27.01027.010CCSCCSF01DB5104ICSICS攀枝花市市場監督管理局IDB5104/T55—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和起草規則》的規定起本文件由攀枝花市經濟和信息化局提出。本文件由攀枝花市經濟和信息化局歸口。本文件主要起草單位：攀枝花鋼城集團有限公司。本文件參與起草單位：攀枝花學院、四川省節能協會、攀枝花瑞杰節能環保科技有限公司、重慶路之生科技有限責任公司。本文件主要起草人：朱勝良、王聰、羅山、付強、徐蘋、孫乙富。本文件首次制定發布。1DB5104/T55—2022功率因數治理技術規范本文件規定了電力用戶進行功率因數治理的術語和定義、總則、技術方案及主要性能要求。本文件適用于供電電壓等級在0.38kV～110kV，變壓器容量在50kVA及以上的電力用戶無功補償、功率因數提升，也適用于該條件下電網公用配變電所的無功功率補償配置設計。電力用戶功率因數治理技術除應符合本標準的規定外，尚應符合國家現行有關標準的規定。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB50227—2017并聯電容器裝置設計規范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1功率因數powerfactor有功功率與視在功率的比值，衡量電氣設備效率的一個系數。可由同一檢測點電壓、電流相位差的余弦值表示。3.2抗諧波功能anti-harmonicfunction無功補償設備自身不產生諧波，在一定的諧波環境下可以安全可靠工作的功能稱為抗諧波功能。3.3零過渡過程zerotransitionprocess在電容器投切過程中，通過檢測和控制技術，使系統的動態電壓和電流的非周期分量接近零，補償過電壓和過電流。3.4電抗率reactancerate并聯電容器裝設的串聯電抗器的額定感康與串聯連接的電容器的額定容抗之比，以百分數表示。2DB5104/T55—20224總則4.1功率因數的設計值4.1.135kV及以上供電的電力用戶，在變壓器最大負荷時，其一次側功率因數應不低于0.95，在任何情況下不應向電網倒送無功。4.1.2100kVA及以上10kV供電的電力用戶，其功率因數宜達到0.95以上。4.1.3其他電力用戶，其功率因數不宜低于0.90。4.2功率因數的提升方式4.2.1集中補償負荷較集中、離配電母線較近、補償容量100kVA及以上的場所，宜在變電站或用戶總配電室低壓母線，配置集中補償基本無功功率的電力電容器組。4.2.2分組補償負荷相對集中且補償容量大于100kW及以上的工廠，宜在分組配電母線的低壓側裝設無功補償裝置。4.2.3就地補償容量較大，負荷平穩且經常使用的用電設備，如75kW以上電動機，宜在用電設備附件裝設無功補償裝置就地補償。4.2.4補償方式的選擇4.2.4.1集中補償與分組就地補償相結合，以分組就地補償為主；4.2.4.2高壓補償與低壓補償相結合，以低壓補償為主的原則，實行分級補償，實現無功動態就地平衡。4.2.4.3補償方式位置示意圖見圖1。圖1并聯電容器及配套連接方式3DB5104/T55—20224.3功率因數調整電費方案對工業用戶實行按功率因數調整電費方案，宜加裝有功、無功電量的電度表，來計算月平均高峰功率因數，具體電費調整方式見表1。表1以0.90為標準值的功率因數調整電費表月電費減少%月電費增加%月電費增加%功率因數自0.64及以下，每降低0.01電費增加2%4.4功率因數治理技術范圍4.4.1對于諧波超過表2限值、對電網影響大的電力用戶，采用零過渡過程低壓無功補償技術，或采用其他無功補償技術，滿足公用電網電能質量的要求，使規定功率因數不低于本文件4.1的規定。表2各電壓等級諧波源引起的諧波電壓允許值4.4.2對電能質量要求較高、對電網影響不大的電力用戶，可采用零過渡過程控制技術，當電力用戶規定功率因數不符合本文件4.1規定時，應提高技術標準進行節能技術改造。5功率因數測量及判定5.1測量工具根據現場需要，選擇功率因數表、電壓表、電流表、電能質量測試儀、多功能電度表、累時器等。5.2測量方式4DB5104/T55—20225.2.1功率因數表法測量根據功率因數cosφ的定義，測量電壓相位φu與電流相位φi，按公式(1)計算出功率因數，計算的功率因數是瞬時值。cosφ=cos(φu-φi)………（1）5.2.2功率法測量使用電能質量測試儀，測量配電系統的有功功率P、視在功率S或無功功率Q，用有功功率和視在功率的比值按公式(2)計算功率因數。電能質量測試儀測量結果可以是瞬時功率因數值，也可以是一段時間的平均值，取決于測量儀器的數據采集頻率和測量時間的設定。………………5.2.3電量法測量使用多功能電度表及累時器，測量一段時間的有功電量和無功電量數據，按公式(3)計算出功率因數值。這種方法測量的是一段時間的平均功率因數值。cosφ=Wm/………式中：Wm——有功電能表讀數，單位為千瓦時(kW·h)；Wrm——無功電能表讀數，單位為千乏(kvarh)。5.3無功補償改造判定根據5.2對功率因數進行測量及計算，功率因數大于等于0.95的，不需要進行無功補償；功率因數介于0.9～0.94的，可增加無功補償裝置進行改造；功率因數低于0.9的，應進行無功補償，補償后的功率因數，不應低于0.95。無功補償改造判定見表3。表3無功補償改造判定匯總表6功率因數改造技術路徑6.1無功補償設備的選擇6.1.1改造部門應根據電力用戶的負荷性質和對供電質量要求，優先采用先進技術標準和相應的產品，不采用落后淘汰的技術標準和產品。5DB5104/T55—20226.1.2在110kV以下的電網中，宜選用具有提高負荷功率因數、改善電壓質量、減少網損、提高設備利用率及提升系統電壓穩定性等特點的電力電容器組進行無功功率補償。6.2集中補償容量計算工業企業用戶提高功率因數需要確定無功補償容量，集中補償電容器組安裝于工業企業降壓變電所母線、電力用戶總配電室。變壓器集中補償容量按公式(4)計算：Qc=SnKmax………………式中：Qc——補償容量，單位為千乏(kvar)；Sn——變壓器額定容量，單位為千伏安(kVA)；Kmax——最大負荷率（取0.75～1cosφ1——補償前的功率因數；cosφ2——補償后的平均功率因數。6.3分組就地補償容量計算分組補償主要用于補償10kV配電線路的無功負荷和配電變壓器消耗的功率。就地補償主要用于電動機等容量較大用電設備。分組就地補償容量按公式(5)計算：………………式中：Pmax——高峰用電時段的最大有功負荷，單位為千瓦(kW)。6.4補償功率因數確定6.4.1補償前的功率因數cosφ1應采用最大負荷日平均功率因數，補償后的功率因數cosφ2可根據本文件4.1進行選擇，通常高壓側補償取0.95。6.4.2在高功率因數下進行補償，其效益將顯著下降，應綜合考慮是否要對已達標功率因數進行補償。6.4.3補償功率可通過表4進行速查。6DB5104/T55—2022表4補償容量速查表（kvar）6.5補償量修正當電容器額定電壓的選取高于運行電壓，實際補償容量會下降，需要適當增加額定補償容量，無功補償裝置的設計額定補償容量按公式(6)計算：QCN=QC………式中：QCN——補償裝置的設計額定補償容量，單位為千乏(kvar)；UCN——電容器的額定電壓，單位為千伏(kV)；UC——電容器接入點電網標稱電壓，單位為千伏(kV)；QC——補償裝置的補償容量，單位為千乏(kvar)。6.6諧波治理6.6.1具有大功率非線性負荷的電力用戶，宜在電容器回路串聯適當阻抗值的電抗器，使無功補償裝置具有抗諧波功能。6.6.2串聯電抗器的選型、電抗率的選擇應符合GB50227—2017中5.5的規定。6.6.3串聯電抗器的電抗率應根據并聯電容器裝置接入電網處的背景諧波含量的測量值選擇。7無功補償的效益7.1無功補償降損收益網絡的功率因數由cosφ1提高到cosφ2時，考慮電網的可變損耗，由于功率因數改善，造成網絡的電壓升高，電網有功損耗下降，無功補償的經濟效益按公式(7)計算：公式推導見附錄A。GQ=Gp×(2cos2φ1(λ1+λ2)+2ysinθ)………………（7）式中：7DB5104/T55—2022λ1——提高功率因數至cosφ2時相位角對應的正切值，λ1=tanφ2；λ2——定義為λ1=tanφ2－Q；Q——定義為Q=Ptanφ2；Gp——有功電能單位電價，單位為元/MWh；γ——電網平均損失率；θ——電源電壓與負荷端電壓相量的夾角。正常穩定的電網，sinθ=0.15～0.35。7.2可調電費收益7.2.1對于實行按功率因數調整電費的用戶，按電力公司要求在計費計量點加裝有防倒裝置的反向無功電度表，計算月平均功率因數。7.2.2根據計算的功率因數，高于或低于規定標準時，在按照規定的電價計算出其當月電費后，再按照“功率因數調整電費表”所規定的百分數增減電費。7.2.3改造前調節電費按公式(8)計算：式中：E——月有功電量，單位為兆瓦時(MWh)；Gp——功率因數為0.9時，月有功電量單位電價，單位為元/MWh；Δ1——補償前，功率因數高于0.9時，所對應的月電費降低比例。7.2.4改造后調節電費按公式(9)計算：2=E×Gp×(1-Δ2%)………………（9）式中：Δ2——補償后，功率因數高于0.9時，所對應的月電費降低比例。7.2.5改造后調節電費收益按公式(10)計算：G=E×Gp×(Δ1%+Δ2%)………………（10）8DB5104/T55—2022無功補償的降損收益計算公式推導A.1電網的可變損耗RO，在無功補償前的數值為：R,=PY式中：P——網絡首端有功功率；y——電網平均損失率。A.2當投入無功補償容量Q。之后，電網的平均功率因數將會提高，網絡損耗將會從RO下降到R，有功損耗的下降值AR則為：式中：G,——有功電價，元/(kWh)；——無功電價，元/(kvar·