关于力率调整费用的国家规定Word格式.docx

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0.60；

应该罚款的百分数为：

0.90～

0.74之间，按照

0.50％计算＝100*（

0.90－

0.74）*

0.50％＝8％；

0.74～

0.64之间，按照

1.0％计算＝100*（

0.74－

0.64）*

1.0％＝10％；

0.64～

0.60之间，按照2％计算＝100*（

0.64－

0.60）*2％＝8％；

共计：

8%＋10%＋8%＝26%；

即共罚款＝有功电价*26％；

2．反推用户罚款所对应的功率因数：

罚款（％）力率

50.8

0100.7

2150.6

7200.6

3240.6

1300.5

8340.5

6400.5

3440.5

1500.48谐波滤波无功补偿装置选型原则谐波滤波兼无功补偿装置，从不同方面分为几种类型，供用户选择。

1．集中补偿和分散补偿：

所谓集中补偿，是指全厂的无功补偿集中到一个地方进行补偿，只用一套装置实现；

分散补偿，是指在需要补偿无功的设备就地进行补偿，一般需要多套装置实现。

集中补偿的方式实际上也就是供电局内部所采用的方式，它在变电站的低压侧安装无功补偿设备，其目的是为了消除由本变电站到上一级变电站线路上的无功电流，减少线损。

但是由本变电站到用户的线路上如果存在无功电流的话，这个“线损”只能由供电局承担，这就是为什麽供电局一定要用户也要加装无功补偿设备，否则就要罚款的理由。

对于一个自己有变电站的企业来说，不论在下边的所有负荷处就近安装无功补偿设备（分散补偿，通常是下一级的各个变压器）还是仅仅在变电站的高压侧安装无功补偿设备（集中补偿），都能够把功率因数补偿到合适的程度，以达到“供电局不罚款”的目的。

尽管采用“集中补偿”的方法也能达到“供电局不罚款”的目的，但是由补偿装置按装处到负荷之间的线损实际上只能由本厂承担。

假若负荷的自然功率因数按照COSφ=

0.6计算；

本厂内部的线损要增加到正常线损的156%，线路压降要增加到正常的125%。

另外变压器的损耗还要计算在内，尽管绝对值不太大，但长年累月的运行，也会造成可观的经济损失。

如果变压器的容量足够大，供电半径较小，高压侧的背景谐波较小，则选用高压侧集中补偿方案较好；

一次投资远低于低压侧补偿；

如果高压侧存在较大的背景谐波，尤其是经常存在的3次谐波，那麽滤波补偿装置除了补偿本厂无功，滤除本厂谐波之外，还要为系统作出无偿贡献——滤除3次谐波；

因为5次以上的滤波支路会对3次谐波产生放大。

这又会极大的增加投资。

这一点国外某公司在为山东某钢厂做的高压侧滤波补偿装置上得到了深刻教训——当初设计没有考虑到3次背景谐波，设备投运后才发现有问题，只好补做了一套容量近乎相同的3次滤波设备，才能够达到正常运行状态。

如果本厂供电半径较大，线损和压降较大，应优先考虑分散补偿方案。

或者变压器容量较小——很多私企为了减少增容和购买变压器的费用，往往变压器的容量较小，变压器经常处于发热、过负荷状态，也必须在变压器的低压侧选用分散补偿（如果只有一台变压器无所谓分散）方案。

曾遇到一个单位，原计划采用高压测补偿，成本较低，这时需要三台变压器才能带起全部负荷，经过计算，如果在低压侧补偿，完全可以停掉一台变压器，该厂从时间效益乘积上考虑，选定了低压侧补偿方案。

2．动态补偿和静态补偿：

动态补偿用可控硅阀作为开关元件，可以极其快速的跟踪负荷的无功变化，使系统的无功和电压非常平稳，缺点是价格高一些，可控硅发热；

静态补偿使用交流接触器或低压真空接触器最为开关元件，动作较慢，只能用于负荷变化较慢的用户，但价格较低。

用户应根据本身的需要确定采用哪种方案。

3．调谐滤波和解谐（反谐振）滤波：

从滤波效果上区分，调谐滤波装置可以最大地吸收负荷所产生的谐波电流，较大容量的变压器通常可以吸收70％以上，较小容量的变压器则可以达到80％左右。

解谐滤波装置主要是以解决无功补偿为主，滤波为辅，能够保证不放大最低次数的谐波电流，通常可以吸收谐波电流35～45％。

两种滤波装置都可以将功率因数补偿到用户所要求目标。

调谐滤波装置为了吸收更多的谐波电流，电容器容量肯定比解谐滤波装置更大一些，所以价格也更高一些，但是两者相差不会太多。

另外，国家原来没有强行推行GB/T－14549－1993《电能质量公用电网谐波》这一标准，随着国家关于节能减排精神的深入贯彻执行，势必会强行推行这一标准，而且目前某些工业比较发达的省市早已经开始对用户谐波超标问题进行了限制。

国外发达国家也走了先推行后强行的步骤。

从这一点来说，我们建议采用调谐滤波装置。

4．对用户负荷按排的建议：

对于一个用户来说，如果有多台变压器，有若干个设备（生产线），如果生产工艺或者按装地域允许的话，应尽量把产生谐波的所有设备（又称为有源负荷）集中按装到一台或某几台变压器上，把其余不产生谐波的设备集中按装到其余变压器上，这样的话，谐波治理仅仅针对装有有源负荷的变压器，而其余变压器上只按装普通电容器柜，整体投资会大大下降。

相反，如果把所有有源负荷全部分散到所有变压器上的话，尽管每台变压器上谐波电流含有率不是太大，谐波电压也略低于国家标准；

一旦按装普通电容器柜对无功进行补偿，这些电容器会把原有的谐波电流放大到不能容忍的程度，母线谐波电压立即超标。

从测量到的很多用户看，一般谐波电流能放大到3～4倍以上，造成谐波电压总畸变率上升到原来的2倍以上。

个别用户5次谐波电流达到90％，谐波电压总畸变率达到14％！

为了解决谐波问题，就要每台变压器上都加装滤波装置，整体投资会大大增加。

5．关于最佳滤波装置的方案问题：

主要应考虑三个方面：

1）无功容量最小化：

在正常负荷下容量稍有富裕，让电度表的无功积累有点“库存”，短时间大负荷时功率因数可能低于

0.90，要消耗一些“库存”，但全月下来还能保证有点“库存”，不至于罚款。

当然，如果大负荷时变压器过载的话，则无功容量就不能“最小化”，必须能够解决过载问题；

2）电容器运行的安全系数：

安全系数包括过流和过压两方面。

过流是最直观现象—盘表就能反映出来，而电容器的过压人们却看不到，因为盘表指示的是系统电压，即使系统电压很低，电容器的端电压也可能很高。

电容器过压对电容器的损害远远大于过流的损害，因为过流仅仅引起发热，影响电容器的寿命，而过压——各次谐波电压尖峰值的叠加，直接造成电容器极间的局部放电，造成金属膜挥发，容量减小。

容量减小后，滤波装置就会对谐波放大，造成电容器进一步过压，如此恶性循环，形成雪崩现象，很快全部电容器会全部坏掉。

现场看到有些滤波装置前一两年是“谐波滤波装置”，之后就变成“谐波放大装置”，用不了三四年，电容器几乎都没有容量了。

除电容器质量原因外，往往是因为电容器电压选的不合适，可能根本没有经过仿真计算过电容器运行电压的原因。

3）总补偿容量和电容器安全运行电压的折中：

如果目标功率因数选的低，总装机电容量就小；

如果负荷中谐波电流含量高，就应改总装机容量大一些。

实际上生产厂家要根据两者进行折中，设计若干种不同方案，对不同方案的滤波补偿效果以及造价进行比较，才能确定最佳方案。

6．关于容量预留以及容量分组细度问题：

如果用户有增加或者调整生产线上的设备，需要补偿的容量有增加的可能性，则应该预留一些安装位置。

如果用户负荷有可能经常运行在很大或者很小的状态，则应该将电容器滤波支路分组细一些，保证在很小负荷时能够有电容器投入。

关于谐波的危害

一、概述在理想的情况下，优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压。

但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形，即产生谐波。

我们所说的供电系统中的谐波是指一些频率为基波频率（在我国取工业用电频率50Hz为基波频率）整数倍的正弦波分量，又称为高次谐波。

在供电系统中，产生谐波的根本原因是由于给具有非线性阻抗特性的电气设备（又称为非线性负荷）供电的结果。

这些非线性负荷在工作时向电源反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电力质量变坏。

因此，谐波是电力质量的重要指标之

一。

谐波的危害表现为引起电气没备（电机、变压器和电容器等）附加损耗和发热：

使同步发电机的额定输出功率降低，转矩降低，变压器温度升高，效率降低，绝缘加速老化，缩短使用寿命，甚至损坏：

降低继电保护、控制、以及检测装置的工作精度和可靠性等。

谐波注入电网后会使无功功率加大，功率因数降低，甚至有可能引发并联或串联谐振，损坏电气设备以及干扰通信线路的正常工作。

供电系统中的谐波问题已引起各界的广泛关注，为保证供电系统中所有的电气，电子设备能在电磁兼容意义的基础上进行正常、和谐的工作，必须采取有力的措施，抑制并防止电网中因谐波危害所造成的严重后果。

二、谐波产生的原因在电力的生产，传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。

在发电环节，当对发电机的结构和接线采取一些措施后，可以认为发电机供给的是具有基波频率的正弦波形的电压。

在其它几个环节中，谐波的产生主要是来自下列具有非线性特性的电气设备：

（1）具有铁磁饱和特性的铁芯没备，如：

变压器、电抗器等；

（2）以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备，如：

气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等；

（3）以电力电子元件为基础的开关电源设备，如：

各种电力变流设备（整流器、逆变器、变频器）、相控调速和调压装置，大容量的电力晶闸管可控开关设备等，它们大量的用于化工、电气铁道，冶金，矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。

以上这些非线性电气设备（或称之为非线性负荷）的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流，也就是说，即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压，但由于它们只有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压-电流特性，使得流过电网的电流是非正弦波形的，这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成，即产生了谐波，使电网电压严重失真，此外电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。

接入低压供电系统的非线性设备产生的谐波电流可分为稳定的谐波和变化的谐波两大类。

所谓稳定的谐波电流是指由这种谐波的幅度不随时间变化，如视频显示设备和测试仪表等产生的谐波，这类设备对电网来说表现为恒定的负载。

由激光打印机、复印机、微波炉等产生的各次谐波的幅值随时间变化，称之为波动的谐波，这类设备对电网来说是一个随时间变化的负载。

随着电力电子设备使用的不断增加，同时这些设备产生的谐波又具有较大的振幅，所以目前它们是供电系统中的主要谐波源。

三、谐波的危害以前由于接入供电系统的非线性设备较小，帮在系统中引起的谐波电流也很小，所以对电力质量的影响不大。

随着电子技术的发展，使用大功率半导体开关器件以及各类开关电源的产品，如电视机、空调器、节能灯、调光器、洗衣机、微波炉，信息技术设备等迅速涌入居民家庭，虽然每台设备向电网注入的谐波电流不大，但这些设备数量大、分布广。

有些家用电器如电视机、空调器等在使用时具有集中的特点，在某些时段会使注入到电网的谐波电流对公用电网造成的谐波问题特别突出，这不但使接入该电网的设备无法正常工作，甚至造成故障，而且还会使供电系统中性线承受的电流超载，影响供电系统的电力输送。

因此谐波问题得到各有关方面的高度重视。

供电系统中的谐波危害主要表现在以下几个方面。

1、增加了发、输、供和用电设备的附加损耗，使设备过热，降低设备的效率和利用率。

由于谐波电流的频率为基波频率的整数倍，高频电流流过导体时，因集肤效应的作用，使导体对谐波电流的有效电阻增加，从而增加了设备的功率损耗、电能损耗，使导体的发热严重。

（1）对旋转电机的影响谐波对旋转电机的危害主要是产生附加的损耗和转矩。

由于集肤效应、磁滞、涡流等随着频率的增高而使在旋转电机的铁心和绕组中产生的附加损耗增加。

在供电系统中，用户的电动机负荷约占整个负荷的85%左右。

因此，谐波使电力用户电动机总的附加损耗增加的影响最为显著。

由于电动机的出力一般不能按发热情况进行调整，由谐波引起电动机的发热效应是按它能承受的谐波电压折算成等值的基波负序电压来考虑的。

试验表明，在额定出力下持续承受为3%额定电压的负序电压时，电动机的绝缘寿命要减少一半。

因此，国际上一般建议在持续工作的条件下，电动机承受的负序电压不宜超过额定电压的2%。

谐波电流产生的谐波转矩对电动机的平均转矩的影响不大，但谐波会产生显著的脉冲转矩，可能出现电机转轴扭曲振动的问题。

这种振荡力矩使汽轮发电机的转子元件发生扭振，并使汽轮机叶片产生疲劳循环。

（2）对变压器的影响谐波电流使变压器的铜耗增加，特别是3次及其倍数次谐波对三角形连接的变压器，会在其绕组中形成环流，使绕组过热；

对全星形连接的变压器，当绕组中性点按地，而该侧电网中分布电容较大或者装有中性点接地的并联电容器时，可能形成3次谐波谐振，使变压器附加损耗增加。

（3）对输电线路的影响由于输电线路阻抗的频率特性，线路电阻随着频率的升高而增加。

在集肤效应的作用下，谐波电流使输电线路的附加损耗增加。

在供应电网的损耗中，变压器和输电线路的损耗占了大部分，所以谐波使电网网损增大。

谐波还使三相供电系统中的中性线的电流增大，导致中性线过载。

输电线路存在着分布的线路电感和对地电容，它们与产生谐波的设备组成串联回路或并联回路时，在一定的参数配合条件下，会发生串联谐振或并联谐振。

一般情况下，并联谐波谐振所产生的谐波过电压和过电流对相关设备的危害性较大。

当注入电网的谐波的频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时，会激励电感、电容产生部分谐振，形成谐波放大。

在这种情况下，谐波电压升高、谐波电流增大将会引起继电保护装置出现误动，以至损坏设备，与此同时还可产生相当大的谐波网损。

对于电力电缆线路，由于电缆的对地电容比架空线路约大10-20倍，而感抗约为架空线路的1/2-1/3，因此更容易激励出较大的谐波谐振和谐波放大，造成局部绝缘加快老化，甚至击穿的事故。

（4）对电力电容器的影响随着谐波电压的增高，会加速电容器的老化，使电容器的损耗系数增大、附加损耗增加，从而容易发生故障和缩短电容器的寿命。

另一方面，电容器的电容与电网的感抗组成的谐振回路的谐振频率等于或接近于某次谐波分量的频率时，就会产生谐波电流放大，使得电容器因过热、过电压等而不能正常运行；

严重时爆炸起火。

2、影响继电保护和自动装置的工作和可靠性谐波对电力系统中以负序（基波）量为基础的继电保护和自动装置的影响十分严重，这是由于这些按负序（基波）量整定的保护装置，整定值小、灵敏度高。

如果在负序基础上再叠加上谐波的干扰（如电气化铁道、电弧炉等谐波源还是负序源）则会引起发电机负序电流保护误动（若误动引起跳闸，则后果严重）、变电站主变的复合电压启动过电流保护装置负序电压元件误动，母线差动保护的负序电压闭锁元件误动以及线路各种型号的距离保护、高频保护、故障录波器、自动准同期装置等发生误动，严重威胁电力系统的安全运行。

3、使测量和计量仪器的指示和计量不准确由于电力计量装置都是按50Hz的标准的正弦波设计的，当供电电压或负荷电流中有谐波成分时，会影响感应式电能表的正常工作。

在有谐波源的情况下，谐波源用户处的电能表记录了该用户吸收的基波电能并扣除一小部分谐波电能，从而谐波源虽然污染了电网，却反而少交电费；

而与此同时，在线性负荷用户处，电能表记录的是该用户吸收的基波电能及部分的谐波电能，这部分谐波电能不但使线性负荷性能变坏，而且还要多交电费。

电子式电能表更不利于供电部门而有利于非线性负荷用户。

4、干扰通信系统的工作电力线路上流过的

3、5、

7、11等幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合，在邻近电力线的通信线路中产生干扰电压，干扰通信系统的工作，影响通信线路通话的清晰度，而且在谐波和基波的共同作用下，触发电话铃响，甚至在极端情况下，还会威胁通信设备和人员的安全。

另外高压直流（HVDC）换流站换相过程中产生的电磁噪声（3-10kHz）会干扰电力载波通信的正常工作，并使利用载波工作的闭锁和继电保护装置动作失误，影响电网运行的安全。

5、对用电设备的影响谐波会使电视机、计算机的图形畸变，画面亮度发生波动变化，并使机内的元件出现过热，使计算机及数据处理系统出现错误。

对于带有启动用的镇流器和提高功率因数用的电容器的荧光灯及汞灯来说，会因为在一定参数的配合下，形成某次谐波频率下的谐振，使镇流器或电容器因过热而损坏。

对于采用晶闸管的变速装置，谐波可能使晶闸管误动作，或使触发控制回路工作不稳定，触发不对称，产生非特征次数谐波。

汇总资料5关于谐波滤波无功补偿装置投入运行的效益分析

一、解决罚款问题1）假若某用户月用电量为50万度有功，高压测计量，高压测收费，不涉及到基本电费。

原来无功补偿之前功率因数为

0.80；

每月有功部分的电费假定按照

0.50元/度；

应为25万元。

由于功率因数低于

0.90，要加收电费，

0.80到

0.90之间，每低

0.01，加收

0.5％，共应加收5％；

即12500元，共计缴费

26.25万元；

2）用户安装无功补偿设备后，功率因数达到

0.95，高出供电局的规定

0.90的5个百分点，供电局应少收电费

0.15％×

5＝

即

0.75％电费＝1875元，用户实际缴费为

24.8125万元；

每年节约电费＝（

26.25－

24.8125）×

12＝

17.25万元；

3）假定上述用户，平均每天开工20小时，可以计算出它的有功功率＝5000/30/20=

833.33KW；

无功功率＝625KVAr；

如果补偿到

0.95，则需要补偿的容量＝351KVAr/400V；

而做一套这样的滤波装置，按照谐波较严重设计，选525V电容器，装机容量约605KVAr/525V，价格大约半年节约的电费。

也就是半年就收回投资，下半年又赚回一套。

4）如果用户所收到的供电局电费单据很正规的话，一定会有一栏“力率调整电费”，它所标出的就是奖罚金额。

二、解决变压器出力问题

1．假若某用户装设变压器为2200KVA；

负荷中包括1）高频炉实际输出有功功率550KW，吸收的无功功率520KVAr；

功率因数＝

0.7266；

2）其它辅助传动设备：

有功功率1233KW，无功功率1124KVAr；

0.739；

3）总计有功＝1783KW，无功＝1644KVAr，视在功率＝

2425.24KVA；

2．变压器的额定电流Ie＝

3175.43A；

设备需要的电流＝

2425.24/√3/

0.4=

3500.5A。

是变压器额定输出能力的

110.24％；

由于设备启动过程中有较大的电流冲击，有些用户为了设备能够安全运行，不得不把部分负荷转移到其他变压器上。

如果安装谐波滤波补偿装置，将功率因数补偿到

0.95，则总视在功率减少到

1876.8KVA，总电流减少到2709A。

变压器不但能够带起全部负荷，而且未达到额定输出。

3．上述用户，按照整条生产线，每天开工20小时计算，则每月有功电量

106.98万度，无功电量

98.64万度，有功电费

53.49万元（按照

0.50元/度）。

0.7352；

力调费在

0.9到

0.73之间，罚款

8.5％＝

4.547万元。

如果安装一套滤波补偿设备，能够将功率因数补偿到

0.95；

实际补偿容量＝1290KVAr/400V=>

22KVAr/525V；

投资大约30万左右。

不但不罚款，还奖励

0.75％*

53.49=4012元，里打外出，每月节约

4.948万元；

半年就收回投资。

4．原则上说，只要有足够的无功补偿，变压器出力就能够达到100％。

三、解决谐波带来的一系列危害

四、有些企业总经理很忙，主要精力是开拓市场，对于购买有形资产很注意控制成本，对于力率罚款这一项无形损失却没有引起注意。

原因是一般会计不懂这些专业知识，认为供电局不会乱收费，照单交款就完成任务。

比较大的企业里，电工又看不到电费单，造成长期罚款而无人知道，无人过问。

不管企业经济效益多好，也应注意这项不应有的损失。

也有些企业，长痛小痛不觉痛，每月罚点不心痛；

短痛大痛受不了。

如果细算一下，还是下决心彻底解决更好。

产品简介我公司专业设计生产谐波滤波无功补偿装置，产品按照滤波方式可以分为解谐和调谐两大类。

每类产品按照用户实际需要可以设计为动态补偿（可控硅开关）和静态补偿（交流接触器开关）两种类型。

采用进口专业谐波测量仪器现场测量用户的谐波、无功功率等参数，并根据现场测量得到的实际参数设计谐波滤波和无功补偿方案，为不同的用户设计制造适合各自需求的谐波滤波无功补偿装置。

装置质量可靠，易维护，为企业解决谐波污染和无功补偿问题提供了良好的选择。