供配电系统设计规范GB50052-2009(报批稿)

注：实线表示重负荷时的情况，虚线表示轻负荷时的情况；括号内数字为供电元件的电压损失，无括号数字为电压偏差。

以下列出美国标准处理调压问题的资料，以供借鉴。但应注意美国电动机标准是±10%，不是±5%。从美国标准中也可以看出，他们也是从整体上考虑调压，而不是“各自为政”。

美国电压标准（ANSI C84-1a-1980）的规定：

1 供电系统设计要按“范围A”进行，出现“范围B”的电压偏差范围应是极少见的，出现后应即采取措施设法达到“范围A”的要求。

2 “范围A”的要求：

115~120V系统：

有照明时：用电设备处110~125V；

供电点114~126V。

无照明时：用电设备处108~125V；

供电点114~126V。

460~480V系统（包括480/277V三相四线制系统）：

有照明时：用电设备处440~500V；

供电点456~504V。

无照明时：用电设备处432~500V；

供电点456~504V。

13200V系统： 供电点12870~13860V。

3 电动机额定电压：115V、230V、460V等。

照明额定电压：120V、240V等。

从美国电压标准中计算出的电压偏差百分数：

对电动机：用电设备处（电机端子）无照明时+8.7%、-6%；有照明时+8.7%、-4.4%；

供电点+9.6%、-0.9%。

对照明：用电设备处+4.2%、-8.3%；

  供电点+5%、-5%。

对高压电源（额定电压按13200V）：

照明+5%、-2.5%；

电动机+9.6%、-1.7%。

5.0.7 基于上述原因，10（6）kV变电所的变压器不必有载调压。条文中指出，在符合更严格的条件时，10（6）kV变电所才可有载调压。

5.0.8 在区域变电所实行逆调压方式可使用电设备的受电电压偏差得到改善，详见本规范5.0.6说明。但只采用有载调压变压器和逆调压是不够的，同时应在有载调压后的电网中装设足够的可调整的无功电源（电力电容器、调相机等）。因为当变电所调高输送电压后，线路中原来的有功负荷P和无功负荷Q都相应增加，尤其是因网路的电抗相当大，网路中的变压器电压损失和线路电压损失的增加量均与无功负荷增加量△Q成正比，可以抵消变压器调高电压的效果，所以在回路中应设置无功电源以减小无功负荷Q，并应可调，方能达到预期的调压效果。计算电压损失变化的公式见本规范5.0.5说明。

逆调压的范围规定为0~+5%，本规范5.0.6说明图中证明用电设备端子上已能达到电压偏差为±5%的要求。我国现行的变压器有载调压分接头，220kV、110kV、63kV均为±8×1.25%，35kV为±3×2.5%，10（6）kV为±4×2.5%。

5.0.9 在供配电系统设计中，正确选择供电元件和系统结构，就可以在一定程度上减少电压偏差。

由于电网各点的电压水平高低不一，合理选择变压器的变比（如选35±2×2.5%/10.5kV的变比还是38.5±2×2.5%/10.5kV的变比）和电压分接头，即可将供配电系统的电压调整在合理的水平上。但这只能改变电压水平而不能缩小偏差范围。

采用有载调压变压器也可将供配电系统的电压调整在合理的水平上，但这也是只能改变电压水平而不能缩小偏差范围。

供电元件的电压损失与其阻抗成正比，在技术经济合理时，减少变压级数，增加线路截面，采用电缆供电，或改变系统运行方式，可以减少电压损失，从而缩小电压偏差范围。

合理补偿无功功率可以缩小电压偏差范围，见本规范5.0.5说明。若因过补偿而多支出费用，也是不合理的。

在三相四线制中，如三相负荷分布不均（相线对中性线），将产生零序电压，使零点移位，一相电压降低，另一相电压升高，增大了电压偏差，如图5.0.9所示。由于Y，yn0结线变压器零序阻抗较大，不对称情况较严重，因此应尽量使三相负荷分布均匀。

同样，线间负荷不平衡，则引起线间电压不平衡，增大了电压偏差。

5.0.11 电弧炉等波动负荷引起的电压波动和闪变对其它用电设备影响甚大，如照明闪烁，显象管图象变形，电动机转速不均，电子设备、自控设备或某些仪器工作不正常，从而影响正常生产，因而应积极采取措施加以限制。

第一、二两款是考虑线路阻抗的作用。

第三款是考虑变压器阻抗的作用。波动负荷以弧焊机为例，机器制造厂焊接车间或工段的弧焊机群总容量很大时，宜由专用配电变压器供电。当然，对电压波动和闪变比较敏感的负荷也可以如第五款的措施。

第四款：有关炼钢电弧炉引起电压波动的标准，各国都有一些具体规定，例file:///C:/Users/acer/AppData/Local/Temp/ksohtml/wpsB08B.tmp.png如瑞士的规定是：                的比值，单台时≤1.2%~1.6%，双台时≤2.0%~2.7%，三台及以上时≤2.8%~3.7%。在我国，《电热设备电力装置设计规范》对电弧炉工作短路引起的供电母线的电压波动值作了限制的规定。本款规定“对于大功率电弧炉的炉用变压器由短路容量较大的电网供电”，一般就是由更高电压等级的电网供电。但在电压波动能满足限制要求时，应选用一次电压较低的变压器，有利于保证断路器的频繁操作性能。当然也可以采取其它措施，例如：

1 采用电抗器，限制工作短路电流不大于电炉变压器额定电流的3.5倍（将降低钢产量）。

2 采用静止补偿装置。静止补偿装置对大功率电弧炉或其它大功率波动性负荷引起的电压波动和闪变以及产生的谐波有很好的补偿作用，但它的价格昂贵，故在条文中不直接推荐。

第五款：采用动态补偿或调节装置，直接对波动电压和电压闪变进行动态补偿或调解，以达到快速改善电压的目的。

为使人们了解静止补偿装置（SVC，static var compensator）、动态无功补偿装置和动态电压调节装置，现将其使用状况作简要介绍。

1 静止补偿装置

国际上在60年代就采用SVC，近几年发展很快，在输电工程和工业上都有应用。SVC的类型有：

PC/TCR（固定电容器/晶闸管控制电抗器）型；

TSC（晶闸管投切电容器）型；

TSC/TCR型；

SR（自饱和电抗器）型。

其中PC/TCR型是用的较多的一种。

TCR和TSC本身产生谐波，都附有消除设施。

自饱和电抗器型SVC的特点有：

1）可靠性高。第四界国际交流与直流输出会议于1985年9月在伦敦英国电机工程师学会（IEE）召开，SVC是会议的三个中心议题之一。会议上专家介绍，自饱和电抗器式与晶闸管式SVC的事故率之比为1：7。

2）反映速度更快。

3）维护方便，维护费用低。

4）过载能力强。会议上专家又介绍实例，容量为192Mvar的SVC，可过载到800Mvar（大于4倍），持续0.5s而无问题。如晶闸管式SVC要达到这样大的过载能力，须大大放大阀片的尺寸，从而大幅度提高了成本。

5）自饱和电抗器有其独特的结构特点，例如：三相的用9个芯柱，线圈的连接也比较特殊，目的是自身平衡5次、7次等高次谐波，还采用一个小型的3柱网形电抗器（Mesh Reactor）来减少更高次谐波的影响。但其制造工艺和电力变压器是相同的，所以一般电力变压器厂的生产设备、制造工艺和试验设备都有条件制造这种自饱和电抗器。

6）自饱和电抗器的噪音水平约为80dB，需要装在隔音室内。

7）成套的SVC没有一定的标准，但组成SVC的各项部件则有各自的标准，如自饱和电抗器的标准大部分和电力变压器相同，只是饱和曲线的斜率、谐波和噪音水平等的规定有所不同。

由于自饱和电抗器的可靠性高、电子元件少、维护方便，同时我国有一定条件的电力变压器厂都能制造，所以我国应迅速发展自饱和电抗器式的SVC。

我国原能源部电力科学研究院研制成功的两套自饱和电抗器式SVC已用于轧机波动负荷的补偿。

2 动态无功补偿装置

动态无功补偿装置是在原静止无功补偿装置的基础上，采用成熟、可靠的晶闸管控制电抗器和固定电容器组，即TCR+FC的典型结构，准确迅速地跟踪电网或负荷的动态波动，对变化的无功功率进行动态补偿。动态无功补偿装置克服了传统的静态无功补偿装置响应速度慢及机械触点经常烧损等缺点，动态响应速度快 (小于20ms) ，控制灵活，能进行连续、分相和近似线性的无功功率调节，具有提高功率因数、降低损耗、稳定负载电压、增加变压器带载能力及抑制谐波等功能。

3 动态电压调节装置

动态电压调节装置（DVR，dynamic voltage regulator），也称作动态电压恢复装置（dynamic voltage restorer）是一种基于柔性交流输电技术(Flexible AC Transmission System，简称FACTS)原理的新型电能质量调节装置，主要用于补偿供电电网产生的电压跌落，闪变和谐波等，有效抑制电网电压波动对敏感负载的影响，从而保证电网的供电质量。

串联型动态电压调节器是配电网络电能质量控制调节设备中的代表。DVR装置串联在系统与敏感负荷之间，当供电电压波形发生畸变时，DVR装置迅速输出补偿电压，使合成的电压动态维持恒定，保证敏感负荷感受不到系统电压波动，确保对敏感负荷的供电质量。

与以往的无功补偿装置如自动投切电容器组装置和SVC相比具有如下特点：

1）响应时间更快。以往的无功补偿装置响应时间为几百毫秒至数秒，而DVR为毫秒级。

2）抑制电压闪变或跌落，对畸变输入电压有很强的抑制作用。

3）抑制电网产生的谐波。

4）控制灵活简便，电压控制精准，补偿效果好。

5）具有自适应功能，既可以断续调节，也可以连续调节被控系统的参数，从而实现了动态补偿。

国外对DVR技术的研究开展得较早，形成了一系列的产品并得到广泛应用。西屋（Westinghouse）公司于1996年8月为美国电科院（EPRI）研制了世界上第一台DVR装置并成功投入工业应用；随后ABB、西门子等公司也相继推出了自己的产品，由ABB公司为以色列一家半导体制造厂生产的容量为2×22.5MVA、世界上最大的DVR于2000年投入运行。

我国在近几年也开展了对DVR技术的研究工作，并相继推出了不少产品，但目前产品还主要集中于低压配电网络，高压供电网络中的产品还较少。

5.0.12 谐波对电力系统的危害一般有：

1 交流发电机、变压器、电动机、线路等增加损耗；

2 电容器、电缆绝缘损坏；

3 电子计算机失控、电子设备误触发、电子元件测试无法进行；

4 继电保护误动作或误动；

5 感应型电度表计量不准确；

6 电力系统干扰通讯线路。

关于电力系统的谐波限制，各工业化国家由于考虑问题不同，所采取的指标类型、限值有很大的差别。如谐波次数、低次一般取2，最高次则19、25、40、50不等。有些国家不作限制，而德国只取5、7、11、13次。在所用指标上，有的只规定一个指标，如前苏联只规定了总的电压畸变值不大于5%，而美国则就不同电压等级和供电系统分别规定了电压畸变值，英国则规定三级限制标准等。近期各国正在对谐波的限制不断制订更完善和严格的要求，但还没有国际公认的推荐标准。

我国对谐波的限值标准已经制订。国家标准《电能质量　公用电网谐波》GB/T14549，对交流额定频率为50Hz，标称电压110kV及以下的公用电网谐波的允许值已给出了明确的限制要求。

国外一些国家的谐波限值的具体规定如下：

1 英国电气委员会工程技术导则G5/3

第一级规定：按表5.0.12-1规定，供电部门可不必考虑谐波电流的产生情况。

第二级规定：设备容量如超过第一级规定，但满足下列规定时，允许接入电力系统。

1）用户全部设备在安装处任何相上所产生的谐波电流都不超过表5.0.12-2中所列的数值；

2）新负荷接入系统之前在公共点的谐波电压不超过表5.0.12-3值的75%；

3）短路容量不是太小。

第三级规定：接上新负载后的电压畸变不应超过表5.0.12-3的规定。

2 美国国家标准ANSI/IEEE Std 519静止换流器谐波控制和无功补偿导则，其电力系统电压畸变限值见表5.0.12-4及表5.0.12-5。

3 日本电力会社的规定。其高次谐波电压限值见表5.0.12-6。

4 德国VDEN标准。其电压畸变限值见表5.0.12-7。

表5.0.12-2  第二级规定的用户接入系统处谐波电流允许值

供电电压 （kV）	谐波电流次数及限值（有效值A）
	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
0.415	48	34	22	59	11	40	9	8	7	19	6	16	5	5	5	6	4	6
6.6和11	13	8	6	10	4	8	3	3	3	7	2	6	2	2	2	2	1	1
33	11	7	5	9	4	6	3	2	2	6	2	5	2	1	1	2	1	1
132	5	4	3	4	2	3	1	1	1	3	1	3	1	1	1	1	1	1

表5.0.12-1  第一级规定中换流器和交流调压器最大容量

供电电压 （kV）	三相换流器（kVA）			三相交流调压器（kVA）
	3脉冲	6脉冲	12脉冲	6组可控硅	3组可控硅 3组二极管
0.415	8	12		14	10
6.6和11	85	130	250	150	100

表5.0.12-3  供电系统任何点的谐波电压最大允许值

供电电压 （kV）	谐波电压总值 （%）	单独的谐波电压值（%）
		奇  次	偶  次
0.415	5	4	2
6.6和11	4	3	1.75
33	3	2	1
132	1.5	1	0.5

表5.0.12-4  中压和高压电力系统谐波电压畸变限值

供电电压 （kV）	专线系统（%）	一般系统（%）
2.4~69	8	5
115及以上	1.5	1.5

表5.0.12-5  460V低压系统的谐波电压畸变限值

系统类别	ρ	AN（VμS）	电压畸变（%）
特殊场合	10	16400	3
一般系统	5	22800	5
专线系统	2	36500	10

注：1  ρ——总阻抗/整流器支路的阻抗。

   2  AN——整流槽降面积。

   3  特殊场合指静止整流器从一相换到另一相时出现的槽降电压变化速度会引起误触发事故的场合。一般系统指静止整流器与一般设备合用的电力系统。专线系统指专供静止整流器与对电压波形畸变不敏感负荷的电力系统。

表5.0.12-6  高次谐波电压限值

电压等级（kV）	各高次谐波电压（%）	总畸变电压（%）
66及以下	1	2
154及以上	0.5	1

表5.0.12-7  电压畸变限值

file:///C:/Users/acer/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DCB.tmp.png 电压 畸变限值	谐波 次数	5	7	11	13
中压线路		5次+7次=5%		11次+13次=3%
中压线路上的变换装置		3%	3%	2%	2%

5.0.13 条文提出对降低电网电压正弦波形畸变率的措施，说明如下：

第一款，由短路容量较大的电网供电，一般指由电压等级高的电网供电和由主变压器大的电网供电。电网短路容量大，则承受非线性负荷的能力高。

第二款，1 整流变压器的相数多，整流脉冲数也随之增多。也可由安排整流变压器二次侧的接线方式来增加整流脉冲数。例如有一台整流变压器，二次侧有△和Y三相线圈各一组，各接三相桥式整流器，把这两个整流器的直流输出串联或并联（加平衡电抗）接到直流负荷，即可得到十二脉冲整流电路。整流脉冲数越高，次数低的谐波被削去，变压器一次谐波含量越小。

2 例如有两台Y/△•Y整流变压器，若将其中一台加移相线圈，使两台变压器的一次侧主线圈有15º相角差，两台的综合效应在理论上可大大改善向电力系统注入谐波。

3 因静止整流器的直流负荷一般不经常波动，谐波的次数和含量不经常变更，故应按谐波次数装设分流滤波器。滤波器由L-C-R电路组成，系列用串联谐振原理，各调谐在谐振频率为需要消除的谐波的次数。有的还装有一组高通滤波器，以消除更高次数的谐波。这种方法设备费用和占地面积较多，设计时应注意。

第三款，参看本规范7.0.7说明。

5.0.15 第一款，是一般设计原则。

第二款，是向设计人员提供具体的准则，设计由公共电网供电的220V负荷时，在什么情况下可以单相供电。

根据供电部门对每个民用用户分户计量的原则，每个民用用户单独作为一个进线点。随着人民物质生活水平的提高，家庭用电设备逐渐增多，引起民用用户的用电负荷逐渐增大。根据建设部民用小康住宅设计规范，推荐民用住宅每户按4~8kW设计（根据不同住房面积进行负荷功率配置）；根据各省市建设规划部门推荐的民用住宅电气设计要求，上海市每户约9kW，江苏省每户约8kW，陕西省每户约6~8kW，福建省每户约4~10kW，其中200m2以上别墅类民用住宅每户甚至达到约12kW。

随着技术的发展，配电变压器和配电终端产品的质量有了很大提高，能够承受一定程度的三相负荷不平衡。因此，作为一个前瞻性的设计规范，本规范将60A作为低压负荷单相、三相供电的分界，负荷线路电流小于等于60A时，可采用220V单相供电，负荷线路电流大于60A时，宜以220V/380V三相四线制供电。

6 无功补偿

6.0.1 在用电单位中，大量的用电设备是异步电动机、电力变压器、电阻炉、电弧炉、照明等，前两项用电设备在电网中的滞后无功功率的比重最大，有的可达全厂负荷的80%，甚至更大。因此在设计中正确选用电动机、变压器等容量，可以提高负荷率，对提高自然功率因数具有重要意义。

用电设备中的电弧炉、矿热炉、电渣重熔炉等短网流过的电流很大，而且容易产生很大的涡流损失，因此在布置和安装上采取适当措施减少电抗，可提高自然功率因数。在一般工业企业与民用建筑中，线路的感抗也占一定的比重，设法降低线路损耗，也是提高自然功率因数的一个重要环节。

此外，在工艺条件允许时，采用同步电动机超前运行，选用带有自动空载切除装置的电焊机和其它间隙工作制的生产设备，均可提高用电单位的自然功率因数。从节能和提高自然功率因数的条件出发，对于间歇制工作的生产设备应大量生产内藏式空载切除装置，并大力推广使用。

6.0.2 当采取6.0.1条的各种措施进行提高自然功率因数后，尚不能达到电网合理运行的要求时，应采用人工补偿无功功率。

人工补偿无功功率，经常采用两种方法，一种是同步电动机超前运行，一种是采用电容器补偿。同步电动机价格贵，操作控制复杂，本身损耗也较大，不仅采用小容量同步电动机不经济，即使容量较大而且长期连续运行的同步电动机也正为异步电动机加电容器补偿所代替，同时操作工人往往担心同步电动机超前运行会增加维修工作量，经常将设计中的超前运行同步电动机作滞后运行，丧失了采用同步电动机的优点。因此，除上述工艺条件适当者外，不宜选用同步电动机。当然，通过技术经济比较，当采用同步电动机作为无功补偿装置确实合理时，也可采用同步电动机作为无功补偿装置。

工业与民用建筑中所用的并联电容器价格便宜，便于安装，维修工作量、损耗都比较小，可以制成各种容量，分组容易，扩建方便，既能满足目前运行要求，又能避免由于考虑将来的发展使目前装设的容量过大，因此应采用并联电力电容器作为人工补偿的主要设备。

6.0.3 根据《全国供用电规则》和《电力系统电压和无功电力技术导则》，均要求电力用户的功率因数应达到下列规定：高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户，其用户交接点处的功率因数为0.9以上；其他100千伏安（千瓦）及以上电力用户和大、中型电力排灌站，其用户交接点处的功率因数为0.85以上。而《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》中则规定：100kVA及以上高压供电的电力用户，在用户高峰时变压器高压侧功率因数不宜低于0.95；其他电力用户，功率因数不宜低于0.90。

根据《并联电容器装置设计规范》（GB50227-95）中第3.0.2条的要求，变电所里电容器安装容量应根据本地区电网无功规划以及国家现行标准《电力系统电压和无功电力技术导则》和《全国供用电规则》的规定计算后确定。当不具备设计计算条件时，电容器安装容量可按变压器容量的10%~30%确定。

据有关资料介绍，全国各地区220kV的变电所中电容器安装容量均在10%~30%之间，因此，如没有进行调相调压计算，一般情况下，电容器安装容量可按上述数据确定，这与《电力系统电压和无功电力技术导则》中的规定也是一致的。

凡功率因数不能达到上述规定的新用户，供电局可拒绝接电；未达到上述规定的现有用户，应在二、三年内增添无功补偿设备达到上述规定；对长期不增添无功补偿设备又不申明理由的用户，供电局可停止或限制供电，供电局应督促和帮助用户采取措施，提高功率因数。

6.0.4 为了尽量减少线损和电压降，宜采用就地平衡无功功率的原则来装设电容器。目前国内生产的自愈式低压并联电容器，体积小、重量轻、功耗低、容量稳定；配有电感线圈和放电电阻，断电后3min内端电压下降到50V以下，抗涌流能力强；装有专门设计的过压力保护和熔丝保护装置，使电容器能在电流过大或内部压力超常时，把电容器单元从电路中断开；独特的结构设计使电容器的每个元件都具有良好的通风散热条件，因而电容器能在较高的环境温度（50℃）下运行；允许300倍额定电流的涌流1000次。因此在低压侧完全由低压电容器补偿是比较合理的。

为了防止低压部分过补偿产生的不良效果，因此高压部分应由高压电容器补偿。

无功功率单独就地补偿就是将电容器安装在电气设备的附近，可以最大限度地减少线损和释放系统容量，在某些情况下还可以缩小馈电线路的截面积，减少有色金属消耗。但电容器的利用率往往不高，初次投资及维护费用增加。从提高电容器的利用率和避免遭致损坏的观点出发，宜用于以下范围：

选择长期运行的电气设备，为其配置单独补偿电容器。由于电气设备长期运行，电容器的利用率高，在其运行时，电容器正好接在线路上，如压缩机、风机、水泵等。

首先在容量较大的用电设备上装设单独补偿电容器，对于大容量的电气设备，电容器容易获得比较良好的效益，而且相对地减少涌流。

由于每千瓦电容器箱的价格随电容器容量的增加而减少，也就是电容器容量小时，其电容器箱的价格相对比较大，因此目前最好只考虑5kvar及以上的电容器进行单独就地补偿，这样可以完全采用干式低压电容器。目前生产的干式低压电容器每个单元内装有限流线圈，可有效地限制涌流；同时每个单元还装有过热保护装置，当电容器温升超过额定值时，能自动地将电容器从线路中切除；此外每个单元内均装有放电电阻，当电容器从电源断开后，可在规定时间内，将电容器的残压降到安全值以内。由于这种电容器有比较多的功能，电容器箱内不需再增加元件，简化了线路，提高了可靠性。

由于基本无功功率相对稳定，为便于维护管理，应在配、变电所内集中补偿。

低压电容器分散布置在车间和建筑物内可以补偿线路无功功率，相应地减少电能损耗及电压损失。国内调查结果说明，电容器运行的损耗率只有0.25%，但不适用于环境恶劣的车间和建筑物。因此，在正常环境的车间和建筑物内，在进行就地补偿以后，宜在无功功率不大且相对集中的地方分散布置。在民用公共建筑中，宜按楼层分散布置；住宅小区宜在每幢或每单元底层设置配电小间，在其内考虑设置低压无功补偿装置。

当考虑在上述场所安装就地补偿柜后，管井或配电小间应留有装设这些设备的位置。

6.0.5 对于工业企业中的工厂或车间以及整幢的民用建筑物或其一层需要进行无功补偿时，宜根据负荷运行情况绘制无功功率曲线，根据该曲线及无功补偿要求，决定补偿容量。国内外类似工厂和高层及民用建筑都有负荷运行曲线，可利用这些类似建筑的资料计算无功补偿的容量。

当无法取得无功功率曲线时，可采用下列常用的公式计算无功补偿容量Qc。

Qc=P(tgΦ1-tgΦ2)    (kvar)   

式中P   ---用电设备的计算负荷  （kW）；

    tgΦ1---补偿前用电设备自然功率因数的正切值；

    tgΦ2---补偿后用电设备功率因数的正切值，一般按COSΦ2不小于0.9考虑。

基本无功补偿容量Qcmin同时还必须满足下式：

Qcmin<PmintgΦ1min

式中 Pmin     ---用电设备最小负载时的有功功率（kW）；

tgΦ1min---用电设备在最小负荷下，补偿前功率因数的正切值。

6.0.6 高压电容器由于专用的断路器和自动投切装置尚未形成系列，虽然也有些产品，但质量还不稳定。鉴于这种情况，凡可不用自动补偿或采用自动补偿效果不大的地方均不宜装设自动无功补偿装置。这条所列的基本无功功率是当用电设备投入运行时所需的最小无功功率，常年稳定的无功功率及在运行期间恒定的无功功率均不需自动补偿。对于投切次数甚少的电容器组，按我国移相电容器机械行业标准（JB1629-75）A.5.3条规定的次数为每年允许不超过1000次，在这些情况下都宜采用手动投切的无功功率补偿装置。《并联电容器装置设计规范》（GB50227-95）第6.2.1条第4款对投切装置的规定：高压并联电容器装置，当日投切次数不超过三次时，宜采用手动投切。常年运行的高压电动机，投切次数很少，故也可用于手动投切。

6.0.7 因为过补偿要罚款，如果无功功率不稳定，且变化较大，采用自动投切可获得合理的经济效果时，宜装设无功自动补偿装置。

电网上装设电容器后，电压升高率按下式计算：

file:///C:/Users/acer/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps1123.tmp.png  

装有电容器的电网，对于有些对电压敏感的用电设备，在轻载时由于电容器的作用，线路电压往往升得更高，会造成这种用电设备（如灯泡）的损坏或严重影响寿命及使用效能，当能避免设备损坏，且经过经济比较，认为合理时，宜装设无功自动补偿装置。

为了满足电压偏差允许值的要求，在各种负荷下有不同的无功功率调整值，如果在各种运行状态下都需要不超过电压偏差允许值，只有采用自动补偿才能满足时，就必须采用无功自动补偿装置。当经济条件许可时，宜采用动态无功功率补偿装置。

6.0.8 由于高压无功自动补偿装置对切换元件的要求比较高，且价格较高，检修维护也较困难，因此当补偿效果相同时，宜优先采用低压无功自动补偿装置。

6.0.9 根据我国现有设备情况及运行经验，当采用自动无功补偿装置时，宜根据本条提出的三种方式加以选用。

如果以节能为主，首要的还是节约电费，应以补偿无功功率参数来调节。目前按功率因数补偿的甚多，但根据电网运行经验，功率因数只反应相位，不反应无功功率，而且目前大部分自动补偿装置的信号只取一相参数，这样可能会出现过补偿或负补偿，并且当三相不平衡时，功率因数值就不准确，负荷不平衡度越大，误差也越大，因此只有在三相负荷平衡时才可采用功率因数参数调节。

电网的电压水平与无功功率有着密切的关系，采用调压减少电压偏差，必须有足够的可调整的无功功率，否则将导致电网其它部分电压下降。且在工业企业与民用建筑中造成电容器端子电压升高的原因很多，如电容器装置接入电网后引起的电网电压升高，轻负荷引起的电压升高，系统电压波动所引起的电压升高。近年来，由于采用大容量的整流装置日益增加，高次谐波引起的电网电压升高。根据IEC标准《电力电容器》第15.1条规定：“电容器适用于端子间电压有效值升到不超过1.10倍额定电压值下连续运行”。国内多数制造厂规定：电容器只允许在不超过1.05倍额定电压下长期运行，只能在1.1倍额定电压（瞬时过电压除外）下短期运行（一昼夜）。当电网电压过高时，将引起电容器内部有功功率损耗显著增加，使电容器介质遭受热力击穿，影响其使用寿命。另外电网电压过高时，除了电容器过载外，还会引起邻近电器的铁芯磁通过饱和，从而产生高次谐波对电容器更不利。有些用电设备，对电压波动很敏感，例如白炽灯，当电压升高5%时，寿命将缩短50%，白炽灯由于电压升高烧毁灯泡的事已屡见不鲜。此外，由于工艺需要，必须减少电压偏差值的，也需要按电压参数调节无功功率。如供电变压器已采用自动电压调节，则不能再采用以电压为主参数的自动无功补偿装置，避免造成振荡。

目前，国内已有厂家开发研制分相无功功率自动补偿控制器，它采集三相电参数，经微处理器运算，判断各相是否需要投切补偿电容器，然后控制接触器，使每相的功率因数均得到最佳补偿，该控制器可根据需要设置中性线电压偏移保护功能，当中性线电压偏移大于50V时，自动使进线断路器跳闸，保护设备和人身安全；具有过电压保护功能，当电网相电压大于250V时，控制器能在30s内将补偿电容自动逐个全部切除。

对于按时间为基准，有一定变化规律的无功功率，可以根据这种变化规律进行调节，线路简单，价格便宜，根据运行经验，效果良好。

6.0.10 在工业企业中，电容器的装接容量有的也比较大，一些大型的冶金化工、机械等行业都装有较多容量的电容器，因此应根据补偿无功和调节电压的需要分组投切。

由于目前工业企业中采用大型整流及变流装置的设备越来越多，民用建筑中采用变频调速的水泵、风机已很普遍，以致造成电网中的高次谐波的百分比很高。高次谐波的允许值必须满足国内《电力系统谐波管理暂行规定》中所列的允许值，当分组投切大容量电容器组时，由于其容抗的变化范围较大，如果系统的谐波感抗与系统的谐波容抗相匹配，就会发生高次谐波谐振，造成过电压和过电流，严重危及系统及设备的安全运行，所以必须避免。

根据《并联电容器》国家标准第5.3条规定：“电容器应能在有效值为1.3倍额定电流下运行”。考虑到电容器参数的分散性，其配套设备的额定电流应大于电容器组额定电流的1.35倍。由于投入电容器时合闸涌流甚大，而且容量愈小，相对的涌流倍数愈大，以1000kVA变压器低压侧安装的电容器组为例，仅投切一台12kvar电容器则涌流可达其额定电流的56.4倍，如投切一组300kvar电容器，则涌流仅为其额定电流的12.4倍。所以电容器在分组时，应考虑配套设备，如接触器或自动开关在开断电容器时产生重击穿过电压及电弧重击穿现象。

根据目前国内设备制造情况，对于10kV电容器，断路器允许的配置容量为10000kvar，氧化锌避雷器允许的配置容量为8000kvar，这些是防止电容器爆炸的最大允许电容器并联容量，但根据一些设计重工业和大型化工企业的设计院的习惯做法，10kV电容器的分组容量一般为2000~3000kvar。为了节约设备、方便操作，宜减少分组，加大分组容量。

根据调查了解，无载调压分接开关的调压范围是额定电压的2.5%或5%，有载调压开关的调压范围为额定电压的1.25%或2.5%，所以当用电容器组的投切来调节母线电压时，调节范围宜限制在额定电压的2.5%以内，但对经常投运而很少切除的电容器组以及从经济性出发考虑的电容器组，可允许超过这个范围，因此本条文仅说明“应满足电压偏差的允许范围”，未提出具体电压偏差值。

6.0.11 当对电动机进行就地补偿时，应选用长期连续运行且容量较大的电动机配用电容器。电容器额定电流的选择，按照IEC出版物831电容器篇中的安装使用条件：“为了防止电动机在电源切断后继续运行时，由于电容器产生自激可能转为发电状态，以致造成过电压，以不超过电动机励磁电流的90%为宜”。

吊车或电梯等在重物下降时，电动机运行于第四象限，为避免过电压，不宜单独用电容器补偿。对于多速电动机，如不停电进行变压及变速，也容易产生过电压，也不宜单独用电容器补偿。如对这些用电设备需要采用电容器单独补偿，应为电容器单独设置控制设备，操作时先停电再进行切换，避免产生过电压。

当电容器装在电动机控制设备的负荷侧时，流过过电流装置的电流小于电动机本身的电流，电流减少的百分数近似值可用下式计算：

%△I=100(1-COSφ1/ COSφ2)  

式中：%△I ---减少的线路电流百分数；

    COSφ1---安装电容器前的功率因数；

COSφ2---安装电容器后的功率因数。

设计时应考虑电动机经常在接近实际负荷下使用，所以保护电器的整定值应按加装电容器的电动机—电容器组的电流来确定，保护电器壳体、馈电线的允许载流量仍按电动机容量来确定。

6.0.12 IEC出版物831电容器篇中电容器投入时涌流的计算公式如下：

Is=Infile:///C:/Users/acer/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps1124.tmp.png

式中：  Is---电容器投入时的涌流，A;

        In---电容器组额定电流,A;

        S----安装电容器处的短路功率，MVA;

        Q----电容器容量，Mvar.

在高压电容器回路中，S比较大，根据计算，如Is大于控制开关所容许的投入电流值，则宜采用串联电抗器加以限制。

在低压电容器回路中，首先宜在合理范围内（见6.0.10条）加大投切的电容器容量，如计算而得的Is尚大于控制电器的投入电流，则宜采用专用电容器投切器件。国内目前生产的有CJR及CJ16型接触器，前者在三相中每相均串有1.5Ω电阻，后者在三相中的两相内串有1.5Ω电阻，两者投入电流均可达额定电流的20倍，待电容器充电到80%左右容量时，才将电阻短接，电容器才正式投入运行。根据计算和试验，这类接触器能符合投入涌流的要求，并且价格较低，应用较广泛，这种方式对于投切不频繁的地方，只要选用质量较好的接触器，还是可以满足补偿要求的。现在市场上新投放的产品有晶闸管投切方式，该方式采用双向可控硅作投切单元，通过晶闸管过零投切，避免了电容器投入时的“浪涌电流”的产生，无机械动作，补偿快速，特别适用于投切频繁的场所。该投切方式采用的投切器件为晶闸管，价格较高，由于晶闸管在投入及运行时有一定的压降，平均为1V左右，需消耗一定的有功功率，并且发热量较大，需对其实施相应的散热措施，以避免晶闸管损坏。还有一种接触器与晶闸管结合的投切方式，它集以上两种方式的优点，采用由晶闸管投切、接触器运行的投切方式。该方式由于采用晶闸管“过零”投切，因此在电容器投切过程中不会产生“浪涌电流”，有效提高了电容器的使用寿命；在电容器运行时，用接触器代替晶闸管作为运行开关，避免了晶闸管在运行时的有功损耗和发热，提高了晶闸管的使用寿命。这种方式是近年来农网改造中普遍应用的方式。

由于电容器回路是一个LC电路，对某些谐波容易产生谐振，造成谐波放大，使电流增加和电压升高，如串联一定感抗值的电抗器可以避免谐振，如以串入电抗器的百分比为K，当电网中5次谐波电压较高，而3次谐波电压不太高时，K宜采用4.5%；如3次谐波电压较高时，K宜采用12%，当电网中谐波电压不大时，K宜采用0.5%。