Compensation CosPhi

Question 1

Comment se calcule (formule) la dimension des CS (fusible type gL) en amont d’une batterie de compensation ?

Answer 1

Ic = Qc / (√(3) \* Un)
Ics = 1.43 \* Qc / (√(3) \* Un)

Ic: Intensité dans la batterie de compensation
Ics: Intensité nominale du coupe surintensité
1.43: facteur de déclenchement thermique
Qc: puissance capacitive de la batterie de compensation [Var]
Un: tension nominale du réseau [V]

Lorsque Un = 525V, plutôt que 400V, prendre Ics correspondant à 2 échelons au-dessus de Ic

ATTENTION penseR A DIMENSIONNER LE CABLE EN CORRESPONDANCE

Question 2

Quels réglages pour les disjoncteurs de puissance en amont des batteries de compensation?

Answer 2

Ic = Qc / (√(3) * Un)

Déclenchement thermique: 1.43 * Ic
Protection surcharge: 6 * Ic
Déclenchement magnétique: 9 à 12 * Ic

Qc: puissance de la batterie de compensation [Var]
Un: tension nominale du réseau

Question 3

Donner quelques dimensions de condensateurs fixes pour des transformateurs habituels

Answer 3

250 kVA à huile : 5 kVar
250 kVA en résine : 3 kVar
250 kVA perte à vide réduite : 2 kVar

630 kVA à huile : 15 kVar
630 kVA en résine : 5 kVar
630 kVA perte à vide réduite : 3 kVar

1000 kVA à huile : 20 kVar
1000 kVA en résine : 8 kVar
1000 kVA perte à vide réduite : 4 kVar

Question 4

Comment calcule-t-on (formule) la puissance maximale des condensateurs pour un transformateur en fonction des courants harmoniques?

Answer 4

Qc = Qtransfo * 100 / (v² * Ucc)

Qtransfo: puissance du transformateur [kVA]
v: rang de l’harmonique critique la la plus élevée (5 si 5ème harmonique)
Ucc: tension de court-circuit du transformateur [%]

Question 5

Jusqu’à quelle année faut-il considérer les condensateurs comme suspects car pouvant contenir des PCB?

Que faut-il faire avec des condensateurs contenant des PCB?

Quel est le seuil à partir duquel un appareil contenant des PCB est problématique?

Answer 5

jusqu’à 1982 inclus

Les condensateurs avec PCB doivent être élimés comme des déchets spéciaux

Tout appareils contenant des PCB avec une teneur > 50ppm doit être éliminé comme déchet spécial

Question 6

Qu’est ce que le Cosφ ?

Answer 6

C’est le rapport entre la puissance active P et la puissance apparente S

Cosφ = P / S

Question 7

Quelles valeurs de Cosφ habituellement pris en compte dans les réseaux de distribution?

Answer 7

cosφ entre 0.9 et 0.95

Question 8

Quelle différence entre facteur de puissance et cosφ ?

Answer 8

Cosφ lorsque le signal est parfaitement sinusoïdal

Facteur de puissance lorsque le signal est pollué par des harmoniques

Question 9

Quels sont les intérêts de la compensation?

Answer 9

• ATTENTION, TOUTES LES REPONSES NE SONT PAS CLAIRES…
• réduction des coûts de l’énergie
• augmentation de la puissance active disponible au secondaire du transformateur
• diminution des pertes côté réseau
• diminution des chutes de tension et de l’effet Joule dans les câbles
• augmentation de l’efficience énergétique

Question 10

De quoi est constitué une installation de compensation?

Answer 10

• les condensateurs
• les selfs de blocage (bobines)
• les contacteurs ou thyristors
• la protection CS (fusible ou disjoncteur de puissance)
• la ventilation
• le régulateur et le transformateur d’intensité (TI)

Question 11

Quels sont les types de condensateurs utilisés pour la compensation?

Answer 11

• condensateurs secs série AM
• condensateurs imprégnés série H

Question 12

A quoi servent les selfs de blocage?

Answer 12

• protéger le signal de télécommande du réseau (130 et 189 Hz)
• éviter la surcharge harmonique sur les condensateurs

Question 13

Quels sont les types de compensation?

Answer 13

• compensation globale
• compensation partielle
• compensation individuelle

Question 14

Décrire la compensation globale

Answer 14

Question 15

Décrire la compensation partielle

Answer 15

Question 16

Décrire la compensation individuelle

Answer 16

Question 17

Quels sont les avantages et inconvénients de la compensation globale?

Answer 17

Avantages:

• convient à une installation simple de petite à moyenne taille
• entretien facilité car centralisation de l’instalaltion
• permet de profiter de la non simultanéité des consommateurs inductifs et donc de limiter la puissance installée
• facilement extensible

Inconvénients:

• ne permet pas de soulager le câblage de l’installation avale car tous les courants réactifs y passent
• coût du kVAr élevé

Question 18

Quels sont les avantages et inconvénients de la compensation partielle?

Answer 18

Avantages:

• recommandée pour des installations de grandes tailles
• permet de compenser plus finement selon les besoins des différentes sous-installations
• les câbles d’alimentation principaux sont soulagés
• coût au kVAr réduit

Inconvénients:
- seulement possible si groupes d’utilisation clairement définis

Question 19

Quels sont les avantages et inconvénients de la compensation individuelle?

Answer 19

Avantages:

• techniquement idéale car la compensation se fait directement au point de consommation
• soulage le câblage en tout point
• coût au kVAr économique

Inconvénients:

• compliqué à mettre en oeuvre pour raisons financières ou manque de place
• entretien plus compliqué car plus de points d’intervention

Question 20

En quoi les harmoniques posent-elles un problème pour les installations de compensation?

Answer 20

L’impédance d’un consensateur diminue avec la fréquence. Les harmoniques rendent donc l’installation potentiellement sous-dimensionnée.

pour mémoire: Z = 1 / jCω
avec ω = 2πf

Question 21

Quels sont les 2 types de batteries de compensation et dans quels cas s’utilisent-ils?

Answer 21

• batterie fixe: celle-ci représente ≤ 15% de la puissance apparente S
• batterie en gradins: à utiliser lorsque la batterie représente >15% de la puissance apparente S

Question 22

Que faire en cas d’harmoniques dans une installation avec compensation?

Answer 22

Question 23

Quels sont les points forts des condensateurs sec AM?

Et ceux des condesateurs imprégnés H?

Answer 23

AM:
longue durée de vie
bonne relation puissance/volume
installation facile dans toutes les positions
film polypropylène auto-cicatrisant
large gamme de puissance (3.1 à 50kVAr)

H:
très longue durée de vie (30 ans)
parfait pour exigences élevées
bonne tenue aux harmoniques
montage dans des bacs inox
puissance 25 et 50 kVAr

Question 24

Comment calcule-t-on (formule) la puissance d’une batterie de compensation?

Answer 24

Qc = P (tg φ₁ - tg φ₂)

avec Qc : puissance de la batterie de compensation
P : puissance active
φ₁ : angle de déphasage initial
φ₂ : angle de déphasage à atteindre

on obtient l’angle φ par acos(cosφ)

Question 25

Quelles sont les bases possibles permettant un calcul de la compensation?

Answer 25

• pas de données précises, si ce n’est la puissance du transformateur et le cosφ initial
• les factures d’électricité avec indications d’énergies active/réactive
  la puissance se calcule sur base de l’énergie (E = P t)
• la liste de consommateurs avec leurs caractéristiques
• un enregistrement de la consommation avec un analyseur réseau

Question 26

Quelles sont les dimensions typiques d’un condensateur sec AM ?

Answer 26

Question 27

Quelles sont les dimensions typiques d’un condensateur imprégné H?

Answer 27

Question 28

Qu’est-ce que la valeur p en %?

Quelles sont les valeurs de p en % pour les fréquences 130Hz et 189Hz?

Answer 28

c’est le facteur de blocage, il s’ait d’une caractéristique des selfs
représente le rapport entre l’impédance de la self et l’impédence de condensateur
(les 2 éléments constituant le circuit bouchon par leur mise en parallèle)

p% = Xl / Xc

pour 130Hz, p=14.8%
pour 189Hz, p=7%

Question 29

Décrire le principe de fonctionnement d’un régulateur de compensation

Answer 29

Exemple basé sur régulateur BLR-CX

• prise de courant sur une phase (L1 par exemple à l’aide d’un TI)
• prise de tension entre les 2 autres phases (L2 et L3 dans ce cas)
• 13 gradins disponibles
• 14ème sortie de commutation pour la ventilation

Question 30

Quelles sont les règles approximatives pour le dimensionnement d’une installation future?

Answer 30

sans information sur l’installation future, on peut partir sur une compensation d’une puissance de 25% de la puissance nominale.

Exemple:
transfo de 1000kVA
charge environ ⅔, cosφ=0.86, retour à cosφ=0.95
Qc = P (tgφ1 - tgφ2); P= 1000*⅔*0.86 = 574kW
Qc = 574 * (tg(acos0.86) - tg(acos0.95)) = 152 kVAr

Question 31

Jusqu’à quelle puissance peut-on utiliser une compensation fixe?

Answer 31

<15% de la puissance du transfo

Question 32

Comment est-il possible de limiter la surintensité à l’enclenchement d’un gradin v1?

Answer 32

En utilisant des résistances de pré-insertion placée en série d’un contact auxiliaire

Question 33

Comment est-il possible de limiter la surintensité à l’enclenchement d’un gradin v2?

Answer 33

En utilisant des résistances de décharge

Question 34

Quand la surintensité est-elle maximale à l’enclenchement d’un gradin?

Answer 34

Lors de l’enclenchement du dernier gradin (n) alors que les autres sont déjà enclenché. Ceux-ci vont en effet se décharger dans le gradin nouvellement enclenché.

Question 35

Quels rapport de surintensité entre version avec et sans résistance de pré-insertion?

Answer 35

Sans: env 150

Avec: env. 10

Question 36

Comment dimensionner la protection en amont d’un gradin?

Answer 36

In ≥ 1.6 * Igradin, Si le gradin n’est pas muni de self anti-harmonique

In ≥ 1.4 * Igradin, si le gradin est équipé de selfs anti harmonique

Question 37

Quelle puissance réactive pour un transformateur, à vide et en charge (en % de la puissance du transfo?

Answer 37

env 2% à vide

env 6% en charge

Question 38

Comment dimensionner les gradins d’une batterie de compensation?

Answer 38

Il faut que ce soit suffisamment fin pour quidéalement on ne fasse pas de sur ou sous compensation

une bonne méthode est 3 gradins:

env. 1/2
env. 1/4
env. 1/8

la somme faisant 1…

Sinon une autre méthode avec des gradins identiques.