DB5104 T 55-2022 功率因数治理技术规范.pdf

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1、I C S 2 7.0 1 0C C S F 0 1DB5104四 川 省（攀 枝 花 市）地 方 标 准D B 5 1 0 4/T 5 5 2 0 2 2功 率 因 数 治 理 技 术 规 范2 0 2 2-0 1-1 8 发 布 2 0 2 2-0 2-1 8 实 施攀 枝 花 市 市 场 监 督 管 理 局发 布D B 5 1 0 4/T 5 5 2 0 2 2I前 言本 文 件 按 照 G B/T 1.1 2 0 2 0 标 准 化 工 作 导 则 第 1 部 分:标 准 化 文 件 的 结 构 和 起 草 规 则 的 规 定 起草。本 文 件 由 攀 枝 花 市 经 济 和 信 息

2、化 局 提 出。本 文 件 由 攀 枝 花 市 经 济 和 信 息 化 局 归 口。本 文 件 主 要 起 草 单 位：攀 枝 花 钢 城 集 团 有 限 公 司。本 文 件 参 与 起 草 单 位：攀 枝 花 学 院、四 川 省 节 能 协 会、攀 枝 花 瑞 杰 节 能 环 保 科 技 有 限 公 司、重 庆 路之 生 科 技 有 限 责 任 公 司。本 文 件 主 要 起 草 人：朱 胜 良、王 聪、罗 山、付 强、徐 苹、孙 乙 富。本 文 件 首 次 制 定 发 布。D B 5 1 0 4/T 5 5 2 0 2 21功 率 因 数 治 理 技 术 规 范1 范 围本 文 件 规 定

3、 了 电 力 用 户 进 行 功 率 因 数 治 理 的 术 语 和 定 义、总 则、技 术 方 案 及 主 要 性 能 要 求。本 文 件 适 用 于 供 电 电 压 等 级 在 0.3 8 k V 1 1 0 k V，变 压 器 容 量 在 5 0 k V A 及 以 上 的 电 力 用 户 无 功 补 偿、功率 因 数 提 升，也 适 用 于 该 条 件 下 电 网 公 用 配 变 电 所 的 无 功 功 率 补 偿 配 置 设 计。电 力 用 户 功 率 因 数 治 理 技术 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

4、 范 性 引 用 文 件下 列 文 件 中 的 内 容 通 过 文 中 的 规 范 性 引 用 而 构 成 本 文 件 必 不 可 少 的 条 款。其 中，注 日 期 的 引 用 文 件，仅 该 日 期 对 应 的 版 本 适 用 于 本 文 件。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。G B 5 0 2 2 7 2 0 1 7 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功 率 因 数 p o w e r f a c t o r有 功 功 率 与

5、 视 在 功 率 的 比 值，衡 量 电 气 设 备 效 率 的 一 个 系 数。可 由 同 一 检 测 点 电 压、电 流 相 位 差 的余 弦 值 表 示。3.2抗 谐 波 功 能 a n t i-h a r m o n i c f u n c t i o n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。3.3零 过 渡 过 程 z e r o t r a n s i t i o n p r o c e s s在 电 容 器 投 切 过 程 中，通 过 检 测 和 控 制 技

6、术，使 系 统 的 动 态 电 压 和 电 流 的 非 周 期 分 量 接 近 零，补 偿过 电 压 和 过 电 流。3.4电 抗 率 r e a c t a n c e r a t e并 联 电 容 器 装 设 的 串 联 电 抗 器 的 额 定 感 康 与 串 联 连 接 的 电 容 器 的 额 定 容 抗 之 比，以 百 分 数 表 示。D B 5 1 0 4/T 5 5 2 0 2 224 总 则4.1 功 率 因 数 的 设 计 值4.1.1 3 5 k V 及 以 上 供 电 的 电 力 用 户，在 变 压 器 最 大 负 荷 时，其 一 次 侧 功 率 因 数 应 不 低 于 0

7、.9 5，在 任 何情 况 下 不 应 向 电 网 倒 送 无 功。4.1.2 1 0 0 k V A 及 以 上 1 0 k V 供 电 的 电 力 用 户，其 功 率 因 数 宜 达 到 0.9 5 以 上。4.1.3 其 他 电 力 用 户，其 功 率 因 数 不 宜 低 于 0.9 0。4.2 功 率 因 数 的 提 升 方 式4.2.1 集 中 补 偿负 荷 较 集 中、离 配 电 母 线 较 近、补 偿 容 量 1 0 0 k V A 及 以 上 的 场 所，宜 在 变 电 站 或 用 户 总 配 电 室 低 压 母线，配 置 集 中 补 偿 基 本 无 功 功 率 的 电 力 电

8、 容 器 组。4.2.2 分 组 补 偿负 荷 相 对 集 中 且 补 偿 容 量 大 于 1 0 0 k W 及 以 上 的 工 厂，宜 在 分 组 配 电 母 线 的 低 压 侧 装 设 无 功 补 偿 装 置。4.2.3 就 地 补 偿容 量 较 大，负 荷 平 稳 且 经 常 使 用 的 用 电 设 备，如 7 5 k W 以 上 电 动 机，宜 在 用 电 设 备 附 件 装 设 无 功 补 偿装 置 就 地 补 偿。4.2.4 补 偿 方 式 的 选 择4.2.4.1 集 中 补 偿 与 分 组 就 地 补 偿 相 结 合，以 分 组 就 地 补 偿 为 主；4.2.4.2 高 压

9、 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。4.2.4.3 补 偿 方 式 位 置 示 意 图 见 图 1。图 1 并 联 电 容 器 及 配 套 连 接 方 式D B 5 1 0 4/T 5 5 2 0 2 234.3 功 率 因 数 调 整 电 费 方 案对 工 业 用 户 实 行 按 功 率 因 数 调 整 电 费 方 案，宜 加 装 有 功、无 功 电 量 的 电 度 表，来 计 算 月 平 均 高 峰 功率 因 数，具 体 电 费 调 整 方 式 见 表 1。表 1 以 0.9 0 为

10、 标 准 值 的 功 率 因 数 调 整 电 费 表减收电费 增收电费实际功率因数 月电费减少 实际功率因数 月电费增加 实际功率因数 月电费增加0.9 0 0.0 0 0.8 9 0.5 0.7 5 7.50.9 1 0.1 5 0.8 8 1.0 0.7 4 8.00.9 2 0.3 0 0.8 7 1.5 0.7 3 8.50.9 3 0.4 5 0.8 6 2.0 0.7 2 9.00.9 4 0.6 0 0.8 5 2.5 0.7 1 9.50.9 5 1.0 0 0.7 50.8 4 3.0 0.7 0 1 0.00.8 3 3.5 0.6 9 1 1.00.8 2 4.0 0.6

11、 8 1 2.00.8 1 4.5 0.6 7 1 3.00.8 0 5.0 0.6 6 1 4.00.7 9 5.5 0.6 5 1 5.00.7 8 6.0 功 率 因 数 自 0.6 4 及 以 下，每 降 低 0.0 1电费增加2 0.7 7 6.50.7 6 7.04.4 功 率 因 数 治 理 技 术 范 围4.4.1 对 于 谐 波 超 过 表 2 限 值、对 电 网 影 响 大 的 电 力 用 户，采 用 零 过 渡 过 程 低 压 无 功 补 偿 技 术，或 采用 其 他 无 功 补 偿 技 术，满 足 公 用 电 网 电 能 质 量 的 要 求，使 规 定 功 率 因 数

12、不 低 于 本 文 件 4.1 的 规 定。表 2 各 电 压 等 级 谐 波 源 引 起 的 谐 波 电 压 允 许 值系统标称电压(k V)电压总谐波畸变率(%)各次谐波电压含有率(%)奇次 偶次0.3 8 5.0 4.0 2.06 和 1 0 4.0 3.2 1.63 5 3.0 2.1 1.21 1 0 2.0 1.6 0.84.4.2 对 电 能 质 量 要 求 较 高、对 电 网 影 响 不 大 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 本 文 件 4.1 规 定 时，应 提 高 技 术 标 准 进 行

13、 节 能 技 术 改 造。5 功 率 因 数 测 量 及 判 定5.1 测 量 工 具根 据 现 场 需 要，选 择 功 率 因 数 表、电 压 表、电 流 表、电 能 质 量 测 试 仪、多 功 能 电 度 表、累 时 器 等。5.2 测 量 方 式D B 5 1 0 4/T 5 5 2 0 2 245.2.1 功 率 因 数 表 法 测 量根 据 功 率 因 数 c o s 的 定 义，测 量 电 压 相 位 u 与 电 流 相 位 i，按 公 式(1)计 算 出 功 率 因 数，计 算 的 功率 因 数 是 瞬 时 值。c os c os()u i（1）5.2.2 功 率 法 测 量使

14、用 电 能 质 量 测 试 仪，测 量 配 电 系 统 的 有 功 功 率 P、视 在 功 率 S 或 无 功 功 率 Q，用 有 功 功 率 和 视 在 功率 的 比 值 按 公 式(2)计 算 功 率 因 数。电 能 质 量 测 试 仪 测 量 结 果 可 以 是 瞬 时 功 率 因 数 值，也 可 以 是 一 段 时间 的 平 均 值，取 决 于 测 量 仪 器 的 数 据 采 集 频 率 和 测 量 时 间 的 设 定。2 2c o s/P S P P Q（2）5.2.3 电 量 法 测 量使 用 多 功 能 电 度 表 及 累 时 器，测 量 一 段 时 间 的 有 功 电 量 和

15、无 功 电 量 数 据，按 公 式(3)计 算 出 功 率 因数 值。这 种 方 法 测 量 的 是 一 段 时 间 的 平 均 功 率 因 数 值。2 2c os/m m r mW W W（3）式 中：W m 有 功 电 能 表 读 数，单 位 为 千 瓦 时(k W h)；W r m 无 功 电 能 表 读 数，单 位 为 千 乏(k v a r h)。5.3 无 功 补 偿 改 造 判 定根 据 5.2 对 功 率 因 数 进 行 测 量 及 计 算，功 率 因 数 大 于 等 于 0.9 5 的，不 需 要 进 行 无 功 补 偿；功 率 因 数介 于 0.9 0.9 4 的，可 增

16、加 无 功 补 偿 装 置 进 行 改 造；功 率 因 数 低 于 0.9 的，应 进 行 无 功 补 偿，补 偿 后 的 功率 因 数，不 应 低 于 0.9 5。无 功 补 偿 改 造 判 定 见 表 3。表 3 无 功 补 偿 改 造 判 定 汇 总 表判定值 调节电费（奖罚）是否改造c o s 0.9 惩罚 应改造c o s=0.9 不奖不罚 可改造0.9 c o s 0.9 4 奖励 可改造c o s 0.9 5 奖励 不改造6 功 率 因 数 改 造 技 术 路 径6.1 无 功 补 偿 设 备 的 选 择6.1.1 改 造 部 门 应 根 据 电 力 用 户 的 负 荷 性 质

17、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。D B 5 1 0 4/T 5 5 2 0 2 256.1.2 在 1 1 0 k V 以 下 的 电 网 中，宜 选 用 具 有 提 高 负 荷 功 率 因 数、改 善 电 压 质 量、减 少 网 损、提 高 设 备利 用 率 及 提 升 系 统 电 压 稳 定 性 等 特 点 的 电 力 电 容 器 组 进 行 无 功 功 率 补 偿。6.2 集 中 补 偿 容 量 计 算工 业 企 业 用 户 提 高 功 率 因 数 需 要 确 定

18、无 功 补 偿 容 量，集 中 补 偿 电 容 器 组 安 装 于 工 业 企 业 降 压 变 电 所母 线、电 力 用 户 总 配 电 室。变 压 器 集 中 补 偿 容 量 按 公 式(4)计 算：1 c os/1 1 c os/12212m a x K S Qn c（4）式 中：cQ 补 偿 容 量，单 位 为 千 乏(k v a r)；nS 变 压 器 额 定 容 量，单 位 为 千 伏 安(k V A)；m a xK 最 大 负 荷 率（取 0.7 5 1）；1c o s 补 偿 前 的 功 率 因 数；2c o s 补 偿 后 的 平 均 功 率 因 数。6.3 分 组 就 地 补

19、 偿 容 量 计 算分 组 补 偿 主 要 用 于 补 偿 1 0 k V 配 电 线 路 的 无 功 负 荷 和 配 电 变 压 器 消 耗 的 功 率。就 地 补 偿 主 要 用 于 电 动机 等 容 量 较 大 用 电 设 备。分 组 就 地 补 偿 容 量 按 公 式(5)计 算：1 c os/1 1 c os/12212m a x P Qc（5）式 中：m a xP 高 峰 用 电 时 段 的 最 大 有 功 负 荷，单 位 为 千 瓦(k W)。6.4 补 偿 功 率 因 数 确 定6.4.1 补 偿 前 的 功 率 因 数 c o s 1 应 采 用 最 大 负 荷 日 平 均

20、功 率 因 数，补 偿 后 的 功 率 因 数 c o s 2可 根 据 本 文件 4.1 进 行 选 择，通 常 高 压 侧 补 偿 取 0.9 5。6.4.2 在 高 功 率 因 数 下 进 行 补 偿，其 效 益 将 显 著 下 降，应 综 合 考 虑 是 否 要 对 已 达 标 功 率 因 数 进 行 补 偿。6.4.3 补 偿 功 率 可 通 过 表 4 进 行 速 查。D B 5 1 0 4/T 5 5 2 0 2 26表 4 补 偿 容 量 速 查 表（k v a r）变压器容量S n(k V A)功率因数补偿到高压侧 0.9 5，K m a x 取0.80.6 0.6 5 0.

21、7 0.7 5 0.8 0.8 5 0.93 1 5 1 6 5 1 5 0 1 3 5 1 2 0 1 0 5 9 0 6 04 0 0 1 9 5 1 8 0 1 6 5 1 5 0 1 3 5 1 0 5 9 05 0 0 2 5 5 2 2 5 2 1 0 1 9 5 1 6 5 1 3 5 1 0 56 3 0 3 1 5 2 8 5 2 7 0 2 4 0 2 1 0 1 8 0 1 2 08 0 0 3 9 0 3 6 0 3 3 0 3 0 0 2 7 0 2 1 0 1 6 51 0 0 0 4 9 5 4 5 0 4 2 0 3 7 5 3 3 0 2 7 0 1 9 56

22、.5 补 偿 量 修 正当 电 容 器 额 定 电 压 的 选 取 高 于 运 行 电 压，实 际 补 偿 容 量 会 下 降，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 公 式(6)计 算：CCC NC NQUUQ22（6）式 中：C NQ 补 偿 装 置 的 设 计 额 定 补 偿 容 量，单 位 为 千 乏(k v a r)；C NU 电 容 器 的 额 定 电 压，单 位 为 千 伏(k V)；CU 电 容 器 接 入 点 电 网 标 称 电 压，单 位 为 千 伏(k V)；CQ 补 偿 装 置 的 补 偿 容 量，单

23、 位 为 千 乏(k v a r)。6.6 谐 波 治 理6.6.1 具 有 大 功 率 非 线 性 负 荷 的 电 力 用 户，宜 在 电 容 器 回 路 串 联 适 当 阻 抗 值 的 电 抗 器，使 无 功 补 偿 装置 具 有 抗 谐 波 功 能。6.6.2 串 联 电 抗 器 的 选 型、电 抗 率 的 选 择 应 符 合 G B 5 0 2 2 7 2 0 1 7 中 5.5 的 规 定。6.6.3 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。7 无 功 补 偿 的 效 益7.1

24、 无 功 补 偿 降 损 收 益网 络 的 功 率 因 数 由 c o s 1 提 高 到 c o s 2 时，考 虑 电 网 的 可 变 损 耗，由 于 功 率 因 数 改 善，造 成 网 络 的 电压 升 高，电 网 有 功 损 耗 下 降，无 功 补 偿 的 经 济 效 益 按 公 式(7)计 算：公 式 推 导 见 附 录 A。21 1 2(2 c os()2 s i n)Q pG G（7）式 中：D B 5 1 0 4/T 5 5 2 0 2 27 1 提 高 功 率 因 数 至 c o s 2 时 相 位 角 对 应 的 正 切 值，1=t a n 2；2 定 义 为 1=t a

25、n 2 Q；Q 定 义 为 Q=P t a n 2；G p 有 功 电 能 单 位 电 价，单 位 为 元/M W h；电 网 平 均 损 失 率；电 源 电 压 与 负 荷 端 电 压 相 量 的 夹 角。正 常 稳 定 的 电 网，s i n=0.1 5 0.3 5。7.2 可 调 电 费 收 益7.2.1 对 于 实 行 按 功 率 因 数 调 整 电 费 的 用 户，按 电 力 公 司 要 求 在 计 费 计 量 点 加 装 有 防 倒 装 置 的 反 向 无功 电 度 表，计 算 月 平 均 功 率 因 数。7.2.2 根 据 计 算 的 功 率 因 数，高 于 或 低 于 规 定

26、标 准 时，在 按 照 规 定 的 电 价 计 算 出 其 当 月 电 费 后，再 按照“功 率 因 数 调 整 电 费 表”所 规 定 的 百 分 数 增 减 电 费。7.2.3 改 造 前 调 节 电 费 按 公 式(8)计 算：G 1=E G p(1+1%)（8）式 中：E 月 有 功 电 量，单 位 为 兆 瓦 时(M W h)；G p 功 率 因 数 为 0.9 时，月 有 功 电 量 单 位 电 价，单 位 为 元/M W h；1 补 偿 前，功 率 因 数 高 于 0.9 时，所 对 应 的 月 电 费 降 低 比 例。7.2.4 改 造 后 调 节 电 费 按 公 式(9)计

27、算：G 2=E G p(1 2%)（9）式 中：2 补 偿 后，功 率 因 数 高 于 0.9 时，所 对 应 的 月 电 费 降 低 比 例。7.2.5 改 造 后 调 节 电 费 收 益 按 公 式(1 0)计 算：G=E G p(1%2%)（1 0）D B 5 1 0 4/T 5 5 2 0 2 28A A附 录 A（资 料 性）无 功 补 偿 的 降 损 收 益 计 算 公 式 推 导A.1 电 网 的 可 变 损 耗，在 无 功 补 偿 前 的 数 值 为：式 中：P 网 络 首 端 有 功 功 率；电 网 平 均 损 失 率。A.2 当 投 入 无 功 补 偿 容 量 之 后，电

28、网 的 平 均 功 率 因 数 将 会 提 高，网 络 损 耗 将 会 从 下 降 到，有 功损 耗 的 下 降 值 则 为：因 此，在 1 h 内，其 经 济 效 益 为：式 中：有 功 电 价，元/(k W h)；无 功 电 价，元/(k v a r h)。A.3 当 网 络 的 功 率 因 数 由 c o s 1 提 高 到 c o s 2 时，其 平 均 降 损 当 量 为：式 中：1=t a n 2；2=t a n 1；Q=P t a n 2。A.4 考 虑 由 于 功 率 因 数 改 善，造 成 网 络 的 电 压 升 高，电 网 有 功 损 耗 下 降，其 增 量 为：D B 5 1 0 4/T 5 5 2 0 2 29式 中：电 源 电 压 与 负 荷 端 电 压 相 量 的 夹 角。正 常 稳 定 的 电 网，=0.1 5 0.3 5。A.4.1 无 功 补 偿 的 经 济 当 量 则 为：A.4.2 无 功 补 偿 的 经 济 效 益 为：）式 中，G p 为 有 功 电 能 单 位 电 价，元/M W h。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _