑，对促进电动机产业绿色转型升级、推动国际产能合作与技术互认具有重要而深远的意义。关键词：旋转电机；高压交流电动机；效率分级；IE代码；能效评价；标准；节能降碳AbstractWiththedeepeningadvancementofthe"dualcarbon"strategy,high-voltageACmotors,astheprimarydrivingequipmentincriticalnationaleconomicsectorssuchaselectricpower,metallurgy,petrochemicals,waterconservancy,andmunicipalengineering,playastrategicallysignificantroleinenergyconservationandcarbonreductionwithintheindustrialdomain.ThecurrentnationalstandardGB18613-2020onlycoverslow-voltagegeneral-purposemotors,leavingalong-standinggapinunifiednationalstandardsforefficiencyevaluationandclassificationofhigh-voltageACmotors.Thisreportsystematicallyelaboratesonthedevelopmentbackground,technicalcontent,andimplementationsignificanceofthenationalstandardGB/T32891.3-2026,*RotatingElectricalMachines—EfficiencyClasses(IECode)—Part3:High-VoltageACMotors*.ThestandardidenticallyadoptsIECTS60034-31:2021,markingthefirstcomprehensiveextensionoftheIEefficiencyclassificationsystemtothehigh-voltageACmotorsector,applicabletothree-phaseACmotorswithratedvoltagesabove1000Vandnotexceeding15kV,andratedpowerof150kWandabove(excludingspecial-purposemotorssuchastractionmotorsandsubmersiblemotors).ThestandardestablishesIE1–IE4efficiencyclassdeterminationmethodsbasedonmeasuredlosses,alongwithtoleranceanduncertaintyassessmentrules.Consideringtheengineeringrealitiesoflargephysicaldimensionsandconstrainedtestingconditionsofhigh-voltagemotors,supplementarytestingmethodssuchaslosssegregationandequivalentloadapproachesareincorporated.Thereleaseandimplementationofthisstandardwilleffectivelyfillthedomesticgapinefficiencyevaluationstandardsforhigh-voltagemotors,providemethodologicalfoundationsforproductdesignoptimizationandenergyefficiencylabelingbymanufacturers,offeranevaluationbenchmarkforenergy-savingretrofitsofhigh-voltagemotorsystemsinindustrialsectors,andsupplyfundamentaldatasupportforsupervisorymanagementofkeyequipmentinhigh-energy-consumingindustriesandcarbonaccounting.Thisbearsprofoundandfar-reachingsignificanceforpromotingthegreentransformationandupgradingofthemotorindustryandfacilitatinginternationalproductioncapacitycooperationandtechnicalmutualrecognition.Keywords:Rotatingelectricalmachines;High-voltageACmotors;Efficiencyclassification;IEcode;Energyefficiencyevaluation;Standards;Energyconservationandcarbonreduction一、标准立项背景与战略意义（一）“双碳”目标下工业驱动节能的迫切需要工业电动机作为电能转换为机械能的核心装备，其电力消耗占全国总发电量的60%以上，而高压交流电动机在工业电机整体能耗中又占据了相当大的比重。根据中国电机能效提升计划的数据，仅电力、建材、钢铁、石化等高耗能行业中运行的10kV及以上高压电机数量即达数百万台，其运行效率每提升1个百分点，所节约的电能便以亿千瓦时计。在“碳达峰、碳中和”战略持续深入推进的大背景下，2024年国务院发布的《加快构建碳排放双控制度体系工作方案》及国家发改委等六部门联合印发的《重点用能产品设备能效先进水平、节能水平和准入水平（2024年版）》均明确将高压电动机纳入重点用能设备能效监管范围。然而，由于长期以来高压电机缺乏专门的能效等级国家标准，高效高压电机在招投标及财政补贴环节缺乏权威的能效评价依据，导致“高效产品无据可依、低效产品无标可限”的治理困境，严重制约了高压电机领域节能降碳工作的深入开展。（二）现行标准体系的局限与空白我国现行电动机能效评价体系主要建立在GB18613-2020《电动机能效限定值及能效等级》和GB30254-2013《高压三相笼型异步电动机能效限定值及能效等级》的基础上。其中，GB18613-2020仅适用于1000V及以下的低压通用电动机，已依据最新国际能效分级体系将最低能效准入水平提升至IE3；GB30254-2013虽然覆盖了高压电动机，但其制定时间较早，采用的能效评价方法与IEC60034-2-1规定的试验方法在损耗测定细则、容差评定规则等方面存在差异，且未等效采用国际电工委员会（IEC）发布的IE效率分级代码体系。更为关键的是，GB30254-2013所设定的能效等级标准已明显滞后于当前国际先进水平，难以满足国内外市场对高压电机能效互认的需要。此外，国际上IEC已于2021年发布了IECTS60034-31:2021《旋转电机效率分级（IE代码）第31部分：高压交流电动机（包括变频器供电应用）》，率先建立了高压交流电动机的IE效率分级框架，但其适用范围涵盖低压和高压电机，而我国已对低压电机建立了独立的IE分级标准（GB/T32891.1和GB/T32891.2），因此有必要在采用国际技术框架的基础上，针对高压电机单独制定适用国情的标准。上述标准空白与不衔接，使得高压电动机制造企业产品能效对标缺乏统一依据，用户选择高效电机缺乏明确指引，行业监管部门的能效监督与碳核算工作也面临计量基准缺失的突出问题。在此背景下，制定一部技术内容先进、试验方法科学、与国际接轨的专门针对高压交流电动机效率分级的国家标准已成为行业发展的迫切需要。（三）国际标准技术框架的成熟国际电工委员会（IEC）于2014年首次发布IECTS60034-31:2014，初步确立了高压交流电动机效率分级的技术框架，为全球范围内高压电机能效的统一评价奠定了重要基础。2021年，IEC对该技术规范进行了系统修订，发布了IECTS60034-31:2021，进一步完善了IE1至IE4各级效率的限值确定方法，细化了高压电机损耗的测定规程，并补充了变频器供电工况下效率评定的技术指引。IECTS60034-31作为技术规范（TechnicalSpecification），给予了各成员国结合本国国情适时转化采用的空间和灵活性，即各国可针对是否直接采用或推迟执行具体等级要求作出符合国情的制度安排。截至目前，欧盟、美国、日本等主要经济体均已依据IEC框架建立了各自的高压电机能效分级与市场准入制度，IE效率分级体系事实上已成为全球电动机能效评价的通用技术语言。我国作为全球最大的电动机生产国和使用国，积极响应并深度参与IEC标准制定工作，适时等同采用IECTS60034-31的最新版本制定国家标准，不仅是提升我国电机行业国际竞争力的主动选择，也是推动中国标准与国际标准体系深度融合、以标准互联互通促进高水平对外开放的重要举措。这一定标思路与GB/T32891.1和GB/T32891.2分别等效采用IEC60034-30-1的编制路径保持一致，形成了覆盖低压与高压交流电动机的完整IE分级标准族，为我国电动机全领域能效评价构建了统一、协调、与国际接轨的标准技术底座。二、标准编制原则与技术要点（一）编制原则本标准的编制工作严格遵循以下基本原则：第一，协调一致性原则，在充分研究IECTS60034-31:2021技术内容的基础上，结合我国高压电动机制造与使用实际，实现国际标准与国内需求的有机协调，确保技术内容与现行有效的GB/T755《旋转电机定额和性能》、GB/T1032《三相异步电动机试验方法》、GB18613-2020及GB/T32891.1、GB/T32891.2等基础标准有效衔接；第二，科学先进性原则，充分吸收近年来高压电机效率测试技术领域的最新研究成果和工程实践经验，引入先进的损耗测定方法和能效评价手段，真实客观地反映高压电机在实际运行工况下的能效水平；第三，可操作性原则，充分考虑高压电机制造企业检测能力参差不齐的客观现实，合理设置效率等级的验证方法，明确试验条件偏离标准状态时的修正规则，确保标准在各类型企业中的适用性和可操作性。（二）适用范围界定本标准适用于额定电压在1000V以上且不超过15000V、额定功率在150kW及以上的三相交流感应电动机。标准适用的电机范围涵盖了绝大部分工业领域使用的中高压电动机产品，包括但不限于笼型转子感应电动机和绕线转子感应电动机两类主要技术路线。对于变频器供电的高压电动机，标准将效率的评定分为标准正弦波供电和变频器供电两种情形，分别给出了效率确定的具体方法和判定准则。同步电机、牵引电机、潜水电机及特殊专用电机等因工作机理或用途的特殊性被明确排除在本标准适用范围之外。需要引起特别关注的是，鉴于高压电动机试验系统建设与运行成本高昂的实际情况，本标准未将效率分级强制限定适用于额定功率1000kW以上的电机，而是采用推荐性条款引导超大功率高压电机参照执行，这在国际同类标准中也属于通行的技术安排。（三）技术内容核心要点1.效率等级的设定与限值确定方法。标准沿用了IEC60034-30-1确立的IE代码效率分级体系，将高压交流电动机的效率从低到高依次划分为IE1（标准效率）、IE2（高效率）、IE3（超高效率）和IE4（超超高效率）四个等级。各等级的效率限值是基于损耗分析法中各项损耗（铁耗、风摩耗、定子铜耗、转子铝耗及杂散损耗等）随功率和极数变化的规律，通过系列化电机损耗模型计算并经试验验证后确定的。标准给出了额定功率、极数和频率组合条件下各级效率的具体数值要求，并明确了中间功率档和中间转速电机的效率限值采用插值计算的方法确定。2.效率的测定与确认方法。标准规定高压交流电动机的效率测定应优先采用损耗分析法，即依据IEC60034-2-1（等同采用为GB/T1032）中规定的B法（测量输入-输出功率的损耗分析法）确定电机各项损耗进而计算效率。考虑到高压电机额定容量大、负载试验设备条件要求高的实际情况，标准引入了损耗分离法的推荐路径——即允许以低电压空载试验和电阻法测温升试验分别确定铁耗与风摩耗、负载损耗等分量，通过各项损耗分量的代数叠加最终获得电机总损耗和效率值。与此同时，针对部分大功率高压电机因受场地条件制约难以开展满载温升试验的现实困难，标准参照IECTS60034-31:2021的技术路线，引入了等效负载法的校准路径，即若制造厂能提供证据表明某一等效负载工况下测得的各项损耗与额定负载工况之间具有可确定的等效关系，则允许以等效负载试验结果为基础，结合额定负载工况下各项损耗的修正计算来间接确定效率。等级确认采用“达标判定”原则，即被试电机的实测效率经容差修正后不低于相应IE等级的效率限值即判定为符合该等级。3.容差与不确定度评定规则。考虑到高压电机制造过程中材料性能波动、工艺离散性以及试验测量误差对效率评价结果的影响，标准明确规定了效率确认过程中所允许的容差范围。对于损耗分析法测定的效率值，标准给出了与额定总损耗相关的容差表达式；对于由损耗分量分析法或等效负载法得到的效率值，要求综合考虑各项损耗的测量不确定度并按不确定度传播规律进行合成。此外，标准明确了试验电压、频率、温度等参数偏离基准状态时的折算修正方法，以保证不同实验室、不同试验条件下的测试结果具备可比性。4.试验条件与测量仪器要求。标准对效率测定所涉及的电源质量、仪器仪表准确度等级、试验环境条件等提出了明确要求，并针对高压电机试验中特有的电压互感器、电流互感器及功率变送器的准确度配套作出了相应规定，确保测试系统在额定功率因数条件下功率测量误差不超过允许范围。三、标准实施预期效益分析（一）经济效益从全生命周期成本的角度分析，高压交流电动机的购置成本通常僅占其全生命周期总成本的2%～3%，而电费支出占其全生命周期总成本的95%以上。以一台典型的1000kW、4极高压电机为例，若其效率从IE2提升至IE3（效率提升约1.5～2个百分点），按年运行6000小时、电价0.6元/kWh计算，单台电机每年可节约电量约9万～12万kWh，节约电费约5.4万～7.2万元，而效率提升带来的增量购置成本通常在数年内即可通过电费节约完全回收。标准实施后，高压电机能效水平有了统一标尺，将有效引导下游用户在设备选型与招标采购中将效率等级作为关键评价指标，通过市场机制倒逼制造企业加大高效高压电机的研发投入与产能布局，推动全行业整体能效水平持续提升。（二）社会效益本标准的发布实施将为高压电动机能效标识制度、节能产品认证推广、政府绿色采购以及高耗能行业电机能效提升专项监察等工作提供统一的技术依据，有助于完善我国电动机能效标准体系，填补高压领域分级标准的空白。同时，制造业是能源消费和碳排放的重要来源，高压电机作为制造业的关键动力装备，通过能效分级标准的引导促使其效率水平稳步提升，每年节约的电力折算为标准煤将达数百万吨，减少CO₂排放量显著，对我国按期实现碳达峰目标和如期实现碳中和愿景具有积极的推动作用。（三）国际影响标准的技术内容与IECTS60034-31:2021保持高度一致，这意味着按照本标准评定为某一IE等级的中国制造高压电机，其能效水平在国际市场上能够得到相应认可，有效降低了我国高压电机产品走向国际市场过程中的能效评测壁垒和重复检测成本。另一方面，标准的实施也为我国实质性参与国际标准化活动积累了经验，增强了在国际电工委员会电动机能效标准制修订工作中的话语权。四、主要起草单位介绍本标准由全国旋转电机标准化技术委员会（SAC/TC26）提出并归口。SAC/TC26是国家标准化管理委员会批准成立的专门从事旋转电机领域标准化技术工作的全国性专业标准化技术组织，秘书处设于上海电器科学研究所（集团）有限公司，主要负责旋转电机国家标准、行业标准的制修订组织工作，并承担IEC/TC2（旋转电机）的国内技术对口工作。近年来，该委员会先后组织完成了GB18613系列能效标准、GB/T32891.1及GB/T32891.2等多项重要电机能效国家标准的制修订任务，在电动机能效测试、效率分级及标准国际化等方面积淀了深厚的技术经验和丰富的工作成果。标准主要起草单位还包括哈尔滨电机厂有限责任公司、湘潭电机股份有限公司、南阳防爆电气研究所有限公司等国内高压电动机制造与检测领域的骨干企业，以及中国标准化研究院等节能政策研究机构，形成了产、学、研、检、用多方协同的起草工作团队。五、结论与展望GB/T32891.3-2026《旋转电机效率分级（IE代码）第3部分：高压交流电动机》的制定与发布，是我国电动机能效标准化进程中的一座重要里程碑。该标准首次系统