Condensateur shunt et harmoniques de puissance
1. Le fonction de Condensateur shunt dans les systèmes électriques
Les condensateurs shunt sont couramment utilisés pour la compensation de la puissance réactive dans les réseaux électriques. Leurs principales fonctions sont les suivantes :
- Amélioration du facteur de puissance
- Réduction des pertes en ligne
- Amélioration de la qualité de la tension
- Amélioration de la stabilité de la tension
- Augmenter la capacité de transmission du réseau électrique
- Réduire les coûts d'électricité pour les utilisateurs (en ajustant le facteur de puissance pour diminuer la facture d'électricité)
2. Comment les harmoniques de puissance affectent-elles les condensateurs shunt ?
Lorsqu'un harmonique se produit dans un système électrique, un condensateur shunt peut former un circuit résonant parallèle avec l'inductance du système. À une fréquence de résonance spécifique, les courants harmoniques seront considérablement amplifiés, ce qui entraînera une surintensité du condensateur, une surtension, la fusion d'un fusible ou le déclenchement d'un disjoncteur, une intensification de la distorsion de la forme d'onde de la tension, des dysfonctionnements de la protection par relais, etc.
Dans certaines situations, le condensateur shunt peut devenir la source d'harmoniques.
Dès sa mise en service, un condensateur génère un courant d'appel riche en harmoniques. De plus, l'interaction entre les condensateurs et l'impédance du système peut générer de nouvelles harmoniques.
3. Calcul de la fréquence de résonance parallèle
La fréquence de résonance formée par la Condensateur parallèle et l'inductance du système peut être calculée par la formule suivante :
fr= f1× √(Ssc/ Qc)
- fr - Fréquence de résonance (Hz)
- f1 - Fréquence fondamentale (Hz), généralement 50 Hz/60 Hz
- Capacité de court-circuit du système SSC (MVA)
- Qc - Capacité du condensateur (Mvar)
4. Sources et caractéristiques harmoniques communes
| Type de source harmonique | Fréquence harmonique principale | caractéristiques |
| Unité de redressement | 5, 7, 11, 13 fois | lié à la fréquence des pulsations de rectification |
| Four à arc | 2, 3, 4, 5, 7 fois | forte aléa et volatilité |
| Convertisseurs | 5, 7, 11, 13 fois | lié à la méthode de modulation |
| lampe fluorescente | 3, 5, 7 fois | Les harmoniques impaires sont dominantes |
5. Comment gérer l'harmonique de puissance ?
Les harmoniques de puissance sont nuisibles au réseau électrique ; il est donc nécessaire de les éliminer et de les limiter. Voici une brève présentation des méthodes de prévention et des mesures de contrôle des interférences harmoniques.
- Utilisation des réacteurs dans un circuit de condensateurs : les réacteurs sont connectés en série avec les condensateurs. La fréquence d’accord est généralement choisie en dessous de la fréquence harmonique dominante la plus basse.
- Pour le système où l'harmonique 5 est dominante, un taux de réactance de 4,5 à 5 % est généralement sélectionné ;
- Pour le système où l'harmonique 3 est dominante, un taux de réactance de 12 à 13 % est généralement sélectionné.
- Application du filtre : la conception du filtre adopte des filtres à accord unique ou des filtres passe-haut pour filtrer spécifiquement certaines harmoniques.
- Utilisation de groupes de condensateurs shunt : les condensateurs shunt sont divisés en plusieurs groupes et activés et désactivés en fonction des variations de charge afin d'éviter les points de résonance.
- Application des filtres actifs de puissance : utilisez des filtres actifs de puissance pour détecter et compenser les courants harmoniques en temps réel.
