Réacteur limiteur de courant

Réacteur Limitateur de Courant

Un réacteur limitateur de courant est une bobine inductive caractérisée par une réactance inductive significativement plus élevée que sa résistance, conçue pour restreindre les courants de court-circuit lors de conditions de défaut. Ces réacteurs atténuent également les perturbations de tension dans le reste du système électrique. Ils sont installés sur les alimentations, les lignes de liaison, les câbles des générateurs et entre les sections de barres pour réduire l'amplitude des courants de court-circuit et alléger les fluctuations de tension associées.

Dans des conditions de fonctionnement normales, les réacteurs permettent un flux de puissance non entravé. Cependant, en cas de défaut, le réacteur restreint les perturbations à la section défectueuse. Comme la résistance du système est négligeable par rapport à sa réactance, la présence du réacteur a un impact minimal sur l'efficacité globale du système.

Fonction Principale du Réacteur Limitateur de Courant

L'objectif principal d'un réacteur limitateur de courant est de maintenir sa réactance lorsque de forts courants de court-circuit traversent ses enroulements. Lorsque les courants de défaut dépassent environ trois fois le courant nominal pleine charge, des réacteurs à noyau de fer avec de grandes sections transversales sont utilisés pour limiter les courants de défaut. Cependant, leur coût élevé et leur poids dû au noyau de fer volumineux font des réacteurs à air libre le choix préféré pour la limitation des courants de court-circuit dans la plupart des applications.

• Réacteurs à Noyau de Fer : Sujets aux pertes par hystérésis et courants de Foucault, entraînant une consommation de puissance plus élevée.

• Réacteurs à Air Libre : Présentent des pertes totales généralement autour de 5% de leur puissance apparente (KVA), ce qui les rend plus efficaces.

Fonctions du Réacteur Limitateur de Courant

• Protection Contre les Courants de Défaut : Réduit le flux de courant de court-circuit pour protéger les équipements contre les contraintes mécaniques et la surchauffe.

• Atténuation des Perturbations de Tension : Amortit les fluctuations de tension causées par les courts-circuits.

• Isolation du Défaut : Restreint les courants de défaut à la section affectée, empêchant leur propagation aux alimentations saines et assurant la continuité de l'alimentation.

Inconvénients du Réacteur Limitateur de Courant

• Augmente le pourcentage total de réactance du circuit lorsqu'il est intégré au réseau.

• Détérioration du facteur de puissance et exacerbation des problèmes de régulation de tension.

Emplacement des Réacteurs dans les Systèmes Électriques

Les réacteurs sont stratégiquement placés en série avec les générateurs, les alimentations ou les barres de distribution pour limiter les courants de court-circuit :

• Réacteurs de Générateur : Installés entre les générateurs et les barres de générateur pour fournir une protection individuelle des machines, généralement avec une réactance d'environ 0,05 unité par unité.

• Inconvénient : Un défaut sur une alimentation peut affecter l'ensemble du système en raison de la configuration partagée des réacteurs.

Inconvénients de Tels Réacteurs

Les inconvénients de ce type de réacteur sont doubles : il ne protège pas les générateurs contre les défauts de court-circuit se produisant sur les barres de distribution, et il cause des chutes de tension constantes et des pertes de puissance pendant le fonctionnement normal.

Réacteurs de Barre de Distribution

Lorsque les réacteurs sont installés sur les barres de distribution, ils sont appelés réacteurs de barre de distribution. L'insertion de réacteurs dans les barres de distribution aide à éviter les chutes de tension constantes et les pertes de puissance. Ci-dessous est expliqué les réacteurs de barre de distribution dans les systèmes en anneau et en liaison :

Réacteurs de Barre de Distribution (Système en Anneau)

Les réacteurs de barre de distribution servent à connecter des sections de barres séparées, composées de générateurs et d'alimentations liées à une barre de distribution commune. Dans cette configuration, chaque alimentation est généralement alimentée par un seul générateur. En fonctionnement normal, seule une petite quantité de puissance traverse les réacteurs, entraînant des chutes de tension et des pertes de puissance faibles. Pour minimiser les chutes de tension à travers eux, les réacteurs de barre de distribution sont donc conçus avec une résistance ohmique élevée.

En cas de défaut sur n'importe quelle alimentation, seul un générateur fournit le courant de défaut, tandis que le courant provenant des autres générateurs est limité par les réacteurs de barre de distribution. Cela réduit les courants importants et les perturbations de tension causées par les courts-circuits sur une section de barre, les confinant à la section défectueuse uniquement. Le seul inconvénient de cette configuration de réacteurs est son incapacité à protéger les générateurs connectés à la section en défaut.

Réacteurs de Barre de Distribution (Système en Liaison)

Ceci représente une modification du système ci-dessus. Dans une configuration en liaison, les générateurs sont connectés à la barre de distribution commune via des réacteurs, avec les alimentations alimentées du côté des générateurs.

Le système fonctionne de manière similaire au système en anneau mais offre des avantages supplémentaires. Dans cette configuration, si le nombre de sections augmente, le courant de défaut ne dépassera pas une valeur spécifique, déterminée par les spécifications des réacteurs individuels.