三相异步电机节能管理指南与共识

1、指南目的

为提升公司电能利用效率，推动高能耗电机淘汰更新为符合国家标准的高能效电机，便于生产部门快速、准确开展节能计算工作，本指南制定核心目标如下：

依据《GB 18613-2020 电动机能效限定值及能效等级》，计算不同能效等级电机相对标准对应等级的省电效果、效率提升幅度及碳排放减少量；
结合实际应用场景，整合节能政府补贴、碳排放效益等因素，将电价成本、碳排放收益、政策补贴金额及省电效益统一折算为经济价值，量化节能收益；
结合电机年运转时间与采购成本，动态筛选最优电机能效等级，最终实现企业综合效益最大化。

2、适用范围

本指南适用于以下规格与类型的电动机，超出范围的电机需另行评估：

类型1：三相交流异步电动机

额定电压1000V以下、50Hz三相交流电源供电
额定功率120W~1000kW
极数为2极/4极/6极/8极
单速封闭自扇冷式、N设计、连续工作制的一般用途电动机或一般用途防爆电动机

类型2：不适用范围

直流电动机、单相电动机、同步电动机
泵和电机组成一个完整的系统，不能将两个水泵系统进行对比计算，需要另外考虑，本计算只针对电机效率对比
变频调速专用电动机、制动电动机等特殊设计电机

3、参考资料

3.1 《GB 18613-2020 电动机能效限定值及能效等级》

国家强制性标准，用于能效等级判定与节能计算基准

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3.2 《GB/T 1032-2023 三相异步电动机试验方法》

国家推荐性标准，用于电机参数测量与效率验证

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4、三相异步电机能耗计算器

在线能耗计算工具

基于本指南的计算公式，我们开发了在线能耗计算器，可快速计算不同能效等级电机的能耗差异、节能效益及碳排放减少量。

支持当前输入电机与三个能效等级电机能耗参数对比
效率差异与国标限定值对比，量化节能收益
数据可视化对比输出，便于报告编制与决策参考

前往能耗计算器

5、计算公式与说明

本章节所有公式及参数定义严格参考《GB 18613-2020》《GB/T 1032-2023》及行业标准制定，确保测算结果精确可靠，可直接用于能效评估与节能改造项目的数据分析和决策支持。

5.1 基本参数说明

参数符号	参数名称	单位	说明
\( P_N \)	额定功率	kW	电机铭牌标注的额定输出功率
\( \beta \)	负荷率	%	实际负载与额定负载的比值
\( \eta_1 \)	改造前效率	%	原有电机在实际负荷率下的效率
\( \eta_2 \)	改造后效率	%	新电机在实际负荷率下的效率
\( T \)	年运行时间	h	电机每年实际运行小时数
\( C_e \)	电价	元/kWh	实际工业用电价格（含税费）
\( C_c \)	碳价	元/tCO₂	碳排放交易市场价格
\( \Delta C \)	改造成本	元	电机更换及安装调试总费用

5.2 效率计算公式

5.2.1 电机耗电功率（输入功率）（\( P_{in} \)，单位：kW）

\( P_{in} = \frac{P_N \times \beta}{\eta \div 100} \)

该公式用于计算电机在特定负荷率下的实际输入功率，是评估电机能耗的基础参数。

计算示例

一台额定功率15kW的电机，在80%负荷率下运行，效率为89%，则输入功率为：

\( P_{in} = (15 \times 0.8) / (89 \div 100) = 13.48 \, \text{kW} \)

5.2.2 效率提升率（\( \Delta \eta \)，单位：%）

\( \Delta \eta = \frac{\eta_2 - \eta_1}{\eta_1} \times 100\% \)

该公式用于计算更换高效电机后效率提升的百分比，直观反映能效改进程度。

计算示例

原有电机效率85%，更换为效率92%的高效电机，则效率提升率为：

\( \Delta \eta = (92 - 85) / 85 \times 100\% = 8.24\% \)

5.3 节电量计算公式

5.3.1 年耗电量（\( E_y \)，单位：kWh）

\( E_y = P_{in} \times T \)

年耗电量是评估电机年度能源消耗的核心指标，直接影响运行成本。

计算示例

一台输入功率为13.48kW的电机，年运行时间8000小时，则年耗电量为：

\( E_y = 13.48 \times 8000 = 107,840 \, \text{kWh} \)

5.3.2 年节电量（\( \Delta E \)，单位：kWh）

\( \Delta E = P_N \times \beta \times T \times \left( \frac{1}{\eta_1 \div 100} - \frac{1}{\eta_2 \div 100} \right) \)

年节电量是衡量节能改造效果的关键指标，直接反映能源节约量。

计算示例

15kW电机，80%负荷率，年运行8000h，原效率85%，新效率92%：

\( \Delta E = 15 \times 0.8 \times 8000 \times (1/0.85 - 1/0.92) = 8,536 \, \text{kWh} \)

5.4 经济效益计算公式

5.4.1 年节约电费（\( \Delta C_e \)，单位：元）

\( \Delta C_e = \Delta E \times C_e \)

年节约电费是节能改造最直接的经济效益，根据实际电价计算。

计算示例

年节电量8,536kWh，电价0.75元/kWh，则年节约电费为：

\( \Delta C_e = 8,536 \times 0.75 = 6,402 \, \text{元} \)

5.4.2 节能补贴金额（\( S \)，单位：元）

\( S = P_N \times K_s \)

节能补贴根据当地政策执行，\( K_s \)为单位功率补贴标准（元/kW）。

计算示例

15kW电机，当地补贴标准为200元/kW，则补贴金额为：

\( S = 15 \times 200 = 3,000 \, \text{元} \)

5.5 碳排放计算公式

5.5.1 年碳排放减少量（\( \Delta Q_{CO_2} \)，单位：tCO₂）

\( \Delta Q_{CO_2} = \Delta E \times f_{CO_2} \div 1000 \)

其中\( f_{CO_2} \)为碳排放因子（kgCO₂/kWh），全国平均为0.5810 kgCO₂/kWh（2025年最新数据）。

计算示例

年节电量8,536kWh，碳排放因子0.5810 kgCO₂/kWh：

\( \Delta Q_{CO_2} = 8,536 \times 0.5810 \div 1000 = 4.96 \, \text{tCO}_2 \)

5.5.2 碳排放减少经济效益（\( \Delta C_c \)，单位：元）

\( \Delta C_c = \Delta Q_{CO_2} \times C_c \)

该指标反映碳减排带来的环境价值，适用于参与碳交易的企业。

计算示例

年减排4.96 tCO₂，碳价60元/tCO₂，则经济效益为：

\( \Delta C_c = 4.96 \times 60 = 297.6 \, \text{元} \)

5.6 投资回收期计算

5.6.1 静态投资回收期（\( T_p \)，单位：年）

\( T_p = \frac{\Delta C - S}{\Delta C_e + \Delta C_c} \)

静态投资回收期是评估节能改造项目经济性的重要指标，反映收回投资所需的时间。

计算示例

改造成本30,000元，补贴3,000元，年电费节约6,402元，年碳收益298元：

\( T_p = (30,000 - 3,000) / (6,402 + 298) = 4.06 \, \text{年} \)