6. condensateurs de moyenne tension

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6. CONDENSATEURS DE MOYENNE TENSION
Les condensateurs de moyenne tension sont
fabriqués à base de bobines composées de feuilles
d’aluminium entre des feuilles de polypropylène.
Ces bobines sont insérées dans un conteneur en
tôle d’acier, rempli d’une huile sans PCB.
Les condensateurs monophasés sont fabriqués
jusqu’environ 800 kvar en utilisation intérieure ou
intempérie et jusqu’à une tension nominale de 24/√3
kV.
Les condensateurs triphasés sont fabriqués
jusqu’à une puissance de 600 kvar et jusqu’à 12 kV
de tensio
n nominale.
Caractéristiques
Normes EN 60871-1, NEMA publication CP1, ANSI / IEEE norme 18, BS 1650 et 2897, CSA
C22.2 Nº 190
Tensions nominales Jusqu’à 24/√3 kV en monophasé et 12 kV en triphasé
Pertes 0,1 W/kvar pendant les premières heures de service, 0,05 W/kvar à partir de 500 h.
Les pertes maximales, incluant les résistances de décharge, de fusibles internes et
de connexions, peuvent atteindre 0,15 W/kvar
Tolérance de capacité -5 % / +15 % pour les condensateurs individuels
-5 % / +10 % pour les batteries jusqu’à 3 Mvar
0 % / +10 % pour les batteries de 3 Mvar jusqu’à 30 Mvar
0 % / +5 % pour les batteries de plus de 30 Mvar
Diélectrique Film de polypropylène
Enduit Huile sans PCB
Surtensions admissibles x UN Durée
1,1 12 h chaque 24 h
1,15 30 min chaque 24 h
1,2 5 min
1,3 1 min
Surcharges de courant 1,3 IN en permanence
Conditions d’installation
Altitude Inférieure à 1000 m
Montage Vertical avec isolants sur la partie supérieure ou horizontal avec boîtier appuyé sur
le côté la plus étroit
Espérance de vie Supérieure à 100 000 heures de service
Protections Voir 6.1
Température ambiante
admissible
De –25 °C à 40 °C (moyenne en 24 h) avec une valeur maximale de 50 °C
Degré de pollution Correspondant au niveau II de la norme CEI 815

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6.1 Caractéristiques
La protection des condensateurs de moyenne
tension mérite une attention spéciale, puisqu’elle
permet de minimiser le risque d’explosion.
Pour les unités monophasées, il est en général
possible d’intégrer des fusibles internes qui,
associés à des protections contre le déséquilibre
pour des montages en double étoile, constituent une
protection très sûre dans les cas de perforations
internes (1). Cette protection devra être complétée
par d’autres protections, coupe-circuit, surcharge de
courant, surtension et soustension (1).
Pour les unités triphasées, les fusibles internes ne
sont pas utilisables et il n’est pas possible d’établir
une protection contre le déséquilibre, puisque les
fusibles externes restent indispensables pour leur
rapidité d’action, par rapport à d’autres dispositifs
comme par exemple les interrupteurs automatiques.
Comme protection complémentaire contre les
perforations de bobines, qui génèrent des gaz et par
conséquent une surtension interne, il est nécessaire
d’intégrer un dispositif « D » qui comprend un
capteur de pression et un contact commuté qui
permet de signaler et d’agir sur un dispositif de
coupure (contacteur ou interrupteur). Il sera
nécessaire en plus de prévoir les protections
correspondantes contre la surtension et la
soustension.
Risque d’incendie ou d’explosion
Pour les condensateurs de MT, il n’est pas possible d’écarter totalement le risque d’explosion et par conséquent,
l’incendie de l’huile imprégnée. Pour ces raisons, il sera nécessaire de sélectionner un emplacement des
condensateurs qui respecte les distances de sécurité, les voies d’évacuation, etc.
6.2 Compensation des moteurs de MT
Pour éviter l’autoexcitation, il est possible d’utiliser
les valeurs indiquées dans le tableau suivant, dans
lequel un cosinus φ d’environ 0,95 est obtenu. S’il
n’existe pas de risque d’autoexcitation (voir 1.2), ou
bien si le condensateur est connecté avec un
contacteur indépendant, il est possible d’augmenter
sans risque la puissance du condensateur, jusqu’à
atteindre le cosinus φ souhaité ; ainsi, pour atteindre
un cosinus de 0,97 la puissance nécessaire sera de
27 % supérieure à celle indiquée, ou bien si le
cosinus φ du moteur est connu, il est possible
d’effectuer le calcul traditionnel (voir 1.2).
Moteur Puissance réactive maximale pour éviter l’autoexcitation en
fonction du nombre de révolutions par minute
kW CV 3000 1500 1000 750
160 217 30 40 50 60
200 272 40 50 60 70
250 340 50 65 75 90
315 428 65 80 90 110
400 543 80 100 120 140
500 679 100 125 150 175
1000 1350 200 250 300 350
1500 2040 300 375 450 525
2000 2720 400 500 600 700
3000 4075 600 750 900 1050
4000 5434 800 1000 1200 1400
5000 6793 1000 1250 1500 1750
Tableau 6.1-1 Compensation des moteurs avec limitation de puissance des condensateurs pour éviter le risque
d’autoexcitation.
(1) Consulter le manuel de CYDESA « Condensateurs de puissance »
Fig. 6.1.1 Condensateur
monophasé avec fusibles
internes
Fig. 6.1.2 Protection contre le
déséquilibre pour montage en
double étoile
Fig. 6.1.3 Protection d’un
condensateur triphasé par
capteur de surpression

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6.3 Compensation des transformateurs de MT
Comme dans les transformateurs pour la distribution
avec secondaire en basse tension, il existe des
valeurs normalisées pour le courant à vide et le
ballast de dispersion (voir 1.1) ; en MT, il sera
nécessaire de consulter les valeurs du fabricant ou
dans le cas d’un projet, prendre les valeurs
orientatives comme celles indiquées ci-dessous
:
Puissance
Tension du primaire Courant à vide Tension du CC
MVA kV I0% uK%
2.5 20-36 2.0 6
4 1.5 7
6 1.1 8
8 1.0 8
10 0.9 9
16 45-66 0.8 9
20 0.7 10
30 0.6 11
40 0.6 12
Exemple : calculer la puissance des condensateurs pour compenser un transformateur de 12 MVA à vide et avec
une charge égale à 80 % de la charge nominale.
Puissance nécessaire à vide :
var102
100 000.12x85,0 k=
Puissance de 80 % du PC :
var7938,0
100
000.12x9
102 2k=⋅+
6.4 Condensateurs monophasés
Tension Puissance Utilisation
kV kvar
1 a 24/√3 50 a 800 Intérieure ou
intempérie
Il est possible de fournir des unités indépendantes
ou bien des batteries en simple ou double étoile,
avec protection contre le déséquilibre intégrée.
Généralement, ils intègrent des fusibles internes qui,
avec la protection contre le déséquilibre, constituent
une protection sûre contre les perforations internes.
En externe, ils devront toujours être accompagnés
des protections complémentaires (6.1).
6.5 Condensateurs triphasés
Tension Puissance Utilisation
kV kvar
1 a 12kV 25 a 600 Intérieure
Ils peuvent être livrés avec des terminaux à air
(IP00) ou bien protégés (IP55). Ils ne peuvent pas
intégrer de fusibles internes. Ils sont livrés avec un
capteur de pression avec contact, pour agir sur un
dispositif externe de manœuvre, prévu pour la
protection dans le cas d’une perforation interne,
avec des fusibles externes à prévoir par l’installateur
(6.1).