Высоковольтные конденсаторные установки, или по терминологии ГОСТ 27389-87 - установки конденсаторные для компенсации реактивной мощности используются для повышения коэффициента мощности в сетях среднего напряжения 10 (6) кВ:

• способами централизованной, групповой или индивидуальной компенсации в случаях подсоединения на стороне низшего напряжения на подстанции 110 (35)/10 (6) кВ, если граница балансовой принадлежности проходит по стороне 110 (35) кВ, или непосредственно на объекте;
• способом централизованной компенсации при подключении на стороне высшего напряжения 6(10) кВ на подстанции 10 (6)/0.4 кВ или на границе балансовой принадлежности (см. подробно в этом материале).

Если абстрагироваться от не вполне корректных терминов и обозначений, используемых производителями, в целом высоковольтные конденсаторные установки в отличие от конденсаторных установок низковольтных сетей решают проблемы, как потребителя электроэнергии, так и владельца распределительной сети среднего напряжения (110 (35)/10 (6) кВ).

Так, используя высоковольтные конденсаторные установки на подстанциях 110 (35)/10 (6) кВ (на стороне низшего напряжения) или 10 (6) кВ/0.4 кВ (на стороне высшего напряжения) владельцы распределительных сетей за счет уменьшения объемов транспортируемой к потребителям реактивной мощности и, соответственно, увеличения пропускной способности сети по активной мощности имеют возможность:

• подключить к распределительной сети дополнительных потребителей электроэнергии при тех же объемах транспортируемой полной мощности и пропускной способности сети;
• снизить риски отказа сети и подстанций из-за перегрузок по мощности, понижения напряжения, перегрева/провисания/обрыва линий ЛЭП и т.д.;
• повысить качество передаваемой потребителям электроэнергии;
• снизить риски перегрева обмоток силовых трансформаторов подстанций из-за гармонических искажений тока и напряжения (если используются высоковольтные конденсаторные установки с фильтрами гармоник);
• устранить риски перекомпенсации реактивной мощности в случае применения регулируемых, в том числе автоматически регулируемых высоковольтных конденсаторных установок.

В свою очередь потребители электроэнергии среднего напряжения (промышленные объекты, порты, теплосети, водоснабжающие организации, нефтехимические производства и т.д.), используя высоковольтные конденсаторные установки для централизованной, групповой или индивидуальной компенсации реактивной мощности в случаях подсоединения на стороне низшего напряжения на подстанции 110 (35)/10 (6) кВ, если граница балансовой принадлежности проходит по стороне 110 (35) кВ, или непосредственно на объекте получают возможность:

• наращивания производственных мощностей в условиях стабильной полной мощности, поставляемой по договору с электроснабжающей организацией и Техническим Условиям на подключение к распределительной сети;
• стабилизировать собственные локальные сети среднего напряжения по основным параметрам (току, напряжению, частоте, нелинейным искажениям тока THDI и напряжения THDU и т.д.);
• экономической выгоды благодаря собственной выработке балластной реактивной мощности и снижению потерь активной мощности ΔП ≈ 0,01*Гп*Тс (при централизованной и групповой компенсации реактивной мощности) или ΔП ≈ 0,02*Гп*Тс (при индивидуальной компенсации реактивной мощности), где Гп – годовое потребление электроэнергии, а Тс – средний реализационный тариф на оплату активной энергии (руб/кВт ч).

Высоковольтные конденсаторные установки изготавливают в виде модульной (блочной) конструкции с обязательной ячейкой (блоком) ввода, где, как правило, устанавливается трехпозиционный разъединитель, обычно с функциями заземления кабельной линии и конденсаторных батарей, измерительная аппаратура, устройства коммутации и защиты от перегрузки по току, механизмы блокировки. Ячейка ввода через устройства коммутации (в высоковольтных конденсаторных установках – вакуумные контакторы) соединяется сборными шинами и болтовыми соединениями с оборудованием одной, двух и более конденсаторных ячеек, в которых установлены трехфазные или однофазные конденсаторы по ГОСТ 1282-88 «Конденсаторы для повышения коэффициента мощности» или ГОСТ 27390-87 «Конденсаторы самовосстанавливающиеся для повышения коэффициента мощности».

Все отдельные ячейки (блоки) оборудуются системами воздушного охлаждения и/или подогрева для высоковольтных конденсаторных установок разного климатического исполнения в различных условиях эксплуатации (в помещении, под навесом на улице и т.д.). Модульная конструкция высоковольтных конденсаторных установок позволяет увеличивать/уменьшать общую мощность установки и количество ступеней при модернизации, а также оперативно заменять вышедшие из строя элементы, узлы и модуля в целом.

Выбор высоковольтных конденсаторных установок (см. детально в этом материале) осуществляется по:

• необходимой величине генерируемой реактивной мощности;
• коэффициенту мощности;
• климатическому исполнению, коду IP и условиям эксплуатации;
• необходимости и способу регулировки вырабатываемой реактивной мощности (ручного или автоматического подключения/отключения ступеней/конденсаторных ячеек);
• требуемому времени отключения ступеней и времени повторного срабатывания после отключения;
• необходимости в устранении искажений по току и напряжению фильтрами гармоник.

Перед выбором или заказом высоковольтных конденсаторных установок по опросному листу обязательно должна выполняться экспертная диагностика эксплуатируемой сети и оборудования по:

• текущим значениям, провалам и перенапряжениям линейных и фазных напряжений, искажениям кривой напряжения (THD U%);
• частоте;
• фазным токам и искажениям кривой тока (THD I%);
• значениям по фазам: cos(φ), tg(φ), потребляемой/генерируемой активной, реактивной и полной энергии, потребляемой/генерируемой мгновенной активной, реактивной и полной мощности;
• гармоникам тока и напряжения по фазам до 40 порядка;
• перекосу фаз и неравномерности нагрузки.

Анализ полученных результатов позволит выбрать или изготовить оптимальную для конкретной сети/участка сети высоковольтную конденсаторную установку и исключить риски, как перекомпенсации реактивной мощности, так и перегрева конденсаторов и/или обмотки силовых трансформаторов из-за больших гармонических токов при резонансных явлениях.