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电能平衡测试技术

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1　范围
本标准规定了电能平衡测试技术的对象和分类、原则、方法、测试仪表要求等。
本标准适用于重点用能单位整体、用能系统及设备的电能平衡测试工作，其他用电单位可参照使用，也可用于指导具体用电设备电能平衡测算方法等标准的制定。
2　规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 3484-2009 企业能量平衡通则
GB/T 3485 评价企业合理用电技术导则
GB/T 8222-2008 用电设备电能平衡通则
GB 17167-2006 用能单位能源计量器具配备和管理通则
3　术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1　
用电单元 electricity unit
把用电单位内多个有内在联系的用电设备或装置按照考核目的划分的相对独立的核算对象。
3.2　
用电系统 electricity consumption system
以考核为目的、单个或多个有内在联系的用电设备或装置等所构成的系统，一般有用电单位、用电单元和用电设备三个考核层级。
3.3　
供给电量 electricity supply
用电系统边界外供给用电系统的有功电能量的总和,单位：千瓦时（kWh）。
3.4　
有效电量 available electricity quantity
用电系统在一定生产和生活条件下，为达到预定质量的生产、生活目标时，所输送、转换、利用的有功电能量,单位：千瓦时（kWh）。
3.5　
损失电量 electricity loss
供给电量与有效电量之差称为损失电量，包含输送、转换或利用各环节的电能量损耗,单位：千瓦时（kWh）。
3.6　
电能利用率 electricity utilization rate
用电系统中有效电量与供给电量之比，用于衡量用电单位有功电能量利用情况。
3.7　
电能平衡 electricity balance
对供电电量按照能量守恒与转换定律在用电系统内的输送、转换、利用进行测量、分析和研究的一种方法，反映出供给电量、有效电量和损失电量之间的平衡关系。
4　电能平衡测试的对象和分类
4.1　测试的对象
测试对象一般有以下几种：
a) 重点用电单位。变压器装机容量不小于1000kVA或年用电量不小于300万kWh的用电单位应进行用电单位电能平衡测试；
b) 重点用电设备或单元。电功率工业企业大于100kW、其他用电单位大于50 kW的用电设备为用电单位主要用电设备，应进行电能平衡测试。也可以根据实际情况，将用电单位的用电设备按照装机容量从大到小排序，选取占前70%的作为重点用电设备进行测试；
c)其他。因能源审计及节能技术改造等需要，可对特定用电系统进行电能平衡测试。
4.2　测试的分类
电能平衡按照测试或考核对象范围分为以下几种：
a)用电单位电能平衡。以用电单位为用电系统的电能平衡；
b) 用电单元电能平衡。以按需求划分的用电区域、用电部门等为用电系统的电能平衡；
c)用电设备电能平衡。以用电设备为用电系统的电能平衡。
5　电能平衡测试原则及测试抽样原则
5.1　电能平衡测试原则
电能平衡测试原则如下：
a) 电能平衡测试应遵守能量守恒定律。电能平衡不是用电系统电气设备自身的平衡, 而是用电系统内所有能量, 统一折算到以电能系统为基准量的平衡。通过边界进入用电系统的能量均统计为系统的供给量( 指电量和各种能量)，而在系统内有效使用和损失的能量以及通过边界向外输出或产品( 工质) 带走的能量是用电系统输出能量；
b) 电能平衡是能量平衡而不是功率平衡，应进行有功电量平衡测算，无功电量只参与用电单位电能平衡过程中的计算；
c) 应在用电单位正常生产工作情况下进行的，反映该单位用电系统或用电设备实际运行使用效率；
d) 对稳定负荷的用电设备测试时间一般为1小时。对于变化负荷，测试时间应不少于一个运行周期，测试时候选择多个工况，利用平均值或者根据运行情况采用加权平均值进行计算；
e) 重点用能单位一般2-4年进行一次测试。电平衡可取用某一代表日、某正常生产月、某一季或年的用电量进行平衡，各用电单位根据生产特点和规律自行决定。
5.2　抽样原则
如果是用电单位进行测试，由于设备较多，有时不能对全部用电设备进行测试，需进行抽样选择。抽样原则如下：
a) 可以使用实测和计量统计的方法。如果是用电单位测试，被测试设备年总耗电量不低于用电单位全年耗电量的70%,或被测试设备容量不低于单位设备总容量的70%；
b) 参与采集、计量、测算、统计方法等设备或装置的电能量测算率不低于测试对象全部电能量的90%；
c) 对同类且工况类似的设备选择其中一台设备作为测试对象，其测试结果作为该类设备的测试结果；
d) 功率较大的设备或功率较小但量大的设备需测试，对于用电不多而使用时间又不定的零星、分散小容量等用电设备可不做平衡计算；
e) 特殊设备测试率抽样原则如下：
1) 企业受电与配电变压器测算率为100%，高压线路测算率为100%，低压配电线路测算率大于95%（即总输送电量的95%）；
2) 电动机的抽测率，一般为可抽测电动机数量或耗电量的75%以上；对于多机台、同工况、小功率的电动机可抽样测试，其抽测率应大于5%；电动机如果工业企业单位100kW、其他类型单位50kW及以上，应逐台测试，而对于同工况、同功率电动机可抽测10%；
3) 电加热设备抽测率，按常用的设备及不同功率和炉种各测一台以上，工业企业使用功率在 100kW及以上、其他单位使用功率在50kW及以上的应逐台测试；
4) 中央空调测算率为100%，分体空调按照不同品牌测试，每种品牌抽测率应大于10%；
5) 照明设备抽测率，按照每种灯的类型、不同功率、不同照明场所各测试一个以上；
6) 电脑、打印机等办公设备按照5%的抽测率进行测试；
7) 数据中心机房按照100%进行整体测试。
6　电能平衡测试方法
6.1　测试方法
测试方法一般包括正平衡法和反平衡法：
a) 正平衡法。运用测试和统计计算方法直接求出用电系统的供给电量和有效电量，而后计算出本系统损失电量，进而计算用电系统的电能利用率。又称直接测定法。
b) 反平衡法。运用测试和统计计算方法直接求出用电系统的供给电量和损失电量，而后算出本系统有效电量，进而计算用电系统的电能利用率。又称间接测定法。
6.2　测试方法选用
在实际电能平衡测试工作中，可以选用正平衡法或反平衡法。也可以结合起来运用，但正平衡法和反平衡法之间差值不超过5%。电能利用效率计算可按照GB/T 8222-2008中第7章方法进行计算。
6.3　在线监测
由于人工测试工作量大且容易出错，可以利用信息化优势，对用电单位或用电设备配备电能数据在线采集和监测设备，反映企业日常实际用能状况，指导能源管理工作。系统可集成设备型号、参数、公式等，直接应用电能平衡分析软件进行平衡测算。一般包括电耗采集、效率计算、用电平衡分析、影响因子分析和节能潜力计算等功能。
7　用电单位计量仪表配置及电能平衡测试仪表要求
测试仪表要求如下：
a) 用电单位主要用电设备计量器具配备符合GB 17167-2006中第4.3条要求的规定，可以直接应用其数据进行电能平衡测试；
b) 主要用电设备未配备计量仪表和在线监测设备时，需安装测量仪进行测试，测量仪表准确度应符合GB 17167-2006中表4的规定；
c) 为保证测试计量的准确性，计量仪表在测试时应处于检定或校准合格有效期内。
8　用电单位电能平衡测试步骤和测试报告
8.1　测试步骤
测试工作宜有以下几个步骤：
a) 方案计划。制定用电单位电能平衡测试工作方案和工作计划；
b) 资料收集。测试对象的原始资料，如设计参数、工艺规程、操作规程、设备性能等，建立台账如供电系统图、计量网络图、厂房（建筑）和设备平面布置图等；测试对象的运行资料：运行工况、时间、能耗、负荷、效率及相关参数；
c) 确定边界。结合用电系统的工作特点、用电装置及工艺装置等情况和达到的目标等因素，明确用电系统边界，并画出系统边界图；
d) 现场测试。测试和统计用电单位及其各主要用电单元、用电设备的输入输出电量；根据设备实际运行情况，进行现场主要用电设备测试，测试设备满足GB 17167-2006规定的要求。测试中要首先确定合理的测试点，选定正确的测算方法，从耗电大的用电设备开始，逐台进行测试，并做到测算结合，发现问题及时进行复测；
e) 统计分析。根据计量测试和在线监测所得的数据，对用电情况进行整理和统计计算，设备、用电单元和用电单位电能平衡测试汇总表分别参见附录A、附录B、附录C。分析产品（服务）电能平衡，测算汇总表参见附录D。分析与设计值产生偏差的原因。按照测试目的对用电设备级、用电单元级和用电单位级分别计算其电能利用率。统计分析方法可按照GB/T 3484-2009第6章和GB/T 3485要求进行。
8.2　测试报告
用能单位电平衡测试报告模板参见附录E。测试报告应包括以下内容：
a) 测试目的、依据、范围和内容；
b) 测试对象情况描述，包括用电对象、能耗状况、流程图、容量等，对于用能单位级电能平衡测试，应分用能单元进行描述；
c) 测试工作开展状况，包括计量器具、计量方法、采集方式和周期及存在问题等；
d) 分析用能水平，对电能平衡结果分析、电能利用率与负荷率分析等，绘制电能平衡图；
e) 节能及节电力潜力分析，提出用电管理和技术方面改进建议。

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