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1、广东省地方标准电力用户无功补偿配置设计规范编制说明电力用户无功补偿配置设计规范标准起草小组2018年5月广东省地方标准电力用户无功补偿配置设计规范编 制 说 明一、标准制定的背景 无功补偿是一种提高电能利用效率、降损节能、改善电压质量的有效措施，被国家作为一个强制性的节能要求，在新建项目的供电系统中必须采用，否则供电部门不予审批。国家还出台了功率因数调整电费办法(（83）水电财字第215号文件，至今仍在执行)，引导和鼓励电力用户管理和使用好无功补偿设备。为了加快资源节约型和环境友好型社会建设，国务院出台文件（关于进一步加强节油节电工作的通知国发（2008）23号）提高了无功补偿的考核指标，要求
2、“加强无功管理，变压器总容量在100千伏安以上的高电压等级用电企业的功率因数要达到0.95以上，其他用电企业的功率因数要达到0.9以上。” 然而，目前广东省和全国一样，无功补偿主要采用传统的电容投切型无功补偿技术及标准。由于技术水平落后，无功补偿装置的使用效果距离国务院的要求差异较大。据调查，作为全国需求侧管理的试点城市-佛山市（节能减排工作走在广东省前面），截止2013年12月31日，共有变压器总容量在100千伏安以上的高电压等级专变用户22392家，公变23269台；年平均功率因数低于0.95的专变用户14977家，公变18631台，分别占专变用户和公变的66.89%和80.07%。201
3、3年全市新增这类专变用户总容量133.76万（kVA），1219（家）；公变总容量24.51万（kVA），464台。年平均功率因数低于0.95的新增专变用户997家，公变400台，分别占专变用户和公变总数的81.8%和86.2%。新增这类电力用户（专变用户和公变用户）的年平均功率因数呈下降趋势。目前，我国传统的低水平无功补偿技术标准和先进技术水平的无功补偿技术标准并存，但在大多数情况下，尤其是负荷变化频繁和电能质量要求高的变压器总容量在100千伏安以上的高电压等级电力用户功率因数无法达到0.95。为了提高广东省电力用户功率因数的达标率，有必要从设计源头抓起，结合广东省电力需求侧管理和节能减排工
4、作实际，制定广东省电力用户无功补偿配置设计规范，根据电力用户的不同负荷性质和不同供电质量要求，选取和执行不同的无功补偿技术标准。从而达到促进广东省节能减排工作、改善电能质量、提高电能利用效率和电气设备的工作效率、降低产值能耗、提高广东省电力用户的供用电系统安全经济运行水平和经济效益的目的。本标准实施后5年内广东省专变用户和公变的平均功率因数提高到0.95以上的达标率可以达到95%以上，仅佛山市可以节约电能365837.10万千瓦时，节约标准煤120.72万吨，减少二氧化碳排放300.96万吨；减少电力用户的电费支出182918.58万元。可以进一步降低广东省企业生产成本和产值能耗，提高电能利用
5、效率，进而有效推动广东省节能减排工作，提高供电企业和电力用户的经济效益和社会效益，缓解广东省高峰负荷期用电紧张的局面，加快两型社会建设。 二、标准的任务来源根据粤质监标函2015402号广东省质监局关于批准下达2015年省地方标准制修订计划项目（第一批）的通知下达的标准制修订计划，电力用户无功补偿配置设计规范于2015年7月正式列入广东省地方标准制订计划，起草单位为南方电网综合能源有限公司、武汉大学、广东省标准化研究院。本标准在项目执行过程中，由于南方电网综合能源有限公司负责本项目的人员发生变动，无法继续保障本项标准的按时完成，经各起草单位协商，建议由中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公
6、司作为本项标准的第一负责起草单位，南方电网综合能源有限公司不再参加该项标准的制定工作。同时，增加武汉国想电力科技股份有限公司作为参编单位。变更请示上报广东省质监局，并获得广东省质监局的批准。该标准由广东省质量技术监督局提出并归口管理，由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和武汉国想电力科技股份有限公司承担起草工作。三、 标准编制的原则本着“科学、适度、可行”的原则，广东省地方标准电力用户无功补偿配置设计规范的推出是为了满足广东省不同电力负荷用户的需求，采用相匹配的不同无功补偿配置技术标准，以达到采用该标准的电力用户具有安全、环保、增效和节能的经济效益和社会
7、效益，更好地促进广东省节能减排工作和两型社会的发展，既考虑标准的前瞻性又顾及产业链上下游企业的实际状况，同时，充分听取各方意见，确保本标准既可作为质量监督检查机构监督、指导工程设计与实施的基础文件，又可作为产业链的各环节商务交涉的重要依据。四、标准的制定过程为了顺利完成该地方标准的制定工作，我们成立了由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等单位参与的标准起草小组，制定了标准编制计划，标准编制小组对电力用户无功补偿配置项目以及相关标准广泛的调研与分析，并于2016年6月形成标准框架草案。2016年9月编制完成了该标准的工作组讨论
8、稿。2016年12月完成了该标准的征求意见稿。标准起草小组于2017年3月13日起，将征求意见稿及其编制说明以电邮函件的形式向全省21个地市的质监系统标准化部门、2个编码所和监督检测所部门、1个行业协会、12个行业企业，8个科研机构高校，6个电力用户等共50个单位发送，同时在网上公开征集社会各界的意见。经过1个月的征求意见期，起草小组采用电话、邮件等多种方式回收意见。共计收到7个单位邮件反馈回复，其中共3条意见。为了征得更多专家的意见，于此，2017年5月26日召开了专家研讨会，邀请了广东工业大学自动化学院、南网电科院计量与用电所、深圳供电局电网规划研究中心、深圳供电局客户服务中心、佛山电力设
9、计院、广东省标准化研究院、广东省粤电集团沙角A电厂、广州市南瑞电力建设有限公司和珠海瓦特电力设备有限公司等9个单位的专家，对该标准的条款内容进行了认真的研讨，并提出了完善标准意见和建议，研讨会专家提出意见和进一步收集意见共18条，采纳和部分采纳16条，保留2条。在此基础上对该标准进行了进一步修改完善，提交送审稿。2018年5月，召开电力用户无功补偿配置设计规范专家审定会，会上专家组对标准送审稿进行审议，提出了19条意见与建议，经过起草小组的汇总处理，其中意见建议采纳18条，部分采纳1条，并形成了电力用户无功补偿配置设计规范报批稿。五、确定标准主要内容的依据本标准主要内容共7章，包括：范围、规范
10、性引用文件、术语和定义、总则、分类、电力用户无功补偿设计容量与性能要求、电力用户无功补偿典型配置。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。本标准适用于变压器容量为100kVA及以上，20kV及以下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设计。2、规范性引用文件本章引用了5个国家标准，相关情况和说明见下文引用章节的内容。3、术语和定义本章对本标准中必要的4个术语进行了定义，即：无功补偿装置、无功补偿容量、抗谐波功能和零过渡过程。3.1 无功补偿装置定义为由电容器、电抗器以及相应的电气一次及二次配
11、套元件组成用于补偿无功功率的系统，以便区别其它类型的无功补偿设备，例如：同步调相机。3.2 无功补偿容量定义为电力用户无功补偿设备的全部额定容性无功容量和感性无功容量，以便区别实际无功补偿容量。3.3 抗谐波功能定义为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，以便在谐波环境下无功补偿设备仍能正常工作。3.4 零过渡过程 定义为在电容器投切电网的过程中，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，即不产生过电压和过电流，的物理现象称为零过渡过程，以便区别其它类型的无功补偿技术。4、总则本章对补偿原则、规定功率因数、技术标准、补偿方式等内
12、容进行了规定。4.1 补偿原则根据无功功率就地平衡的基本原则，规定了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：1) 低压部分的无功功率，应由低压电容器补偿；2) 高压部分的无功功率，宜由高压电容器补偿；3) 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；4) 补偿基本无功功率的电容器组，应在配变电所内集中补偿；5) 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 规定功率因数根据国务院2008年23号文关于进一步加强节油节电工作的通知的要求规定了规定功率因数应达到的标准，即：变压器总容量在100kVA以上，20kV及以下电压等
13、级供电的电力用户以及电网公用变压器台区的功率因数要达到0.95以上，其他电力用户的功率因数要达到0.90以上。4.3 补偿方式根据无功补偿配置应满足经济、实用、安全、可靠的要求，规定了集中补偿、分散和就地补偿、三相共补、分相补偿、混合补偿的配置原则和要求。5、 电力用户分类和技术要求本章对电力用户分类和技术要求等内容进行了规定。5.1 电力用户分类根据主要负荷性质和行业特点，对变压器容量为100kVA及以上的高电压供电的电力用户分为5类，以便根据不同类型的电力用户的应用需求，配置其满足生产要求，安全、可靠、经济和实用的无功补偿技术标准和产品。具体分类见附录B。5.2 技术要求5.2.1 对于具
14、体大功率冲击性、非线性、三相不平衡、谐波严重、变化频繁、电压波动超过GB/T 12326中规定限值的负荷，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，低压无功补偿宜采用零过渡过程控制技术，满足电力用户的安全、环保、节能和增效的需求，或采用具有相同技术效果的其它无功补偿技术，以确保电容器组投切过程中不产生过电压和过电流,而且电力用户规定功率因数不低于4.2的规定。5.2.2对于负荷变化不超过GB/T 12326中规定的限只、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可采用零过渡过程控制技术，也
15、可以选用其它无功功率补偿技术，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 本章根据无功补偿设备安全、节能、环保、高效、经济运行要求，规定了设计容量、投切组数、抗谐波功能和电容器额定电压的技术要求。 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。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。 （.1）式（1）中：Qc-变压器集中补偿容量，单位为千乏（kvar）；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（如表A.1所示）；Kmax最大负荷率（取0.75至1.0）；Sn变压器额定容量，单位为千伏安（kVA）；cos2补偿后的平均功率因数，高压侧补偿取0.95。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。 （2）式（2）中：Qc分散和就地补偿容量，单位为千乏（kvar）；Pmax高峰用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
