Méthodes de compensation de la puissance réactive dans les systèmes d'alimentation

La puissance réactive est la partie de la puissance totale qui sert à supporter les processus électromagnétiques dans les charges qui ont des composants réactifs inductifs et capacitifs.

La puissance réactive elle-même n'est utilisée pour effectuer aucun travail utile, contrairement à la puissance active, cependant, la présence de courants réactifs dans les fils entraîne leur échauffement, c'est-à-dire des pertes de puissance sous forme de chaleur, ce qui oblige le fournisseur d'électricité à fournir l'utilisateur avec une pleine puissance accrue. Entre-temps, conformément à l'arrêté du ministère de l'Industrie et de l'Énergie de la Fédération de Russie n ° 267 du 4 octobre 2005, la puissance réactive est classée comme pertes techniques dans les réseaux électriques.

Mais les champs électromagnétiques apparaissent toujours pendant les modes de fonctionnement normaux d'un grand nombre de variétés d'équipements électriques : lampes fluorescentes, moteurs électriques à usages divers, installations à induction, etc.— toutes ces charges non seulement consomment de la puissance active utile du réseau, mais provoquent également l'apparition de puissance réactive dans les circuits étendus.

Et bien que sans puissance réactive, de nombreux consommateurs contenant des composants inductifs tangibles ne pourraient pas fonctionner en principe, car ils ont besoin puissance réactive en fraction de la puissance totale, la puissance réactive est souvent signalée comme une surcharge néfaste par rapport aux réseaux électriques.

Dégâts de puissance réactive sans compensation

En général, lorsque la quantité de puissance réactive dans le réseau devient importante, la tension du réseau diminue, cette condition est très caractéristique des systèmes électriques avec un déficit de la composante active - la tension du réseau est toujours inférieure à la valeur nominale . Et puis la puissance active manquante provient des systèmes électriques voisins où une quantité excessive d'électricité est actuellement produite.

Mais de tels systèmes, qui nécessitent toujours un réapprovisionnement aux dépens des voisins, s'avèrent finalement toujours inefficaces, et après tout, ils peuvent facilement devenir efficaces, il suffit de créer les conditions pour générer de la puissance réactive sur place, en des dispositifs de compensation spécialement adaptés sélectionnés pour les charges actives-réactives de ce système d'alimentation.

Le fait est que la puissance réactive n'a pas besoin d'être générée dans une centrale électrique par un générateur ; au lieu de cela, il peut être obtenu dans installation de compensation (dans le condensateur, le compensateur synchrone, dans la source de puissance réactive statique) situé dans la sous-station.

Aujourd'hui, la compensation de puissance réactive n'est pas seulement une réponse aux questions d'économie d'énergie et d'optimisation des charges du réseau, mais également un outil précieux pour avoir un impact sur l'économie des entreprises. Après tout, le prix final de tout produit manufacturé est formé, notamment, par l'électricité consommée, qui, si elle est réduite, réduira les coûts de production. C'est la conclusion à laquelle sont parvenus les auditeurs et les énergéticiens, qui a conduit de nombreuses entreprises à recourir au calcul et à l'installation de systèmes de compensation de puissance réactive.

Pour compenser la puissance réactive d'une charge inductive - choisissez une certaine capacité condensateurDe ce fait, la puissance réactive consommée directement par le réseau diminue, elle est désormais consommée par le condensateur. En d'autres termes, le facteur de puissance du consommateur (avec un condensateur) augmente.

Les pertes actives ne dépassent plus 500 mW pour 1 kVar, alors que les parties mobiles des installations sont absentes, il n'y a pas de bruit et les coûts d'exploitation sont négligeables. Les condensateurs peuvent être installés en principe en tout point du réseau électrique et la puissance de compensation est choisie individuellement. L'installation s'effectue dans des armoires métalliques ou dans une version de bureau.

Méthodes de compensation de la puissance réactive dans les systèmes d'alimentation

Selon le schéma de connexion des condensateurs au consommateur, il existe plusieurs types de compensation: individuelle, groupée et centralisée.

• Avec compensation individuelle, les condensateurs (condensateur) sont connectés directement au lieu d'apparition de la puissance réactive, c'est-à-dire leur propre condensateur (s) - à un moteur asynchrone, séparément - à une lampe à décharge, individuel - à une machine à souder , condensateur personnel — pour four à induction, pour transformateur, etc. d. Ici, les fils d'alimentation de chaque consommateur particulier sont déchargés des courants réactifs.

• La compensation de groupe implique la connexion d'un condensateur commun ou d'un groupe commun de condensateurs à plusieurs consommateurs avec des composants inductifs importants à la fois. Dans ce cas, le fonctionnement simultané constant de plusieurs consommateurs est lié à la circulation de l'énergie réactive totale entre les consommateurs et les condensateurs. La ligne alimentant en électricité un groupe de consommateurs sera déchargée.

• La compensation centralisée implique l'installation de condensateurs avec un régulateur dans le tableau de distribution principal ou de groupe. Le régulateur estime en temps réel la consommation de puissance réactive actuelle et connecte et déconnecte rapidement le nombre requis de condensateurs. De ce fait, la puissance totale consommée par le réseau est toujours minimisée en fonction de la valeur instantanée de la puissance réactive requise.

Chaque installation de compensation de puissance réactive comprend plusieurs branches de condensateurs, plusieurs étages, qui sont formés individuellement pour un réseau électrique particulier, en fonction des consommateurs de puissance réactive visés. Tailles de pas typiques : 5 ; dix; vingt; trente; 50 ; 7,5 ; 12,5 ; 25 m²

Pour obtenir de grandes étapes (100 kvar ou plus), plusieurs petites sont combinées en parallèle.En conséquence, les charges du réseau sont réduites, les courants d'appel et les perturbations qui les accompagnent sont réduits. Dans les réseaux avec un grand nombre de harmoniques supérieures de la tension secteur, les condensateurs des installations de compensation sont protégés par des inductances.

Avantages de la compensation de puissance réactive

Les installations de compensation automatique confèrent de nombreux avantages au réseau qui en est équipé :

• réduire la charge des transformateurs ;

• simplification des exigences relatives à la section des fils ; permettre une charge plus importante sur les réseaux électriques qu'il n'est possible sans compensation ;

• éliminer les raisons de réduire la tension du réseau, même si l'utilisateur est connecté à de longs fils ;

• augmenter l'efficacité des générateurs mobiles de carburant liquide ;

• faciliter le démarrage des moteurs électriques;

• augmente automatiquement le cos phi ;

• supprimer la puissance réactive des lignes ;

• soulagement du stress;

• améliorer le contrôle des paramètres du réseau.