Quelle est la différence entre un réactance shunt et un condensateur shunt?

Dans un système électrique de puissance, divers dispositifs sont utilisés pour améliorer le facteur de puissance et l'efficacité opérationnelle. Les condensateurs en dérivation et les réacteurs en dérivation représentent deux composants distincts conçus pour optimiser les performances des réseaux électriques. Cet article explore leurs principales différences, en commençant par un aperçu de leurs principes fondamentaux.

Condensateurs en dérivation

Un condensateur en dérivation fait référence à un condensateur unique ou à un groupe de condensateurs (appelé banque de condensateurs) connectés en parallèle au système de puissance. Il sert à améliorer le facteur de puissance et l'efficacité opérationnelle du système en compensant les charges inductives, ce qui améliore le facteur de puissance du système.

La plupart des charges dans un système électrique de puissance, comme les machines électriques, les transformateurs et les relais, présentent des caractéristiques inductives, contribuant à la réactance inductive ainsi qu'à l'inductance des lignes de puissance. L'inductance provoque un retard de courant par rapport à la tension, augmentant l'angle de retard et diminuant le facteur de puissance du système. Ce facteur de puissance en retard fait que la charge tire plus de courant de la source pour la même puissance nominale, entraînant des pertes supplémentaires en ligne sous forme de chaleur.

La capacité d'un condensateur fait avancer le courant par rapport à la tension, lui permettant d'annuler la réactance inductive dans le système de puissance. Plusieurs unités de condensateurs (une banque de condensateurs) connectées en parallèle pour améliorer le facteur de puissance sont appelées condensateurs en dérivation.

Réacteurs en dérivation

Un réacteur en dérivation est un dispositif utilisé dans les systèmes de puissance pour stabiliser la tension lors des variations de charge, améliorant ainsi l'efficacité. Il compense la puissance réactive capacitive dans les lignes de transport de puissance, généralement appliqué dans les lignes de transport de puissance de 400 kV ou plus.

Construit avec un seul enroulement, soit directement connecté à la ligne de puissance, soit à l'enroulement tertiaire d'un transformateur triphasé, il absorbe la puissance réactive des lignes pour améliorer l'efficacité du système.

Différences entre les condensateurs en dérivation et les réacteurs en dérivation

Le tableau suivant présente les principales comparaisons entre les réacteurs en dérivation et les condensateurs en dérivation:

Comparaison entre les condensateurs en dérivation et les réacteurs en dérivation
Fonction

• Condensateur en dérivation: Fournit de la puissance réactive au système électrique, absorbée par les charges inductives (par exemple, moteurs, transformateurs) pour améliorer le facteur de puissance et l'efficacité du système.

• Réacteur en dérivation: Absorbe et contrôle le flux de puissance réactive pour améliorer l'efficacité, stabiliser les niveaux de tension et atténuer les surtensions/transitoires dans le réseau.

Correction du facteur de puissance

• Condensateur en dérivation: Améliore directement le facteur de puissance en fournissant une compensation de la puissance réactive.

• Réacteur en dérivation: Améliore indirectement le facteur de puissance en stabilisant la tension dans les lignes de transport.

Connexion

• Condensateur en dérivation: Connecté directement en parallèle avec la ligne de puissance.

• Réacteur en dérivation: Connecté soit directement à la ligne de puissance, soit via l'enroulement tertiaire d'un transformateur triphasé.

Impact sur la tension

• Condensateur en dérivation: Peut causer une augmentation de tension pendant les conditions de faible charge en raison de l'injection de puissance réactive.

• Réacteur en dérivation: Induit une légère baisse de tension due à la réactance inductive, équilibrant l'excès de puissance réactive.

Effet des harmoniques

• Condensateur en dérivation: Susceptible de créer des conditions de résonance qui amplifient les harmoniques de tension.

• Réacteur en dérivation: Atténue et supprime les harmoniques, améliorant la qualité de la puissance.

Applications

• Condensateur en dérivation: Utilisé de manière généralisée dans les systèmes de puissance industriels et commerciaux pour corriger le facteur de puissance dans les réseaux de distribution.

• Réacteur en dérivation: Principalement appliqué dans les lignes de transport de haute tension (400 kV et plus) pour la stabilisation de la tension et la suppression des transitoires.

Conclusion

Les condensateurs en dérivation et les réacteurs en dérivation optimisent l'efficacité des systèmes électriques de puissance, bien que par des mécanismes distincts : les condensateurs améliorent le facteur de puissance en compensant les charges inductives, tandis que les réacteurs stabilisent la tension et atténuent les harmoniques dans les réseaux de transport. Leurs rôles complémentaires assurent une livraison fiable de la puissance dans divers scénarios opérationnels.