Réseaux Électriques Industriels

Compensation de l'énergie réactive

Les dispositifs réactifs sont connectés soit en série ou en parallèle (shunt).

Capacité série

La capacité série est utilisée pour neutraliser une partie de la réactance inductive d'un réseau électrique. Cela est illustré dans la figure 4. À partir du diagramme vectoriel de la figure 5, on peut voir que la tension à la charge est plus élevée quand la capacité est insérée da ns le circuit.[1]

Compensation avec capacité série
Diagramme vectoriel

L'introduction de la capacité série dans un réseau réduit la réactance X, augmente la tension à la charge ainsi que la capacité de transmission de la ligne. La capacité série offre les avantages suivants dans le réseau :

  • La tension améliorée ;

  • La stabilité augmentée ;

  • La puissance réactive contrôlée

Capacité shunt

Les capacités shunts fournissent de la puissance réactive capacitive au système au point où elles sont connectées, principalement pour exploiter les longues lignes au-dessus de leur puissance naturelles (requis par une charge inductive). La figure 6 illustre un circuit avec compensation par condensateur shunt appliqué sur le côté charge.[2]

Compensation avec capacité shunt

Se référant au diagramme de phase de la figure 7, le courant de ligne IL est la somme du courant de la charge du moteur IM et le courant du condensateur IC.

Diagramme vectoriel

Il peut être vu que le courant de ligne est diminué par l'ajout du condensateur shunt. L'angle entre la tension de charge et le courant est passé de θ2 à θ1. La figure 8 montre la phase de la tension correspondante.

Diagramme vectoriel
  • Il peut être vu de ce qui précède que l'insertion de condensateurs shunts dans un réseau présente les avantages suivants:

  • Augmenter le niveau de tension à la charge ; 

  • Diminution de la puissance fournie par les générateurs de source pour soulager un état de surcharge.

  • Réduire les pertes de puissance active RI2 et les pertes de puissance réactive XI2 due à la réduction du courant ;

  • Augmenter le facteur de puissance ;[3]

Réactance Shunt

La compensation par réactance shunt est généralement nécessaire sous des conditions qui sont à l'opposé de celles exigées par la compensation par condensateur shunt. Ceci est illustré dans la figure 9. L'inductance shunt peut être installée dans les conditions suivantes:

  • Pour compenser les surtensions survenant aux sous-stations desservies par des longues lignes pendant les périodes de faible charge, en raison de la capacité de la ligne (effet Ferranti) ;

  • Pour compenser le facteur de puissance en avance dans les usines de production, résultant d'une baisse transitoire ;

  • Pour réduire la consommation de puissances des lignes en circuit ouvert dans les systèmes à très haute tension (THT).

  • L'effet de la réactance shunt sur le diagramme des courants est illustré dans la figure 10.[4]

Réactance shunt de compensation
Effet de la réactance shunt

Compensateurs synchrones

Ce sont les alternateurs et les moteurs synchrones. En agissant sur le courant d'excitation, on fait varier la puissance réactive de la machine. Pour un fort courant d'excitation, la machine fournie de la puissance réactive (Q > 0) et pour un faible courant d'excitation, elle absorbe de la puissance réactive (Q < 0). Les machines synchrones peuvent donc fournir une partie de la puissance réactive demandée

  1. 1

    Guide to Quality of Electrical Supply for Industrial Installations Part 2 : Voltage Dips and Short Interruptions Working Group UIE Power Quality 1996

  2. 2

    A. Kusko, M-T. Thompson, Power Quality in Electrical Systems, Mc Graw Hill, 2007

  3. 3

    F. Ewald Fuchs, M.A.S. Masoum, Power Quality in Power Systems and Electrical Machines, Elsevier Academic Press, 2008

  4. 4

    R.C. Dugan, Mark F. Granaghan, Electrical Power System Quality, McGraw Hill, 2001.

PrécédentPrécédentSuivantSuivant
AccueilAccueilImprimerImprimer Dr.Laouamer Mosbah Réalisé avec Scenari (nouvelle fenêtre)