DB44 T 2180-2019 电力用户无功补偿配置设计规范.pdf

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1、ICS 29.240.99 F 20 DB44 广东省 地方标准 DB44/T 2180 2019 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 2180 2019 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、2 4.2 规定功率因数 .2 4.3 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 2180 2019 II 前 言 本标准按

3、 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，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 2180 2019 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

4、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

5、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/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

6、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，不产生和放大谐波。 DB44/T 2180 2019 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

7、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

8、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

9、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 2180 2019 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

10、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（

11、1）计算，也可以查 表，参见附录 C中表 C.2。 )c o s1c o s1( 2212m ax KSQ nc . (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 0.75 1）； 1cos 补偿前的功率因数（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。 CCCNCN QUUQ 2 2 . (2) 式中： cQ 分散和就地补偿容量， kvar；

12、 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大无功负荷， kvar。 DB44/T 2180 2019 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。 CCCNCN QUUQ 2 2 . (3)

13、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

14、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 G

15、B 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，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

16、.2 和 GB/T 9089.3 的规定。 DB44/T 2180 2019 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。 0.55 0.65 （ 45% 55%） Sn 抗谐波， 15 组及以上。 0.65 0.75 （ 35% 45%） Sn 抗谐波， 15 组及以上。 0.75 0.85 （ 30% 35%） Sn 抗谐波， 15组 及以上。 第 4类、 第 5类 0.75 0.85 （ 30% 35%）

17、 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 (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。 DB44/T 2180 2019 6 附 录 A （资料性附录） 典型补偿方式接线图 A.1 普通动态补偿装

18、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 2180 2019 7 附 录 B （规范性附 录） 电力用户分类（适用于本规范） a) 第 1类

19、（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

20、电通信业用电）：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

21、；烟草制品业。 e) 第 5类（商业、公共饮食、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 2180 2019 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 0.35 0.6 锻压设备 0.55 0.6 农副加工 0.50 0.7 金属加工 0.55 0.6 铸钢铸铁 0.65 0.7 家用电器 0.

22、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 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

23、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 10

24、5 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 90 500 300 300 285 270 255 255 225 210 195 165 135 105 630 375 375 360 345

25、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 DB44/T 2180 2019 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

26、.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 1600 945 930 900 855 825 780 720 660 600 525 420 315 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

27、.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 15 110 270 225 195 165 135 120 105 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 1

28、95 165 135 120 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 60 250 615 510 435 375 315 270 240 195 165 135 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

29、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 885 750 645 555 480 405 330 270 195 135 A DB44/T 2180 2019 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： FU1 FUn

30、 第 1 组至第 n 组快速熔断器； L1 Ln 第 1 组至第 n 组串联电抗器； C1 Cn 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； TVc1 TVcn 第 1 组至第 n 组电容器三相电压检测信号； TH1 THn 第 1 组至第 n 组晶闸管开关； THcf1 THcfn 第 1 组至第 n 组晶闸管开关触发控制信号； HL1 HLn 第 1 组至第 n 组电容器投切指示灯； BC1 BCn 第 1 组至第 n 组补偿单元； TH1 THn 第 1 组至第 n 组晶闸管开关也可以内置于三角形

31、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 BC 2 TAS TAC LDB 控制器 TVs TVc1,.,TVCN THcf1,., TVc1 HL1 BC1 TAC TAS THcfN DB44/T 2180 2019 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： FU1 FUn 第 1 组至第 n 组快速熔断器； L1 Ln 第 1 组

32、至第 n 组串联电抗器； C1 Cn 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； TVc1 TVcn 第 1 组至第 n 组电容器三相电压检测信号； TH1 THn 第 1 组至第 n 组晶闸管开关； THcf1 THcfn 第一组至第 n 组晶闸管开关触发控制信号； HL1 HLn 第 1 组至第 n 组电容器投切指示灯； BC1 BCn 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 2180 2019 12 广东省地方标 准 电力用户无功补偿配置设计规范 DB44/T 2180 2019 * 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 DB 44 /T 2 18 0 20 19