6. condensateurs de moyenne tension
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CYDESA 2007 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 n nominale. 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 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 1,1 1,15 1,2 1,3 Surcharges de courant 1,3 IN en permanence Durée 12 h chaque 24 h 30 min chaque 24 h 5 min 1 min 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 45 CYDESA 2007 6.1 Caractéristiques 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. 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 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 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 Moteur kW 160 200 250 315 400 500 1000 1500 2000 3000 4000 5000 CV 217 272 340 428 543 679 1350 2040 2720 4075 5434 6793 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). Puissance réactive maximale pour éviter l’autoexcitation en fonction du nombre de révolutions par minute 3000 30 40 50 65 80 100 200 300 400 600 800 1000 1500 40 50 65 80 100 125 250 375 500 750 1000 1250 1000 50 60 75 90 120 150 300 450 600 900 1200 1500 750 60 70 90 110 140 175 350 525 700 1050 1400 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 » 46 CYDESA 2007 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 2.5 4 6 8 10 16 20 30 40 kV 20-36 I0 % 2.0 1.5 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.6 uK % 6 7 8 8 9 9 10 11 12 45-66 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 : 0,85x12.000 = 102k var 100 Puissance de 80 % du PC : 102 + 9 x12.000 ⋅ 0,82 = 793k var 100 6.4 Condensateurs monophasés Tension kV 1 a 24/√3 Puissance kvar 50 a 800 Utilisation 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 kV 1 a 12kV Puissance kvar 25 a 600 Utilisation 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). 47
