Méthodes de Contrôle de Tension dans le Système Électrique

Méthodes de contrôle de la tension dans un système électrique

La tension dans un système électrique varie en fonction des fluctuations de la charge. Généralement, la tension est plus élevée pendant les périodes de faible charge et diminue sous des conditions de forte charge. Pour maintenir la tension du système dans des limites acceptables, des équipements supplémentaires sont nécessaires. Ces équipements servent à augmenter la tension lorsqu'elle est basse et à la réduire lorsqu'elle est trop élevée. Voici les méthodes utilisées dans les systèmes électriques pour le contrôle de la tension :

• Transformateur à changement de rapport de transformation sous charge (On-Load Tap Changing Transformer)

• Transformateur à changement de rapport de transformation hors charge (Off-Load Tap Changing Transformer)

• Réactances shunt

• Modulateurs de phase synchrones

• Condensateurs shunt

• Système statique de VAR (SVS)

Le contrôle de la tension du système à l'aide d'un élément inductif shunt est appelé compensation shunt. La compensation shunt se divise en deux types : la compensation shunt statique et la compensation synchrone. Dans la compensation shunt statique, on utilise des réactances shunt, des condensateurs shunt et des systèmes statiques de VAR, tandis que la compensation synchrone utilise des modulateurs de phase synchrones. Les méthodes de contrôle de la tension sont détaillées ci-dessous.

Transformateur à changement de rapport de transformation hors charge (Off-Load Tap Changing Transformer) : Dans cette approche, le contrôle de la tension est réalisé en modifiant le rapport de transformation du transformateur. Avant de changer le point de raccordement, le transformateur doit être déconnecté de l'alimentation électrique. Le changement de point de raccordement du transformateur est principalement effectué manuellement.

Transformateur à changement de rapport de transformation sous charge (On-Load Tap Changing Transformer) : Cette configuration est utilisée pour ajuster le rapport de transformation du transformateur afin de réguler la tension du système tout en alimentant la charge. La plupart des transformateurs de puissance sont équipés de changeurs de point de raccordement sous charge.

Réactance shunt : Une réactance shunt est un élément inductif connecté entre la ligne et le neutre. Elle compense le courant inductif provenant des lignes de transport ou des câbles souterrains. Les réactances shunt sont principalement utilisées sur les lignes de transport à très haute tension (THT) et à ultra-haute tension (UHT) pour le contrôle de la puissance réactive.

Les réactances shunt sont installées dans les postes d'entrée, les postes de sortie et les postes intermédiaires des longues lignes THT et UHT. Sur les lignes de transport à longue distance, les réactances shunt sont connectées à intervalles d'environ 300 km pour limiter la tension aux points intermédiaires.

Condensateurs shunt : Les condensateurs shunt sont des condensateurs connectés en parallèle avec la ligne. Ils sont installés dans les postes de sortie, les postes de distribution et les postes de sectionnement. Les condensateurs shunt injectent des volt-amperes réactifs dans la ligne et sont généralement organisés en banques triphasées.

Modulateur de phase synchrone : Un modulateur de phase synchrone est un moteur synchrone fonctionnant sans charge mécanique. Il est connecté à la charge à l'extrémité de réception de la ligne. En modulant l'excitation de l'enroulement de champ, le modulateur de phase synchrone peut absorber ou générer de la puissance réactive. Il maintient une tension constante sous toutes les conditions de charge et améliore également le facteur de puissance.
Systèmes statiques de VAR (SVS) : Le compensateur statique de VAR injecte ou absorbe des VAR inductifs dans le système lorsque la tension s'écarte de la valeur de référence, soit en étant supérieure, soit en étant inférieure. Dans un compensateur statique de VAR, des thyristors sont utilisés comme dispositifs de commutation au lieu de disjoncteurs. Dans les systèmes modernes, la commutation par thyristors a remplacé la commutation mécanique en raison de son opération plus rapide et de sa capacité à fournir une opération sans transitoire grâce au contrôle de la commutation.