Pour calculer le Cosphi de l’installation, il est nécessaire de disposer de données relatives à la consommation d'énergie active (kWh) et d'énergie réactive (kVArh), ou de puissance active (kW) et de puissance apparente (kVA).
Ces valeurs peuvent être trouvées sur la facture d'électricité ou au moyen d'une analyse du réseau.
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Pour définir la puissance réactive requise pour un tableau automatique, il est indispensable d'avoir :
• Puissance active (kW)
• Cos φ initial (peut également être déduit de l'énergie active et réactive consommée, voir ci-dessus)
• Cos φ souhaité
Formule : Q = P * k
• Q : Puissance réactive requise (kVAr)
• P : Puissance active (kW)
• K : coefficient Cos φ selon le tableau annexe 1
Exemple
Système de puissance active 650 kW et Cos φ initial de 0,75, à ramener à 0,95.
Puissance réactive requise ?
500 kW *0,553 (coefficient K pour Cosphi de 0,75 à 0,95)
= 276 kVAr
Il est conseillé de surdimensionner la puissance réactive requise de 15-20 % pour maintenir un Cos φ moyen de 0,95 même en cas de variations de charge et/ou futurs élargissements.
Compensation de phase des transfos MT/BT
Pour des raisons économiques, il est conseillé de compenser la puissance réactive que le transformateur absorbe pour la magnétisation du noyau et pour les réactances des enroulements.
Le choix de la puissance réactive peut être fait selon le
>> tableau annexe 2
Compensation de phase des moteurs asynchrones
La puissance réactive nécessaire pour la compensation des moteurs asynchrones est choisie dans >> le tableau annexe 2
Dans de telles situations, il est toujours conseillé de tenir compte de l'auto-excitation possible des condensateurs, c'est pourquoi l'installation d'un tableau automatique est préférable à un tableau fixe.
Il est toujours conseillé de tenir compte du fonctionnement possible du moteur en tant que générateur auto-excité, ce qui peut entraîner des tensions considérablement plus élevées que la tension secteur.
Le courant alternatif doit être choisi en fonction du courant circulant dans le système indépendamment de la puissance en kVAr de la correction du facteur de puissance et de la puissance disponible. Un bon compromis est de choisir un T.A. qui a un double courant que celui qui circule normalement dans le système. Veuillez noter que la sensibilité du régulateur peut contrôler jusqu'à un minimum de 5% du courant alternatif. Exemple : puissance disponible 150 KW - puissance de circulation 110 KW (environ 165 A dans les réseaux 400 V 50 Hz). ), choisissez un T.A. de taille variable de 300 à 350 A.
Le T.A. doit être positionné en amont, à la fois des charges et de l'alimentation du tableau de compensation En fin de compte, le T.A doit être capable de « sentir » à la fois la charge inductive et la puissance capacitive des condensateurs.
Pour faciliter l'installation, nous indiquons que dans nos tableaux, le T.A. est inséré sur la phase R et la séquence de phase R-S-T- est respectée lors du raccordement au tableau de compensation. En réalité, le T.A. peut être positionné sur n'importe laquelle des trois phases. La phase sélectionnée DOIT êtr ancrée à la borne R du commutateur de correction du facteur de puissance.
Voir les instructions dans le manuel d'utilisation et de maintenance, qui peut être téléchargé à partir de la Section Téléchargement
Le régulateur ne s’allume pas
• Vérifier les fusibles internes
• Vérifier que le connecteur est correctement inséré.
• vérifier la tension sur les bornes d’alimentation
Les batteries de condensateurs ne sont pas insérées
• Vérifier les fusibles internes.
• Vérifier que le connecteur est correctement inséré.
• Le T.A. est installé sur les phases qui alimentent le tableau de compensation. Il ne « sent » pas le courant inductif de la charge.
• vérifier que le cosφ indiqué sur l'afficheur est < à celui réglé.
• Vérifier que Δkvar est supérieur à la valeur de la première batterie.
Exemple
cosφ affiché sur l'écran 0,72
Δkvar 3,7
première batterie de compensation 5 kvar
le tableau ne rentrera pas.
La valeur cosφ reste inchangée lorsque les batteries sont insérées.
• Le T.A. est inséré uniquement sur la charge, il ne « sent » pas la capacité des condensateurs.
• Les fusibles auxiliaires ou les fusibles d'alimentation de la batterie du condensateur sont interrompus.
Le contrôleur insère toutes les piles mais la valeur cosφ n'atteint pas le point de consigne.
• Les fusibles auxiliaires ou d'alimentation des batteries de condensateurs sont interrompus.
• La puissance du panneau est inférieure à celle requise.
• Vérifier le courant des batteries de compensation ; elles peuvent avoir perdu de leur capacité.
A01 Sous compensation
• Les fusibles de puissance des batteries de condensateurs sont interrompus.
• La puissance du panneau est inférieure à celle requise
• Vérifier le courant des batteries de correction du facteur de puissance qui peuvent avoir perdu de leur capacité.
A02 Surcompensation
• Le T.A. est inséré sur la phase R mais le câble est ancré sur une phase différente (S ou T).
• Il a été choisi pour positionner l'A.T. sur une phase différente (S ou T) mais la même phase n'est pas ancrée sur la borne R du commutateur-sectionneur du tableau de compensation.
• Le cosφ actuel du système est > du set point réglé. (présence de charges résistives - condensateurs dans l'installation- photovoltaïque)
A03 Courant trop faible
• Le T.A.a un courant inférieur à 5 % de son courant primaire.
• Le circuit T.A. est interrompu.
• Le T.A. est installé sur les phases qui alimentent le tableau de compensation
• Il T.A. est en panne
A12 maintenance (PCRL…), A20-21-22 maintenance (PCRJ..)
Le tableau continue de fonctionner correctement. Voir l'addendum correspondant dans les manuels respectifs.
S'il est vrai que dans les centrales de grande puissance, il est plus probable de trouver la présence de phénomènes harmoniques, il n'est pas vrai que chez les utilisateurs avec de petites charges cela est totalement exclu.
Les harmoniques sont le principal ennemi du condenseur qui, si les valeurs de THDi et THDv étaient élevées, compromettrait grandement la vie du tableau, compromettrait la rentabilité du client et causerait des dommages importants.
Il est donc toujours conseillé de tenir compte des types de charge présents dans le système, afin d'évaluer l'installation d'un tableau standard (pour les réseaux à faible teneur en harmoniques) ou d'un panneau « Detuned », c'est-à-dire équipé de réactances de filtre correctement accordées, afin de protéger les condensateurs des phénomènes harmoniques et éviter le risque de résonance. Une analyse de réseau permet de vérifier la présence ou non de tels phénomènes (voir Quelle est l'importance d'une analyse de réseau ?).
Lors de la sélection du courant nominal du commutateur en amont du tableau de compensation (ainsi que du dispositif principal du tableau), il faut se référer au courant absorbé par le tableau de compensation en fonctionnement continu (Inc) à la tension et fréquence nominale.
La norme EN 60831-1 (CEI 33-9) exige que les condensateurs soient capables de fonctionner à pleine capacité avec un courant efficace de 1,3 Inc, pour tenir compte de l'effet combiné des harmoniques et des éventuelles surtensions. De plus, comme les tolérances de 10% doivent être prises en compte dans les valeurs des capacités des unités, cela conduit à une surintensité égale à
1,1 x 1,3 Inc = 1,43 Inc
Le courant nominal de l'interrupteur amont, In, doit donc être supérieur ou égal à 1,5 Inc.
Les condensateurs, au moment de l'insertion, absorbent un courant supérieur au courant nominal. Le réglage des déclencheurs magnétiques de l'interrupteur amont doit tenir compte de la surintensité de commutation.
En règle générale, les dispositifs de déclenchement magnétique calibrés à 10 fois le courant nominal de la batterie conviennent.
* Inc est le courant nominal du tableau de compensation.
Lors du choix de la section des câbles de raccordement entre les commutateurs en amont et les tableaux de compensation, les câbles ayant une capacité supérieure à une valeur de courant de :
1,5 Inc.
Pour déterminer la section appropriée, il est nécessaire de consulter les catalogues des principaux fabricants de câbles, en tenant compte du type de pose et de la co-présence éventuelle dans une même canalisation de plusieurs circuits.
* Inc est le courant nominal du tableau de compensation.
Les distances que les tableaux de compensation doivent respecter par rapport aux murs de la pièce et/ou aux autres tableaux électriques sont les suivantes :
• 40 cm des murs et des autres tableaux pour assurer un flux d'air correct à l'intérieur du panneau, afin de ne pas générer de surchauffe pendant le fonctionnement de celui-ci qui provoquerait un vieillissement prématuré des composants internes et pourrait également causer des pannes aux mêmes composants, des courts-circuits, etc ;
• De plus, afin de garantir l'ouverture correcte de la porte du tableau, il est évidemment nécessaire d'en garantir une distance égale à sa largeur. L'entretien des tableaux peut être effectué en retirant les tiroirs par l'avant, cependant, si vous voulez accéder pour des raisons d'entretien à l'arrière du panneau devra maintenir une distance de 80 cm également de l'arrière à d'autres tableaux ou aux murs de la pièce.
La puissance kVAr d'un tableau de compensation, aussi bien standard que « Detuned », doit TOUJOURS se référer à la tension secteur sur laquelle il sera installé. Il n'a pas de base technique pour référer la puissance à la tension des condensateurs, mais il crée seulement de la confusion car en référant le kVAr à une tension supérieure, la puissance sera supérieure à celle référée à la tension secteur. Cependant, une fois le tableau installé, il y aura un déficit de puissance en % en fonction de la tension du réseau et de la tension des condensateurs >> tableau annexe 3
TELEGROUP, quelle que soit la tension des condensateurs, renvoie toujours les puissances en kVAr à la tension secteur.
Les tensions de condensateurs standardisées dans le monde entier sont de 440 V, 460 V, 480 V, 525 V, 690 V et 800 V.
Cependant, la tension, bien qu'elle soit un paramètre de première importance, n'est en aucun cas l'unité de mesure permettant de vérifier la qualité d'un condensateur. Il est vrai qu'un condensateur de 690V sera plus robuste qu'un condensateur de 440V, mais tout dépend de l'endroit où il fonctionne.
Sur un réseau standard 400 - 415 V (± 10 %) avec un THD d'environ 15 % ou moins, il est inutile d'installer un condensateur de 500 ou 525 V, car un condensateur de qualité 440 ou 460 V est capable de fonctionner parfaitement.
Dans le même temps, sur les systèmes à présence de THD moyenne-élevée, il n'est absolument pas suffisant et techniquement correct d'utiliser des condensateurs de tension plus élevée pour faire face aux harmoniques, mais, comme l'exigent également les normes CEI, il est nécessaire d'installer des réacteurs à filtre accordés correctement.
Voir Liste cosphi typiques >> annexe 4
Généralement, la période de récupération ne dépasse pas 24 mois à compter de l'installation
Voir Compensation d’énergie réactive : >> Intro et avantages
Voir Technologies des condensateurs >> Annexe 5
Voir Condensateurs à l'azote >> Annexe 6
L'analyse du réseau, en particulier sur les centrales complexes et de grande puissance, est sans aucun doute l'étape fondamentale pour la détermination de toutes les valeurs afin de dimensionner un tableau de compensation. Dans ce cas, en plus de l'analyse de la tension, du courant, de la fréquence et du cosphi, il est possible d'identifier avec certitude les valeurs THD en tension et en courant pour les trois ordres harmoniques prioritaires (3ème, 5ème et 7ème), afin d'évaluer le meilleur type de tableau à proposer, outre l'éventuelle identification et mesure des charges / machines particulières à forte puissance, pour lesquelles une correction du facteur de puissance distribué est requise. TELEGROUP, par l'intermédiaire de ses techniciens, fournit ce service aux clients finaux depuis des années, notamment dans le secteur de l'industrie lourde.
Voir Compensation en présence de systèmes de cogénération >> Annexe 7