Guide pour projet, installation et maintenance de

PRÉAMBULE
Depuis des dizaines
d’années, l’immense majorité
des condensateurs pour la
correction du facteur de
puissance de basse tension
sont fabriqués à base de
bobines de polypropylène
métallisé, introduites dans
des containers en
remplissant les espaces
libres avec des substances
liquides, solides ou même
gazeuses.
D’où l’habitude de parler de
condensateurs imprégnés ou
secs. Les opinions divergent
à propos d’une exécution ou
d’une autre, mais les deux
présentent un risque
d’incendie en cas de
défaut ou de perforation de
la bobine si le condensateur
n’est pas doté d’un dispositif
de protection adéquat tel
qu’un déconnecteur à
surpression.
Ainsi, un aspect essentiel tel
que la protection des
condensateurs s’avère
pratiquement résolue, d’un
côté, par l’autoguérison, ou
la caractéristique propre du
polypropylène métallisé, et
de l’autre, par le
déconnecteur à surpression.
Les pages suivantes traitent
les aspects principaux quant
au choix d’une batterie de
condensateurs come la
tension de service, la
température ambiante, les
harmoniques, etc.
Des critères seront aussi
apportés concernant la
protection contre les défauts
d’isolement, ou pour le choix
et la protection du câble
d’alimentation à la batterie.
Il convient de signaler que
les sections de câble du
Tableau 1 ont été actualisées
par rapport au REBT de la
norme UNE 2060-5-523 de
novembre 2004
.
INFORMATION COMPLÉMENTAIRE
Le logiciel CYDESA PFC 1.1
permet de réaliser les tâches
suivantes :
- Calculs de compensation
d’Énergie Réactive en partant
de :
- Consommation d’énergie
- Dones de récepteurs
- Reçus de la Compagnie
Électrique de:
- Clients qualifiés
- Clients à tarif
- Calculs de réseaux avec
harmoniques pour répondre à
la question : quelle batterie
installer en présence
d’harmoniques ?
Manuel « Condensateurs de
Puissance »
Il s’agit d’une vaste publication qui
comprend :
- La correction du facteur de
puissance
- Régulateurs
- Appareils ou batteries de B.T.
- Harmoniques
- Condensateurs et appareils
d’H.T.
- Condensateurs pour tours à
induction
- Condensateurs pour
électronique de puissance
Catalogue – liste de prix
Où sont indiquées de façon
résumée, les informations et
données indispensables pour le
choix du condensateur ou de la
batterie nécessaire pour chaque
cas.
GUIDE POUR PROJET, INSTALLATION ET MAINTENANCE DE
CONDENSATEURS, BATTERIES ET APPAREILS DE B.T.(UN ≤ 1000V)
INFORMATION TECHNIQUE
C
YDESA

INDEX
1. Normes--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
2. Choix de la puissance et de la tension assignées -------------------------------------------------------------- 3
3. Précaution avec les harmoniques---------------------------------------------------------------------------------- 3
4. Protections---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
5. Installation ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------4
5.1 Conditions environnementales-------------------------------------------------------------------------- 4
5.2 Emplacement ------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
5.3. Raccordements et connexions -------------------------------------------------------------------------- 5
5.3.1. Batteries automatiques avec un échelon fixe------------------------------------------------- 5
5.4 Transformateur d’intensité ------------------------------------------------------------------------------ 5
5.5 Réglage du Régulateur ------------------------------------------------------------------------------------ 5
6. Mise en service----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
6.1 Batteries avec Régulateur RM -------------------------------------------------------------------------- 7
6.2 Batteries avec Régulateur MC -------------------------------------------------------------------------- 7
6.3 Batteries avec réactances pour filtres d’harmoniques------------------------------------------- 7
7. Maintenance-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
8. Élimination --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
Annexe 1: Tableau 1, Câble, interrupteur et fusible------------------------------------------------------------- 8
Annexe 2: Protection du câble------------------------------------------------------------------------------------------ 9
Annexe 3. Régulateur RM, Sensibilité C/K. Messages d’erreur --------------------------------------------10
Régulateur MC. Alarmes----------------------------------------------------------------------------------11

3
1. NORMES
Les normes d’application sont :
- Pour condensateurs :
UNE-EN60831et2, Condensateurs
de puissance auto-régénérables à
installer en parallèle en réseaux de
courant alterne de tension nominale
inférieure ou égale à 1000V.
- Pour batteries :
UNE-EN61921, Condensateurs de
puissance, Batteries de
compensation du facteur de
puissance à basse tension.
-Pour filtres harmoniques :
UNE-EN61642, Réseaux industriels
de courant alterne affectés par
harmoniques. Utilisation de filtres et
de condensateurs à installer en
parallèle.
- Le Règlement sur la Basse
Tension (REBT) a été considéré
puisqu’il fait référence aux
condensateurs et aux protections.
2. CHOIX DE LA PUISSANCE ET
DE LA TENSION ASSIGNEES
La compensation du facteur de
puissance a lieu pour deux raisons
de base : la décharge et la réduction
de pertes en réseaux et
transformateurs, et pour l’économie
contemplée dans les tarifs
électriques. Pour répondre au
premier aspect, il serait convenable
d’atteindre un cosφ=1, c’est à dire,
que les condensateurs fournissent
toute la puissance réactive inductive
nécessaire au réseau. Quant au
second aspect, il suffit d’atteindre un
cosφ=0.95, pour des fournitures à
des usagers qualifiés pour éliminer
complètement le terme d’énergie
réactive ou bien cosφ=1 pour obtenir
la bonification maximum dans le cas
des clients à tarif.
Une fois le cosφ à atteindre
déterminé, il faut calculer la
puissance de la batterie en
appliquant une marge pour
contempler d’éventuelles
ampliations de puissance installée.
Les différents procédés de calcul
peuvent être consultés dans notre
programme de calcul CYDESA PFC
1.1 ou dans nos diverses
publications.
Au moment de choisir la tension
assignée, il faudra tenir compte du
fait que les condensateurs
n’acceptent pas une tension
permanente de service supérieure
à leur tension assignée et que les
surtensions temporaires admissibles
d’après UNE-EN60831-1 sont:
Dans les installations où il ne sera
pas possible de garantir ces limites
ou d’autres exigences de
température ou d’harmoniques sont
ajoutées, nous recommandons notre
série de condensateurs et
batteries renforcés qui supportent
440V de façon permanente et 480V
pendant 8h par jour.
3. PRECAUTIONS AVEC LES
HARMONIQUES
Généralement du à une présence
significative d’appareils générateurs
d’harmoniques dans les
installations, comme c’est le cas des
variateurs de vitesse, des
surcharges peuvent avoir lieu dans
les condensateurs, ainsi que dans
d’autres appareils ou récepteurs
connectés au réseau. Dans les cas
extrêmes, de fortes amplifications de
courant peuvent avoir lieu, ainsi que
des tensions harmoniques dues à
des résonances. Dans certains cas,
il sera suffisant de faire appel à un
surdimensionnement en tension des
condensateurs (condensateurs et
appareils renforcés de Cydesa).
Cependant, dans la plupart des cas
et en prévision d’une augmentation
d’appareils générateurs
d’harmoniques, il sera nécessaire de
faire appel à des batteries avec
filtres d’harmoniques afin d’éliminer
le risque de résonance sur le réseau
et la surcharge de la batterie.
Fig. 3.1 Batterie pour compensation du
facteur de puissance avec filtres
d’harmoniques
Il est possible de trouver un procédé
de calcul simple dans le logiciel
Cydesa PFC 1.1., ainsi que dans le
reste de la documentation citée en
première page
4. PROTECTIONS
Il est important de distinguer trois
aspects de la protection : protection
du condensateur, de la batterie et du
câble d’alimentation.
Condensateur
Sa protection consiste en un
mécanisme intrinsèque :
l’autoguérison et l’auto-régénération,
qui constituent une caractéristique
propre du polypropylène métallisé et
dans le cas des condensateurs
CYDESA, du déconnecteur à
surpression. Les eux mécanismes
agissent face à des perforations du
diélectrique qui représente la cause
principale de panne d’un
condensateur. Le second
mécanisme agit lorsque le premier
s’avère inutile, les deux assurant
donc une protection complète.
Batteries
Le fusible ou l’interrupteur
magnétothermique constitue la
protection nécessaire face aux
court-circuits. Les batteries
CYDESA sont fournies avec un
fusible général jusqu’à des
puissances de 62.5kvar/400V et par
échelons pour des puissances
supérieures.
Câble d’alimentation
Le câble d’alimentation à la batterie
doit être protégé par un dispositif
individuel ou à défaut, il faudra
vérifier que la protection générale
des eaux en amont du point de
connexion répond aux conditions de
protection du câble. Sur le Tableau I
(Annexe 1), le calibre du fusible ou
de l’interrupteur magnétothermique
est indiqué pour une protection
individuelle. Le tableau II (Annexe
2), indique la longueur maximum du
câble en cas d’absence de cette
Facteur de tension
x UN
r.m.s.
Durée Observations
1,10 8h toutes les 24h
1,15 30 min. toutes les 24h
En raison de réglage
et des fluctuations
1,20 (1) 5min
1,30 (1) 1min
Augmentations de
tension de faible
charge
(1) avec la limite de 200 fois dans la vie du condensateur

4
protection individuelle et la
protection utilisée est alors celle
située en amont, constituée d’un
interrupteur magnétothermique.
Autres protections
Pour la protection des personnes, il
est nécessaire de prévoir des
dispositifs protection contre les
contacts directs et indirects.
Contacts directs
Les batteries CYDESA disposent
d’une protection IP30 de l’enveloppe
externe ou boîte métallique, ainsi
que des barrières isolantes à
l’intérieur empêchant le contact avec
les parties actives. En cas de
présence interrupteur, c-ci oblige à
couper l’alimentation pour accéder à
intérieur de la batterie.
Contacts indirects
Dans les batteries de condensateurs
comme dans tout autre appareil
électrique, toutes les masses ou
parties conductrices sont unies à un
conducteur de protection qui permet
ainsi de créer la boucle de défaut à
terre et donc d’utiliser la protection
pertinente contre les contacts
indirects.
A l’heure d’utiliser une protection
différentielle résiduelle, il faut tenir
compte du fait que la connexion de
condensateurs produit un transitoire
de courant de très courte durée
mais d’une amplitude élevée. Ces
transitoires peuvent saturer le noyau
magnétique du différentiel et
provoquer des déclenchements
intempestifs si les mesures de
précaution quant au choix et
particulièrement à l’installation du
transformateur ne sont pas prises,
telles que :
- Utiliser un diamètre du torique D,
égal ou supérieur au double de celui
nécessaire pour permettre le
passage des conducteurs.
- Centrer les câbles par rapport au
cercle du torique en évitant les
coudes à l’entrée ou la sortie.
- Si malgré les mesures antérieures,
quelque problème était observé,
l’utilisation d’un écran magnétique
ou d’un tube en acier doux entourant
les conducteurs au passage du
torique peuvent être envisagés,
comme indiqué sur la Fig. 4.1
La protection différentielle peut aussi
être celle existant en amont du point
de dérivation du câble à la batterie,
si celle-ci répond aux conditions
nécessaires. Sinon, il faudra
l’installer de préférence au point de
dérivation cité.
Bien que lors de difficultés
d’emplacement, son montage peut
avoir lieu dans la propre batterie.
La sensibilité IDn devra être choisie,
pour le schéma habituel TT, en
tenant compte de la valeur de la
résistance de mise à terre des
masses RA et de la tension de
contact admissible UC de façon à
respecter :
R
A x IDn = Uc
IDn étant le courant de
déclenchement ou la sensibilité de
la protection différentielle.
En général, une sensibilité de 003A
avec déclenchement instantané
(non temporisé) et de classe AC ou
A sont les caractéristiques les plus
communes et recommandables pour
la protection de batteries,
évidemment, tant que RA ≤ 166 ohm
pour une installation en local sec
(UC=50V)
5. INSTALLATION
5.1.Conditions environnementales
Le local où se trouve la batterie
devra avoir un volume suffisant et
correctement aéré pour éviter que la
chaleur dégagée par la batterie
- 1,4W/kvar à 400V et 2,5W/kvar à
230V pour les batteries sans
filtres d’harmoniques.
- 6W/kvar à 400V pour les batteries
avec filtres d’harmoniques.
Ne produise une augmentation
inadmissible de la température
ambiante.
- Temperature ambiante
admissible:
- 40ºC de valeur maximum
- 35ºC de valeur moyenne sur
24h
- -5ºC de valor mínimo
- Humidité relative : 50% à 40ºC ou
jusqu’à 90% à 20ºC
- Degré de contamination: 3
(EN60439-1) (1)
- Altitude maximum: 2000m
5.2 Emplacement
Les batteries ne doivent pas être
placées en contact avec les murs,
sauf celles prévues pour montage
mural, et avec une distance au
plafond d’un minimum de 1m. Dans
le cas des batteries au sol, il est
permis d’adosser la face postérieure
au mur tant qu’une distance
minimum de 1000mm est prévue
(Fig. 5.1).
De plus, il faudra éviter de boucher
les grilles d’aération et en cas de
ventilation forcée, il faudra laisser un
espace suffisant (minimum 1m) en
face du ventilateur ou de l’extracteur
Fig. 4.1 Recommandation lors du montage de transformateurs
toriques pour différentiels. Respecter les conditions:
D≥ 2d L≥ 2D
Valeur maximum de RA
(ohm) pour les tensions
de contact UC indiquées
IDN (A)
50V 24V
1 50 24
0.5 100 48
0.3 166 80
0.03 1666 800
Tableau 4.2. Valeurs maximums de la
résistance de mise à terre en fonction de
la tension de contact : 50V pour locaux
secs et 24V pour les humides.
(1)Poussière non-conductrice où qui peut se convertir en conductrice pour condensation

5
5.3 Raccordement et connexions
5.3.1 Câbles de raccordement Il
doit être dimensionné pour
supporter un courant de ≥ 1,4 fois
celui assigné de la batterie.
En général, il n’est pas nécessaire
de tenir compte de la chute de
tension dans le dimensionnement
étant données les courtes distances
habituelles. Le Tableau I (Annexe
1) indique les sections
recommandées en fonction de la
puissance de la batterie et le mode
d’installation du câble.
La protection du câble a déjà été
traitée dans le chapitre 4. (voir
aussi les tableaux I et II des
Annexes).
Eventuellement, il pourra s’avérer
nécessaire de connecter un
conducteur neutre (cas de
réseaux à 400V) si la batterie ne
présente pas de trafo de
manœuvre. Une section de 2,5mm2
est suffisante.
La connexion du conducteur de
protection PE est prévue à un
boulon ou une borne de terre pour
une section de câble d’après les
indications de la EN60439-1.
5.3.1.1 Batteries automatiques
avec un échelon fixe
Généralement, la batterie est
conçue pour compenser les
récepteurs et le propre trafo de
puissance. Ainsi, alors que pour les
récepteurs, des échelons
automatiques sont nécessaires
pour s’ajuster à la demande de la
charge pour le trafo, il est
recommandé de connecter un
échelon fixe d’environ 5% de sa
puissance
Une partie de la consommation de
réactive du trafo étant due au
courant magnétisant ou de vidange,
indépendant de la charge, (voir les
publications techniques de Cydesa)
et qu’elle circule seule dans le
primaire du trafo, il est habituel de
connecter un échelon au point A de
la Fig. 5.3.1. Cependant, dans les
cas où il n’est pas nécessaire
d’atteindre un cosφ=1, il peut être
directement connecté aux barres de
la batterie ce qui évitera de tendre
une autre alimentation
indépendante. Ce serait le cas par
exemple, de fournitures à des
clients qualifiés (Chap. 2).
IG, interrupteur général
IC, interrupteur automatique de
protection de l’échelon fixe
IB, interrupteur automatique de
protection de la batterie
Fig. 5.3.1 Connexion de l’échelon fixe
pour compensation de la réactive du
transformateur. Alternatives A : après
l’interrupteur général du trafo de
puissance et avant le trafo d’intensité et
B : sur la propre batterie
5.4 Transformateur d’intensité :
Le T.I. doit être placé dans le
branchement de l’installation ou
bien, si nous ne prétendons
compenser qu’un secteur
déterminé, sur sa ligne
d’alimentation. Dans tous les cas, il
faudra toujours respecter
Par le transformateur d’intensité,
circule le courant de la ligne à
compenser, c’est à dire, celui des
récepteurs + la batterie.
De plus, sauf contre-indication, il
faudra le placer dans la phase
correspondante à celle signalisée
avec L1 su les bornes d’entrée de
la batterie (fig. 5.4.1)
Le tableau 5.4-2 résume les
caractéristiques du T.I.:
Le courant du primaire devra
correspondre à l’intensité maximum
pouvant circuler par la ligne. Si une
valeur plus élevée est choisie, le
signal au régulateur peut s’avérer
insuffisant.
En cas de mesure à la sortie d’un
trafo de puissance, il faudra
prendre le courant nominal du
transformateur. Exemple, trafo de
630kVA, 400V.
A910
400·3
000.630 ==
N
I,
T.I. 1000/5 sera choisi
L’Annexe 3 montre les schémas de
connexion du T.I. dans des cas
particuliers.
5.5 Réglage du Régulateur
Voici les instructions pour les
régulateurs habituellement montés
sur nos batteries.
Fig. 5.1 Équipe adossé à un mur.
Fig. 5.4-1 Installation du T.I.
Longueur des
conducteurs, L
L≤5m 5m<L≤10m
P. minimum
en clase 1,
(VA) 3.0 5.0
Section du
câble (mm2) 2.5 4.0
Relation x/5
Montage en
phase L1 (R)
Tableau 5.4-2 Caractéristiques
nécessaires du T.I.