Solution de Protection Complète pour Condensateurs Haute Tension

Objectif principal : Assurer le fonctionnement sûr et stable des condensateurs et du réseau électrique, et prolonger la durée de vie des équipements.

Lorsque des condensateurs haute tension sont mis en service dans le réseau électrique, un système de protection robuste est crucial. Cette solution, basée sur les normes de l'industrie et l'expérience pratique, fournit des directives de configuration pour les principales mesures de protection :

I. Protection des paramètres électriques clés

1. Protection contre les surtensions :
• Fonction : Protéger contre les dommages cumulatifs à la diélectrique du condensateur ou la rupture instantanée causée par les surtensions atmosphériques (foudre), les surtensions de commutation et les surtensions statiques du système.
• Configuration :
• Parafoudre (MOA - Parafoudre à oxyde métallique) : Installé aux extrémités de ligne et neutre de la banque de condensateurs, en particulier sur le côté ligne et le point neutre, pour limiter efficacement l'intrusion des surtensions de foudre et le pic des surtensions de commutation.
• Relais de surtension : Surveille en continu la tension aux bornes des condensateurs. Lorsque la tension dépasse la valeur définie (généralement 1,1Un), il déclenche la banque de condensateurs après un délai pour éviter une opération prolongée sous surtension. La détermination des réglages nécessite une considération globale de la plage de fluctuation permise par le système.
2. Protection contre les surintensités :
• Fonction : Répondre à une augmentation anormale du courant due à des surcharges internes ou externes de la banque de condensateurs, ou à la rupture de composants internes.
• Configuration :
• Protection contre les surintensités à temporisation : Sert de protection de secours pour la protection principale de la banque de condensateurs et gère les surcharges du système. Le réglage doit être coordonné avec et supporter les courants d'empilement lors de l'alimentation, généralement défini entre 1,5 et 2 fois le courant nominal.
• Protection contre les surintensités instantanées : Cible les défauts de court-circuit graves et déclenche instantanément pour éliminer le défaut.
3. Protection contre les courts-circuits :
• Fonction : Fournit une élimination très rapide des défauts en cas de défauts interne ou externe phase-à-phase ou monophasé vers la terre impliquant les condensateurs.
• Configuration :
• Fusible haute tension dédié : La protection préférée pour les défauts internes au sein d'une unité de condensateur individuelle. Le fusible se déclenche instantanément en cas de défaut, isolant l'unité défectueuse tout en permettant au reste de la banque de continuer à fonctionner.
• Coupure + protection par relais : Fournit une fonction de protection de secours contre les courts-circuits. La coordination entre le fonctionnement du fusible et le temps de déclenchement du disjoncteur doit être assurée.

II. Surveillance et protection des états clés

1. Protection thermique (protection de température) :
• Fonction : Prévenir les explosions ou incendies causés par des températures anormalement élevées résultant de surintensités, harmoniques, ventilation insuffisante, vieillissement interne de la diélectrique ou rupture de composants (qui peuvent initialement être indiqués par le fonctionnement du fusible).
• Configuration :
• Sonde de température intégrée (PTC/Pt100) : Intégrée aux points clés de dissipation de chaleur (par exemple, en haut du boîtier du condensateur) pour surveiller en temps réel la température des points chauds internes.
• Relais de température / Unité de surveillance intelligente : Reçoit les signaux des capteurs. Se déclenche lorsque la température dépasse un seuil de sécurité (par exemple, 75°C - 80°C), en émettant des alarmes ou des commandes de coupure.
2. Protection et atténuation des harmoniques :
• Fonction : Supprimer les effets d'"amplification harmonique" sur les condensateurs causés par les harmoniques du système, qui entraînent des surintensités sévères, des surchauffes et un vieillissement rapide des équipements.
• Configuration :
• Mètre de surveillance des harmoniques : Surveille en continu la Distorsion Harmonique Totale (DHT) et le contenu harmonique individuel du courant/tension sur la barre de bus ou le circuit de condensateur. Émet des alarmes en cas d'anomalie.
• Filtres harmoniques : Dans les environnements avec une forte pollution harmonique ou pour de grandes banques de condensateurs, priorisez l'installation de banques de condensateurs filtrantes avec des rapports de réactance adaptés (par exemple, avec des réacteurs de 6%, 13%) plutôt que des banques de condensateurs de compensation pures. Dans les cas extrêmes, configurez des Filtres Actifs de Puissance (FAP).

III. Assurance de la sécurité et contrôle opérationnel

1. Protection de mise à la terre :
• Fonction : Assure la sécurité des personnes et des équipements en fournissant un chemin efficace pour le courant de défaut.
• Configuration :
• Mise à la terre fiable de l'enveloppe métallique ; la résistance de mise à la terre doit être conforme aux réglementations.
• Une borne du secondaire de la bobine/dissipateur de charge doit être mise à la terre.
• Installez une protection de tension en delta ouvert dans les systèmes avec des neutres non effectivement mis à la terre.
2. Interrupteur de sectionnement (disjoncteur) :
• Fonction : Crée une coupure visible pendant la maintenance, garantissant qu'il n'y a pas de risque de réalimentation et fournissant un point d'isolement sûr.
• Configuration : Installez des interrupteurs de sectionnement avec des coupures visibles par l'air sur le côté source (côté ligne) du disjoncteur. L'opération doit suivre strictement le mécanisme de verrouillage "Cinq-Préventions".
3. Dispositif de déclenchement automatique (protection par interverrouillage) :
• Fonction : Détermine de manière globale les défauts ou les conditions de fonctionnement anormales au niveau du système de contrôle pour réaliser un déclenchement intelligent.
• Configuration :
• Plusieurs critères (tension, courant, température, signaux de fonctionnement du fusible, etc.) sont intégrés dans l'unité de protection et de commande.
• Initie automatiquement la logique de déclenchement en cas de conditions anormales, en actionnant le disjoncteur. Intégré au Système d'Automatisation de Poste (SAP).