Compensation capacitive

La compensation de puissance réactive obtenue avec une charge capacitive supplémentaire est appelée compensation capacitive. Ce type de rémunération est traditionnel pour les sous-stations de traction AC en Fédération de Russie, où il est ainsi possible d'augmenter considérablement l'efficacité des équipements et de réduire les pertes.

Par exemple, le débit du transport électrique ferroviaire est fortement augmenté grâce à la compensation capacitive de la puissance réactive, c'est-à-dire grâce à l'utilisation de blocs de condensateurs. Et comme la tension du secteur change d'une manière ou d'une autre, les batteries de condensateurs doivent être ajustées. La compensation capacitive peut être longitudinale, transversale et longitudinale-transversale, ce qui sera décrit en détail plus loin dans le texte.

Compensation capacitive latérale — KU

La compensation latérale capacitive fait référence à la réduction de la composante de courant réactif due à la connexion d'une source de puissance réactive supplémentaire directement à la charge. Les batteries de condensateurs personnalisées incluent non seulement des condensateurs, mais également réacteursconnectés en série ou en parallèle avec des condensateurs. Les dispositifs à pas permettent d'éteindre et d'allumer des pas individuels du condensateur ou même de modifier le schéma de connexion du dispositif.

Groupes de condensation régulés avec réacteurs

Si un réacteur contrôlé est connecté en parallèle à la batterie de condensateurs, la puissance réactive totale d'une telle installation de condensateurs sera égale à la différence entre les puissances réactives du réacteur et la capacité. En particulier, si la puissance réactive de la batterie de condensateurs est égale à la puissance réactive du réacteur, alors la centrale dans son ensemble ne générera aucune puissance réactive.

En ajustant les paramètres du réacteur, en réduisant sa puissance en conséquence, la puissance réactive générée par l'ensemble de la batterie de condensateurs est augmentée. L'état du réacteur est réglé en ajustant la saturation de l'acier du circuit magnétique lorsqu'il est aimanté transversalement ou longitudinalement par un courant continu. Aujourd'hui, la déviation transversale des réacteurs n'est plus utilisée en raison du caractère non économique de cette approche.

Aujourd'hui, presque partout dans les réseaux, à partir de 35 kV, les réacteurs sont régulés thyristors… L'amplitude du courant du réacteur de zéro à la valeur nominale est définie dans de tels circuits via l'angle d'allumage des thyristors. Cette méthode de contrôle des réacteurs est assez fiable, bien qu'elle implique avec la présence d'harmoniques supérieures, qui doivent être éliminés par des filtres à harmoniques impairs.

Pour réduire la tension avec laquelle les thyristors fonctionnent ici, un réacteur-transformateur est utilisé ou une batterie de condensateurs et un circuit avec des thyristors sont connectés via un transformateur abaisseur (autotransformateur).

La figure montre un schéma d'un compensateur statique à thyristors avec un groupe de réacteurs, qui est contrôlé par des thyristors et possède des circuits de compensation filtrants. En général, le compensateur comprend :

• groupe thyristor-réacteur monophasé, qui permet une régulation en douceur de la puissance réactive ;

• un circuit de compensation de filtre qui sert de filtre avec des harmoniques plus élevées et de source de puissance réactive ;

• Un filtre passe-bas qui réduit l'effet destructeur des phénomènes de résonance pour le compensateur du thyristor.

De plus, le compensateur statique comprend un système de contrôle et de protection composé de blocs de thyristors pour le contrôle et la protection des relais, ainsi qu'un module de refroidissement des thyristors.

Unités avec régulation par étapes

Une installation de régulation étagée comprend plusieurs sections, de sorte que, si nécessaire, pour ajuster le courant, la tension ou la puissance réactive, il serait possible de déconnecter ou de connecter l'une ou l'autre section. L'installation contient une batterie de condensateurs, une réactance, un circuit d'extinction et un interrupteur général.

La chose la plus importante dans la conception d'un module de condensateur avec régulation par étapes est d'organiser correctement la limitation des surtensions et des courants aux moments de connexion et de déconnexion des sections. Les phénomènes transitoires sont un facteur de moindre fiabilité de telles installations.

Compensation capacitive longitudinale — UPC

Pour réduire l'influence de la composante inductive du réseau de traction et du transformateur sur la tension des pantographes des locomotives électriques, des installations de compensation capacitive longitudinale sont utilisées, c'est-à-dire que des condensateurs sont connectés en série avec eux.

Dans les sous-stations de traction en Russie, des installations de compensation longitudinale sont placées dans les conduites d'aspiration, où ces installations augmentent la tension, aident à éliminer les effets d'avance ou de retard de phase, favorisent la symétrie de tension à courants égaux dans les bras, abaissent la classe de tension de l'équipement et simplifient généralement la conception de l'installation.

La figure montre l'une de ces sections. Ici, à travers des condensateurs et une résistance, à travers un interrupteur à thyristor, la tension est fournie aux enroulements basse tension de deux transformateurs connectés en série. Les enroulements haute tension de ces transformateurs sont connectés dans des directions opposées. Au moment du court-circuit, la tension sur les condensateurs de l'installation augmente. Et dès que la tension atteint le niveau de réglage, l'interrupteur à thyristor s'ouvre, l'arc s'allume immédiatement dans le déchargeur et continue de brûler jusqu'à ce que le contacteur à vide se ferme pendant une fraction de seconde.

De tels réglages aident à réduire les fluctuations de tension dans les pantographes et à rendre les tensions de bus symétriques. Les inconvénients comprennent les conditions de fonctionnement plus difficiles des condensateurs, pour lesquelles les installations de ce type nécessitent une protection ultrarapide. Il est préférable d'utiliser CPC avec KU.