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1、ICS 29.240.99 F 20 DB44 广东省地方标准 DB44/T 21802019 电力用户无功补偿配置设计规范 Design specifications of the reactive power compensation configuration for proprietary transformer users 2019-08-14 发布 2019-11-14 实施 广东省市场监督管理局 发 布 DB44/T 21802019 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 总则.2 4.1 补偿原则.2 4.2 规定功率因数.2 4
2、.3 补偿方式.2 5 电力用户分类与技术要求.3 5.1 电力用户分类.3 5.2 技术要求.3 6 电力用户无功补偿设计容量与主要性能要求.3 6.1 设计容量.3 6.2 投切组数.4 6.3 抗谐波功能.4 6.4 电容器额定电压.4 7 电力用户无功补偿典型配置.4 附录 A（资料性附录）典型补偿方式接线图.6 附录 B（规范性附录）电力用户分类（适用于本规范）.7 附录 C（资料性附录）补偿容量速查表.8 附录 D（资料性附录）典型电气接线图.10 DB44/T 21802019 II 前 言 本标准按GB/T 1.1-2009给出的规则起草。请注意本标准的某些内容有可能涉及专利，
3、本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由广东省低碳管理标准化技术委员会提出并归口管理。本标准起草单位：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司、武汉大学、广东省标准化研究院、武汉国想电力科技股份有限公司。本标准主要起草人：张学昶、李晓明、邵琴、任松文、陈志刚、孙浩、徐剑、杨玲君、彭家志、赵婧、刘振盛 DB44/T 21802019 1 电力用户无功补偿配置设计规范 1 范围 本标准规定了电力用户无功补偿配置设计规范的总则、分类、电力用户无功补偿设计容量与主要性能要求、电力用户无功补偿典型配置。本标准适用于供电电压等级在20kV及以下，变压器容量在100kVA及以上的电力用户无功补
4、偿配置设计，也适用于该条件下电网公用变压器的无功补偿配置设计。电力用户无功补偿配置设计除应符合本标准的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。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 9089.1 户外严酷条件下的电气设施 第1部分：范围和定义 GB/T 9089.2 户外严酷条件下的电气设施 第2部分：一般防护要求 GB/T 9089.3 户外严酷条件下的电气设施 第3部分：设备及附件的一般要求 GB/T 12326 电能质量 电压波动和闪变 GB/
5、T 14549 电能质量 公用电网谐波 GB/T 15543 电能质量 三相电压不平衡 GB 50227-2017 并联电容器装置设计规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 无功补偿装置 reactive power compensation device 由电容器、电抗器以及相应的电气一次及二次配套元件组成用于补偿无功功率的装置。3.2 无功补偿容量 capacity of reactive power compensation 无功补偿装置的额定容性无功容量和感性无功容量。3.3 抗谐波 anti harmonic 无功补偿装置在一定的谐波环境下安全可靠工作，不产生和放大
6、谐波。DB44/T 21802019 2 3.4 零过渡过程 zero-transitio 在电容器投切过程中，通过检测和控制技术，使系统的动态电压和电流的非周期分量接近零，不产生过电压和过电流的 4 总则 4.1 补偿原则 采用并联电力电容器作为无功补偿装置时，宜就地平衡补偿，并符合下列要求：a)低压部分的无功功率，应由低压电容器补偿；b)高压部分的无功功率，宜由高压电容器补偿；c)容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率，宜单独就地补偿；d)补偿基本无功功率的电容器组，应在配变电所内集中补偿；e)按分散补偿和就地平衡原则设置的补偿装置，不得向电网倒送无功。4.2 规定功率因数 供电
7、电压等级在 20kV 及以下，变压器容量在 100kVA 以上的电力用户功率因数达到 0.95 以上，其他电力用户的功率因数达到 0.90 以上。4.3 补偿方式 4.3.1 集中补偿 在容量为 100kVA 及以上的配电变压器 0.4kV 侧配置集中无功补偿装置。集中无功补偿装置的技术要求应符合 5.2 规定，容量配置应符合 6.1 规定，规定功率因数应符合 4.2 规定。4.3.2 分散和就地补偿 在容量为100kVA及以上的相对集中负荷点宜配置分散无功补偿装置；供电距离250米及以上，单机功率为75kW及以上的大功率电动设备宜配置就地动态无功补偿装置；分散和就地补偿无功补偿装置的技术要求
8、应符合5.2规定，容量配置应符合6.1规定，规定功率因数应符合4.2规定。4.3.3 三相共补 对于三相负荷平衡电力用户，应采用三相三线制三相共同补偿,典型接线图参见附录 A。4.3.4 分相补偿 对于三相负荷不平衡电力用户，应采用三相四线制对不平衡部分容量进行分相补偿,典型接线图参见附录 A。4.3.5 混合补偿 对于部分三相负荷不平衡电力用户，宜采用混合补偿方式，即：采用三相四线制和三相三线制分别对不平衡部分容量进行分相补偿；对平衡部分容量进行三相共同补偿；当不平衡部分容量不确定时，宜采用 30%分相补偿（三相四线制），70%三相共同补偿（三相三线制），典型接线图参见附录 A。DB44/T
9、 21802019 3 5 电力用户分类与技术要求 5.1 电力用户分类 本规范根据负荷性质和行业特点，将供电电压等级在 20kV 及以下，变压器容量为 100kVA 及以上的电力用户分为 5 类，以适应不同类型用户的应用需求，便于用户制定满足其生产要求的无功补偿方案，具体分类见附录 B。5.2 技术要求 5.2.1 对于含有大功率冲击性、非线性负荷，谐波超过 GB/T 14549 限值、三相电压不平衡超过 GB/T 15543 限值、电压波动超过 GB/T 12326 限值的电力用户，宜采用零过渡过程低压无功补偿技术，使电容器组在投切过程中不产生过电压和过电流，也可采用其他无功补偿技术，满足
10、公用电网电能质量的要求，规定功率因数不低于 4.2 的规定。5.2.2 对于 5.2.1 规定以外的负荷，且对电能质量要求较高的电力用户，可采用零过渡过程控制技术，当电力用户规定功率因数不符合 4.2 规定时，应提高技术标准进行节能技术改造。6 电力用户无功补偿设计容量与主要性能要求 6.1 设计容量 电力用户无功补偿设计容量应满足 4.2 的要求。a)集中补偿容量可以按式（1）计算，也可以查表，参见附录 C 中表 C.2。)cos1cos1(2212maxKSQnc.(1)式中：cQ变压器集中补偿容量，kvar；nS变压器额定容量，kVA；maxK 最大负荷率（取0.751）；1cos补偿前
11、的功率因数（自然功率因数），根据各典型负荷自然功率因数所占比例进行估算（如表A.1所示）；2cos补偿后的平均功率因数，高压侧补偿取0.95。b)分散和就地补偿容量按式（2）计算，也可以查表，参见附录 C 中表 C.3。CCCNCNQUUQ22.(2)式中：cQ分散和就地补偿容量，kvar；maxP高峰用电时段内的最大有功负荷，kW；1cos补偿前，高峰用电时段内的平均功率因数。可按补偿前最大负荷月的平均功率因数值或补偿前用户的自然功率因数值近似计算。典型负荷的自然功率因数参见附录C中表C.1；2cos补偿后，高峰用电时段要求达到的功率因数值，高压侧补偿取0.95；maxQ 高峰用电时段内的最
12、大无功负荷，kvar。DB44/T 21802019 4 c)由于电容器额定电压的选取一般高于运行电压，所以实际补偿容量会下降，因此，需要适当增加额定补偿容量,无功补偿装置的设计额定补偿容量按式（3）计算。CCCNCNQUUQ22.(3)式中：CNQ补偿装置的设计额定补偿容量，kvar；CNU电容器的额定电压，kV；CU电容器接入点电网标称电压，kV；CQ补偿装置的补偿容量，kvar。6.2 投切组数 电容器投切组数应根据负荷变化情况和无功补偿容量配置，采用二进制编码分组，以确保电力用户规定功率因数符合 4.2 要求。在一般情况下，不作特殊说明时，投切组数为 15 组。特殊情况下，可以适当增加
13、或减少投切级数，但应满足规定功率因数达到 4.2 的要求。6.3 抗谐波功能 具有大功率非线性负荷的电力用户应采用具有抗谐波功能的无功补偿装置，即在电容器回路串联适当阻抗值的电抗器，防止谐波电流通过电容器放大。对于含有变频、整流、大功率电力电子器件、电弧设备等大功率非线性负荷电力用户，串联电抗器的电抗率应根据并联电容器装置接入电网处的背景谐波含量的测量值选择。当谐波为 5 次及以上时，电抗率宜取 5.0；当谐波为 3 次及以上时，电抗率宜取 12，亦可采用 5.0与 12两种电抗率混装方式。6.4 电容器额定电压 具有抗谐波功能的无功补偿装置的电容器额定电压的选择应考虑串联电抗器提高电容器电压
14、的作用，适当提高电容器耐压水平选取电容器额定电压。电容器额定电压按电容器接入电网处的运行电压进行计算，并计入串联电抗器引起的电容器运行电压升高。接入串联电抗器后，电容器额定电压的选取符合 GB 50227-2017 中 5.2.2 的规定。7 电力用户无功补偿典型配置 电力用户无功补偿配置原则是根据用户类型、主要负荷的性质和自然功率因数，设计补偿容量、采用相应的国家标准、选取电容器投切组数和抗谐波功能，使新增和无功补偿节能技术改造的电力用户规定功率因数符合4.2规定。电力用户无功补偿装置的典型配置如表1所示。典型电气接线参见附录D。电力用户应根据负荷性质和对电能质量要求，在技术经济合理的情况下
15、，优先采用成熟先进的技术和产品，其质量要求应符合所选用的技术要求规定。户外严酷条件下的电力用户无功补偿装置的设计，应符合GB/T 9089.1、GB/T 9089.2 和GB/T 9089.3 的规定。DB44/T 21802019 5 表1 电力用户无功补偿装置典型配置及要求 用户 类型 自然功率因数（1cos）补偿容量（kvar）功能要求 第 1 类、第 2 类、第 3 类 0.55 以下（55%60%）Sn 抗谐波，15 组及以上。0.550.65（45%55%）Sn 抗谐波，15 组及以上。0.650.75（35%45%）Sn 抗谐波，15 组及以上。0.750.85（30%35%）S
16、n 抗谐波，15组及以上。第 4 类、第 5 类 0.750.85（30%35%）Sn 抗谐波，15组及以上。0.85 及以上（20%30%）Sn 抗谐波，15组及以上（60kvar 及以下可减少分组）。注：无功补偿容量设计：按用户主要负荷的自然功率因数（或用户类型）和变压器额定容量Sn选取，例如：第2类功率因数为0.65至0.75的电力用户，新增用户变压器容量为1000kVA,则无功补偿容量为(3545)%Sn=(0.350.45)*1000=(350450)kvar；功能要求：抗谐波，电容器投切组数：15组及以上。DB44/T 21802019 6 附 录 A（资料性附录）典型补偿方式接线
17、图 A.1 普通动态补偿装置的三相共补、分相补偿和混合补偿接线图 普通动态补偿装置的三相共补、分相补偿和混合补偿接线如图 A.1 所示。图A.1 普通动态补偿装置的三相共补、分相补偿和混合补偿接线图 A.2 抗谐波型动态补偿装置的三相共补、分相补偿和混合补偿接线图 抗谐波型动态补偿装置的三相共补、分相补偿和混合补偿接线如图 A.2 所示。图A.2 抗谐波型动态补偿装置的三相共补、分相补偿和混合补偿接线图 LDB 控制器 LDB 控制器 LDB 控制器 LDB 控制器 LDB 控制器 LDB 控制器 DB44/T 21802019 7 附 录 B（规范性附录）电力用户分类（适用于本规范）a)第
18、1 类（工业用电）：造船、汽车制造、冶金、机电加工制造、铸锻、钢结构、模具、热处理；黑色金属冶炼及压延加工业；有色金属冶炼及压延加工业；金属制品业；通用设备制造业；专用设备制造业；交通运输设备制造业；电气机械及器材制造业；石油、化工、建筑、轻工、建材：石油加工、炼焦及核燃料加工业；医药制造业；造纸及纸制品业；印刷业和记录媒介的复制；化学原料及化学制品制造业；化学纤维制造业；橡胶制品业；塑料制品业；电力、热力的生产和供应业；燃气生产和供应业；水的生产和供应业；纺织业；纺织服装、鞋、帽制造业；废弃资源和废旧材料回收加工业；仪器仪表及文化、办公用机械制造业。b)第 2 类（交通运输、邮电通信业用电）
19、：交通运输；港口作业、物流储运；电子电路、集成电路、通信设备、计算机及其他电子设备制造业。c)第 3 类（地质普查和勘探业用电，建筑业用电）：开采和洗选：煤炭开采和洗选业；石油和天然气开采业；黑色金属矿采选业；有色金属矿采选业；非金属矿采选业；非金属矿物制品业；其他采矿业。房屋和土木工程建筑业；建筑安装业；建筑装饰业；其他建筑业。d)第 4 类(农、林、牧、副、渔、水利业用电)：农副、食品制造加工、工艺品及其他制造业；皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业；木材加工及木、竹、藤、棕、草制品业；家具制造业；文教体育用品制造业；农副食品加工业；食品制造业；饮料制造业；烟草制品业。e)第 5 类（商业、公
20、共饮食、物资供销和金融业用电，其它事业用电，城乡居民生活用电）：服务行业、居民用电、楼宇、酒店、宾馆、机关、医院、学校、金融及其它。DB44/T 21802019 8 附 录 C（资料性附录）补偿容量速查表 C.1 典型负荷自然功率因数 典型负荷自然功率因数如表C.1所示。表C.1 典型负荷自然功率因数1cos 典型负荷 自然功率因数 典型负荷 自然功率因数 典型负荷 自然功率因数 电焊设备 0.350.6 锻压设备 0.550.6 农副加工 0.500.7 金属加工 0.550.6 铸钢铸铁 0.650.7 家用电器 0.500.8 提升、传输 0.500.7 水泵、风机 0.700.8 家
21、用电热 0.901.0 纺织机械 0.650.7 造纸设备 0.700.75 感应电动机空载 0.2以下 电力排灌 0.600.8 整流设备 0.850.9 感应电动机满载 0.850.9 工业电热 0.500.8 照明电器 0.300.7 配电变压器空载 0.15以下 C.2 补偿容量速查表 为方便设计，将补偿容量与功率因数以及变压器容量或负荷有功功率分别按式（1）和式（2）计算出常用集中补偿和分散就地补偿方式的补偿容量速查表，分别如表 C.2（maxK取 0.8）和表 C.3 所示。表 C.3 中分散就地补偿方式补偿容量的选取应以其对应的视在功率应不大于系统提供的视在功率为原则。速查表考虑
22、了电容器器件标准容量以及容量组合的因素。表C.2 集中补偿方式补偿容量速查表（kvar）变压器容量 Sn(kVA)自然功率因数(1cos)补偿到高压侧0.95，maxK取0.8 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 100 60 60 60 60 60 60 45 45 45 45 30 30 125 75 75 75 75 75 75 60 60 60 45 45 30 160 105 105 90 90 90 90 75 75 60 60 45 45 200 120 120 120 120 105 105 90 90 7
23、5 75 60 45 250 150 150 150 135 135 135 120 105 105 90 75 60 315 195 195 180 180 165 165 150 135 120 105 90 60 400 240 240 225 225 210 195 180 165 150 135 105 90 500 300 300 285 270 255 255 225 210 195 165 135 105 630 375 375 360 345 330 315 285 270 240 210 180 120 800 480 465 450 435 420 390 360 330
24、 300 270 210 165 1000 600 585 570 540 510 495 450 420 375 330 270 195 1250 750 720 705 675 645 615 570 525 465 405 330 240 DB44/T 21802019 9 表C.2 集中补偿方式补偿容量速查表（kvar）（续）变压器容量 Sn(kVA)自然功率因数(1cos)补偿到高压侧0.95，maxK取0.8 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 1600 945 930 900 855 825 780 720
25、660 600 525 420 315 2000 1185 1155 1125 1080 1020 975 900 825 750 645 525 390 2500 1485 1440 1395 1335 1275 1215 1125 1035 930 810 660 480 表C.3 分散就地补偿方式补偿容量速查表（kvar）最大有功 Pmax(kW)自然功率因数(1cos)补偿到高压侧0.95 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 75 180 150 120 105 90 75 60 60 45 30 30 15 90
26、 210 180 150 135 105 90 75 60 60 45 30 15 110 270 225 195 165 135 120 105 75 60 60 45 30 132 315 270 225 195 165 135 120 105 75 60 45 30 160 390 330 285 240 210 180 150 120 105 75 60 45 180 435 375 315 270 225 195 165 135 120 90 75 45 200 480 405 345 300 255 225 180 150 135 105 75 45 225 555 465 390
27、 330 285 240 210 180 150 120 90 60 250 615 510 435 375 315 270 240 195 165 135 90 60 280 690 570 495 420 360 315 270 225 180 150 105 75 315 765 645 555 480 405 345 300 255 210 165 120 75 355 870 735 630 540 465 390 330 285 240 180 135 90 400 975 825 705 600 525 450 375 315 270 210 165 105 450 1110 9
28、30 795 675 585 495 420 360 300 240 180 120 500 1230 1035 885 750 645 555 480 405 330 270 195 135 A DB44/T 21802019 10 附 录 D（资料性附录）典型电气接线图 D.1 抗谐波型动态补偿装置三相共补的典型电气接线图 抗谐波型动态补偿装置三相共补的典型电气接线图如图D.1 所示。说明：FU1FUn 第 1 组至第 n 组快速熔断器；L1Ln 第 1 组至第 n 组串联电抗器；C1Cn 第 1 组至第 n 组串联电电容器；TVs 三相系统电压检测信号；TAs 三相系统电流检测信号；TA
29、c 电容器组三相电流检测信号；TVc1TVcn 第 1 组至第 n 组电容器三相电压检测信号；TH1THn 第 1 组至第 n 组晶闸管开关；THcf1THcfn 第 1 组至第 n 组晶闸管开关触发控制信号；HL1HLn 第 1 组至第 n 组电容器投切指示灯；BC1BCn 第 1 组至第 n 组补偿单元；TH1THn 第 1 组至第 n 组晶闸管开关也可以内置于三角形接线的电容器组内。图D.1 抗谐波型动态补偿装置的三相共补电气接线图 380V A C B N QS FV TVs B A C N FUN FU2 FU1 L1 Ln L2 TH1 THcf1 C1 BCN BC2 TAS T
30、AC LDB 控制器 TVs TVc1,.,TVCN THcf1,.,TVc1 HL1 BC1 TAC TAS THcfN DB44/T 21802019 11 D.2 抗谐波型动态补偿装置三相分补的典型电气接线图 抗谐波型动态补偿装置三相分补的典型电气接线图如图D.2 所示。说明：FU1FUn 第 1 组至第 n 组快速熔断器；L1Ln 第 1 组至第 n 组串联电抗器；C1Cn 第 1 组至第 n 组串联电电容器；TVs 三相系统电压检测信号；TAs 三相系统电流检测信号；TAc 电容器组三相电流检测信号；TVc1TVcn 第 1 组至第 n 组电容器三相电压检测信号；TH1THn 第 1
31、 组至第 n 组晶闸管开关；THcf1THcfn第一组至第 n 组晶闸管开关触发控制信号；HL1HLn 第 1 组至第 n 组电容器投切指示灯；BC1BCn 第1组至第n组补偿单元。图D.2 抗谐波型动态补偿装置的三相分补电气接线图 _ B C N A B C N FU1 L1 TH1 C1 TVc1 A TAS 380V THcf1 HL1 QS TAC TAS TAC LDB 控制器 TVs TVc1,.,TVcN THcf1,.,THcfN FU2 L2 TVs FV BC2 BCN Ln FUN DB44/T 21802019 12 广东省地方标准 电力用户无功补偿配置设计规范电力用户无功补偿配置设计规范 DB44/T 21802019*广东省标准化研究院组织印刷 广州市海珠区南田路 563 号 1304 室 邮政编码：510220 网址：www.bz360.org 电话：020-84250337 DB44/T 21802019