DB42 T 1112-2015 电力用户无功补偿典型配置设计导则.pdf

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1、ICS 29.240.99 F 20/29 备案号： DB42 湖北省 地 方 标 准 DB42/T 1112 2015 电力用户无功补偿典型配置设计导则 Design guidelines of the reactive power compensation typical configuration for Proprietary Transformer users （报批搞） 2015-11-20 发布 2015-12-20 实施 湖北省质量技术监督局 发布 DB42/T 1112 2015 I 目 次 前言 . II 引言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3

2、术语和定义 . 1 4 总则 . 2 4.1 电力用户分类 . 2 4.2 补偿原则 . 2 4.3 规定功率因数 . 2 5 技术要求 . 2 5.1 设计标准 . 2 5.2 补偿方式 . 3 5.3 设计选型 . 3 5.4 供电审图 . 3 6 设计容量与性能 . 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 无功补偿典型配置 . 4 7.1 配电室变压器无功补偿装置典型配置 . 4 7.2 箱式变压器无功补偿装置典型配置 . 4 附录 A （规范性附录） 补偿容量计算方法 . 6 附录 B （资料性附录） 典型

3、补偿方式接线图 . 8 参考文献 . 9 DB42/T 1112 2015 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009标准化工作导则 第 1部分：标准的结构和编写给出的规则起草。 本标准由 湖北省标准化 协会电力专业委员会提出 。 本标准由 国网 湖北省电力公司企业管理协会归口管理 。 本标准起草单位： 国网 湖北省电力公司 武汉 供 电公司、武汉大学 。 本标准主要起草人： 王涛、李晓明、桂裕仁 、 向阳、徐琰、黄琼、张莲梅、余珂川、何远成 。 DB42/T 1112 2015 III 引 言 本标准是 根据湖北省质量技术监督局下达的 2013 年湖北省地方标准计划（鄂质监标 20

4、1350 号） 而制定的。 本标准在编制过程中，编制组对湖北省电力 用户无功补偿配置和使用情况进行的广泛的调查研究， 认真总结 了武汉市近几年来在全市开展无 功补偿节能技术改造提高全市用电功率因数工作的经验，针对 目前普遍存在的电力用户无功补偿配置技术标准低、容量不足，导致新增和无功补偿节能技术改造电力 用户的功率因数，达不 到国务院关于进一步加强节油节电工作的通知（国发 2008 23 号文）对 电力用户功率因数要求的突出问题，参考国家相关标准，结合湖北省实际，对电力用户无功补偿的执行 标准、补偿容量、性能指标和应达到的功率因数进行了规范，并给出了电力用户无功补偿典型配置和容 量设计的相关内

5、容。 DB42/T 1112 2015 1 电力用户无功补偿典型配置设计导则 1 范围 本标准规定了电力用户无功补偿典型 配置设计导则的术语和定义、总则、 技术要求、 设计容量与性 能要求及 无功补偿典型配置 。 本标准适用于湖北省内变压器容量为 100kVA及以上 10kV电压等级供电的电力用户以及电网公用变 压器的无功补偿配置。 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 9089.1 2008 户外严酷条件下的电气设施 第 1 部分：范围和定

6、义 GB/T 9089.2 2008 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 2008 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 25839 2010 零过渡过程低压动态无功功率补偿装置 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 规定功率因数 specified power factor 变压器总容量在 100千伏安以上的高电压等级电力用户的功率因数要达到 0.95以上，其他电力用户 的功率因数要达到 0.9以上。 3.2 无功补偿设备 equipments of reactive power compens

7、ation 指并联电容器、并联电抗器和静止型动态无功补偿装置。 3.3 无功补偿容量 capacity of reactive power compensation 指电力用户无功补偿设备的全部容性无功容量和感性无功容量。 3.4 抗谐波功能 anti harmonic function DB42/T 1112 2015 2 无功补偿设备自身不产生谐波，在一定的谐波环境下可以安全可靠工作的功能称为抗谐 波功能。 4 总则 4.1 电力用户分类 按主要负荷性质和行业特点，对 100kVA 及以上 10kV 供电的电力用户进行分类，具体分为 5类： 第 1类 （工业用电）：造船、汽车制造、冶金、机

8、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。 第 2类（交通运输、邮电通信业用电）：交通运输；港口作业、物流储运

9、；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。 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。 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。 第 5 类（商业、公共饮食、物资供销和金

10、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。 4.2 补偿原则 集中补偿与分散就地补偿相结合，以分散就地补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿 为主的原则，实行分级补偿，实现无功动态就地平衡。 4.3 规定功率因数 变压器总容量在 100kVA 以上高电压等级电力用户的规 定功率因数要达到 0.95 以上，其他电力用户 的规定功率因数要达到 0.9 以上。 5 技术要求 5.1 设计标准 设计部门应根据电力用户的不同负荷性质和不同供电质量要求，采用和执行不同的技术标准。 5.1.1 对于具有大功率冲击性、非线性、三相

11、不平衡、谐波严重、变化频繁、电压波动大（最大无功 功率或最大电压波动大于 5%）的负荷、对电能质量要求较高、或对电网影响较大的电力用户，即：第 1 类、第 2 类、第 3 类电力用户以及第 4 类和第 5 类的重要电力用户，低压无功补偿应执行国家标准 GB/T 25839 2010，以确保电力用户规定功率因数 符合 4.3 规定。 DB42/T 1112 2015 3 5.1.2 对于负荷变化较小（最大无功功率或最大电压波动小于 5%）、对电能质量要求不高、或对电网 影响不大的电力用户，即：第 4 类和第 5 类的非重要电力用户的低压无功补偿宜优先采用国家标准 GB/T 25839 2010；

12、 当用户投资不足时，可选用其它现行无功补偿国家标准或行业标准 ； 当电力用户规定功 率因数不符合 4.3 规定时，应提高技术标准进行节能技术改造，使其符合 4.3 规定。 5.2 补偿方式 5.2.1 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执行 标准应符 合 5.1 规定，容量配置应符合 6.1 规定，规定功率因数应符合 4.3 规定。 5.2.2 分散和就地补偿 在容量为 100kVA 及以上的相对集中负荷点 (车间 )配电柜进线处应配置分散无功补偿装置；供电距 离为 200 米及以上，单机功率为 75kW 及以上的大功

13、率变化负荷电动设备配电柜进线处应配置就地动态 无功补偿装置；分散和就地补偿无功补偿装置的执行标准应符合 5.1 规定，容量配置应符合 6.1 规定， 规定功率因数应符合 4.3 规定。 5.2.3 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 (见附录 B）。 5.2.4 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 (见 附录 B）。 5.2.5 混合补偿 对于三相负荷不平衡电力用户，补偿装置宜采用混合补偿方式，即：分别采用三相四线制和三相三 线制对不平衡负荷进行分相补偿；对平衡负荷进行三相共同补偿；当

14、不平衡负荷容量不确定时，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 (见附录 B）。 5.3 设计选型 设计部门应根据电力用户的负荷性质和对供电质量要求，优先采用先进技术标准和相应的产品。不 采用落后淘汰的技术标准和产品。 5.4 供电审图 供电设 计审图部门 应按本标准的要求对设计方案的执行标准、补偿容量、设计选型等内容进行严格审查， 防止降低设计技术要求。对于不符合本标准要求的应予以更正或退回修改。 6 设计容量与性能要求 6.1 设计容量 电力用户无功补偿设计容量应满足补偿后变压器总容量在 100 千伏安以上的高电压等级电力用户 的功率因数要

15、达到 0.95 以上，其他电力用户的功率因数要达到 0.9 以上的容量配置要求。 补偿容量的计算 方法 (见附录 A）。 DB42/T 1112 2015 4 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，以确保电力用户规定功率因数符合 4.3 要求。在一般情况下，不作 特殊说明时，电容器采用 8:4:2:1 容量编码分组，投切组数为 15 组。特殊 情况下，当无功补偿容量大于 450kvar 或小于 90kvar 时，应调整分组适当增加或减少投切级数。 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

16、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，需要抗 3 次及以上谐波的电容器回路应加装 13%至 14%串联电抗器； 抗 5 次及以上谐波的电容器回路应加装 6%至 7%串联电抗器；抗 7 次及以上谐波的电容器回路应加装 3% 至 4%串联电抗器。抗 11 次及以上谐波的电容器回路应加装 1%至 2%串联电抗器。电压谐波总畸变率不 大于 1%的情况下，应加装 0.5%串联电抗器。 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的作 用，适当提高电容器耐压水平选取电容

17、器额定电压。例如：当抗谐波无功补偿装置安装点电压不高于 400V 时，电容器额定电压应不低于 450V。 7 无功补偿典型配置 7.1 配电室变压器无功补偿装置典型配置 电力用户配电室变压器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 4.3 规定。电力用户的无功补偿装置典型配置及要求应符合表 1 要求。 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 （ cos 1） 补偿容量 （ kvar） 功能要求 执行标准 第 1类 0.

18、70 以下 45 60%Sn 抗谐波， 15 组及以上。 GB/T 25839-2010 第 2类 0.70 至 0.80 35 45%Sn 抗谐波， 15 组及以上。 GB/T 25839-2010 第 3类 0.70 至 0.80 35 45%Sn 抗谐波， 15 组及以上。 GB/T 25839-2010 第 4类 0.70 至 0.85 30 45%Sn 抗谐波， 15 组 及以上（ 90kvar及以下分 7组）。 优先执行 GB/T 25839-2010,执行其它技术标准 应符合 4.3 规定 。 第 5类 0.85 以上 30%Sn (抗谐波 ),15 组 及以上 （ 90kvar

19、 及以下分 7组）。 优先执行 GB/T 25839-2010,执行其它技术标准 应符合 4.3 规定 。 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 类电力用户，新增用户变压器容量为 1000kVA,则无功补偿容量为 (35 45)%Sn=(0.35 0.45)*1000=(350 450)kvar；功 能要求：抗谐波，电容器投切组数： 15 组及以上；执行标准： GB/T 25839-2010。 7.2 箱式变压器无功补偿装置典型配置 DB42/T 1112 2015 5 电力用户箱式变压器无功补偿装置典型配置及要求应符合表

20、 1要求。当箱式变压器体积不能满足无 功补偿装置体积要求时，应采用外置式无功补偿装置。户外型外置无 功补偿装置的柜体结构、防护等级、 绝缘水平、防雨、防尘、防污、防湿、抗震、抗高温等功能要求应符合国家标准 GB/T 9089.1-2008 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 2008 户外严酷条件下的电气设施 第 2 部分 : 一般防护要求 ； GB/T 9089.3-2008户外严酷条 件下电气装置设备及附件的一般要求等技术标准的 要求。外置无功补偿装置与箱式变压器的电气连接和信号连接采用密封电缆连接方式。 DB42/T 1112 2015 6 附

21、录 A （规范性附录） 补偿容量计算 方法 A.1 变压器集中补偿容量 Qc 的计算公式 （ A.1） 式（ A.1）中： cos1 补偿前的功率因数（自然功率因数），应根据各用电单位各典型负荷自然功 率因数所占比例进行估算（见表 A.1 所示）； Kmax 最大负荷率（取 0.75 至 1.0）和 Sn 变压器额定 容 量可以根据相应的设计规范选取， cos2 补偿后的平均功率因数，高压侧补偿取 0.95。 表 A.1 典型负荷自然功率因数 cos1 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 0.35 0.6 锻压设备 0.55 0.6 农副加工 0.

22、50 0.7 金属加工 0.55 0.6 铸钢铸铁 0.65 0.7 家用电器 0.50 0.8 提升、传输 0.50 0.7 水泵、风机 0.70 0.8 家用电热 0.90 1.0 纺织机械 0.65 0.7 造纸设备 0.70 0.75 感应电动机空载 0.2 以下 电力排灌 0.60 0.8 整流设备 0.85 0.9 感应电动机满载 0.85 0.9 工业电热 0.50 0.8 照明电器 0.30 0.7 配电变压器空载 0.15 以下 A.2 分散就地补偿容量 Qc 的计算公式 （ A.2） 式（ A.2）中： Qc 并联电容器的补偿容量，单位为千乏， kvar； Pmax 高峰用

23、电时段内的最大有 功负荷，单位为千瓦， kW； Qmax 高峰用电时段内的最大无功负荷，单位为千乏， kvar； cos1 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见附表 1； cos2 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。 A.3 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（ A.1）和式（ A.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，分别见表 A.2（ Kmax 取 0.8）和附表 3 所 示。表

24、A.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。速查表考虑了电容器器件标准容量以及容量组合的因素。 DB42/T 1112 2015 7 表 A.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 (cos1)补偿到高压侧 0.95， Kmax 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 4

25、5 30 160 105 105 90 90 90 90 75 75 60 60 45 45 200 120 120 120 120 105 105 90 90 75 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 3

26、75 375 360 345 330 315 285 270 240 210 180 120 800 480 465 450 435 420 390 360 330 300 270 210 165 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 1600 945 930 900 855 825 780 720 660 600 525 420 315 2000 1185 1155 1125 1080 1020 975 900 825

27、750 645 525 390 2500 1485 1440 1395 1335 1275 1215 1125 1035 930 810 660 480 表 A.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 (cos1)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 90 210 180 150 135 105 90 75 60 60 45 30 15 110 270 225 19

28、5 165 135 120 105 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 45 225 555 465 390 330 285 240 210 180 150 120 90 60 250 615 510 435 375 3

29、15 270 240 195 165 135 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 930 795 675 585 495 420 360 300 240 180 120 500 1230 1035

30、 885 750 645 555 480 405 330 270 195 135 DB42/T 1112 2015 8 附 录 B （资料性附录） 典型补偿方式接线图 为 了规范和方便设计，以国家标准 GB/T 25839 2010零过渡过程低压动态无功功率补偿装置 的产品命名为例，给出几种常见的典型补偿方式接线图。 B.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 B.1 所示。 图 B.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 B.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 B.2 所 示。 图 B.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 DB42/T 1112 2015 9 参 考 文 献 1国家电网公司，国民经济行业用电分类标准， 2004 年 2王兆安等，谐波抑制和无功功率补偿，机械工业出版社，北京， 2001 年 3李致恒等，城乡电力网无功补偿技术，水利电力出版社 ，北京， 1989 年 _