10. Компенсация реактивной мощности 
10.1. Проектирование установок компенсации реактивной мощности (КРМ) промышленных предприятий следует производить раздельно для электрических сетей общего назначения и для электрических сетей со специфическими (нелинейными, резкопеременными, несимметричными) нагрузками. 

10.2. При выборе средств КРМ для электрических сетей общего назначения следует руководствоваться следующими указаниями. 

10.2.1. В качестве средств КРМ принимаются батареи низковольтных и высоковольтных конденсаторов напряжением 0,4 кВ и 6-10 кВ соответственно и синхронные электродвигатели 6-10 кВ. 

10.2.2. Основными исходными данными для выбора средств КРМ являются расчетные электрические нагрузки предприятия, в том числе на границе балансового разграничения с энергосистемой, и экономические значения реактивной мощности и энергии, задаваемые энергоснабжающей организацией. 

10.2.3. Выбор средств КРМ и мощности компенсирующих устройств осуществляется в два этапа: при потреблении реактивной мощности из энергосистемы в пределах экономического значения и потреблении реактивной мощности из энергосистемы, превышающем экономическое значение. 

10.2.4. На первом этапе определяется мощность конденсаторных батарей, устанавливаемых в сети до 1 кВ по критерию выбора минимального числа цеховых ТП, и определяется экономически целесообразная реактивная мощность, генерируемая синхронными электродвигателями 6-10 кВ. 

При этом во всех случаях используется для КРМ без обосновывающих расчетов располагаемая реактивная мощность синхронных двигателей с номинальной мощностью свыше 2500 кВт и располагаемая реактивная мощность синхронных двигателей с частотой вращения свыше 1000 1/мин независимо от номинальной мощности. 

Целесообразность использования синхронных электродвигателей с номинальной мощностью до 2500 кВт и частотой вращения до 1000 1/мин определяется расчетом. 

Затем производится анализ баланса реактивной мощности на границе балансового разграничения. 

В случае, если генерируемая конденсаторными батареями до 1 кВ и синхронными электродвигателями 6-10 кВ реактивная мощность обеспечивает потребление реактивной мощности из энергосистемы в пределах экономического значения, выбор средств КРМ считается завершенным. 

В обратном случае следует выполнить второй этап расчета. 

10.2.5. На втором этапе расчета следует рассмотреть получение недостающей реактивной мощности из следующих источников: 

- дополнительная установка батарей конденсаторов до 1 кВ; 

- более полное использование реактивной мощности, генерируемой синхронными двигателями мощностью до 2500 кВт и с частотой вращения до 1000 1/мин (в случае, если располагаемая мощность этой группы синхронных двигателей не используется полностью при потреблении реактивной мощности из энергосистемы, не превышающем экономическое значение); 

- установка в узлах нагрузки батарей конденсаторов 6-10 кВ; 

Указанные источники сопоставляются между собой и с потреблением реактивной мощности из энергосистемы, превышающем экономическое значение. 

Для предприятий с непрерывным режимом работы, как правило, целесообразна установка батарей конденсаторов 6-10 кВ. 

Для предприятий, работающих в 1, 2 и 3 смены может оказаться целесообразным получение недостающей реактивной мощности из энергосистемы, превышающей экономическое значение. 

10.2.6. При выполнении расчетов по выбору средств КРМ рекомендуется пользоваться указаниями по проектированию КРМ в сетях общего назначения [21, 22], разработанными взамен соответствующих указаний 1984 г. 

10.2.7. Батареи конденсаторов до 1 кВ могут размещаться в электротехнических помещениях или непосредственно в производственных помещениях. 

10.2.8. Установку батарей конденсаторов до 1 кВ непосредственно в производственных помещениях следует выполнять при соблюдении следующих условий: 

- распределение электроэнергии производится магистральными шинопроводами; 

- окружающая среда не содержит проводящей пыли, химически активных веществ, не отнесена к взрывоопасным и пожароопасным зонам; 

- должны быть исключены механические воздействия от транспортных средств и перемещаемых грузов; 

- степень защиты оболочки конденсаторных батарей должна быть не менее IP4X по ГОСТ 14255. 

10.2.9. При условиях, отличающихся от перечисленных в п. 10.2.8., батареи конденсаторов до 1 кВ рекомендуется устанавливать в помещениях цеховых ТП. 

Количество батарей (не более двух на один трансформатор) определяется мощностью трансформатора и степенью компенсации. 

Батареи конденсаторов могут также размещаться в ЭМП и других электропомещениях. 

10.2.10. Батареи конденсаторов 6-10 кВ должны размещаться, как правило, в отдельных (специально для них предназначенных) помещениях, а также в ЭМП и подстанциях. 

10.2.11. Установки батарей конденсаторов до 1 кВ и 6-10 кВ должны иметь ручное управление для включения или отключения установки в целом или ее части эксплуатационным персоналом. 

10.2.12. Установки батарей конденсаторов до 1 кВ должны иметь автоматическое ступенчатое регулирование мощности в функции реактивной мощности, реактивного или полного тока узла нагрузки. 

10.2.13. Автоматическое регулирование мощности батареи конденсаторов 6-10 кВ рекомендуется осуществлять при наличии у потребителя выключателей 6-10 кВ, предназначенных для частой коммутации емкостной нагрузки. 

При их отсутствии регулирование мощности батареи конденсаторов 6-10 кВ производить не следует. 

10.2.14. Синхронные электродвигатели 6-10, реактивная мощность которых используется для КРМ, должны иметь автоматическое регулирование возбуждения в функции реактивной мощности узла нагрузки на границе балансового разграничения с энергосистемой. 

10.2.15. При значительном количестве установок КРМ следует при проектировании рассматривать возможность устройства централизованного управления ими с диспетчерского пункта. 

10.3. При выборе средств КРМ для электрических сетей со специфическими нагрузками следует руководствоваться следующими рекомендациями. 

10.13.1. В качестве средств КРМ для сетей с нелинейными и резкопеременными нагрузками помимо средств КРМ, используемых в сетях общего назначения (конденсаторные батареи до 1 кВ и 6-10 кВ, синхронные двигатели 6-10 кВ), могут применяться силовые резонансные CL фильтры и устройства динамической компенсации реактивной мощности прямого или косвенного действия. 

10.3.2. Выбор средств КРМ зависит от значений определяемых в расчетной точке (см. п. 10.3.4) следующих показателей качества электроэнергии (ПКЭ): 

- коэффициента искажения синусоидальности напряжения Ки; 
- коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения Ки(n); 
- размаха изменений напряжения SU; 
- дозы фликера Р; 

10.3.3. При определении указанных ПКЭ согласно ГОСТ 13109 в целях исключения принятия решений, неоправданно удорожающих устанавливаемые средства КРМ, рекомендуется при выполнении расчетов принимать вероятность превышения предельно допускаемых значений ПКЭ, равную 0,05. 

10.3.4. Расчетной точкой является точка присоединения потребителя к сети энергоснабжающей организации, для которой определяются допустимые расчетные вклады (ДРВ) потребителя в нормируемые согласно ГОСТ 13109 значения ПКЭ. 

Как правило, расчетная точка принимается совмещенной с границей балансового разграничения между потребителем и энергоснабжающей организацией, но при питании мощных электроприемников от подстанции глубокого ввода расчетная точка может находиться в узлах энергосистемы. 

10.3.5. Выявленные расчетные значения ПКЭ сопоставляются со значениями ДРВ, которые определяются энергоснабжающей организацией согласно [19]. 

Результаты сопоставления позволяют осуществить выбор средств КРМ. 

10.3.6. Конденсаторные батареи 6-10 кВ не следует подключать к секциям сборных шин, от которых получают питание нелинейные нагрузки независимо от значений Ки и Ки(n). 

10.3.7. При выделении нелинейных нагрузок 6-10 кВ на отдельные ветви расщепленной обмотки трансформатора или сдвоенного реактора и при значениях Ки и Ки(n), превышающих значение ДРВ в расчетной точке, на секции сборных шин с нелинейными нагрузками следует устанавливать силовые фильтры в целях снижения значений токов и напряжений высших гармоник в расчетной точке до значений ДРВ. 

При значениях Ки и Ки(n), не превышающих ДРВ в расчетной точке, силовые фильтры не устанавливаются. 

Выбор средств КРМ для этих случаев производится согласно п. 10.2, мощность устанавливаемых средств КРМ (с учетом фильтров, если они устанавливаются) должна обеспечить потребление РМ из энергосистемы, не превышающее экономическое значение. 

При целесообразности установки батарей конденсаторов 6-10 кВ последние должны быть подключены к секциям сборных шин, к которым не подключены нелинейные нагрузки. 

10.3.8. При невозможности выделения нелинейной нагрузки на отдельные ветви расщепленной обмотки трансформатора и сдвоенного реактора к сборным шинам 6-10 кВ следует подключить силовые фильтры, обеспечивающие снижение значений коэффициентов Ки и Ки(n) до значений ДРВ и потребление реактивной мощности из энергосистемы, не превышающее техническое значение реактивной мощности. 

Учитывая значительные затраты на установку силовых фильтров нецелесообразно увеличение их мощности по условию КРМ. 

Силовые фильтры устанавливать не следует, если соблюдаются следующие два условия: расчетные значения Ки и Ки(n) не превышают значения ДРВ и технический предел потребления реактивной мощности обеспечивается синхронными электродвигателями и батареями конденсаторов до 1 кВ. 

10.3.9. К секциям сборных шин, питающих резкопеременные нагрузки, не следует подключать конденсаторные батареи. 

В целях снижения значений размаха изменений напряжения и дозы фликера эти секции рекомендуется подключать к сети общего назначения с наибольшими токами КЗ. 

При невозможности осуществить такое подключение, а также в случае установки мощных электроприемников с резкопеременным характером нагрузки должна быть рассмотрена целесообразность установки устройств динамической компенсации реактивной мощности прямого или косвенного действия. 

По условию КРМ суммарная мощность конденсаторных батарей фильтров, входящих в состав устройства динамической компенсации, должна обеспечить технический предел потребления реактивной мощности. 

10.4. Выбор компенсирующих устройств должен производиться одновременно с выбором других основных элементов системы электроснабжения предприятия с учетом динамики роста электрических нагрузок и поэтапного развития системы (см. также п. 2.3.9). 

10.5. При проектировании силовых электроустановок должно быть обеспечено наименьшее потребление реактивной, мощности путем: 

обоснованного выбора мощности электродвигателей; 

преимущественного применения синхронных электродвигателей для нерегулируемых электроприводов; 

применение специальных схем и режимов работы вентильных преобразователей. 

10.6. Индивидуальная компенсация может быть выполнена для мощных электроприемников с низким коэффициентом мощности и с большим числом часов работы в году. 

10.7. При необходимости включения конденсаторных батарей на напряжение выше 10 кВ следует применять последовательное или параллельно-последовательное соединение однотипных конденсаторов с устройством дополнительной изоляции конденсаторов между фазами и изоляцией конденсаторов от земли. 

10.8. Для промышленных предприятий рекомендуется использование комплектных конденсаторных установок.