Un banque de condensateurs est un équipement très important d'un système de puissance électrique. La puissance nécessaire pour faire fonctionner tous les appareils électriques est la charge, qui est la puissance active. La puissance active est exprimée en kW ou MW. La charge maximale connectée au système de puissance électrique est principalement inductive, tels que le transformateur électrique, les moteurs à induction, les moteurs synchrones, les fours électriques, l'éclairage fluorescent sont tous de nature inductive.
En outre, l'inductance des différentes lignes contribue également à l'inductance du système.
En raison de ces inductances, le courant du système est en retard par rapport à la tension du système. À mesure que l'angle de déphasage entre la tension et le courant augmente, le facteur de puissance du système diminue. À mesure que le facteur de puissance électrique diminue, pour la même demande de puissance active, le système tire plus de courant de la source. Un courant plus important entraîne plus de pertes dans les lignes.
Un faible facteur de puissance électrique cause une mauvaise régulation de la tension. Ainsi, pour éviter ces difficultés, il faut améliorer le facteur de puissance électrique du système. Comme un condensateur fait avancer le courant par rapport à la tension, la réactance capacitive peut être utilisée pour annuler la réactance inductive du système.
La réactance du condensateur peut être utilisée pour annuler la réactance inductive du système.
La réactance du condensateur est généralement appliquée au système en utilisant un condensateur statique en shunt ou en série avec le système. Au lieu d'utiliser une seule unité de condensateur par phase du système, il est beaucoup plus efficace d'utiliser une banque de condensateurs, en termes de maintenance et d'installation. Ce groupe ou cette banque d'unités de condensateurs est connu sous le nom de banque de condensateurs.
Il existe principalement deux catégories de banque de condensateurs selon leurs arrangements de connexion.
Condensateur shunt.
Condensateur en série.
Le condensateur shunt est très couramment utilisé.
La taille de la banque de condensateurs peut être déterminée par la formule suivante :
Où,
Q est le kVAR requis.
P est la puissance active en kW.
cosθ est le facteur de puissance avant compensation.
cosθ' est le facteur de puissance après compensation.
Théoriquement, il est toujours souhaitable de mettre en service une banque de condensateurs près de la charge réactive. Cela supprime la transmission de kVARS réactifs d'une grande partie du réseau. De plus, si le condensateur et la charge sont connectés simultanément, lors de la déconnexion de la charge, le condensateur est également déconnecté du reste du circuit. Ainsi, il n'y a pas de risque de surcompensation. Mais la connexion d'un condensateur à chaque charge individuelle n'est pas pratique du point de vue économique. La taille des charges varie considérablement pour différents consommateurs. Ainsi, diverses tailles de condensateurs ne sont pas toujours facilement disponibles. Par conséquent, une compensation adéquate n'est pas possible à chaque point de charge. De plus, chaque charge n'est pas connectée au système 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Ainsi, le condensateur connecté à la charge ne peut pas être pleinement utilisé.
Par conséquent, le condensateur n'est pas installé pour les petites charges, mais pour les charges moyennes et grandes, une banque de condensateurs peut être installée sur les propres locaux du consommateur. Bien que les charges inductives des consommateurs moyens et grands soient compensées, il y a encore une demande importante de VAR provenant de différentes petites charges non compensées connectées au système. En outre, l'inductance des lignes et des transformateurs contribuent également aux VAR du système. Face à ces difficultés, au lieu de connecter un condensateur à chaque charge, une grande banque de condensateurs est installée dans la principale sous-station de distribution ou la sous-station de réseau secondaire.
La banque de condensateurs peut être connectée au système soit en delta, soit en étoile. Dans la connexion en étoile, le point neutre peut être mis à la terre ou non, selon le schéma de protection de la banque de condensateurs adopté. Dans certains cas, la banque de condensateurs est formée par une double formation en étoile.
Généralement, une grande banque de condensateurs dans une sous-station électrique est connectée en étoile.
La banque connectée en étoile mise à la terre présente certains avantages spécifiques, tels que,
Tension de récupération réduite sur le disjoncteur pour un délai normal de commutation répétitive des condensateurs.
Meilleure protection contre les surtensions.
Phénomène de surtension comparativement réduit.
Coût d'installation moindre.
Dans un système solidement mis à la terre, la tension de toutes les trois phases d'une banque de condensateurs est fixe et reste inchangée, même pendant la période de fonctionnement en biphasé.
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