Solutions de compensation d’énergie réactive et...

Catalogue│2013

Solutions de compensation d’énergie réactive et filtrage d’harmoniquesGestion de l'énergie

Moyenne Tension

Comment améliorer réseau électrique et efficacité énergétique ?

La qualité de l’énergie par la compensation d’énergie réactive et le filtrage d’harmoniques

La plupart des distributeurs d’énergie ont leur propre politique de facturation de l’énergie réactive. Des pénalités financières s’appliquent lorsque le rapport entre puissance active et puissance apparente sort de certaines limites.

• Les solutions de compensation d’énergie réactive permettent de réguler la puissance réactive fournie. Elles évitent les pénalités et diminuent la puissance apparente de l’installation en kVA.

La facture énergétique est réduite de 5 à 10 %.

Les harmoniques exercent des contraintes sur le réseau électrique et peuvent potentiellement endommager les équipements.

• Les solutions de filtrage augmentent significativement leur durée de vie :

> jusqu’à 32 % pour les machines monophasées

> jusqu’à 18 % pour les machines triphasées

> et jusqu’à 5 % pour les transformateurs.

1 moisde retour sur investissement. Batterie de condensateurs de 5 Mvar.Economies attendues sur un an : 12 M€ pour 1 M€ investis.Portucel Paper Mill au Portugal

9 %c’est la réduction de notre consommation d’énergie après l’installation de 10 batteries de condensateurs.Une facture d’électricité optimisée de 8 %.Une rentabilisation en 2 ans.Michelin - France

9 M¤d’économies, un investissement gagnant en 2 mois !Réseau Ferré de France (RFF)

1 an70 batteries de condensateurs installées, une baisse de 10 % de la consomma-tion, une optimisation de la facture d’électricité de 18 %, une rentabilisation en 1 an.Aéroport de Madrid Barajas – Espagne

5 %c’est la réduction de la consommation effective après la mise en place de batteries de condensateurs BT et de filtres actifs .Systèmes de transport POMA OTIS – Suisse

Solutions

Compensation d’énergie réactive

Filtrage d’harmoniques

Toute machine électrique a besoin de puissance active et de puissance réactive pour fonctionner. Le facteur de puissance permet de mesurer le niveau d’énergie réactive demandé. Si il est inférieur à une limite fixée par le distributeur d’énergie, l’installation d’un équipement de compensation permet d’éviter le paiement de pénalités.Cette solution, en améliorant le facteur de puissance, réduit également la demande en kVA.

Les équipements comme les variateurs de vitesse, convertisseurs, onduleurs, fours à arc, transformateurs (à la mise sous tension) et lampes à décharge génèrent des courants harmoniques et une distorsion en tension.

Il en résulte une diminution de 5 à 10 % de la facture d’électricité, un meilleur fonctionnement des équipements ainsi qu’une augmentation de leur durée de vie. En outre, la compensation d’énergie réactive optimise le niveau de charge du réseau électrique et améliore sa fiabilité.

Ces harmoniques exercent des contraintes sur le réseau, nécessitent un surdimensionnement des câbles et des transformateurs, provoquent des interruptions d’alimentation et perturbent les ordinateurs, les téléphones et autres machines tournantes… tout en réduisant fortement leur durée de vie.

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Avant Après

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La compensation de l’énergie réactive

Optimisez la taille de votre installation électrique,en augmentant la puissance disponible et en réduisant l’encombrement de vos équipements (transformateurs, câbles, …).

Diminuez votre facture d’électricité,en diminuant votre consommation d’énergie réactive.

Améliorez la qualitéde l’énergie et la longévité de vos équipements.

Contribuezà la préservation de l’environnement en réduisant les pertes dans les réseaux de transport et de distribution.

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Le filtrage d’harmoniques

Augmentez la continuité de serviceen éliminant les risques d’arrêts liés à des déclenchements intempestifs.

Eliminez les dysfonctionnementsde vos équipements électriques, en diminuant les échauffements, en augmentant leur durée de vie jusqu’à 30 %.

Bénéficiez des garanties apportées par la normalisation,en anticipant les exigences des réglementations en cours d’élaboration, en déployant des solutions respectueuses de l’environnement.

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La compensation de l’énergie réactive et le filtrage des harmoniques en MT

Energie - ProductionFermes éoliennes• Batteries de condensateurs MT• Compensation dynamique MT• Circuit bouchons

Energie - TransportPoste électrique THT/HT• Batteries condensateurs HT• Filtres passifs HT

IndustriesPostes électriques MT/MT• Batteries de condensateurs MT• Filtres passifs MT • Compensation dynamique MT• Parasurtenseurs

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Energie - ProductionFermes solaires• Compensation dynamique MT • Circuits Bouchons

Energie - DistributionPoste électrique MT/MT• Batteries de condensateurs MT• Filtres passifs MT

InfrastructuresPoste électrique MT/BT• Batteries de condensateurs MT

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La compensation de l’énergie réactive et le filtrage des harmoniques en MT

Pour définir les solutions à mettre en œuvre, il faut :• avoir identifié et quantifié les problèmes à résoudre (en général, par audit sur site),

Activité Batteries fixes

Batteries automatiques

Compensation dynamique

Filtres passifs

Parasurtenseurs Circuits bouchons

Energie

Transport ◼ ◼

Distribution ◼ ◼ ◼

Eoliennes ◼ ◼ ◼

Solaire ◼ ◼

Infrastructures

Eau ◼

Tunnels ◼

Aéroports ◼

Industrie

Papeterie ◼ ◼

Chimie ◼ ◼ ◼ ◼

Plastique ◼ ◼ ◼

Verre-céramique ◼ ◼ ◼

Sidérurgie ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼

Métallurgie ◼ ◼ ◼ ◼ ◼

Automobile ◼ ◼

Cimenterie ◼ ◼ ◼

Mines-carrières ◼ ◼ ◼

Raffinerie ◼ ◼ ◼ ◼

• avoir analysé la criticité de l’installation et validé les objectifs à atteindre.

Le tableau ci-dessous présente les solutions typiques proposées pour des installations dans différents secteurs d’activité.

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Une qualité certifiée :

ISO 9001, ISO 9002 et IS0 14001

Qualité & Environnement

Schneider Electric s’engage... à réduire la facture énergétique et les émissions de CO2 de ses clients en proposant des produits, des solutions et des services qui s’intègrent à tous les niveaux de la chaîne de valeur énergétique. L'offre compensation et filtrage d'harmoniques s’inscrit dans la démarche d’efficacité énergétique.

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Un atout majeurDans chacune de ses unités, Schneider Electric intègre une organisation fonctionnelle dont la principale mission est de vérifier la qualité et de veiller au respect des normes.Cette procédure est :• homogène entre tous les services,• reconnue par de nombreux clients et organismes mandatés.Mais c’est surtout son application stricte qui a permis d’obtenir la reconnaissance d’un organisme indépendant : l’Association Française pour l’Assurance Qualité (AFAQ).Le système de qualité, pour la conception et la fabrication est certifié conforme aux exigences du modèle d’assurance qualité ISO 9001.

Des contrôles sévères et systématiquesLors de sa fabrication, chaque équipement subit des essais de routine systématiques, dont le but est de vérifier la qualité et la conformité :• mesure des capacités et des tolérances de fonctionnement,• mesure des pertes,• contrôle diélectrique,• contrôle des systèmes de sécurité et de verrouillages,• contrôle des constituants basse tension,• vérification de conformité aux plans et schémas.Les résultats obtenus sont consignés et paraphés par le département contrôle qualité sur le certificat d’essais propre à chaque appareil.

Jusqu’à 10 %d’économies sur votre facture énergétique

ISO 14001ISO 9002ISO 900 1

31 %

19 %

10 %

24 %

7 %5 %

2 %

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Jarylec*

Acier inox

Zinc

Résine Epoxy

Laiton

Papier, bois, carton

Cuivre étamé

Polypropylène (film)

Aluminium (film)

* Jarylec : liquide diélectrique sans PCB, ni chlore, compatible avec l’environnement

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Décomposition matière d’un condensateur MT

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Une offre complèteL’offre compensation d’énergie réactive et filtrage d’harmoniques fait partie d’une offre complète de produits parfaitement coordonnés pour répondre à l’ensemble des besoins de distribution électrique moyenne et basse tension.Tous ces produits ont été conçus pour fonctionner ensemble : cohérence électrique, mécanique et communication.Ainsi, l’installation électrique est à la fois optimisée et plus performante :• meilleure continuité de service,• réduction des pertes,• garantie d’évolutivité,• surveillance et pilotage efficaces.Vous disposez ainsi de tous les atouts en terme de savoir-faire et créativité pour des installations optimisées, sûres, évolutives et conformes.

Une nouvelle solution pour réaliser vos installations électriques

Des outils pour faciliter la conception et la mise en œuvreAvec Schneider Electric, vous disposez d’une panoplie complète d’outils qui vous accompagnent dans la connaissance et la mise en œuvre des produits et tout cela, dans le respect des normes en vigueur et des règles de l’art.Ces outils, cahiers et guides techniques, logiciels d’aide à la conception, stages de formation... sont régulièrement actualisés.

Schneider Electric s’associe à votre savoir-faire et à votre créativité pour des installations optimisées, sûres, évolutives et conformes.

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Parce que chaque installation électrique est un cas particulier, la solution universelle n’existe pas.

La variété des combinaisons qui vous est offerte vous permet une véritable personnalisation des solutions techniques.

Vous pouvez exprimer votre créativité et valoriser votre savoir-faire dans la conception, la réalisation et l’exploitation d’une installation électrique.

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Compensation d’énergie réactive et filtrage d’harmoniques

Sommaire général

Batteries de condensateurs MT 11

Protections 39

Composants 47

Equipements spécifiques 61

Installation (plans, dimensions) 67

Services 71

Guide de sélection 75

Guide technique 81

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Batteries de condensateurs MTSommaire

Compensation d’énergie réactiveet filtrage d’harmoniques

Pourquoi compenser l’énergie réactive ? 12Choix du type de compensation 13Choix de la localisation de la compensation 14Choix du type de protection 15Choix du mode de couplage 16Panorama d’offre 18Fonctions & caractéristiques générales 20Batteries pour compensation moteur 22Batterie fixe CP 214 22Batterie fixe CP 214 SAH 24

Batteries pour compensation industrielle 26Batterie automatique CP 253 26Batterie automatique CP 253 SAH 28

Batteries pour compensation globale 30 Batterie fixe CP 227 30

Batteries pour réseaux de distribution et grands sites 32Batterie automatique CP 254 32

Batteries pour réseaux de distribution 34Batterie fixe CP 229 34

Batteries pour réseaux de transport et distribution 36Batterie fixe CP 230 36

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Batteries de condensateurs MT

Pourquoi compenser l’énergie réactive ?

Tout système électrique (câble, ligne, transformateur, moteur, éclairage,…) met en jeu 2 formes d’énergie : • L’énergie active consommée (kWh). Elle se transforme intégralement en puissance mécanique, thermique ou lumineuse. Elle correspond à la puissance active P (kW) des récepteurs. C’est l’énergie “utile”.• L’énergie réactive consommée (kvarh). Elle sert à la magnétisation des moteurs et des transformateurs. Elle correspond à la puissance réactive Q (kvar) des récepteurs. Elle se traduit par le déphasage (ϕ) entre la tension et le courant. C’est une énergie “nécessaire” mais ne produisant pas de travail.

L’énergie réactive demandée par les charges est fournie par le réseau électrique. Cette énergie doit être fournie en plus de l’énergie active. Cette circulation de l’énergie réactive sur les réseaux électriques entraîne du fait d’un courant appelé plus important :• des chutes de tension supplémentaires,• la surcharge des transformateurs,• des échauffements dans les liaisons… et donc des pertes.

Pour ces raisons, il est nécessaire de produire l’énergie réactive au plus près possible des charges, pour éviter qu’elle ne soit appelée sur le réseau et augmenter ainsi le rendement de l'installation !C’est ce que l’on appelle “la compensation de l’énergie réactive”.Le moyen le plus simple et le plus répandu pour générer de l’énergie réactive est l’installation de condensateurs sur le réseau.

Compenser l’énergie réactive permet

d'augmenter la capacité de l’installation (transformateurs, câbles) par la diminution des puissances transitées,

de réduire les pertes Joule,

de réduire les chutes de tension,

d'augmenter la durée de vie de l’installation par la réduction des échauffements,

de diminuer la facture d’électricité.

GénérateurRéseau de Transport et Distribution

MoteurEnergie active Energie active

Energie réactive Energie réactive

GénérateurRéseau de Transport et Distribution

Moteur

Energie active Energie active

Energie réactive

Condensateurs

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Choix du type de compensationBatteries de condensateurs MT

Une “batterie de condensateurs” est constituée généralement de plusieurs condensateurs unitaires monophasés ou triphasés assemblés et interconnectés pour réaliser des ensembles de puissance importante.

Les batteries de condensateurs sont en dérivation sur le réseau. Elles peuvent être de type fixe ou automatique.

Batterie fixeL’ensemble de la batterie est mis en service, avec une valeur fixée de kvar. C’est un fonctionnement de type “tout ou rien”.Ce type de compensation est utilisé:• lorsque leur puissance réactive est faible (15 % de la puissance du transformateur en amont) et la charge relativement stable,• sur les réseaux de transport HT, THT pour des puissances pouvant atteindre 100 Mvar.

Batterie automatiqueLa batterie est fractionnée en “gradins” avec possibilité de mettre en service ou hors service plus ou moins de gradins, de façon automatique. C’est un ajustement permanent à la demande de puissance réactive, liée à la fluctuation des charges.Ce type de batterie est très utilisé par certaines grosses industries (forte puissance installée) et les distributeurs d’énergie dans les postes sources. Il permet une régulation pas à pas de l’énergie réactive. Chaque gradin est manoeuvré avec un interrupteur ou contacteur.L’enclenchement ou le déclenchement des gradins de condensateurs peut être piloté par des régulateurs varmétriques. A cette fin, les informations courant et tension réseau doivent être disponibles en amont des batteries et des récepteurs.

Le choix du type de batterie est fonction des harmoniques La présence des récepteurs non linéaires (variateurs de vitesse, onduleurs,...) crée des courantset des tensions harmoniques. L’équipement de compensation se choisit en fonction de l’importance de la valeur de ces harmoniques :• soit l’installation n’a pas d’harmoniques significatives et il n’y a pas de risque de résonance.Dans ce cas on choisit une batterie adaptée aux réseaux avec un niveau d’harmoniques faible(type standard).• soit l’installation a un niveau significatif d’harmoniques et/ou il y a un risque de résonance.On choisit alors une batterie équipée d’une Self Anti Harmonique (SAH), adaptée aux réseauxavec un niveau d’harmoniques élevé.

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Choix de la localisation de la compensation

Individuelle La compensation individuelle est surtout conseillée lorsqu’un récepteur de puissance supérieure à 300 kW est présent, et s’il demeure sous tension pendant la majeure partie des heures de travail. C’est surtout le cas des moteurs entraînant des machines de grande inertie: centrifugeuses, compresseurs ou ventilateurs. La manœuvre de l’interrupteur propre au récepteur provoque alors automatiquement l’enclenchement ou le déclenchement du condensateur. La production d’énergie réactive se fait directement à l’endroit où elle est consommée.

Pour toute la longueur du câble d’alimentation il en résulte une diminution de la charge en courant réactif. La compensation individuelle contribue donc de la manière la plus importante à la diminution des puissances apparentes, des pertes et des chutes de tension dans les conducteurs.

Partielle / par secteurDans le cas de la compensation par secteur (ou atelier) plusieurs récepteurs sont reliés à une batterie de condensateurs commune qui est manoeuvrée par son propre appareillage. Dans les grandes installations, la batterie compense l’ensemble des consommateurs d’énergie réactive d’un atelier ou d’un secteur. Cette forme de compensation est conseillée pour des installations où un certain nombre de récepteurs sont simultanément mis en service et d’une façon quasi reproductible dans le temps.

La compensation partielle présente l’avantage d’occasionner des frais d’investissement moins élevés que la compensation individuelle. En effet, le calcul de la puissance de la batterie de condensateurs installée à demeure tient compte du foisonnement de la charge du secteur. Toutefois, les courbes de charges doivent être au préalable bien connues pour dimensionner correctement les batteries de condensateurs et éviter les risques de surcompensation (puissance réactive fournie supérieure à celle appelée). La surcompensation conduit généralement à produire localement des surtensions permanentes qui font vieillir prématurément le matériel électrique.

GlobaleDans le cas de la compensation globale, la production d’énergie réactive est groupée en un seul endroit, le plus souvent dans le poste de transformation. Toutefois, il n’est pas nécessaire que l’installation des condensateurs soit faite juste au niveau du comptage. Au contraire, il est recommandé d’installer les condensateurs à un endroit approprié qui tienne compte de contraintes diverses telles que l’encombrement.

Les condensateurs ont un bon facteur d’utilisation; la disposition est claire ; la surveillance de l’installation et de ses différentes parties est plus aisée que dans le cas de la compensation par secteur. Enfin, si l’on adopte un réglage automatique par gradins, on aura dans ce cas un bon suivi de la courbe de charge de l’usine qui évite les interventions du personnel (enclenchement/déclenchement manuels). Cette solution est économiquement intéressante si les variations de charges ne sont pas imputables à des récepteurs particuliers.

Compensation individuelle

Compensation partielle / par secteur

Compensation globale

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Choix du type de protectionBatteries de condensateurs MT

Fusibles internesChaque capacité élémentaire du condensateur est protégée par un fusible. Tout défaut de cet élément entraînera la fusion du fusible. L’élément défectueux sera ainsi éliminé. Il s’en suivra une faible variation de la capacité et la tension se répartira sur les éléments sains en série.

La protection par fusibles internes augmente la disponibilité des batteries de condensateurs, car la perte d’un élèment ne conduit plus sytématiquement au déclenchement de la batterie (voir détail sur descriptif Propivar NG).

Protection de déséquilibreLa batterie est divisée en 2 étoiles (cf. schéma page 16). Lorsqu’il y a un déséquilibre de capacité (variation de capacité d’un condensateur), il apparaît un courant circulant entre les 2 neutres. Ce courant est détecté par un transformateur de courant et un relais de déséquilibre.

Ce montage différentiel est une protection sensible, indépendante des perturbations réseau, bien adaptée quelle que soit la puissance des batteries.

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9

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Choix du mode de couplage

Pour constituer des batteries de puissance importante, il existe plusieurs possibilités de câblage ou connexion par association de condensateurs unitaires, soit :• couplage en triangle : condensateurs triphasés (sans fusible interne) couplés en parallèle,• couplage en double étoile de condensateurs monophasés (avec ou sans fusible interne),• couplage en H.

Le choix du mode de couplage dépend :• des caractéristiques, tension de réseau et puissance de la batterie,• du type de compensation, fixe ou automatique (en gradin),• du type de protection :- condensateur avec ou sans fusible interne,- différentielle (de déséquilibre) ou avec fusibles MT,• des impératifs économiques.

Exemple de couplage triangle

Exemple de couplage double étoile

Exemple de couplage en H (par phase)

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DE

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Q (kvar) / 600 900 1 200 2 000 2 400 3 000 3 500 4 000 6 000 U réseau (kV) 3,3 4,165,56,6101113,213,81520223033

Configuration recommandée

Couplage YY6 condensateurs

monophasés

Couplage YY 12 condensateursmonophasés (série)

Couplage triangle1 ou 2

condensateurstriphasés

Couplage YY9 ou 12

condensateurs

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Panorama d'offre

Application Industrie Toutes applications Application Energie

Applications Compensation moteurs Compensation industrielle Compensation industrielle Compensation globale Réseaux de distribution Réseaux de distribution Réseaux de Transport Batterie fixe Batterie automatique Batterie automatique Batterie fixe et grands sites Batterie fixe et Distribution Batterie automatique Batterie fixeRéférences CP214 CP214SAH* CP253 CP253SAH* CP227 CP254 CP229 CP230Schémas

Tension maximale Jusqu’à 12 kV Jusqu’à 12 kV Jusqu’à 12 kV Jusqu’à 36 kV De 12 à 36 kV Jusqu’à 36 kV A partir de 36 kVMode de couplage Condensateurs triphasés avec couplage triangle Condensateurs triphasés Condensateurs triphasés Condensateurs monophasés avec connection en double étoile Condensateurs jusqu’à 900 kvar, jusqu’à 900 kvar, monophasés au-delà condensateurs au-delà condensateurs avec connection monophasés avec monophasés avec en double étoile ou H connection double étoile connection double étoileType de protection Fusibles HPC (**) Fusibles HPC Fusibles HPC Déséquilibre par TC*** Déséquilibre par TC*** et relais et relais Puissance maximale**** 2 x 450 soit 900 kvar Jusqu’à 4500 kvar Jusqu’à 4000 kvar 12 x 600 soit 7200 kvar 12 x 600 soit 7200 kvar Nous consulter Nous consulterCommentaires SAH* sur demande SAH* sur demande SAH* sur demande SAH* sur demande

* SAH : Self Anti Harmonique** HPC : Haut Pouvoir de Coupure*** TC : Transformateur de Courant**** Puissance supérieure, nous consulter

CP 214 CP 227SAH CP 253 CP 254

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Application Industrie Toutes applications Application Energie

Applications Compensation moteurs Compensation industrielle Compensation industrielle Compensation globale Réseaux de distribution Réseaux de distribution Réseaux de Transport Batterie fixe Batterie automatique Batterie automatique Batterie fixe et grands sites Batterie fixe et Distribution Batterie automatique Batterie fixeRéférences CP214 CP214SAH* CP253 CP253SAH* CP227 CP254 CP229 CP230Schémas

Tension maximale Jusqu’à 12 kV Jusqu’à 12 kV Jusqu’à 12 kV Jusqu’à 36 kV De 12 à 36 kV Jusqu’à 36 kV A partir de 36 kVMode de couplage Condensateurs triphasés avec couplage triangle Condensateurs triphasés Condensateurs triphasés Condensateurs monophasés avec connection en double étoile Condensateurs jusqu’à 900 kvar, jusqu’à 900 kvar, monophasés au-delà condensateurs au-delà condensateurs avec connection monophasés avec monophasés avec en double étoile ou H connection double étoile connection double étoileType de protection Fusibles HPC (**) Fusibles HPC Fusibles HPC Déséquilibre par TC*** Déséquilibre par TC*** et relais et relais Puissance maximale**** 2 x 450 soit 900 kvar Jusqu’à 4500 kvar Jusqu’à 4000 kvar 12 x 600 soit 7200 kvar 12 x 600 soit 7200 kvar Nous consulter Nous consulterCommentaires SAH* sur demande SAH* sur demande SAH* sur demande SAH* sur demande

CP 229 CP 230

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Fonctions & caractéristiques générales

* Offre standard ; pour d’autres valeurs, nous consulter◼ : standard v : option

CP 214 CP 253 CP 227 CP 254 CP 229 CP 230Tension réseau ≤ 7,2 kV ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ≤ 12 kV ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ≤ 24 kV ◼ ◼ ◼ ≤ 36 kV ◼ ◼ ◼ ◼ ≥ 52 kV ◼Compensation et FiltragePuissance batteries* kvar 900 4 500 7 200 7 200Gradins quantité 1 5* 1 5* 1 1 type fixe auto fixe auto fixe fixeConnection condensateurs triangle ◼ ◼

double étoile v ◼ ◼ ◼ ◼ H v vSelf anti-harmonique v v v v v vProtection condensateursSelfs de choc (N/A avec SAH) ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼Fusible de protection ◼ ◼Témoin fusion fusible v vProtection de déséquilibre v ◼ ◼ ◼ ◼Self de décharge rapide (< 24 kV) v v v v v Interrupteur SF6 v vInterrupteur vide v v MesureTransformateur de courant v vTransformateur de tension v vProtection des PersonnesSectionneur de Mise A La Terre (SMALT) 3 pôles v v 5 pôles vSectionneur de ligne v v avec SMALT v vInterverrouillage v vDétecteur d’arc v v v Contrôle et régulationBoîtier monté sur porte v vde contrôle commande séparé ◼ ◼Régulateur automatique standard ◼ ◼ communication v vCommutateur auto/local v vProtection mécaniqueIP IP00 ◼ ◼ IP23 ◼ ◼ ◼ ◼ IP54 v v v vDouble toit v v v v ConnectionEntrée des câbles bas ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ haut v v v v v vAccès avec porte v v v v

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Conditions de serviceTempérature de l’air ambiant• ≤ 40 °C.• ≤ 30 °C en moyenne sur 24 h.• ≥ -25 °C.

Altitude• ≤ 1000 m.

AmbianceAir industriel propre (pas de poussière, de fumée, de gaz et de vapeurs corrosives ou inflammables, ni de sel).

HumiditéValeur moyenne de l’humidité relative, sur 24 h < 95 %.

Conditions spécifiques de service (nous consulter)

Schneider Electric developpe des solutions pour répondre aux conditions spécifiques suivantes:• Température de -40 °C à +50 °C (déclassement, ventilation).• Atmosphères corrosives, vibrations (adaptations éventuelles).• Altitude > 1000 m (déclassement).

Conditions de stockagePour préserver toutes les qualités de l’unité fonctionnelle en cas de stockage prolongé, nous recommandons de conserver le matériel dans son emballage d’origine, dans un endroit sec, à l’abri de la pluie et du soleil et à une température comprise entre -25 °C et +55 °C.

NormesLes équipements proposés dans ce catalogue sont conçus, réalisés et testés conformément aux exigences des normes et recommandations suivantes :• Condensateurs Haute Tension : CEI 60871-1&2, BS 1650, VDE 0560, C22-2 N°190-M1985, NEMA CP1.• Disjoncteurs Haute Tension : CEI 56.• Transformateurs de courant : CEI 60044.• Sectionneur de mise à la terre : CEI 129C.• Relais, Régulateur varmétrique : CEI 60010.• Selfs de décharge rapide, Inductances d’amortissement : CEI 60076-6.• Isolateurs : CEI 168 - 273 - 815.• Contacteurs Haute Tension : CEI 420 / CEI 470.• Fusibles Haute Tension : CEI 282.1 / CEI 787.

Caractéristiques électriques communes• Tolérance sur puissance assignée batterie : 0/+10 % (0/+5 % pour puissance > 3 Mvar).• Variation relative de capacité en fonction de la température : -3,5.10-4/°C

Coordination de l’isolementTension la plus élevée Tenue à fréquence Tenue à l’onde de chocpour le matériel Um (kV) industrielle (kV rms, 50 Hz - 1 mn) (kV crête, 1,2 / 50 μs)7,2 20 6012 28 7517,5 38 9524 50 12536 70 170

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Batteries pour compensation moteurIsolement jusqu’à 12 kV – 50 Hz / 60 HzBatterie fixe CP 214

ApplicationLes batteries CP 214 sont utilisées pour la compensation d’énergie réactive dans les réseauxmoyenne tension. Cette solution est particulièrement adaptée à la compensation individuelle des moteurs. Elles sont conçues pour une utilisation dans les réseaux électriques jusqu’à 12 kV.

Les batteries sont connectées en triangle (condensateurs triphasés). Les fusibles HPC assurent la protection contre les défauts internes. Les batteries de compensation CP 214 proposées peuvent être installées en extérieur ou en intérieur, montées dans des armoires en aluminium ou en acier.

• Encombrement réduit• Spécifiquement conçue pour la compensation moteurs

4

2

53

1

6

Références Description

3 TP de décharge rapide / Discharge Coil

4 Fusible / Fuse HRC

5 Self de choc / Damping Reactor

6 Condensateurs / Capacitor Units

1 Châssis / Frame

2 Isolateur / Insulator

1 : châssis2 : isolateur3 : selfs de décharge rapide4 : fusible5 : self de choc6 : condensateurs

DE

9006

6

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ConstitutionChaque batterie CP214 comporte les éléments suivants :• Un châssis en aluminium et panneaux d’acier peints (RAL 9002), IP23 pour installation en intérieur.• Des condensateurs Propivar NG (1 ou 2 éléments en fonction de la puissance de la batterie).• Trois inductances de limitation des courants d’enclenchement.• Trois fusibles HPC (avec percuteur).

Options• Enveloppe de type extérieur (panneaux en aluminium non peint).• Double toit pour type extrérieur.

Vue générale, dimensions et schéma

• H: 1700 mm, L: 900 mm, D: 1200 mm.• Masse approximative : 425 à 560 kg.

L D

H

MT2

0135

DE

9010

0

• Jeu de 2 selfs de décharge rapide.• Porte avec serrure.• Témoin fusion fusible.

Caractéristiques électriquesD

B40

6316

Pui

ssan

ce (k

var)

Tension réseau (kV)

CP214 - 50 Hz

CP214 - 60 Hz

DB

4063

17


Pui

ssan

ce (k

var)

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Batteries pour compensation moteurIsolement jusqu’à 12 kV – 50 Hz / 60 HzBatterie fixe CP 214 SAH

ApplicationLes batteries de condensateurs moyenne tension CP 214 SAH sont conçues pour une utilisationdans les réseaux électriques jusqu’à 12 kV. Les batteries CP 214 SAH sont utilisées pour la compensation d’énergie réactive dans les réseaux moyenne tension comportant des harmoniques.Cette gamme est particulièrement adaptée à la compensation individuelle des moteurs MT.

Les batteries sont connectées en triangle (condensateurs triphasés). Les fusibles HPC assurent la protection contre les défauts internes. Les batteries de compensation CP 214SAH proposées peuvent être installées en extérieur ou en intérieur, montées dans des armoires en aluminium ou en acier.

• Encombrement réduit• Spécifiquement conçue pour la compensation moteurs• Adaptée aux réseaux avec niveau d’harmoniques élevés

5

4

1

2

6




5 Self anti-harmoniques / Detuned Reactor


1 Châssis / Frame


3 1 : châssis2 : isolateur3 : Self de décharge rapide4 : fusible5 : self anti-harmoniques6 : condensateurs

DE

9010

6

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L D

H

80

DE

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2D

B40

6335

DB

4063

34P

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r)


Pui

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Caractéristiques électriques

ConstitutionChaque batterie CP214SAH comporte les éléments suivants :• Un chassis en aluminium et panneaux d’acier peints (RAL 9002), IP23 pour installation en intérieur.• Des condensateurs Propivar NG (1 ou 2 éléments en fonction de la puissance de la batterie).• Trois fusibles HPC (avec percuteur).• Une inductance anti-harmoniques triphasée (type sec à noyau magnétrique et refroidissement naturel dans l’air).

Options• Enveloppe de type extérieur (panneaux en aluminium non peint).• Témoin fusion fusible.• Lots de deux selfs de décharge rapide : 7,2 - 12 kV.• Porte avec serrure.• Double toit pour type extérieur.


• H : 1900 mm, L : 2000 mm, D : 1100 mm.• Masse approximative : 425 à 730 kg.

DE

9010

0b

25


Batteries pour compensation industrielleIsolement jusqu’à 12 kV – 50 Hz / 60 HzBatterie automatique CP 253

ApplicationLes batteries de condensateurs moyenne tension CP 253 sont conçues pour une utilisation dansles réseaux électriques jusqu’à 12 kV. Elles sont utilisées en compensation globale d’installation,lorsque le niveau de charge est fluctuant.Le modèle CP 253 “1 gradin” est principalement destiné à la compensation individuelle de moteurs MT où l’on souhaite éviter le risque d’auto-excitation.

Ces batteries sont connectées en triangle (condensateurs triphasés) et les fusibles HPC assurent la protection contre les défauts internes. En option, un coffret comprenant un régulateur varmétrique, permet de piloter les gradins et constituer ainsi une batterie de compensation automatique.Pour des puissances supérieures (par gradins) à 900 kvar, on utilisera des condensateurs monophasés connectés en double étoile (12 condensateurs maximum, puissance maximale 4500 kvar).

• Compensation globale d'installation • Niveau de charge fluctuant• Facilité d’accès aux composants• Maintenance simplifiée• Installation simple

2

1

6

4




5 Contacteurs / Contactor


1 Châssis / Frame


5

7

7 Self de choc / Damping Reactor

3

1 : châssis2 : isolateur3 : selfs de décharge rapide4 : fusible5 : contacteurs6 : condensateurs7 : self de choc

DE

9010

7

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L D

H

80

DE

9007

4

H L D1 grad. 2 000 1 500 1 6002 grad. 2 000 2 600 1 6003 grad. 2 000 3 700 1 6004 grad. 2 000 4 800 1 600 5 grad. 2 000 5 900 1 600

DE

9010

2

Options• Enveloppe type extérieur.• Double toit pour type extérieur.• Porte avec serrure.• Coffret contrôle et commande pour "n" gradins.• Commutateur auto/manuel de gradins.• Lots de deux selfs de décharge rapide : 7,2 - 12 kV.• Témoin fusion fusible.• Sectionneur de Mise A La Terre (SMALT).

ConstitutionChaque batterie CP253 comporte les éléments suivants :• Une enveloppe en aluminium ou acier galvanisé non peinte, IP23 pour installation en intérieur.• Des condensateurs triphasés Propivar NG (1 à 2 éléments par gradin).• Un contacteur ROLLARC au SF6 par gradin.• Trois inductances de limitation des courants d’enclenchement par gradin.• Trois fusibles HPC (avec percuteur) par gradin.


Gradins kvar - 50 Hz kvar - 60 HzMin. Max. Min. Max.

3,3 1 100 700 120 8402 200 1400 240 16803 300 2100 360 25204 400 2700 480 32405 500 3400 600 4080

5,5 1 100 900 120 10802 200 1800 240 21603 300 2700 360 32404 400 3600 480 43205 500 4500 600 5400

6 1 100 900 120 10802 200 1800 240 21603 300 2700 360 32404 400 3600 480 43205 500 4500 600 5400

6,3 1 100 900 120 10802 200 1800 240 21603 300 2700 360 32404 400 3600 480 43205 500 4500 600 5400

6,6 1 100 900 120 10802 200 1800 240 21603 300 2700 360 32404 400 3600 480 43205 500 4500 600 5400

10 1 100 900 120 10802 200 1800 240 21603 300 2700 360 32404 400 3600 480 43205 500 4500 600 5400

11 1 100 900 120 10802 200 1800 240 21603 300 2700 360 32404 400 3600 480 43205 500 4500 600 5400



27


Batteries pour compensation industrielleIsolement jusqu’à 12 kV – 50 Hz / 60 HzBatterie automatique CP 253 SAH

ApplicationLes batteries de condensateurs moyenne tension CP 253 SAH sont conçues pour une utilisationdans les réseaux électriques jusqu’à 12 kV. Les batteries CP 253 SAH sont utilisées pourla compensation automatique de l’énergie réactive dans les réseaux moyenne tension avec un niveau d’harmoniques élevé. Cette solution est particulièrement adaptée à la compensation globale d’installation où le niveau de charge est fluctuant.

Ces batteries sont connectées en triangle (condensateurs triphasés) et les fusibles HPC assurent la protection contre les défauts internes. En option, un coffret comprenant un régulateur varmétrique, permet de piloter les gradins et constituer ainsi une batterie de compensation automatique. Pour des puissances supérieures (par gradins) à 900 kvar, on utilisera des condensateurs monophasés connectés en double étoile (12 condensateurs maximum, puissance maximale 4000 kvar).

• Compensation globale d'installation • Niveau de charge fluctuant• Facilité d’accès aux composants• Maintenance simplifiée• Installation simple• Adaptée aux réseaux avec un niveau d’harmoniques élevé

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4 Contacteurs / Contactor


1 Châssis / Frame


6 Self anti-harmoniques / Detuned Reactor

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1 : châssis2 : isolateur3 : fusible4 : contacteurs5 : condensateurs6 : self anti-harmoniques

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H

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H L D1 grad. 2 000 1 500 2 4002 grad. 2 000 2 600 2 4003 grad. 2 000 3 700 2 4004 grad. 2 000 4 800 2 400 5 grad. 2 000 5 900 2 400

DE

9010

2b

Options• Enveloppe type extérieur.• Double toit pour type extérieur.• Porte avec serrure.• Coffret contrôle et commande pour "n" gradins.• Commutateur auto/manuel de gradins.• Lots de deux selfs de décharge rapide : 7,2 - 12 kV.• Témoin fusion fusible.• Sectionneur de Mise A La Terre (SMALT).

CompositionChaque batterie CP253SAH comporte les éléments suivants :• Une enveloppe en aluminium ou acier galvanisé non peinte, IP23 pour installation en intérieur.• Des condensateurs triphasés Propivar NG (1 à 2 éléments par gradin).• Un contacteur ROLLARC au SF6 par gradin.• Une inductance anti-harmoniques (type sec à refroidissement dans l’air) par gradin.• Trois fusibles HPC (avec percuteur) par gradin.


Gradins kvar - 50 Hz kvar - 60 HzMin. Max. Min. Max.

3,3 1 100 700 120 8802 200 1450 240 17503 300 2200 360 26504 400 2800 480 35005 500 3400 600 3400

5,5 1 100 950 120 11502 200 1900 240 22503 300 2800 360 34004 400 3800 480 45365 500 4700 600 5700

6 1 100 950 120 11502 200 1900 240 22503 300 2800 360 34004 400 3800 480 45365 500 4700 600 5700

6,3 1 100 950 120 11502 200 1900 240 22503 300 2800 360 34004 400 3800 480 45365 500 4700 600 5700

6,6 1 100 950 120 11502 200 1900 240 22503 300 2800 360 34004 400 3800 480 45365 500 4700 600 5700

10 1 100 950 120 11502 200 1900 240 22503 300 2800 360 34004 400 3800 480 45365 500 4700 600 5700

11 1 100 950 120 11502 200 1900 240 22503 300 2800 360 34004 400 3800 480 45365 500 4700 600 5700



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Batteries pour compensation globaleIsolement jusqu’à 36 kV – 50 Hz / 60 HzBatterie fixe CP 227

ApplicationLes batteries de condensateurs moyenne tension CP 227 sont conçues pour une utilisation dans les réseaux électriques jusqu’à 36 kV. Cette gamme est essentiellement utilisée en compensation globale d’installation.

Ces batteries sont connectées en double étoile et le dispositif de détection du courant de déséquilibre assure la protection contre les défauts internes. Les batteries de compensation CP 227 proposées peuvent être installées en extérieur ou en intérieur, montées dans des armoires en aluminium ou en acier.NB : Les batteries fixes CP227SAH sont étudiées et proposées sur demande.

• Compensation globale d'installation • Facilité d’accès aux composants• Maintenance simplifiée• Installation simple

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1

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3

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5

TP de décharge rapide / Discharge Coil

Châssis / Frame

TC de déséquilibre / Unbalance CT

Self de choc / Damping Reactor

Condensateurs / Capacitor Units

1 : châssis2 : selfs de décharge rapide3 : TC de déséquilibre4 : self de choc5 : condensateurs

DE

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L D

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DE

9006

4


ConstitutionChaque batterie CP227 comporte les éléments suivants :• Une enveloppe en aluminium ou acier galvanisé non peinte, IP23 pour installation en intérieur.• Des condensateurs monophasés Propivar NG (6 à 12 éléments en fonction de la puissance de la batterie).• Trois inductances de limitation des courants d’enclenchement.• Un transformateur de courant pour la protection de déséquilibre.

Options• Enveloppe de type extérieur (panneaux en aluminium non peint).• Double toit pour type extérieur.• Porte avec serrure.


DB

4063

18P

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Pui

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Tension réseau (kV) Tension réseau (kV)

• Isolement jusqu’à 24 kV : H : 2000 mm, L : 1400 mm, D : 1400 mm.• Isolement 36 kV : H : 2000 mm, L : 3000 mm, D : 2100 mm.• masse approximative : 450 à 1550 kg.

H

DE

9010

1

• Lots de 2 selfs de décharge rapide.• Relais de protection de déséquilibre (livré en séparé)• Sectionneur de Mise A La Terre (SMALT)

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Batteries pour réseaux de distribution et grands sitesIsolement jusqu’à 36 kV – 50 Hz / 60 HzBatterie automatique CP 254

ApplicationLes batteries de condensateurs moyenne tension CP 254 sont conçues pour une utilisation dansles réseaux électriques jusqu’à 36 kV. Elles sont utilisées en compensation globale d’installation,lorsque le niveau de charge est fluctuant.

Ces batteries sont connectées en double étoile et le dispositif de détection du courant de déséquilibre assure la protection contre les défauts internes. Plusieurs batteries (appelées alors “gradins”) peuvent être pilotées par un régulateur varmétrique pour constituer une batterie de condensateurs automatique. Les gradins sont connectés en parrallèle par des câbles de puissance (hors de notre fourniture).NB : Les batteries fixes CP254SAH sont étudiées et proposées sur demande.

• Compensation globale d'installation • Niveau de charge fluctuant• Facilité d’accès aux composants• Maintenance simplifiée• Installation simple

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4

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1 Châssis / Frame


Self anti-harmoniques / Detuned Reactor


1 : châssis2 : isolateur SMALT3 : selfs de décharge rapide4 : self de choc5 : TC de déséquilibre6 : condensateurs7 : interrupteur SF6

DE

9010

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Options• Enveloppe type extérieur.• Double toit pour type extérieur.• Porte avec serrure.• Relais de protection de déséquilibre (livré séparement)*.• Sectionneur de mise à la terre tripolaire / pentapolaire.• Transformateur de Courant ligne• Transformateur de potentiel• Lots de 2 selfs de décharge rapide.• Coffret contrôle et commande pour “n” gradins.• Commutateur auto/manuel de gradins.* 2 relais sont utilisés pour les batteries utilisant des condensateurs avec fusibles internes ; 1 seul relais est nécessaire sans présence de fusibles internes. Si l’option coffret de contrôle et protection est retenue, les relais sont installés dans le coffret.


ConstitutionChaque batterie CP254 comporte les éléments suivants :• Une enveloppe en aluminium ou acier galvanisé non peinte, IP23 pour installation en intérieur.• Des condensateurs monophasés Propivar NG (6, 9 ou 12 éléments par gradin, en fonction de la puissance de la batterie).• Un interrupteur au SF6.• Trois inductances de limitation des courants d’enclenchement.• Un transformateur de courant pour la protection de déséquilibre.

• Isolement jusqu’à 24 kVH : 2000 mm, L : 2600 mm, D : 1400 mm.• Isolement 36 kVH : 2100 mm, L : 3000 mm, D : 2100 mm.• Masse approximative : 450 à 1550 kg.

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Tension réseau (kV) kvar - 50 Hz kvar - 60 HzMin. Max. Min. Max.

13,8 - - 720 480015 300 4500 - -20 300 6000 - -22 300 6300 - -30 600 7200 - -33 600 7200 720 8640


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Batteries pour réseaux de distributionIsolement jusqu’à 36 kV – 50 Hz / 60 HzBatterie fixe CP 229

ApplicationLes batteries de la gamme CP 229 sont montées dans des racks en aluminium. Elles sont utilisées pour la compensation d’énergie réactive dans les réseaux moyenne tension.Cette gamme de forte puissance est destinée à la compensation globale de sites industriels importants ou de réseaux de distribution d’énergie.

Ces batteries sont connectées en double étoile (jusqu’à 36 condensateurs) et le dispositif de détection du courant de déséquilibre assure la protection contre les défauts internes.NB : Les batteries fixes CP229SAH sont étudiées et proposées sur demande.

• Compensation globale de site• Adapté aux fortes puissances• Facilité d’accès aux composants• Maintenance simplifiée• Installation simple

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Isolateur / Insulator

Châssis / Frame aluminium

Jeu de barre CUIVRE / COPPER busbar

Pieds support / Base support aluminium


7 Plage de raccordement / Available connexion

1 : châssis2 : isolateur3 : TC de déséquilibre4 : pieds de support5 : condensateurs6 : jeu de barre Cuivre7 : plage de raccordement

DE

9006

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Caractéristiques électriques• Fréquence assignée : 50 Hz ou 60 Hz.• Isolement jusqu'à 36 kV.• Puissance réactive de 5,4 à 18 Mvar ; 36 condensateurs maximun en standard.• Pour des puissances supérieures, nous consulter.• Tolérance sur valeur de capacité : 0, +5 %.

Options• Selfs de chocs (livrées séparément).

Vue générale et schéma

DE

9006

5D

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104

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Batteries pour réseaux de transport et distributionIsolement jusqu’à 245 kV – 50 Hz / 60 HzBatterie fixe CP 230

ApplicationCes batteries de condensateurs sont conçues à la demande, suivant spécifications des clients.Généralement, elles sont utilisées sur les réseaux haute tension, pour augmenter la capacité de transport des lignes, et diminuer les chutes de tension.

Les batteries de la gamme CP230 sont montées dans des châssis en aluminium ou en acier galavanisé. Schneider Electric peut proposer des batteries de condensateurs pour des réseaux jusqu’à 230 kV.

• Compensation HT et THT• Design adapté aux spécifications clients• Adaptation aux conditions du site• Installation simple et robuste


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Châssis / Frame aluminium

Jeu de barre neutre / neutral busbar



Support / Support


Anneaux de levage / Lifting eyes

Plage de raccordement / Terminal pads

Self de choc / Damping Reactor

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1 : châssis2, 3 & 4 : isolateurs5 : support6 : anneaux de levage7 : plage de raccordement8 : condensateurs9 : self de choc10 : jeu de barre neutre11 : TC de déséquilibre

DE

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Caractéristiques électriques• Fréquence assignée : 50 Hz ou 60 Hz.• Isolement : jusqu’à 245 kV.• Puissance réactive maximale : 100 Mvar, valeurs supérieures nous consulter.• Tolérance sur valeur de capacité : 0, +5 %.• Selfs de limitation des courants d’enclenchement : inductances monophasées, de type sec et sans noyau magnétique.

Vue générale et schéma

DE

9007

7D

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ProtectionsSommaire


Types de défauts dans les batteries de condensateurs 40Protection des personnes 41Protection des condensateurs 42Détecteur d’arc 44

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Protections Type de défauts dans les batteries de condensateurs

Court-circuit d’un élément dans un condensateur Sans protection interne (Fig. 1) Les éléments câblés en parallèle sont donc shuntés par l’unité en court-circuit (cf. condensateurs Propivar NG p.48).• L’impédance du condensateur est modifiée.• La tension appliquée se répartit sur un groupe de moins en série.• Chaque groupe est alors soumis à une contrainte plus élevée ce qui peut entraîner d’autres claquages en cascade jusqu’au court-circuit total. La tension initiale aux bornes de l’élément, UNE (égale à UN/4) devient, après défaut, égale à UN/3, soit 1,33 UNE.

Avec protection interne (Fig. 2)La fusion du fusible interne associé en série élimine l’élément en défaut.• Le condensateur reste sain.• Son impédance est très légèrement modifiée.

Surcharge La surcharge est due à une surintensité permanente ou à une surintensité temporaire :• surintensité permanente liée à :- une élévation de la tension d’alimentation,- la circulation d’un courant harmonique due à la présence de charges non linéaires telles que convertisseurs statiques (redresseurs, variateurs de vitesse), fours à arc…,• surintensité temporaire liée à une mise sous tension de gradins d’une batterie.La surcharge se traduit par un échauffement préjudiciable à la tenue du diélectrique, et conduit à un vieillissement prématuré du condensateur.

Court-circuit (bi et triphasé) Le court-circuit est un défaut interne ou externe entre conducteurs actifs, soit entre phases (condensateurs connectés en triangle), soit entre phase et neutre (condensateurs connectés en étoile).Les courts-circuits externes peuvent être dus à des surtensions externes (coup de foudre, surtensions de manœuvre) ou des défauts d'isolations (corps étrangers modifiant les distances d'isolement)Ils se traduisent par des arcs électriques entraînant des arrachements de matière, des surpressions et des efforts électro-dynamiques.Les courts-circuits internes se traduisent par des arcs électriques dans l’huile, ce qui entraîne l’apparition de gaz dans la cuve étanche entraînant de violentes surpressions qui peuvent conduire à la déchirure de la cuve et à la fuite du diélectrique.

Défaut phase-masse Le défaut à la masse est constitué soit par un défaut interne entre un élément actif du condensateur et la masse constituée par le boîtier métallique qui est mis à la terre (pour assurer la protection des personnes), soit par un défaut externe entre conducteurs actifs et masse.Les effets du court-circuit sont fonction de la somme de l’impédance de défaut et de l’impédance de boucle (qui dépend du régime de neutre du réseau). Le courant résultant peut être très faible et insuffisant pour entraîner la fusion des fusibles externes, ce qui peut se traduire par une surpression lente (accumulation de gaz ) et des contraintes fortes sur la cuve.

Les principaux défauts qui peuvent affecter une batterie de condensateurs sont :• Le court-circuit d’un élément dans un condensateur.• La surcharge.• Le court circuit (bi et triphasé).• Le défaut phase-masse.

Fig. 1 : court-circuit d’un élément sans protection interne

1,33 IN

If=1,33 IN

1,33 UNE

1,33 UNE

1,33 UNE

Fig. 2 : court-circuit d’un élément avec protection interne

0,978 UNE

0,978 UNE

0,978 UNE

1,067 UNE

0,978 IN

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Protection des personnesProtections

Relais de protection numérique Il assure la protection contre les différents types de défaut.• Le défaut phase-masse par la protection à maximum de courant terre (ANSI 50N-51N) qui permet de détecter les surintensitésdues aux défauts entre phase et terre. Elle utilise la mesure de la composante fondamentale du courant terre.• La surcharge par la protection de surcharge à image thermique (ANSI 49 RMS) qui permet de protéger les condensateurscontre les surcharges, à partir de la mesure du courant absorbé.• Le court-circuit par la protection à maximum de courant phase (ANSI 50-51) qui permet de détecter les surintensités dues aux défauts entre phases. Elle utilise la mesure de la composante fondamentale des courants issus de 2 ou 3 transformateurs de courant “TC phase”.

Self de décharge rapideL’installation de deux selfs (Transformateurs de Potentiel “TP”) de décharge rapide entre les phases de la batterie permet de réduire le temps de décharge des condensateurs de 10 minutes à 10 secondes environ.Cette réduction du temps de décharge apporte :• la sécurité pour le personnel lors d’une intervention éventuelle,• la réduction du temps d’attente avant mise à la terre (fermeture du sectionneur de mise à la terre “SMALT”).On n’admet pas plus de 3 décharges consécutives et il faut respecter un repos de 2 heures (pour le refroidissement) avant de recommencer une séquence.

Sectionneur de mise à la terre (SMALT)Il s’agit d’un organe de sécurité, dont le but est de fixer à la terre le potentiel d’une installation préalablement mise hors tension, pour permettre l’intervention humaine en toute sécurité sur l’installation. Les bornes des condensateurs doivent être raccordées et maintenues à la terre durant toute la durée de l’intervention.

Sectionneur de ligneLe sectionneur est un appareil électromécanique permettant de séparer de façon mécanique, un circuit électrique et son alimentation, tout en assurant physiquement une distance de sectionnement adéquate. L’objectif peut être d’assurer la sécurité des personnes travaillant sur la partie isolée du réseau électrique ou d’éliminer une partie du réseau en dysfonctionnement.Les sectionneurs de ligne Moyenne Tension sont souvent combinés avec une mise à la terre.

Les principaux équipements participant à la protection des personnes dans un équipement de compensation de l'énergie réactive, sont :• Le relais de protection numérique (défaut phase-masse, court-circuit).• La self de décharge rapide.• Le sectionneur de mise à la terre (SMALT).• Les fusibles externes.

Sectionneur de mise à la terre (SMALT)

PE

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1

Self de décharge rapide

PE

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Protections Protections des condensateurs

Les principaux équipements de protection des condensateurs sont :• les fusibles internes,• les fusibles externes,• les selfs de choc,• le relais de protection de déséquilibre,• le relais de protection numérique (surcharge).

Fig. 1 : fusion du fusible interne provoquée par l’écoulement de l’énergie stockée dans les capacités couplées en parallèle

Fusibles internes Les condensateurs Propivar NG (Condensateurs monophasés) peuvent être fournis avec une protection par fusible interne associée à chaque élément. En cas de claquage de celui-ci, il sera déconnecté et isolé.Le claquage d’un élément peut se produire :• lorsque la tension du condensateur est proche de son amplitude maximale. Dans ce cas, l’écoulement de l’énergie stockée dans les capacités couplées en parallèle provoque la fusion du fusible interne (Fig. 1),• lorsque la tension du condensateur est proche de zéro. La circulation du courant total du condensateur provoque alors la fusion du fusible interne (Fig. 2).

• Déconnexion instantanée de l’élément en court-circuit• Coûts de maintenance réduits• Continuité de service maintenue• Possibilité de plannifier l’intervention de maintenance préventive (surveillance de la capacité)

Fig. 2 : fusion du fusible interne provoquée lorsque la tension du condensateur est proche de zéro

DE

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8D

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42

Self de choc Une self de choc est connectée en série par gradin et sert à limiter la pointe de courant qui survient lors des opérations d’enclenchement. La valeur de l’inductance est choisie pour garantir que les courants de crête survenant lors des manœuvres restent toujours inférieurs à 100 fois le courant nominal de la batterie.Principales caractéristiques :• Bobine d’inductance à air, de type sec.• Configuration monophasée.• Installation à l’intérieur ou à l’extérieur.• Conforme aux normes CEI ou équivalentes.

Protection de déséquilibreCette protection s’applique généralement aux batteries de :• moyenne ou grande puissance ( > 1200 kvar),• équipées de condensateurs monophasé,• connexion en double étoile obligatoire.La protection de déséquilibre ou différentielle est une protection capable de détecter et de réagir à un défaut partiel d’un condensateur.Elle est constituée d’un transformateur de courant, connecté entre deux points électriquement équilibrés associés à un relais d’intensité. Lors d’un défaut dans un condensateur, il s’ensuit un déséquilibre donc un courant de circulation dans le transformateur de courant qui provoquera, par l’intermédiaire du relais, l’ouverture de l’organe de manœuvre de la batterie (disjoncteur, interrupteur, contacteur...). Il n’y a pas de protection de déséquilibre avec des condensateurs triphasés.

Fusibles externes Les fusibles externes sont destinés à éliminer les condensateurs en défaut, afin de permettre aux autres gradins de la batterie à laquelle l’unité est connectée de continuer à fonctionner. Ils protègent également de l’amorçage éventuel sur les traversées du condensateur. Le fonctionnement d’un fusible externe est généralement déterminé par le courant de défaut alimenté par le réseau ainsi que par l’énergie de décharge provenant des condensateurs connectés en parallèle avec le condensateur en défaut.Le claquage initial est habituellement celui d’un élément individuel (galette) du condensateur. Ce claquage se traduit par un court-circuit qui s’applique à tous les éléments en parallèle et élimine ainsi un groupe série de galettes. Si la cause de la défaillance initiale demeure, la défaillance des groupes séries successifs (qui subissent une augmentation de la tension à chaque élimination d’un groupe série) se produira. Cela occasionne une augmentation du courant dansle condensateur jusqu’au moment où le fusible externe fonctionne, éliminant le condensateur claqué du circuit.

La protection par fusibles externes HPC (Haut Pouvoir de Coupure) intégrés à la batterie est bien adaptée (techniquement et économiquement) aux batteries de condensateurs de :• faible puissance (< 1 200 kvar),• équipées de condensateurs triphasés,• tension réseau < 12 kV.Le calibre des fusibles sera choisi avec une valeur comprise entre1,7 et 2,2 fois l’intensité nominale de la batterie (1,5 à 2,2 fois avec les selfs anti harmoniques). La fusion des fusibles HPC est généralement provoquée par un court-circuit franc. L’indication de fusion fusible est un moyen visuel qui permet de vérifier l’état du fusible.

Fusibles HPC

Transformateur de courant pour protection de déséquilibre

PE

9010

4

Self de choc

PE

9010

3P

E90

092

43

Protections Détecteur d’arcVamp 120

Avantages client• Sécurité des personnes.• Réduction des pertes de production.• Augmentation de la durée de vie de l’appareillage.• Réduction des frais d’assurance.• Investissements financiers faibles et installation rapide.• Fonctionnement fiable

PE

9050

1

Fonctions La protection anti-arc électrique VAMP augmente la sécurité du personnel et minimise les dommages matériels causés à l'installation lors de défauts. Le relais de protection anti-arc détecte un arc électrique dans l'installation et déclenche la coupure de l'alimentation.Lorsqu'un arc est détecté, le relais de protection anti-arc déclenche immédiatement le ou les disjoncteur(s) concerné(s) pour isoler µ le défaut.Un système de protection anti-arc fonctionne beaucoup plus rapidement que les relais de protection classiques et le degré de dommages entraînés par un court-circuit généré par un arc est limité à un niveau très bas.

Caractéristiques système • Alimentation CA/CC Intégrée 19–256 V.• Jusqu’à 4 capteurs d’arc.• Déclenchement sélectif pour 2 zones et possibilité de déclenchement d’urgence pour l'ensemble de la production (contact séparé).• Temps de déclenchement 7 ms (en incluant le relais de sortie).• Etat de déclenchement non volatile.• Sorties de déclenchement NO et NF : - auto-surveillance,- simple,- économique.

Capteurs • Capteur d’arc :- détection d'arc,- autocontrôle,- longueur du cable ajustable de 6 m à 20 m.

Normes

Normes d’interférence Compatibilité électromagnétique Essais d’émission EN 61000-6-4Essais d’immunité EN 61000-6-2

Normes de tension test Essais de sécurité électrique Tenue diélectrique CEI 60255-5Onde de choc CEI 60255-5

Robustesse mécanique Résistance aux chocs sous tension CEI 60255-21-2, classe IRésistance aux chocs hors tension CEI 60255-21-2, class ITest de fiabilité CEI 60255-21-2, classe IVibration Réaction sinusoïdale CEI 60255-21-1, classe I

Endurance sinusoïdale CEI 60255-21-1, classe ITenue climatique Température de fonctionnement -10 à +55 °C

Température de transport et de stockage - 40 à +70 °CHumidité relative < 75 % (1 an, valeur moyenne)

< 90 % (30 jours par an, pas de condensation autorisée)

Degré de protection (CEI 60529) IP20

• La fonctionnalité des protections anti-arc de la gamme VAMP améliore la sécurité des personnes et des biens et a fait de Schneider Electric un pionnier dans le domaine de la protection anti-arc avec plus de 10.000 systèmes et unités anti-arc électrique et plus de 150.000 capteurs d’arc en service dans le monde.

44

ComposantsSommaire


Condensateur Moyenne Tension Propivar NG 48Régulateur Varmétrique Varlogic 50Transformateur de Courant 51Transformateur de Potentiel 51Self Anti-Harmonique ou de filtrage 52Contacteur Rollarc 53Contacteur à vide CBX3-C 54Disjoncteurs SF1& SF2 56Boîtier de contrôle commande 57Relais de protection numérique : Sepam 58

47

Composants Condensateur MT Propivar NG

Condensateur Propivar NG avec fusibles internes, constitué de 4 groupes en série, chaque groupe comportant 12 éléments en parallèle.

DB

1088

07

Les condensateurs Propivar NG sont utilisés pour réaliser des batteries de condensateurs pour la compensation d’énergie réactive sur des réseaux moyenne et haute tension.Ils permettent, par un jeu d’assemblage, de couvrir différentes puissances réactives en fonction de la tension du réseau, la fréquence et le niveau de distorsion harmonique du réseau.

Propivar NG monophasé. Propivar NG triphasé et condensateur double.

Présentation Un condensateur HT Propivar NG se présente sous la forme d’une cuve métallique surmontée de bornes. Cette cuve contient un ensemble d’éléments de condensateur. Câblés en groupes selon un arrangement série-parallèle, ils permettent d’obtenir des éléments unitaires de forte puissance pour des tensions de réseau élevées. Deux types sont proposés :• avec fusibles internes (condensateur monophasé, condensateur double), disponible avec Q > 100 kvar, certaines limitations étant possibles selon le niveau de tension,• sans fusible interne (condensateur monophasé ou triphasé, condensateur double). Ces condensateurs sont équipés de résistances de décharge afin de réduire la tension résiduelle à 75 V, 10 minutes après leur mise hors tension. Sur demande, les condensateurs peuvent être fournis avec des résistances permettant de réduire la tension résiduelle à 50 V en 5 minutes.

Constitution Les éléments qui constituent le condensateur Propivar NG comprennent :• des électrodes en aluminium aux bords repliés,• des films de polypropylène,• un liquide diélectrique sans PCB (non chloré) de type Jarylec C101.

Principales caractéristiques Les condensateurs Propivar NG ont une durée de vie exceptionnellement longue grâce à l’utilisation de films à très faibles pertes diélectriques, à une bonne stabilité chimique et tenue thermique, à leur tenue aux surtensions et surintensités ainsi qu’à une bonne résistance au milieu environnant (brouillard salin, atmosphère contenant du dioxyde de soufre, vibrations).

Tenue thermiqueÀ basse température, ces condensateurs présentent une bonne tenue aux transitoires de commutation. À température ambiante plus élevée, ils présentent un échauffement très limité, supprimant ainsi tout risque de modification des propriétés diélectriques du milieu isolant.

Stabilité chimiqueLes surtensions transitoires sur les réseaux et les niveaux de décharges partielles provoquent un vieillissement prématuré des éléments de condensateur. La longévité exceptionnelle des condensateurs Propivar NG est due aux propriétés intrinsèques du liquide diélectrique, à savoir :• très grande stabilité chimique,• haut pouvoir d’absorption des gaz générés lors des décharges partielles,• très grande rigidité diélectrique.

Tenue aux surtensions et surintensitésLes condensateurs peuvent admettre :• une surtension de 1,10 UN, 12 h par jour,• une surtension à fréquence industrielle de 1,15 UN, 30 minutes par jour,• une surintensité permanente de 1,3 IN.Leur tenue est testée selon la norme CEI 60871-2 par :• 850 cycles à un niveau de surtension de 2,25 UN (durée du cycle 15 périodes),• des essais de vieillissement à 1,4 UN (1000 heures).

Brouillard salinLes condensateurs ont subi des essais au brouillard salin selon la norme CEI 60068-2-11 (672 heures) avec des critères de température selon NPX 41-002.

Atmosphère contenant du dioxyde de soufreLes condensateurs ont subi des essais de résistance aux atmosphères contenant du dioxyde de soufre selon la norme NFT 30-055 (30 jours).

VibrationsLa tenue aux vibrations des condensateurs a été testée selon la norme CEI 60068-2-6, jusqu’à la classe 3M4.

PB

1081

51

PB

1081

53

48

Normes Le condensateur Propivar NG est certifié CEI 60871-1, 2 et 4 ainsi que NEMA CP1. Il est en conformité avec la plupart des normes nationales et internationales relatives aux condensateurs.

Assurance qualité et environnement Propivar NG est en conformité avec les réglementations RoHS et REACH.Les sites Schneider Electric de production des condensateurs sont certifiés ISO 9001 (qualité) et ISO 14001 (environnement).

Autres caractéristiques

A 432220

180

B

349

DB

4061

82

Propivar NG monophasé (BIL max / 170 kV)

20 20

A= = 349

432110 110

B180

DB

4061

83

Propivar NG triphasé (BIL max / 75 kV) et Propivar NG double (BIL max / 95 kV)

Fréquence d’utilisation 50 Hz ou 60 HzPlage de température -25 °C à +50 °C (-40 °C à +55 °C sur demande)Facteur de perte moyen à 20 °C après stabilisation

0,16 W/kvar avec fusibles internes0,12 W/kvar sans fusible interne

Puissance réactive nominale maximale Condensateur triphasé 600 kvarCondensateur monophasé 900 kvarCondensateur double 800 kvar

Gamme de tensions Condensateur triphasé 1-12 kV Ph/PhCondensateur monophasé 1-17,3 kV Ph/NCondensateur double 1-9 kV Ph/N

Situation A l’intérieur et à l'extérieurTolérance sur valeur de capacité -5 % à +10 %Variation relative de capacité ∆C/C par °C -3,5 . 10-4/°CCuve du condensateur Matériau Acier inoxydable

Epaisseur 1,5 mmTraitement de surface Surface en acier inoxydable décapée par jet de billes, une couche de

peinture à deux composants plus une couche de peinture hydroCouleur Gris RAL 7038Pattes de fixation Une par côté

Extrémités Traversées Trois traversées porcelaineBornes Deux M16 x 2Serre-fils Serre-fils en laiton nickelé, 2 câbles maxi. (diamètre extérieur

de 10 mm maxi.)Fixation Deux trous de 13 x 24 mm, entraxe 395,5 mm

QN (kvar) A B50 Hz 60 Hz (mm)(mm)50 60 157 300100 120 157 300150 180 157 300200 240 157 350250 300 157 450300 360 157 500350 420 187 500400 480 187 550450 540 187 600500 600 187 650550 660 187 700600 720 187 800700 840 207 800800 960 207 900900 - 207 y 950

QN (kvar) A B50 Hz 60 Hz (mm) (mm)100 (2 x 50) 120 (2 x 60) 157 300200 (2 x 100) 240 (2 x 120) 157 350300 (2 x 150) 360 (2 x 180) 157 500400 (2 x 200) 480 (2 x 240) 187 550500 (2 x 250) 600 (2 x 300) 187 650600 (2 x 300) 720 (2 x 360) 187 800700 (2 x 350) 800 (2 x 400) 207 800800 (2 x 400) - 207 900

QN (kvar) A B50 Hz 60 Hz (mm) (mm)50 60 157 30075 90 157 300100 120 157 300125 150 157 300150 180 157 300175 210 157 350200 240 157 350250 300 157 450300 360 157 500350 420 187 500400 480 187 550450 540 187 600500 600 187 650550 - 187 750600 - 187 850

Propivar NG monophasé

Propivar NG triphasé

Propivar NG double

• Dimensions non contractuelles.Elles peuvent varier en fonction de la tension assignée de l’application.

49

Composants Régulateur Varmétrique Varlogic

Les régulateurs Varlogic mesurent en permanence la puissance réactive de l’installation et pilotent la connexion et la déconnexion des gradins de condensateurs pour obtenir le facteur de puissance désiré.NRC12 peut piloter jusqu’à 12 gradins de condensateurs et dispose de fonctionnalités étendues dont la communication Modbus (en option). Il simplifie la mise en service, la surveillance et la maintenance des équipements de compensation d’énergie réactive.

Spécifications techniques (NRC12)Nombre de gradins 12Dimensions 155 x 158 x 80 mmFréquence 50 Hz nominale (plage de 48...52 Hz) 60 Hz nominale (plage de 58...62 Hz)Courant de mesure 0…1 A ou 0...5 ATension de mesure* 80…690 V (nominale, max. 115 %)Affichage puissance mesurée 100 000 kVAConsommation nominale 13 VATensions d’alimentation 110 V nominale, (plage de 88...130 V) 230 V nominale, (plage de 185...265 V) 400 V nominale, (plage de 320...460 V)Relais de sortie 250 V, 2 AEcran Afficheur graphique, résolution 64x128 pixels, rétro-éclairéIndice de protection IP41 face avant, IP20 face arrièrePlage de cos ϕ - cible 0,85 ind …1,00 … 0,90 capCourant de réponse C/K 0,01 … 1,99, symétrique ou asymétriqueTemps de reconnexion 10…900 sTemps de réponse 20 % du temps de reconnexion, min. 10 sValeurs affichées cos ϕ, Iact, Ireact, Iapp, IRMS/I1, P, Q, S, THD (U) et tensions harmoniques, THD(I) et courant harmoniques, température interne et externeType d’installation Montage encastré ou sur rail DINBoîtier Résistant aux chocs PC/ABS, UL94V-0Température 0…60 °Cde fonctionnement Historique des alarmes Liste des 5 dernières alarmesCompteur par gradin OuiCommande ventilateur par relais dédié Oui. 250 V AC, 8 AContact Alarme Oui. 250 V AC, 8 AGamme de TC 25/1 … 6000/1 à 25/5 … 6000/5Détection Temps de réaction > 15 msdes creux de tension Communication Protocole Modbus avec module CCA-01 (option)

Varlogic NRC12

PB

1000

33_S

E

PB

1000

32_S

E

* Pour les installations MT, la saisie du ratio du TP d’entrée permet l’affichage et la mesure de la tension primaire

50

Composants Transformateur de CourantTransformateur de Potentiel

Transformateur de Courant Constitution et typesLes Transformateurs de Courant sont conçus pour répondre aux fonctions de protection et de contrôle.• Détection des surintensités dans les bancs de capacité et fourniture d’un signal au relais de protection.• Fourniture d’un signal au contrôleur varmétrique.

Ils sont de type :• bobiné (le plus fréquent) : lorsque le primaire et le secondaire comportent un bobinage enroulé sur le circuit magnétique,• traversant : primaire constitué par un conducteur non isolé de l’installation,• tore : primaire constitué par un câble isolé.

Le montage en double étoile et la protection de déséquilibre nécessitent l’utilisation de transformateurs de courant spécifiques (classe X).

Les Transformateurs de Courant (TC)répondent à la norme CEI 60044-1.Leur fonction est de fournir au secondaire un courant proportionnel à celui du circuit MT sur lequel ils sont installés.Le primaire, monté en série sur le réseau MT, est soumis aux mêmes surintensités que celui-ci et supporte la tension MT.

Transformateur de Potentiel Constitution et typesLes Transformateurs de Potentiel sont conçus pour répondre aux fonctions de protection et de contrôle.• Détection des sur/sous tensions dans les bancs de capacité et fourniture d’un signal au relais de protection.• Fourniture d’un signal au contrôleur varmétrique.

Les Transformateurs de Potentiel (TP) répondent à la norme CEI 60044-2.Ils répondent à 2 fonctions essentielles :• adapter la valeur des tensions MT primaires aux caractéristiques des appareils de protection et mesure, en fournissant une tension secondaire proportionnelle et de valeur moins élevée,• isoler les circuits de puissance, des circuits de protection et mesure.

DE

5234

4

DE

5235

9

Transformateur de Courant à primaire bobiné

Transformateur de Courant type tore

PE

5603

0

Transformateur de Courant

PE

5670

0

Transformateur de Potentiel phase-terre

51

Composants Self anti-harmonique ou de filtrage

Une réactance, dite self anti-harmonique est incluse dans les équipements de compensation, afin d’éviter l’amplification des tensions harmoniques pré-existantes sur le réseau.Les types de self sont multiples.

Self à noyau fer, technologie “imprégné résine” • Installation en intérieur.• Type triphasé.• Tension max. 12 kV.• Raccordement sur plage cuivre.• Masse jusqu'à 2 000 kg.

Self à noyau fer, technologie “enrobé résine” • Installation en intérieur.• Type triphasé.• Tension max. 24 kV.• Normes CEI 60076-6.• Tenue au feu.• Classe de température F.• Raccordement sur plage cuivre.• Masse jusqu'à 2 000 kg.

Self à noyau fer, technologie “immergé huile” • Installation en intérieur ou en extérieur.• Tension max. 36 kV.• Cuve à ailettes à remplissage intégral.• Raccordement sur traversées porcelaine ou embrochables.• Masse jusqu'à 3 500 kg.

Self à air (sans noyau), technologie “imprégné résine” Les bobines à réactance à air se caractérisent par une réactance qui ne dépend pas du courant traversant (perméabilité de l'air constante). Ces bobines sont généralement installées dans des sous-stations ou dans les équipements de compensation statique (SVC).

La construction de type “sec” se caractérise par une grande fiabilité, une absence de maintenance et une grande adaptation aux contraintes environnementales.

• Installation principalement en extérieur.• Tension max. jusqu'à 245 kV.

3

PE

9009

4

1 : self à noyau fer, technologie “imprégné résine”2 : self à noyau fer, technologie “enrobé résine”3 : self à noyau fer, technologie “immergé huile”4 : self à air (sans noyau), technologie “imprégné résine”

4

PE

9009

5

1

2 PE

9009

6

PE

9009

3

52

Composants Contacteur Rollarc

Le contacteur tripolaire pour usage en intérieur type Rollarc, utilise le SF6 pour l’isolement et la coupure.Le principe de coupure est celui de l’arc tournant. L’appareil de base est constitué de trois pôles montés dans une même enveloppe isolante. L’enveloppe isolante contenant les parties actives de ces pôles est remplie de SF6 à la pression relative de 2,5 bars. Le contacteur Rollarc existe en deux types :• R400, à maintien magnétique.• R400D, à accrochage mécanique.

Applications Commande et protection de :• moteurs MT.• batteries de condensateurs et transformateurs de puissance.

Normes de référence • Norme CEI publication 60470 : contacteurs pour courant alternatif haute tension et démarreurs de moteurs à contacteurs.• Norme CEI 62271-105 : appareillage à haute tension, combinés interrupteurs-fusibles.

• Matériel sans entretien sur les parties actives.• Endurance mécanique et électrique élevée.• Insensibilité à l’environnement.• Possibilité de contrôle permanent de la pression de gaz.

1 : connexions MT2 : connexions BT3 : contacts auxiliaires4 : pressostat5 : commande par électroaimant6 : accrochage mécanique (R400D)7 : déclencheur d’ouverture8 : points de fixation9 : enveloppe isolante10 : emplacement plaque signalétiqueContacteur Rollarc (écorché)

PE

5676

1

Contacteur Rollarc (raccordement)

PE

9010

5

Caractéristiques électriquesTension Niveau d’isolement Pouvoir de coupure Courant Pouvoir Courant Enduranceassignée assigné sous U (kV) assigné de fermeture courte mécaniqueUR (kV) Choc 1 mn avec IR avec durée50/60Hz 1,2/50μs 50/60Hz fusibles fusibles 3 skV kV crête kV eff. kA kA A kA crête kA 7,2 60 20 10 50 400 25 125 10 100 000 manœuvres12 60 28 8 40 400 20 100 8

Puissance manœuvrable maximaleTension de service (kV) Sans fusible Avec fusible intégré Puissance (kvar) Puissance (kvar) 3,3 1255 790 4,16 1585 8006,6 2510 127010 3810 960 12 4570 1155

53

Composants Contacteur à vide CBX3-C

Le contacteur tripolaire CBX3-C, destiné à un usage en intérieur, utilise le vide pour l'isolement et la coupure. Il est spécialement dédié à la coupure des courants capacitifs.

PE

9024

3

CBX3-CTension nominale (kV) 7,2 / 12Tension de tenue à une fréquence industrielle (kV)

20 / 28

Tension de tenue au choc (BIL) (kV) 60 / 75Charge capacitive Courant nominal (A) 400

Puissance banc de condensateur (kvar)

3360/5600

Courant d’appel (kAp) 20Courant de court circuit 1 s (kA) 4

Crête pour ½ période (kAp) 25Endurance mécanique (N°) 3 millionsEndurance électrique au courant nominal (N°)

500 000

Température (°C) -5 à +40Nombre de poles 1P - 3P

Applications La conception des contacteurs et les matériaux de contact utilisés sur le contacteur CBX3-C correspondent aux exigences de commutation des condensateurs pour les applications de correction du facteur de puissance tels que : • industrie de métallurgie,• industrie minière,• industrie pétrolière,• distribution d’énergie.

Equipés en standard d’une alimentation électronique auxiliaire (EAS), les CBX permettent une configuration facile et réduisent la consommation énergétique.

Normes Les contacteurs vide de Schneider Electric ont été conçus pour respecter les normes intérnationales les plus sevères.• CEI 60470,• ANSI C37,• BS EN 60470,• NEMA ICS,• GB (Chine).


54

ContrôleTension d’alimentation de la bobine de fermeture (V)

CC : 24, 48, 60, 110, 125, 220, 250CA : 110, 120, 220, 240

Tension d’alimentation du verrouillage (V)

CC : 24, 48, 110, 240CA : 110, 240

CBXConsommation (W) Bobine de fermeture 500

Maintien magnétique 150Maintien avec l’EAS 80

Fonction verrouillage Bobine (W) 240Endurance (N°) 200000

OptionsCBX

Contacts auxiliaires 5 NO + 5 NFAlimentation électronique (EAS) OuiDélai d'ouverture 100 ms OptionCompteur d’opération OptionIsolation à 42 kV OptionVerrouillage mécanique Option

DimensionsLargeur (mm) 343Longueur (mm) 333Hauteur (mm) 258Masse (kg) 28

• Vitesse de commutation.• Longue durée de vie.• Consommation énergétique réduite grâce à l’alimentation électronique.

Alimentation par carte électronique (EAS) Deux circuits électroniques sont requis pour gérer les tensions auxiliaires:• de 24 à 60 V CC,• de 110 à 250 V CA/V CC.

Avantages• Faible consommation de puissance.• Fiabilité améliorée.• Compteur de manœuvres (optionnel).• Retard de 100 ms à l’ouverture (optionnel).• Dissipation thermique réduite.• Schémas électriques standardisés.

55

Composants Disjoncteurs SF1 & SF2

Description Le disjoncteur SF est constitué en version fixe de base de :• 3 pôles principaux, liés mécaniquement et comprenant chacun une enveloppe isolante du type “système à pression scellé”. L’enveloppe étanche est remplie de SF6 à faible pression,• une commande manuelle (électrique en option) à accumulation d’énergie à ressorts. Elle donne à l’appareil une vitesse de fermeture et d’ouverture indépendante de l’opérateur. Lorsqu’il est équipé de la commande électrique, le disjoncteur peut être commandé à distance et la réalisation de cycles de réenclenchement est possible,• une face avant avec la commande manuelle et les indicateurs d’états,• des bornes aval et amont pour le raccordement des circuits de puissance,• un bornier pour le raccordement des circuits auxiliaires extérieurs.En fonction de ces caractéristiques, le disjoncteur SF est disponible avec une commande frontale ou latérale.

Options • Commande électrique.• Châssis support équipé de galets et d’équerres de fixation au sol pour une installation fixe.• Verrouillage du disjoncteur en position ouvert par serrure installée sur le plastron de la commande.• Pressostat pour les performances les plus élevées.

Applications Les appareils SF sont des disjoncteurs MT tripolaires pour usage en intérieur. Ils sont principalement utilisés pour la manœuvre et la protection des réseaux de 12 à 36 kV dans la distribution d’énergieprimaire et secondaire.

Avec l’autocompression dans le gaz SF6, technique de coupure utilisée dans ces disjoncteurs, l’établissement ou l’interruption de tout type de courant capacitif ou inductif s’effectue sans surtension dangereusepour l’appareillage connecté sur le réseau. Le disjoncteur SF est de ce fait bien adapté à la manœuvrede bancs de condensateurs.

Le disjoncteur SF de la gamme d’appareillage de Schneider Electric est utilisé pour la mise sous tension des batteries ou de gradins de condensateurs. Ce disjoncteur utilise le SF6 comme diélectrique. Il a tout particulièrement été testé pour la manœuvre spécifique des batteries de condensateurs.

Disjoncteur SF1

Disjoncteur SF2

PE

5650

1P

E56

503

SF1 SF2 Commande frontale ou latérale Commande frontale Tension maximum UM (kV, 50/60 Hz)

Pouvoir de coupure (ISC )25 kA de 12,5 à 25 kA de 12,5 de 25 31,5 kA à 40 kA à 40 kA

Courant assigné (IR )630 A de 400 à 1 250 A de 630 à 3 150 A 2 500 A

Courant capacitif coupé (IC )440 A de 280 à 875 A de 440 à 2 200 A 1 750 A

12 kV

17.5 kV

40.5 kV

24 kV 24 kV

36 kV 36 kV

56

Description Ces coffrets sont conçus pour être installés en intérieur. Ils comportent les éléments suivants :• un régulateur varmétrique Varlogic,• un relais de protection numérique Sepam,• les relais de protection de déséquilibre,• les voyants de signalisation- “sous tension”- pour chaque gradin, “Gradin sous tension”, “Gradin hors tension”, “Alarme déséquilibre”, “Déclenchement déséquilibre”.

Option Un commutateur à trois positions :• “Auto” : les gradins sont pilotés automatiquement par le régulateur varmétrique,• “Manu” : les gradins sont pilotés manuellement au moyen d’un commutateur 2 positions situé sur le coffret (1 commutateur par gradin),• “0” : les gradins sont mis hors circuit (aucun pilotage automatique ou manuel n’est possible).

Composants Boîtier de contrôle commande

La fonction de ces boîtiers est de commander et protéger les batteries de condensateurs.

Boîtier de contrôle commande1. régulateur varmétrique Varlogic2. relais de protection numérique Sepam

PE

9010

6

1 2

1 2

57

Composants Relais de protection Sepam

Le relais de protection Sepam permet de garantir la disponibilité de l’énergie et la rentabilité maximale des installations tout en assurant la sécurité des biens et des personnes.

Maîtriser l’installation électriqueLes relais de protection Sepam multifonctionnels assurent la protection, la mesure, l’analyse et le diagnostic de l’ensemble des applications d’une installation. En cas d’incident, les informations claires et complètes dans la langue choisie permettent de prendre les bonnes décisions immédiatement.

Assurer la disponibilitéSepam assure un parfait niveau de disponibilité de l’énergie grâce à sa fonction diagnostic qui scrute en permanence l’état du réseau. Sa finesse d’analyse et sa fiabilité garantissent une mise hors tension des équipements lorsque cela est vraiment nécessaire. La programmation des opérations de maintenance permet de prévenir les risques et d’optimiser les temps d’intervention.

Augmenter la sûreté Sepam série 80 est le premier relais de protection numérique à garantir une sûreté de fonctionnement et un comportement sur défaillance en conformité avec les exigences de la norme CEI 61508.Sa qualité de fabrication permet son utilisation dans les conditions et les atmosphères les plus sévères : plateformes pétrolières, industries chimiques (normes CEI 60062-2-60).

Communiquer : jouer l’ouverture En complément des normes DNP3, CEI 60870-5-103 et Modbus, Sepam est conforme à la norme CEI 61850 et utilise le protocole de communication standard du marché lui permettant de s’interfacer avec l’ensemble des appareillages de distribution électrique, quelle que soit leur origine.

Respecter l’environnement • Respect de la directive européenne RoHS.• Faible consommation d’énergie.• Fabrication en usine certifiée ISO 14001.• Recyclable à plus de 85 % (Sepam série 10).

Sepam

PA40

431

S20S24

S40C86 C86

Protection d’une batterie en triangle sans surveillance de la tension • protection contre les court-circuits

Protection d’une batterie en triangle avec surveillance de la tension • protection contre les court-circuits• surveillance U et f• protection contre les surcharges (Sepam C86)

Protection d’une batterie de 1 à 4 gradins en double étoile • protection contre les court-circuits• surveillance U et f• protection contre les surcharges• protection contre le déséquilibre

Une gamme modulaire structurée : Application condensateur

58

Tableau de choix - applications condensateurs

Code ANSI S10A S10B S20 S24 S40 C86Protections*Maximum de courant phase 50/51 2 2 4 4 4 8 Maximum de courant terre 50N/51N 2 2 4 4 4 8 Terre sensible 50G/51G 2 2 4 4 4 8Défaillance disjoncteur 50BF 1 1 1 Maximum de composante interne 46 1 1 2 2 Image thermique condensateur 49RMS 1 1 1Déséquilibre gradins de condensateurs 51C 8Minimum de tension directe 27D 2Minimum de tension rémanente 27R 2Minimum de tension (L-L ou L-N) 27 2 4 Maximum de tension (L-L ou L-N) 59 2 4Maximum de tension résiduelle 59N 2 2Maximum de tension inverse 47 1 2Maximum de fréquence 81H 2 2Minimum de fréquence 81L 4 4Surveillance temperature (16 sondes) 38/49T vMesuresCourant phase RMS I1, I2, I3 ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ Courant résiduel calculé I0Σ ◼Courant moyen I1, I2, I3 ◼ ◼ ◼ ◼Maximètre courant IM1, IM2, IM3 ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼Courants résiduels mesurés I0, I’0 ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼Tension U21, U32, U13, V1, V2, V3 ◼ ◼Tension résiduelle V0 ◼ ◼Fréquence ◼ ◼Puissance active P, P1, P2, P3 ◼ ◼Puissance réactive Q, Q1, Q2, Q3 ◼ ◼Puissance apparente S, S1, S2, S3 ◼ ◼Maximètre de puissance PM, QM ◼ ◼Facteur de puissance ◼ ◼Energie active et réactive ◼ ◼ Diagnostic réseau, appareillage et condensateursCourant de déclenchement ◼ ◼ ◼ ◼tripI1, tripI2, tripI3, tripI0 Taux de distortion du courant ◼et de la tension THDi, THDu

Déphasage φ0, φ'0, φ0Σ ◼Déphasage φ1, φ2, φ3 ◼ ◼Oscilloperturbographie ◼ ◼ ◼ ◼Echauffement ◼Capacité et courants ◼de déséquilibre condensateurSurveillance TC/TP 60/60FL ◼ ◼Surveillance circuit déclenchement 74 v vSurveillance alimentation auxiliaire ◼Surveillance des A coupés cumulés ◼ ◼ ◼ ◼Nombre de manœuvres v v v vCommande et surveillanceCommande disjoncteur / contacteur 94/69 v v v vSélectivité logique 68 ◼ v v v vAccrochage/acquittement 86 ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼Signalisation 30 ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼Protocoles de communication S-LANModbus RTU ◼ v v v vModbus TCP/IP v v v v vDNP3 v v v vCEI 60870-5-103 v v v vCEI 61850 v v v v

◼ : standard v : option* les chiffres indiquent le nombre de fonctions de protection disponibles

59

Equipements spécifiquesSommaire


Compensateur Hybride HVC 62Filtres passifs d’harmoniques 64Circuits bouchons 65

61

Equipements spécifiques Compensateur Hybride HVC

Compensateur Hybride HVCDescription Il comporte une batterie fixe MT de condensateurs shunts avec Self Anti-Harmonique (SAH) fixe et un dispositif électronique AccuSine associé à un transformateur élévateur BT/MT.

Les équipements de type HVC (Hybrid Var Compensator) sont destinés à faire une compensation économique en temps réel de la puissance réactive. Leur emploi permet :• l’amélioration de la qualité des réseaux publics et industriels par la réduction ou suppression des fluctuations de tensions, des oscillations de puissance, etc,• l’augmentation de la capacité des réseaux existants par la compensation des pertes dues à l’énergie réactive,• le couplage optimum des énergies renouvelables (éolien, solaire) au réseau par une réponse adéquate aux contraintes normatives

25 / 4,16 kV 25 / 4,16 kV

2000 A 2000 A

CT (3) 1000/5 CT (3) 1000/5

1200 A

4,16 kV 4,16 kV

CT (3) 1000:5

4.16 / 0,48 kV

2000 A

6 x 250 kvarAccusine

batterie SAH

1225 kvar

Exemple de réalisation

PE

9008

2

PE

9004

6

DE

9008

3

62

Fonctionnement La batterie de condensateurs fixe injecte en permanence un courant réactif capacitif au réseau. Le dispositif électronique injecte un courant réactif, capacitif ou inductif, d’une manière continue et en moins d’une période (20 ms - 50 Hz) pour compenser les fluctuations importantes et rapides de la consommation d’énergie réactive, dues à la charge.

Performances • Injection d’énergie réactive en mode “avance” ou “retard”.• Temps de réponse inférieur à un cycle.• Facteur de puissance ajustable jusqu’à 1.• Compensation varmétrique sans transitoire.• Compensation continue.• Contrôle individuel de chaque phase pour les charges déséquilibrées.

Applications • Energie- raccordement des “fermes solaires ou éoliennes”.• Industries- fours à arc : régulation de tension et atténuation du flicker.- soudeuses : régulation de tension et atténuation du flicker.- broyeurs : atténuation du flicker.- stations de pompage : aide aux démarrages de moteurs MT de forte puissance.- laminoirs à froid / à chaud : réduction des harmoniques et amélioration du facteur de puissance des charges à fluctuation rapide.

Temps en périodes

Var A

vance/R

eta

rd

Gamme AccuSine

PE

9007

4

DE

9008

4kvar fixeChargeAccuSinekvar résultant

63

Schneider Electric peut proposer de nombreuses solutions de filtrage passif des harmoniques en moyenne et haute tension, pour les réseaux 50 ou 60 Hz.Ces solutions sont étudiées au cas par cas.Un audit de site préalable et une définition précise des besoins (objectifs à atteindre, …) sont indispensables à la garantie des performances de ce type de solution.

Filtres passifs d’harmoniques Caractéristiques techniques • Fréquence assignée : 50 Hz ou 60 Hz.• Isolement : 72,5 kV (autres valeurs, nous consulter).• Puissance réactive maximale : 35 Mvar (autres valeurs, nous consulter).• Inductances : monophasées, sec, à air, sont les plus communément utilisées pour les filtres passifs.• D’autres composants, tels que résistances, peuvent également être utilisés dans la conception de filtres passifs.• Fréquences d’accord : choisies en fonction des harmoniques à filtrer et des performances à atteindre (l’audit de site préalable est crucial pour faire les bons choix).

Filtres passifs d’harmoniquesEquipements spécifiques

PE

9009

7

Filtre passif d’harmoniques

64

Equipements spécifiques Circuits bouchons

Dans sa gamme de solutions, Schneider Electric dispose de circuits bouchons passifs basse fréquence qui permettent d’éviter les perturbations des signaux de télécommande à fréquence musicale émis par le distributeur d’énergie, notamment dans le cadre d’installation de groupe de production autonome.

Ces circuits bouchons sont souvent utilisés dans les installations équipées de centrales de cogénération.

Pour satisfaire les conditions imposées par le distributeur d’énergie, le circuit bouchon est défini au cas par cas en fonction des caractéristiques :• de la ligne d’alimentation HT du poste source,• du transformateur HT/MT du poste source,• du dispositif d’injection de télécommande et de sa fréquence,• de la charge des départs MT,• des groupes électrogènes.

Principe Le circuit bouchon est réalisé par la mise en parallèle d’une inductance et d’une capacité dont les valeurs sont calculées pour permettre le blocage d’une fréquence choisie (175 Hz ou 188 Hz par exemple en France).

Caractéristiques techniques (circuits bouchons passifs pour réseaux 15 et 20 kV) Fréquence d’accord 175 ou 188 Hz (autres fréquences sur demande)Niveau d’isolement Jusqu’à 24 kVCalibres disponibles 200, 300 ou 400 A par phaseCaractéristiques des composants des CB 175 HzCondensateurs monophasés 207 μF / 2100 V, sans fusibles internesInductances monophasées 4 mH, sans noyau magnétiqueCaractéristiques des composants des CB 188 HzCondensateurs monophasés 179 μF / 2100 V, sans fusibles internesInductances monophasées 4 mH, sans noyau magnétiqueTempérature ambiante maximale 45 °CAltitude < 1000 mMontage Juxtaposés (condensateurs debout, à côté de la self) ou superposés (condensateurs installés dans un rack, sous la self)IP 00 sur support aluminium non peint

Montage juxtaposé (mm)

Inductance

300900900

1640

400

Montage superposé (mm)

Inductance

Chemin AL6060

Condensateur

11004ǿ1320 20

Isolateur 24 kV

Disposition en ligne (mm) Disposition en triangle (mm)

6600 min6600 min.

44001200

1100 11001000

Phase 1

Phase 1

Phase 2

Phase 2

Phase 3 Phase 3

12001100 1100 1100

1200

1200

1155

600

1150

4150

min

.

2400

1100 1100

Circuit bouchon

DE

9005

4

DE

9005

4

DE

9005

5

DE

9005

5

PE

9008

3

65

Installation (plans, dimensions)Sommaire


CP 214, CP 214 SAH, CP 227, CP 254 68CP 229, CP 230, CP 253, CP 253 SAH 69

67

Installation( plans, dimensions)

CP 214, CP 214 SAH, CP 227, CP 254

CP 214

Dimensions et poids• H: 1700 mm, L : 900 mm, D: 1200 mm.• Masse approximative : 400 à 560 kg.

Plan

CP 214 SAHDimensions et poids• H : 1900 mm, L : 2000 mm, D : 1100 mm.• Masse approximative : 600 à 1000 kg.

Plan

L D

H

80

L D

H

80

DE

9006

2

CP 254Dimensions et poids• Isolement jusqu’à 24 kVH : 2000 mm, L : 2600 mm, D : 1400 mm.• Isolement 36 kVH : 2100 mm, L : 3000 mm, D : 2100 mm.• Masse approximative : 450 à 1550 kg.

Plan

L D

H

80

DE

9007

6

CP 227Dimensions et poids• Isolement 24 kVH : 2000 mm, L : 1400 mm, D : 1400 mm.• Isolement 36 kVH : 2000 mm, L : 3000 mm, D : 2100 mm.• Masse approximative : 450 à 1550 kg.

Plan

L D

H

80

DE

9006

4M

T201

35

68

L D

H

80

CP 253Dimensions (mm)

L D

H

80

Dimensions (mm)CP 253 SAH

CP 229 CP 230

CP 229, CP 230, CP 253, CP 253 SAHD

E90

065 DE

9007

7

DE

9007

4D

E90

075

Plan

Plan

Nombre de gradins 1 H : 2 000, L : 1 500, D : 1 6002 H : 2 000, L : 2 600, D : 1 6003 H : 2 000, L : 3 700, D : 1 6004 H : 2 000, L : 4 800, D : 1 6005 H : 2 000, L : 5 900, D : 1 600

Nombre de gradins 1 H : 2 000, L : 1 500, D : 2 4002 H : 2 000, L : 2 600, D : 2 4003 H : 2 000, L : 3 700, D : 2 4004 H : 2 000, L : 4 800, D : 2 4005 H : 2 000, L : 5 900, D : 2 400

69

Services Sommaire


Expertise Schneider Electric 72Maintenance & fin de vie 73

71

Services Expertise Schneider Electric

Depuis plus de 50 ans, Schneider Electric conçoit et fabrique des équipements de compensation d’énergie réactive et de filtrage des harmoniques.Depuis l’origine, il est apparu clairement que les mesures sur site étaient souvent déterminantes. C’est pourquoi Schneider Electric s’est dotée d’une équipe de spécialistes pour effectuer mesures, audits de site, simulations et expertises.

Chaque catégorie de service est organisée en différents niveaux. Le niveau dépend de l’équipement utilisé (cosφ-mètre, enregistreur d’harmoniques, analyseur de réseau, …) et de la qualification de l’intervenant.

L’offre “services” inclut :• mesures sur site,• installation, supervision et mise en service,• dépannages, maintenance,• simulations et études,• location d’appareil de mesure (analyseurs de réseau…),• sessions de formation.

Services Schneider Electric Ecouter, Comprendre, Agir, c’est le cercle vertueux qui vous garantit l’efficacité énergétique dont vous avez besoin.• EcouterCela signifie rassembler des informations sur l’état de l’installation et toutes les difficultés relatives à son fonctionnement. Cela nécessite un audit -> des mesures spécifiques -> l’enregistrement des paramètres caractéristiques des points clés du réseau.• ComprendreUne fois les informations rassemblées, un diagnostic doit être établi et les actions correctives identifiées et définies• AgirC’est la phase décisive ; suppression des perturbations réseau, correction du facteur de puissance, installation d’une éventuelle alimentation de secours… et c’est aussi le coeur de notre expertise.

Dans tous les cas, la solution idéale consiste à corriger, mais aussi et surtout à surveiller l’efficacité des solutions installées sur une période de temps donnée. Une installation est vivante et comme tout être vivant ses caractéristiques évoluent avec le temps.

Dans de nombreux pays, l’équipe Services locale de Schneider Electric a la compétence et le matériel nécessaires pour effectuer les mesures, diagnostics, dépannages requis.

Les spécialistes de Schneider Electric peuvent être sollicités pour apporter un support ou leur expertise pour des cas spécifiques ou particulièrement critiques.

Des sessions de formation peuvent être organisées pour former ou mettre à jour les connaissances de vos équipes d’installation ou de maintenance.

Nos spécialistes peuvent également être sollicités pour participer à des conférences, séminaires, présentations sur la compensation de l’énergie réactive, le filtrage des harmoniques, la qualité de l’énergie…

Diagnostic de l’installation• Evaluation de l’état des batteries de condensateurs.• Mesure des températures de fonctionnement.• Enregistrement des tensions, courants, puissances active et réactive.• Enregistrement des spectres de tensions et de courants harmoniques.• Enregistrement des phénomènes de tensions et courants transitoires.

Définition de la solution• Proposition de remplacement des condensateurs et plans de substitution.• Gestion du processus de destruction.• Evolution de la correction du facteur de puissance.• Réduction de la distorsion harmonique des réseaux.

PE

9010

0

72

Maintenance Vérifications périodiquesVérifier et nettoyer si besoin les systèmes de ventilation(périodicité dépendant des conditions locales).

Vérifications annuelles• Vérifier le serrage des connexions.• Vérifier la propreté des isolateurs.• Vérifier les valeurs de U, I, Capacité batteries et condensateurs• Mesurer la température ambiante pour la batterie decondensateurs.• Vérifier le fonctionnement des chaînes de protection.

Défauts et remèdes• Claquage d’un condensateur triphaséIl se manifeste par la fusion d’un ou plusieurs fusibles HPC. L’identification du condensateur défectueux se fait par mesure de capacité (variation de capacité > à 10 % = défectueux). Le remplacement immédiat du condensateur et des trois fusibles HPC est impératif.

• Claquage d’un condensateur monophaséIl se manifeste par un déclenchement de protection de déséquilibre.L’identification se fait par une mesure de capacité de chaque condensateur (variation de capacité > à 10 % = défectueux). Le remplacement immédiat du condensateur est impératif (un rééquilibrage de la batterie est parfois nécessaire ; nous consulter).

NB : en cas de fusibles internes, le remplacement des condensateurs dont la capacité a varié de plus de 4 à 5 % est fortement recommandé.

Fin de vie des condensateurs Propivar NGLes condensateurs des gammes Schneider Electric contiennent un liquide diélectrique non PCB. Sa valorisation en fin de vie doit impérativement être réalisée par un centre de traitement des déchets agréé pour les huiles, conformément à la législation locale en vigueur.

Si le condensateur est endomagé et présente une fuite de liquide, il doit être mis sur un bac de rétention de liquide et son transport vers le centre de traitement doit être réalisé par un transporteur agréé.

Opérations de démantèlement et de valorisation en fin de vie (à faire au-dessus d’un bac de rétention)• Percer la cuve du condensateur et récupérer l’huile d’imprégnation qui doit suivre une filière d’incinération avec récupération d’énergie.• Découper la cuve sous le couvercle et extraire la partie interne du condensateur.• Faire égoutter la partie interne et la cuve.• La cuve du condensateur, en acier, est recyclable.• Séparer l’ensemble couvercle + traversées, de la partie interne.• La partie interne du condensateur doit suivre une filière de cisaillage, incinération et récupération des métaux.• L’ensemble couvercle + traversées doit être broyé pour récupération des métaux (acier, cuivre et laiton).

Maintenance & fin de vieP

E90

090

PE

9009

1

73

Guide de sélection Sommaire


Conditions d'installation & caractéristiques générales 76Châssis/cabine & condensateurs Propivar NG 77Equipements complémentaires 78

75

Guide de Conception Conditions d'installation

& caractéristiques générales

Caractéristiques générales Type de la batterie (STD, SAH, filtre) v STD v SAH v FiltreTension assignée (kV)Puissance (kvar) Fréquence assignée (Hz) v 50 v 60Niveau d’isolementTension la plus élevée pour le matériel UM kVTension d’essai à fréquence industrielle (50 Hz - 1 mn) kV effTension d’essai à l’onde de choc (1,2 / 50 μs) kV crêteCouplage v Double étoile v Triangle v H monophasé v Monophasé v AutreTenue au courant de court-circuit v Suivant condition de site v Autre kA sec v 1 v 3Tensions auxiliaires V CC v 24 v 48 v 60 v 110 v 125 v 220 V CA v 110 v 127 v 220-230

Conditions de site

PaysAltitude v ≤ 1000 m v > 1000 mAmbiance v Normale v Saline v SO2

v AutrePollution / Ligne de fuite v Faible I (16 mm/kV)isolateurs et bushings v Moyenne II (20 mm/kV) v Forte III (25 mm/kV) v Très Forte IV (31 mm/kV)Puissance de court-circuit (MVA) Température (°C) v > -25 °C v ≤ 40 °C v 45 °C v 50 °C v 55 °C

Ce canevas spécifie l’ensemble des données à fournir à Schneider Electric de la phase "devis" à la phase "réalisation de la commande".

Normes

CEI vAutres v

76

Châssis/cabine & condensateurs Propivar NG

Châssis/cabine

Type v Intérieur v Extérieur Indice de protection v IP 00 v IP 23 v IP 54 v Autre : Matériau châssis v Acier v Acier galvanisé v Aluminium v Acier inoxMatériau panneau v Acier v Acier galvanisé v Aluminium v Acier inoxRevêtement châssis v Nu v PeintRevêtement panneau v Nu v PeintDouble toit v Oui v NonCouleur v Standard fournisseur v Autre RALPorte v Standard fournisseur v Autre Serrure (type) v Standard fournisseur v Autre

Guide de Conception

Condensateurs Propivar NG Type v Triphasé v MonophaséTension dimensionnement (V)Fréquence assignée (Hz) v 50 v 60Définition gradins N° 1 2 3 4 5 6 kvar séquenceNiveau d’isolementTension la plus élevée pour le matériel UM kVTension d’essai à fréquence industrielle (50Hz - 1 mn) kV effTension d’essai à l’onde de choc (1,2 / 50 μs) kV crêteFusibles internes v Oui v NonLigne de fuite des bornes v Standard fournisseur v Autre mm mm/kV v 16 v 20 v 25 v 31Résistances de décharge internes V/min v 75/10 v 50/5Température Max. (°C) v ≤ 40 v 45 v 50 v 55 Min. (°C) v -25 v autreGradient v Standard fournisseur v Autre V/μm

77

Guide de Conception Equipements complémentaires

Selfs anti harmoniques vType v Imprégné résine v Enrobé résine v Immergé huile v Air v Mono v TriInstallation v Intérieure v Extérieure v Dans cabine v Hors cabineRang d’accord

TP mesure vTension assigné (V/V) (primaire/ secondaire)Fonction de décharge v Oui v NonQuantité v 2 v 3

Self de choc v

TP décharge rapide v

Fusibles v

Dispositif de protection contrela marche en monophasé v

TC protection vPuissance (VA)Classe de précision v 5P v 3PNombre de phases protégées v 1 v 2 v 3

Interrupteur de manœuvre vType v Disjoncteur v ContacteurTechnologie de coupure v SF6 v Vide

Relais de déséquilibre vRelais v Standard fournisseur v Autre TypeSeuils v Déclenchement v Alarme et déclenchementMontage v Livré séparément v Dans batterie v Dans coffret ou armoire avec la partie contrôle commande

78

Equipements complémentairesGuide de Conception

Sectionneur Combiné (Sectionneur de ligne et SMALT) vRaccordement SMALT v Côté câble v Côté batterie

Sectionneur de mise à la Terre (SMALT) vType v Tripolaire v PentapolaireRaccordement SMALT v Côté câble v Côté batterieQuantité v 1 par gradin v 1 global

Sectionneur de ligne v

Parafoudres (par défaut un par phase) v

Accessoires vVentilation v Standard fournisseur v Autre Type Eclairage dans batterie v Oui v Non

Contrôle - Commande vNombre de gradins à contrôlerInstallation v Coffret v Armoire v Dans batterieRégulateur v Oui v Non Type v NR6/NR12 v NRC12 Séquence Com. Modbus v Oui v Non Mesure U (V) Mesure I (A) v 1 A v 5 ARelais protection Fonctions v Déséquilibre v Sur intensité v Sur tension v Autre : Type Quantité v Par gradin v GlobalFonction Auto / 0 / Manu v Oui v NonVoyants Par défaut R Présence tension aux. R ON / gradin R OFF / gradin R Alarme-déséquilibre-fusion fusible Autre

Interverrouillage v v Schema standard du fournisseur v Autres, à définir

79

Guide techniqueSommaire


Rappels sur I’énergie réactive 82L’énergie réactive Compensation de I’énergie réactiveEnergie réactive et composants des réseaux Facteurs de puissance des appareils les plus courants

Pourquoi compenser ? 84Avantages économiques Avantages techniques Diminution des pertes en ligne fonction de l’amélioration du facteur de puissanceEvaluation économique de la compensation

Méthode de détermination de la compensation 86Première étape : calcul de la puissance réactive Deuxième étape : choix du mode de compensationTroisième étape : choix du type de compensationQuatrième étape : comment tenir compte des harmoniques

Commande des batteries de condensateurs 90Caractéristiques générales de l’appareillageType d’appareillage Enclenchement des batteries de condensateursTableau des valeurs caractéristiques à l’enclenchement des condensateurs Déclenchement des batteries de condensateurs Appareillage utilisé pour la commande des condensateursCaractéristiques des appareillages MT

Protection et schémas des batteries de condensateurs 93Les condensateursBatterie triangleBatterie en double étoile

Cas types de compensation 94Compensation des moteurs asynchrones en MTCompensation des transformateurs en MT

Définitions et terminologies des condensateurs 96

81

Guide technique Rappels sur l’énergie réactive

L’énergie réactive Dans un circuit électrique, la puissance active P est la puissance réelle transmise aux charges telles que moteurs, lampes, fours, radiateurs, ordinateurs…

La puissance active électrique est transformée en puissance mécanique, en chaleur ou en lumière. L’unité physique est le watt (W), les multiples kilowatt (kW) ou mégawatt (MW) étant utilisés par commodité.

Dans un circuit où la tension efficace appliquée est Urms et où circule un courant efficace Irms, la puissance apparente S est le produit Urms x Irms.

La puissance apparente est alors la base du dimensionnement de l’équipement électrique. Un appareil (transformateur, cable, interrupteur…) doit être conçu en fonction des valeurs efficaces des tensions et courants. L’unité physique pour la puissance apparente est le volt-ampère (VA), les multiples kilo-volt-ampère (kVA) ou méga-volt-ampère (MVA) étant utilisés par commodité.

Le facteur de puissance λ est le rapport de la puissance active P (kW) sur la puissance apparente S (kVA) pour un circuit donné.

λ = P(kW)/S(kVA).

Dans le cas particulier où le courant et la tension sont sinusoïdaux et déphasés d’un angle φ, le facteur de puissance est égal à cosφ, appelé facteur de déplacement.

Pour la plupart des charges électriques telles que les moteurs, le courant I est en retard sur la tension V d’un angle φ.

Dans la représentation vectorielle, le courant peut donc être décomposé en deux composantes :• Ia en phase avec la tension et appelée composante "active",• Ir en quadrature avec la tension et appelée composante "réactive".

Le diagramme précédent établi pour les courants s’applique aussi aux puissances, en multipliant chaque courant par la tension commune V.On définit ainsi :• la puissance apparente : S = V x l (kVA),• la puissance active : P = V x la = V x I x cosφ (kW),• la puissance réactive : Q = V x lr = V x I x sinφ (kvar).

L’unité physique de la puissance réactive est le volt-ampère-réactif (var), les multiples kilo-volt-ampère-réactif (kvar), et méga-volt-ampère-réactif (Mvar) étant utilisés par commodité.

Le courant réactif Ir est la composante absorbée par les circuits magnétiques inductifs des machines électriques (transformateurs et moteurs). La puissance réactive est donc communément associée à la magnétisation des circuits magnétiques des machines. Ainsi, la source d’alimentation doit fournir non seulement la puissance active P mais aussi la puissance réactive Q, résultant en une puissance apparente S. On utilise souvent la fonction tgφ qui est égale à :tgφ = Q(kvar)/P(kW).Sur une période de temps donnée, ce rapport est aussi celui des énergies réactive (Wr) et active (Wa) consommées :tgφ = Wr(kvarh)/Wa(kWh).

Dans certains pays, ce rapport est utilisé pour établir la facturation de l’énergie réactive.

DE

9008

6D

E90

087

82

Compensation de I’énergie réactive La circulation de l’énergie réactive a des incidences techniques importantes sur le choix des matériels, le fonctionnement des réseaux et, par conséquent, des incidences économiques.En effet, pour une même puissance active Putilisée, il faut fournir d’autant plus de puissance apparente S que le cosφ est faible, c’est-à-dire que l’angle φ est élevé.

Ainsi, la circulation de I’énergie réactive sur les réseaux de distribution entraîne, du fait d’un courant appelé trop important :• des surcharges au niveau des transformateurs,• des chutes de tension en bout de ligne,• l’échauffement des câbles d’alimentation,donc des pertes d’énergie active.

Pour ces raisons fondamentales, il est nécessaire de produire l’énergie réactive le plus près possible des moteurs et des transformateurs, pour éviter qu’elle ne soit appelée sur le réseau.

Pour éviter de sur-calibrer son réseau, le distribu-teur d’énergie incite donc ses clients à améliorer le facteur de puissance, par une facturation de l’énergie réactive au-delà d’un certain seuil.

Le principe de la Compensation d’Energie Réactive est de générer la puissance réactive à proximité de la charge, de manière à soulager la source d’alimentation. Des condensateurs sont le plus communément utilisés pour fournir de la puissance réactive. Sur la figure 1, la puissance réactive Qc fournie par des condensateurs permet de réduire la puissance apparente de la valeur S à la valeur S’.

Qc

rQ

Energie réactiveet composants des réseaux Machines synchronesCes machines ont une fonction de générateurs (d’énergie active) lorsqu’ils transforment l’énergie mécanique en énergie électrique. Ce sont des moteurs dans le cas inverse. En agissant sur leur excitation, ces machines peuvent fournir ou absorber de l’énergie réactive.Dans certains cas, la machine ne fournit aucune énergie active: c’est le compensateur synchrone.

Machines asynchronesElles se différencient des précédentes, en parti-culier, par leur propriété d’être toujours consom-matrices d’énergie réactive. Cette énergie est très importante: de 25 à 35 % de l’énergie active à pleine charge, beaucoup plus à charge partielle. Le moteur asynchrone est universellement répandu. C’est le principal consommateur d’énergie réactive des réseaux industriels.

Lignes et câblesLes caractéristiques inductives et capacitives des lignes aériennes et des câbles sont telles qu’ils sont consommateurs d’énergie réactive.

TransformateursLes transformateurs absorbent de l’énergie réactive correspondant à environ 5 à 10 % de l’énergie apparente qu’ils transitent.

InductancesLes inductances sont essentiellement consom-matrices d’énergie réactive. Les pertes d’énergie active ne représentent qu’un faible pourcentage de l’énergie réactive (QR) consommée.

CondensateursLes condensateurs génèrent de l’énergie réactive avec de très faibles pertes, d’où leur emploi dans l’application de compensation d’énergie réactive (QC).

Facteurs de puissance des appareils les plus courants

Energie active

Moteur

Transformateur

Avant compensation

Energie active

Puissance rendue disponible

Transformateur

Energie réactive fournie par condensateur

Après compensation

Moteur

Appareil cos φ tg φMoteur asynchrone chargé à 0 % 0,17 5,80 25 % 0,55 1,52 50 % 0,73 0,94 75 % 0,80 0,75 100 % 0,85 0,62Lampes à incandescence ≈ 1 ≈ 0Lampes fluorescente non compensée ≈ 0,5 ≈ 1,73Lampes fluorescente compensée (0,93) 0,93 0,39Lampes à décharge 0,4 à 0,6 2,29 à 1,33Fours à résistance ≈ 1 ≈ 0Fours à induction avec compensation intégrée ≈ 0,85 ≈ 0,62Fours à chauffage diélectrique ≈ 0,85 ≈ 0,62Machines à souder à résistance 0,8 à 0,9 0,75 à 0,48Postes statiques monophasés de soudage à l’arc ≈ 0,5 1,73Groupes rotatifs de soudage à l’arc 0,7 à 0,9 1,02 à 0,48Transformateurs-redresseurs de soudage à l’arc 0,7 à 0,8 1,02 à 0,75Fours à arc 0,8 0,75

Fig.1 : principe de la compensation d’énergie réactive

DE

9008

8D

E90

089

DE

9008

9

83

Guide technique Pourquoi compenser ?

L’amélioration du facteur de puissance d’une installation, appelée compensation, présente de multiples avantages d’ordre économiqueet technique.

Avantages économiques Les avantages apportés par la compensation d’énergie réactive sont tels qu’ils permettent d’ob-tenir très rapidement un retour sur l’investissement consenti.

Ces avantages sont les suivants :• suppression de la facturation des consommations excessives d’énergie réactive• réduction de la puissance souscrite en kVA,• diminution de l’énergie active consommée en kWh (réduction des pertes Joule).

Avantages techniques • Réduction de la chute de tensionLa circulation de courants réactifs est responsable de chutes de tension le long des lignes d’alimentation. Celles-ci sont préjudiciables au bon fonctionnement des récepteurs même si la tension en tête de ligne est correcte. La présence d’une batterie de condensateurs en bout de ligne en permettra la diminution.

Le maintien relatif de la tension en bout de ligne est défini par la formule suivante :ΔU(%) ≈ XLxQ/U²

dans laquelle :XL : réactance de la ligne,Q : puissance réactive de la batterie de condensateurs,U : tension réseau.• Diminution des pertes en ligne à puissance active constanteLes pertes dues à la résistance des conducteurssont intégrées dans la consommation enregistrée par les compteurs d’énergie active (kWh).Elles sont proportionnelles au carré du couranttransporté et diminuent au fur et à mesure que le facteur de puissance augmente.Le tableau ci-dessous donne, en fonction de l’amélioration du facteur de puissance, le pourcentage de diminution des pertes en ligne.

• Augmentation de la puissance active disponible au secondaire des transformateursL’installation de moyens de compensation aux bornes aval d’un transformateur surchargé permet de dégager une réserve de puissance utilisable pour une extension éventuelle de l’usine sans avoir à changer le transformateur et ainsi de différer un investissement important.• Augmentation de la puissance activetransportée par les lignes à pertes égalesUn accroissement d’activité oblige souvent àtransporter une puissance active plus importanteafin de satisfaire aux besoins énergétiquesdes récepteurs. La mise en place de batterie de condensateurs permettra l’augmentation de la capacité de transport sans modification des lignes électriques existantes. Le graphique ci-dessous donne, en fonction de l’amélioration du facteur de puissance. le pourcentage d’augmentation de la puissance transportée à pertes actives égales.

Exemple : si avant compensation, cosφ1 = 0,7 et après compensation cosφ2 = 0,9, on gagne 35 % de puissance transportée à pertes actives égales

Diminution des pertes en ligne fonction de l’amélioration du facteur de puissance Cosφ1 Diminution des pertes en ligne à puissance active constante en fct de cosφ2 (%)avant compensation Cosφ2 0,8 0,85 0,9 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,990,70 23 32 40 41 42 43 45 46 47 48 49 50 0,72 19 28 36 37 39 40 41 43 44 45 46 47 0,74 14 24 32 34 35 37 38 39 41 42 43 44 0,76 10 20 29 30 32 33 35 36 37 39 40 41 0,78 5 16 25 27 28 30 31 33 34 35 37 38 0,80 0 11 21 23 24 26 28 29 31 32 33 35 0,82 7 17 19 21 22 24 25 27 29 30 31 0,84 2 13 15 17 18 10 22 23 25 27 28 0,86 9 11 13 14 16 18 20 21 23 25 0,88 4 6 9 10 12 14 16 18 19 21 0,90 2 4 6 8 10 12 14 16 17

réduction des pertes de 0 à 15%réduction des pertes de 15 à 30%réduction des pertes de 30 à 50%

DE

9009

0 Augmentation de la puissance active transportée

84

Evaluation économique de la compensationL’intérêt économique de la compensation est mesuré en comparant le coût d’installation des batteries de condensateurs aux économies qu’elles procurent.

Coût des batteries de condensateursLe coût des batteries de condensateurs dépend de plusieurs paramètres dont :• le niveau de tension ;• la puissance installée ;• le nombre de gradins ;• le mode de commande ;• le niveau de qualité de la protection.Les condensateurs peuvent être installés soit en basse tension, soit en moyenne tension.On retiendra que :• la compensation en moyenne tension devient économiquement intéressante lorsque la puissance à installer est supérieure à 800 kvar ;• en deçà de cette valeur, la compensation se fera, si possible, de préférence en basse tension.

Economies procuréesIllustrons ceci sur l’exemple ci-dessous d’une installation comportant un transformateur 20kV / 400V de puissance 630 kVA (puissance apparente nominale).• Installation sans condensateurCaractéristique de l’installation : P = 500 kW à cosφ = 0,75.Conséquences :- la puissance apparente S est égale à 667 kVA,- le transformateur est surchargé d’un facteur 667/630 soit environ 6 %,- la puissance réactive Q est égale à 441 kvar (cosφ = 0,75 correspond à tgφ = 0,882) etfait l’objet d’une facturation par le Distributeur d’Energie,- le disjoncteur et les câbles sont choisis pour un courant total de 962 A,- les pertes dans les câbles sont proportionnelles au carré du courant soit (962)2.

• Installation avec condensateurCaractéristique de l’installation : P = 500 kW à cosφ = 0,928.Conséquences :- la puissance apparente S est égale à 539 kVA,- le transformateur n’est plus surchargé. On dispose d’une réserve de puissance égale à 630/539 soit environ 17 %,- la puissance réactive Q est égale à 200 kvar (cosφ = 0,928 correspond à tgφ = 0,4).Cette puissance réactive fait l’objet d’une facturation réduite ou nulle par le Distributeur d’Energie,- les pertes dans les câbles sont diminuées dans le rapport de (778)2/(962)2 = 0,65 soit 35% de gain.L’énergie réactive est fournie localement par une batterie de condensateur dont la puissance est de 240 kvar.

85

Guide technique Méthode de détermination de la compensation

Première étape : calcul de la puissance réactive Principe du calculII s’agit de déterminer la puissance réactive Qc (kvar) à installer afin d’augmenter le facteur de puissance cosφ et réduire la puissance apparente S.

Pour φ’ < φ, on aura: cosφ’ > cosφ et tgφ’ < tgφ.

Ceci est illustré par la figure ci-dessous.

Calcul à partir des facturesL’objectif est ici de supprimer la facturation appliquée par le distributeur d’énergie.Pour cela procéder comme suit :• considérer la consommation mensuelle d’énergie réactive R en kvarh,• évaluer la durée t de fonctionnement (en heures) pendant laquelle l’énergie réactive est facturée au cours de ce mois.Les heures à prendre en compte sont les heures pleines et les heures de pointe, soit 16 h par jour, s’il n’y a pas de facturation de réactif pendant les heures creuses. Dans ces conditions, on prendra l’estimation suivante de t pour les entreprises fonctionnant en :• 1 fois 8 h ; t = 176 h (soit 22 jours),• 2 fois 8 heures ; t = 308 h,• 3 fois 8 heures ; t = 400 h.En déduire la puissance réactive à installer: Qc= R (kvarh) / t (heures)

Calcul à partir des données de l’installationLe calcul de la puissance à installer se fait à partir du cosφ ou de tgφ mesurés pour l’installation.Le calcul de Qc peut se faire :• directement à partir de la relation Qc = P x(tgφ-tgφ’) qui découle de la figure, avec- Qc : puissance de la batterie de condensateurs en kvar,- P : puissance active de la charge en kW,- tgφ: tangente de l’angle de déphasage avant compensation,- tgφ’: tangente de l’angle de déphasage après compensation.• par le tableau ci-dessous, en connaissant tgφ ou cosφ de l’installation existante et tgφ’ ou cosφ’ que l’on veut obtenir.

La détermination de la compensation d’uneinstallation s’effectue en 4 étapes.• Calcul de la puissance réactive.• Choix du mode de compensation.- Globale pour l’en-semble de I’installation.- Par secteurs.- Individuelle par récepteur.• Choix du type de compensation.- Fixe par mise en/hors service d’une batteriefournissant une quantité fixe de kvar.- Automatique par mise en/hors servicede "gradins" fraction-nant la puissance de la batterie et permettant de s’adap-ter au besoin de kvar de I’installation.• Prise en compte des harmoniques.Dans ce qui suit, nous développons ces différentes étapes.

Pour calculer Qc deux approches sont possibles,en fonction des données disponibles :• calcul à partir des données de facturation ;• calcul à partir des données électriques de I’installation.

Pa

Qc

QR

S

S’

Avant Puissance réactive (kvar) à installer par kW de charge pour obtenir l’objectif cosφ’ ou tgφ’compensation tgφ 0,75 0,620 0,484 0,456 0,426 0,395 0,363 0,329 0,292 0,251 0,203 0,142 0,000 cosφ 0,80 0,85 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 1,000tgφ cosφ2,29 0,4 1,541 1,672 1,807 1,836 1,865 1,896 1,928 1,963 2,000 2,041 2,088 2,149 2,2912,16 0,42 1,411 1,541 1,676 1,705 1,735 1,766 1,798 1,832 1,869 1,910 1,958 2,018 2,1612,04 0,44 1,291 1,421 1,557 1,585 1,615 1,646 1,678 1,712 1,749 1,790 1,838 1,898 2,0411,93 0,46 1,180 1,311 1,446 1,475 1,504 1,535 1,567 1,602 1,639 1,680 1,727 1,788 1,9301,83 0,48 1,078 1,208 1,343 1,372 1,402 1,432 1,465 1,499 1,536 1,577 1,625 1,685 1,8281,73 0,5 0,982 1,112 1,248 1,276 1,306 1,337 1,369 1,403 1,440 1,481 1,529 1,590 1,7321,64 0,52 0,893 1,023 1,158 1,187 1,217 1,247 1,280 1,314 1,351 1,392 1,440 1,500 1,6431,56 0,54 0,809 0,939 1,074 1,103 1,133 1,163 1,196 1,230 1,267 1,308 1,356 1,416 1,5591,48 0,56 0,729 0,860 0,995 1,024 1,053 1,084 1,116 1,151 1,188 1,229 1,276 1,337 1,4791,40 0,58 0,655 0,785 0,920 0,949 0,979 1,009 1,042 1,076 1,113 1,154 1,201 1,262 1,4051,33 0,6 0,583 0,714 0,849 0,878 0,907 0,938 0,970 1,005 1,042 1,083 1,130 1,191 1,3331,27 0,62 0,515 0,646 0,781 0,810 0,839 0,870 0,903 0,937 0,974 1,015 1,062 1,123 1,2651,20 0,64 0,451 0,581 0,716 0,745 0,775 0,805 0,838 0,872 0,909 0,950 0,998 1,058 1,2011,14 0,66 0,388 0,519 0,654 0,683 0,712 0,743 0,775 0,810 0,847 0,888 0,935 0,996 1,1381,08 0,68 0,328 0,459 0,594 0,623 0,652 0,683 0,715 0,750 0,787 0,828 0,875 0,936 1,0781,02 0,70 0,270 0,400 0,536 0,565 0,594 0,625 0,657 0,692 0,729 0,770 0,817 0,878 1,0200,96 0,72 0,214 0,344 0,480 0,508 0,538 0,569 0,601 0,635 0,672 0,713 0,761 0,821 0,9640,91 0,74 0,159 0,289 0,425 0,453 0,483 0,514 0,546 0,580 0,617 0,658 0,706 0,766 0,9090,86 0,76 0,105 0,235 0,371 0,400 0,429 0,460 0,492 0,526 0,563 0,605 0,652 0,713 0,8550,80 0,78 0,052 0,183 0,318 0,347 0,376 0,407 0,439 0,474 0,511 0,552 0,599 0,660 0,8020,75 0,80 0,130 0,266 0,294 0,324 0,355 0,387 0,421 0,458 0,499 0,547 0,608 0,7500,70 0,82 0,078 0,214 0,242 0,272 0,303 0,335 0,369 0,406 0,447 0,495 0,556 0,6980,65 0,84 0,026 0,162 0,190 0,220 0,251 0,283 0,317 0,354 0,395 0,443 0,503 0,6460,59 0,86 0,109 0,138 0,167 0,198 0,230 0,265 0,302 0,343 0,390 0,451 0,5930,54 0,88 0,055 0,084 0,114 0,145 0,177 0,211 0,248 0,289 0,337 0,397 0,5400,48 0,90 0,029 0,058 0,089 0,121 0,156 0,193 0,234 0,281 0,342 0,484

Exemple : un moteur a une puissance nominale de 1000 kW et un cosφ de 0,8 (tgφ = 0,75). Pour obtenir cosφ = 0.95, il faut installer une puissance réactive en condensateurs égale à k x P soit :Qc = 0,421 x 1000 = 421 kvar

DE

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1

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Deuxième étape : choix du mode de compensation Où installer les condensateurs?La localisation des condensateurs sur un réseau électrique est déterminée par :• le but recherché (suppression des pénalités, soulagement des câbles, transformateurs..., relèvement du plan de tension),• le régime de charge (stable ou rapidement variable),• l’influence prévisible des condensateurs sur les caractéristiques du réseau,• le coût de l’installation.

La compensation de l’énergie réactive peut être :• globale,• répartie par secteur,• individuelle par récepteur.

Il est plus économique d’installer des batteries de condensateurs en moyenne et haute tension pour des puissances supérieures à environ 800 kvar. L’analyse des réseaux des différents pays montre cependant qu’il n’y a pas de règle universelle.

Compensation globaleLa batterie est raccordée en tête d’installation à compenser et assure la compensation pour l’ensemble de l’installation. Elle convient lorsque la charge est stable et continue.

Exemple ci-dessous :• batterie HT sur réseau de distribution HT(1),• batterie MT pour abonné MT (2),• batterie BT régulée ou fixe pour abonné BT (3). Compensation par secteurLa batterie est raccordée en tête du secteur d’installation à compenser. Elle convient lorsque l’installation est étendue et comporte des ateliers dont les régimes de charge sont différents.

Exemple ci-dessous :• batterie MT sur réseau MT (4),• batterie BT par atelier pour abonné MT (5).

Compensation individuelleLa batterie est raccordée directement aux bornes de chaque récepteur de type inductif (notamment les moteurs). Elle est à envisager lorsque la puissance du moteur est importante par rapport à la puissance souscrite.Cette compensation est techniquement idéale puisqu’elle produit l’énergie réactive à l’endroit même où elle est consommée, et en quantité ajustée à la demande. Exemple ci-dessous, banc de condensateurs BT (6) .

Synthèse localisations de compensation

Réseau HT de distribution

Réseau MT de distribution

Transfo de distribution MT/BT

Transfo MT/BT

Transfo MT/BT

JdB BT

Abonné BT Abonné MT Abonné MT

DE

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Guide technique Méthode de détermination de la compensation

Troisième étape : choix du type de compensation Les types de compensation MTLes batteries de condensateurs sont en dérivation sur le réseau. Elles peuvent être fixes ou automatiques.

Compensation fixeL’ensemble de la batterie est mis en service, avec une valeur fixée de kvar. C’est un fonctionnement de type "tout ou rien".Les condensateurs sont d’une puissance unitaire constante et leur mise en/hors service peut-être :• manuelle, par disjoncteur ou interrupteur,• semi-automatique par contacteur,• asservie aux bornes de récepteurs inductifs (moteurs ou transformateurs).

Ce type de compensation est utilisé :• lorsque leur puissance réactive est faible (< 15 % de la puissance du transformateur amont) et la charge relativement stable,• sur les réseaux de transport HT, THT pour des puissances pouvant atteindre 100 Mvar.

Compensation automatiqueLes batteries sont fractionnées en "gradins" avec possibilité de mettre en service ou hors service plus ou moins de gradins en général de façon automatique. C’est un "ajustement automatique" aux besoins.

Ces batteries sont très utilisées par certaines grosses industries (forte puissance installée) et les distributeurs d’énergie dans les postes sources.

Elle permet une régulation pas à pas de l’énergie réactive.

Chaque gradin est manœuvré avec un interrupteur ou un contacteur à coupure dans le SF6.L’enclenchement ou le déclenchement des gradins de condensateurs peut être piloté par des relais varmétriques. Pour cela, un transformateur de courant doit être placé en amont des récepteurs et des batteries.

Quatrième étape : comment tenircompte des harmoniques Les courants harmoniques circulent dans une installation en raison de la présence de récepteurs non linéaires (ex. variateurs de vitesse, onduleurs, fours à arc, éclairage). La circulation des courants harmoniques dans les impédances du réseau crée des tensions harmoniques.

On mesure l’importance de la perturbation harmonique sur un réseau par :• le taux individuel u(%) des tensions harmoniques, qui donne une mesure de l’importance de chaque harmonique par rapport au fondamental.Pour l’harmonique de rang h ce taux est : u(%) = 100xUh/U1 où Uh est la tension harmonique de rang h au point considéré et U1 la tension fondamentale ;• le taux global de distorsion en tension THDU (%) qui donne une mesure de l’influence thermique de l’ensemble des harmoniques.

H est généralement limité à 40.

De la même manière on définit un taux individuel et une distorsion en courant. En général, on considère que le niveau de perturbation harmonique est acceptable dans une installation tant que le taux de distorsion en tension ne dépasse pas 8 % en valeur globale, selon CEI 61000-2-4.

Effets des harmoniques sur les condensateurs• Absorption de courants harmoniquesLes condensateurs ne génèrent pas d’harmoniques de courant mais y sont très sensibles.L’impédance d’un condensateur Zc = 1/Cω = 1/C2πf décroît lorsque la fréquence augmente. Elle offre ainsi, d’une certaine façon, une moindre résistance face à un courant harmonique en cas de distorsion de tension. Ceci se traduit par une augmentation du courant dans le condensateur.• Risque de résonanceLa présence d’un condensateur dans un réseau peut amplifier certains rangs d’harmoniques. Ceci est lié à un phénomène de résonance dont la fréquence est fonction de l’impédance du réseau (ou de sa puissance de court-circuit).

La fréquence de résonance (fréquence propre) est égale à :

Scc : puissance de court-circuit en kVA.Q : puissance de la batterie de condensateur en kvar.f : fréquence d’alimentation.

La résonance sera d’autant plus marquée que fpropre est proche de celle d’un des harmoniques présents. La surcharge en courant appliquée provoquera l’échauffement puis le vieillissement prématuré du condensateur.

THD 100xU(%)=

U1

U2h

1

H

fpropre

=Q

Sccfx

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Solutions pour limiter les contraintes dues aux harmoniques • surdimensionnement des liaisons du condensateur au réseau : câbles, lignes, appareillages, devront être dimensionnées à au moins 1.43 Ic, valeur du courant assigné à 50 Hz du condensateur,• surdimensionnement en tension des condensateurs,• utilisation de selfs anti-harmoniques associées aux condensateurs surdimensionnés.

En MT, la self anti-harmonique associée en série avec le condensateur est calculée en général pour constituer un ensemble accordé à 215 Hz (50 Hz) ou 260 Hz (60 Hz). Cette fréquence ne correspondant à aucun rang d’harmonique, ceci permet de réduire à la fois les surtensions harmoniques aux bornes du condensateur résultant de la résonance, et les courants de surcharge traversant le condensateur.

Solutions pour respecter le taux admissible de distorsion dans un réseauIndépendamment de leur effet sur les condensateurs, la présence d’harmoniques dans un réseau génère un taux de distorsion en tension. Le fournisseur d’énergie limite les valeurs du taux de distorsion acceptable au point de livraison en dessous d’un certain seuil.

Cela conduit à limiter, en aval du transformateur, la THDU à 5 %. Si ces valeurs ne sont pas atteintes, la mise en œuvre de dispositifs d’atténuation est nécessaire.

Le choix de ces dispositifs dépend des caractéristiques de l’installation, de la puissance des générateurs d’harmoniques, du besoin de compensation d’énergie réactive. Des logiciels de calcul sont utilisés pour déterminer la solution optimale.

Choix de la solutionOutre le surdimensionnement systématique des liaisons, les autres dispositions à prendre dépendent de la comparaison entre :• Gh: puissance totale en kVA de tous les appareils générateurs d’harmoniques (convertisseurs statiques, onduleurs, variateurs de vitesse). Si la puissance est connue en kW, diviser par 0,7 pour estimer Gh en kVA.• Scc : puissance de court-circuit du réseau (kVA).• Sn : puissance du ou des transformateurs amonts. Si plusieurs transformateurs sont en parallèle, tenir compte de l’arrêt éventuel d’un transformateur.

Le choix est résumé dans le tableau ci-dessous. Ces recommandations s’appliquent essentiellement aux réseaux industriels.

Gh ≤ Scc / 120 Scc / 120 < Gh < Scc / 70 Scc / 70 < Gh ≤ Scc / 30 Equipement Equipement Equipement avec standard avec condensateurs avec SAH surdimensionnés et condensateurs 1,2 x UN surdimensionnés

Une approche complémentaire consiste à s’appuyer sur le type d’application industrielle décrite dans ce tableau :

Activité Procédés mis en jeu Installation typique Standard Surdim. SAHTextile Tissage, impression, inductionPapeterie Roulage, pompageImprimerie Impression, photogravure, enregistrementChimie, Pharmacie Dosage, salles blanches, filtration, concentration, distillationPlastique Extrusion, thermoformageVerre, Céramique Laminage, fourSidérurgie Fours à arc, laminoirs, tréfilage, découpage, pompageMétallurgie Soudage, emboutissage, fours, traitements de surfacesAutomobile Soudage, emboutissageCimenterie Fours, broyage, convoyage, levage, ventilation, pompageMines, Carrières Convoyage, broyage, levageRaffineries Ventilation, pompage, distillation

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Guide technique

Caractéristiques généralesde l’appareillage Les appareils utilisés sont définis par les critères de choix suivants• tension et courant assignés,• courant d’enclenchement,• pouvoir de coupure capacitif,• pouvoir de fermeture,• nombre de manœuvres. Des précautions sont à prendre concernant :• Le pouvoir de coupure capacitif (kA eff.). Le problème résulte de l’existence, après coupure, d’une tension de réamorçage égale à la différence entre la tension du réseau, et la tension de charge des condensateurs. L’appareil devra être capable de s’opposer à ce réamorçage. • Le pouvoir de fermeture (kA crête) qui devra permettre de supporter les courants d’enclenchements.

Type d’appareillage Le choix de l’appareillage est fonction des critères électriques mais surtout du type d’utilisation des batteries. Plusieurs possibilités existent :• Sectionneur. Sans pouvoir de coupure il ne sera utilisé que pour la manœuvre hors tension de la batterie. Il nécessite l’emploi d’un appareil de protection (fusible ou disjoncteur).• Interrupteur. II n’a qu’un pouvoir de coupure limité à In, un pouvoir de fermeture modeste et ne permet pas un nombre élevé de manœuvres. Aussi, on l’utilisera surtout dans le cas de batteries dites fixes.• Contacteur. II permet un nombre de manœuvres très important, mais est limité à 12 kV. On peut le coordonner avec des fusibles à haut pouvoir de coupure (HPC).• Disjoncteur. On utilisera cet appareil très performant en protection générale des batteries de grandes puissances.

Enclenchement desbatteries de condensateurs La mise sous tension d’une batterie Qc, (fixe ou gradins) s’accompagne de régimes transitoires en courant et en tension. Une surintensité d’enclenchement de courte durée (≤ 10 ms) apparaît. Sa valeur crête et sa fréquence, en général élevées, dépendent des caractéristiques du réseau amont et du nombre de batteries. Selon le cas, il faudra ou non insérer une self de choc pour limiter cette surintensité à la tenue crête des condensateurs, soit : Icrête maxi ≤100 IN, (IN: courant assigné de la batterie Qc) ou à une valeur inférieure si l’appareillage de manœuvre a des caractéristiques limitées. En cas de batterie unique, la surintensité est en général de 10 à 30 IN, mais pour Scc élevée et Qc faible elle peut excéder la limite et nécessiter une self de choc. En cas de batteries en parallèle, soit identiques (système régulé), soit de valeurs différentes (compensation de plusieurs moteurs), la surintensité sera très élevée et devra être limitée. Tenir compte dans ce choix du nombre de manœuvres possibles avec le courant donné.

Commande des batteries de condensateurs

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Exemple 1 : batterie fixe de 250 kvar sous une tension composée de U = 5,5 kV alimentée par un réseau de puissance de court-circuit maximal Scc = 250 MVA.L0 = 386 μH.C = 26,3 μF.Icapa = 26,2 A.Ie = 1173 A.fe = 1581 Hz.

Exemple 2 : batterie de 3 gradins de chacun 350 kvar sous une tension composée de U = 5,5 kV distants de 5 m de leur appareil de coupure associée.C = 36,8 μF.Icapa = 36,7 A. ● sans inductance de chocl = 2,5 μH.Ie = 11490 A !!fe = 16,5 kHz.● l’inductance de choc L est donc obligatoire pour limiter Ie à une valeur inférieure à 100 Icapa soit :L = 50 μH.Ie = 2508 A.fe = 3619 Hz.

Tableau des valeurs caractéristiques à l’enclenchement des condensateurs

* Icrête max est la plus petite des 2 valeurs d’enclenchement suivantes :• le courant crête maximum de la batterie (soit 100xIcapa)• le courant crête maximum de l’appareillage Iencl. max .

Nota : dans le cas de gradins n’ayant pas les mêmes puissances, nous consulter

Batterie fixe Batterie en gradins (identiques)

Lo = inductance de C/C du réseau n gradins enclenchés quand Scc = √3 U Icc on enclenche le n+1ème avec U/√3 = LoωIcc = U2/Loω l = inductance de liaison (0.5μH/m)Puissance batterie Q = U2Cω = √3UIcapa Q = U2Cω = √3UIcapa ; Q = Puissance de chaque gradinCourant crête de fermeture

Fréquence propre

Cœfficient 2 (n+2)/(n+1)surtension réseauCoefficient 2 2n/(n+1)surtension batterieInductance de choc En général, pas besoin d’inductance En général, besoin d’inductance de choc de choc (sauf si Scc élevée et Q faible)

Calcul inductance de choc

L (μH) - Q (Mvar) - Scc (MVA) L (μH) - Q (Mvar) - Scc (MVA) Icrête max (kA)* Icrête max (kA)*

Lo

CU√3

C CC

l ll

1 n+12

DE

9009

3 DE

9009

3

I1 x

ωcapa

Ie =

L Co

1 x 2 xI Ue =

U1

x x

U2h

1

H

2

3

C

l

n

n+1

xIcapa

Ie = 2 S

cc

Q

1fe =2π L Co

ω

L ≥

U1

10 x

U2h

1

H

2Q U

I3crête max

Scc

2

2

fpropreII

capa

fréseau

e = xxn

n+1

2 x

1fe =2π lC

ω

L ≥

U1

2.10

3

x x

U2h

1

H

Q6 2

x 1

Icrête max

2

n

n+1

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Guide technique Commande des batteries de condensateurs

Déclenchement desbatteries de condensateurs La mise hors tension d’un condensateur par un appareil de coupure se fait précisémentau passage à zéro du courant, lequel coïncideavec la tension au maximum instantané.D’une part, une escalade de surtension : 3 U, 5 U peut survenir si l’appareil n’a pas un rétablissement diélectrique rapide ; c’était le cas des appareils à coupure dans l’air ; ce phénomène a disparu avec les appareils au SF6.D’autre part, le condensateur reste chargé à sa tension maximale. En cas de réenclenche-ment rapide, un phénomène transitoire accru va se produire.La norme CEI 60871 impose un dispositif de décharge des condensateurs afin que la tension aux bornes ne dépasse pas 75 V, 10 minutes après déconnexion.Une décharge quasi-instantanée peut être obtenue en utilisant des inductances de décharge ; toutefois, ce système a une limite fixée à 3 décharges consécutives suivies par un repos de 2h00, compte tenu de l’échauffement des induc-tances. Ceci devra être bien évalué lors de l’utilisation de batteries ayant des cadences élevées.

Appareillage utilisé pour la commande des condensateurs On choisit des interrupteurs pour les batteriesà faible cadence de manœuvres (au plus 2 manœuvres par jour) ; au-delà on utilise des contacteurs. Pour les batteries plus puissantes (couplées en double étoile), l’interrupteur ou disjoncteur au SF6 est l’appareil le plus approprié.Tout I’appareillage de commande devra êtredimensionné à 1,43 fois le courant nominalde la batterie de condensateurs. On devra respecter les valeurs de courants capacitifs coupés données par le constructeur (cf. tableau ci-dessous).

Caractéristiques des appareillages MT

Appareil Pouvoir de coupure Courant assigné Courant capacitif coupéSF1 25 kA/36 kV 400 à 1250 A 280 à 880 ASF2 40 kA/40.5 kV 630 à 3150 A 440 à 2200 Acontacteur Rollarc R 400 10 kA/7.2 kV 400 A 240 A 8 kA/12 kV

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Guide technique Protection et schémas des batteries de condensateurs

Les condensateurs Le condensateur est un composant sûr, s’il est utilisé dans les condi-tions pour lesquelles il est conçu et fabriqué. Il est constitué à partir d’éléments mis en série pour tenir la tension, et mis en parallèle pour obtenir la capacité voulue. Il existe actuel-lement deux types de condensateurs: avec ou sans fusible interne.

Condensateurs sans fusible interneLa défaillance du condensateur est le résultat du claquage d’un élément interne. Le défaut d’un élément se traduit par la mise en court-circuit d’un groupe en série et donc l’éléva-tion de la tension sur les autres groupes en série. N’ayant pas de dispositif de protection à l’intérieur du condensateur, le défaut ne sera éliminé que par la coupure de la batterie ou la séparation du circuit du condensa-teur défectueux.

Condensateurs avec fusibles internesChaque élément est protégé par un fusible. Dans ce cas, tout défaut d’un élément sera élimi-né. Le circuit défectueux sera isolé. Il s’en suit une faible variation de la capacité et la tension se répartira sur les élé-ments sains en série.Le réglage du relais de déséquilibre sera tel que la perte d’éléments d’un même groupe en série provoque le déclen-chement de la batterie lorsque la surtension résultante dépasse les limites déterminées par la norme (CEI 60871).La protection par fusibles internes augmente la disponibilité des batteries de condensateurs car la perte d’un élément ne conduit pas systémati-quement au déclenche-ment de la batterie.

Batterie triangle Ce schéma sera utilisé pour les tensions d’isolement 7,2 kV et 12 kV.La puissance maximale est de 900 kvar en triphasé (2 condensateurs en parallèle). Au-delà on pourra utiliser des condensateurs monophasés jusqu’à 4000 kvar.Ce type de schéma convient bien à la compensa-tion des moteurs MT ainsi que pour la compensa-tion globale automatique jusqu’à 12 kV.ProtectionUne protection contre les surintensités est réalisée par fusibles HPC.Important : on choisira des fusibles HPC avec un calibre au minimum de 1,7 fois le courant nomi-nal de la batterie. Dans ce type de schéma, on n’utilisera jamais de condensateurs avec fusibles internes, car le pouvoir de coupure des fusibles internes n’est pas prévu pour les courants de court-circuit des réseaux.

Batterie en double étoile Pour toutes puissances, la batterie est diviséeen deux étoiles permettant de détecterun déséquilibre entre les deux neutres par un relais approprié. Ce type de batterie permetl’utilisation de condensateurs avec ou sansfusibles internes.On peut la concevoir pour tout type de réseaujusqu’aux réseaux THT. Le principe du montagereste toujours le même : pour atteindredes niveaux de tension de 100 kV, 200 kV, on montera en série un nombre suffisantde condensateurs MT. On utilisera donc ce schéma pour les grandes puissances à installer, essentiellement en batteries fixes.Des gradins régulés sont toutefois utilisés par certains distributeurs d’énergie avec des puis-sances allant jusqu’à 8 Mvar sous 36 kV comman-dés par un interrupteur spécial pour condensa-

teurs.ProtectionLa protection est assurée par un relais de déséquilibre détectant un courant circulant dans la liaison entre les deux neutres des étoiles.Le courant de déséquilibre est inférieur à 1 A en général. La valeur de réglage sera donnée après calcul pour chaque batterie. Le seuil de réglage est donné par le constructeur. Il dépend de la structure interne de la batterie (association série et parallèle de condensa-teurs unitaires) et de la présence ou non de fusibles internes de protection des condensateurs. La temporisation est de l’ordre de quelques dixièmes de seconde.En plus de cette protection, il faut prévoir des protections de surcharges sur chaque phase. Le réglage sera fait à 1,43 fois le courant nominal de la batterie.

Schéma batterie en double étoile

Schéma batterie triangleD

E90

094

DE

9009

5

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Guide technique Cas types de compensation

Compensation des moteursasynchrones en MT Risque d’auto-excitation des moteursasynchrones en présence de condensateursLorsqu’un moteur entraîne une charge de grande inertie, après coupure de la tension d’alimentation, il peut continuer à tourner par son inertie. Il peut alors être auto-excité par la présence à ses bornes de condensateurs susceptibles de lui fournir l’énergie réactive nécessaire à son fonctionnement en génératrice asynchrone. Cette auto-excitation provoque des surtensionssupérieures à la tension maximale Um du réseau.Précautions à prendre contre ce risque• Dans tous les cas où une batterie de condensateurs est installée aux bornes d’un moteur, il y a lieu de s’assurer que la puissance de la batterie est inférieure à la puissance nécessaire à l’auto-excitation du moteur en respectant la règle suivante : Courant condensateur Ic ≤ 0,9 x Io (courant à vide du moteur). On pourra estimer Io par le calcul approché suivant : Io = 2 x In x (1 - cos φn,)- In = intensité nominale en charge du moteur- cos φn = facteur de puissance du moteur encharge nominale.• D’autre part, dans toute installation comportantdes moteurs à grande inertie et des batteries de condensateurs, l’appareillage de commande des batteries devra être conçu de telle sorte qu’en cas de manque général de tension, aucune liaison électrique ne puisse subsister entre ces moteurs et les condensateurs.Montage des condensateurs aux bornes des moteursRègle pratique : le courant capacitif doit être inférieur à 90% du courant "à vide" du moteur. Cela revient à compenser seulement l’énergie réactive du moteur "à vide", ce qui peut ne représenter que 50 % des besoins en charge.Avantage : cela ne demande qu’un appareillagede manœuvre. Les réglages des protections devront tenir compte de la diminution du courant réactif fourni par le condensateur.La compensation complémentaire pourra être faite soit en MT au niveau global, soit en BT.Montage des condensateurs en parallèleavec commande séparéeDans le cas de moteur de forte puissance, pour évi-ter tout risque d’auto-excitation ou bien dans le cas où le moteur démarre à l’aide d’un ap-pareillage spécial (résistances, inductances, autotransformateurs), les condensateurs ne seront enclenchés qu’après le démarrage.On peut calculer la puissance réactive à fournir en fonction de l’amélioration du facteur de puissance souhaitée.Attention : dans le cas où l’on aurait plusieurs batteries de ce type dans le même réseau, il convient de prévoir des selfs de chocs car on se trouve dans le même cas qu’un systéme dit "en gradin".

Montage des condensateurs en parallèle avec commande séparée

Valeur en kvar de la compensation maximale réalisable aux bornes des moteurs sans risque d’autoexcitation

Puissance nominale Vitesse de rot. nominale (tr/mn)(kW) 3000 1500 1000 750 132 28 31 35 40160 34 38 42 49 200 43 47 53 61 250 54 59 66 76 315 68 74 83 96 355 76 83 94 108 400 86 94 106 122 450 97 106 119 137 500 108 118 133 153 1000 215 235 265 305 2000 430 470 530 610

Montage des condensateurs aux bornes des moteurs

C

Selfs de chocéventuelles

DE

9009

6D

E90

097

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Compensation destransformateurs en MT La puissance assignée d’un transformateurest donnée en puissance apparente (kVA).Plus la tg φ est grande (ou cos φ petit), plus la puissance active disponible pour un transformateur est faible. Transformateur et installation sont donc mal optimisés.Le branchement de condensateurs aux bornes MT du transformateur présente donc deux avantages :• compenser les pertes magnétiques et soulager l’installation amont. Ceci est particulièrementintéressant car le transformateur reste généralement sous tension en permanence. Pour les valeurs de puissance réactive à compenser, voir tableau ci-dessous.• augmenter la puissance active disponibleau secondaire du transformateur. II est intéres-sant, en cas d’extension en cours ou à venir, d’améliorer le facteur de puissance et éviter ainsi d’investir dans un nouveau transformateur.

Puissance apparente Tension primaire Tension secondaire Tension de Puissance réactive(MVA) (kV) (kV) court-circuit à compenser Ucc (%) hors charge (kvar) 2,5 20 3 à 16 6,5 40 30 3 à 16 6,5 503,15 20 3 à 16 7 50 30 3 à 16 7 604 20 3 à 16 7 60 30 3 à 16 7 705 20 3 à 16 7,5 70 30 3 à 16 7,5 806,3 10 à 36 3 à 20 8,1 708 10 à 36 3 à 20 8,4 8010 10 à 36 3 à 20 8,9 9012,5 10 à 36 3 à 20 9,4 12016 10 à 36 3 à 20 10,1 13020 10 à 36 3 à 20 11 14025 10 à 36 3 à 20 12,1 17531,5 10 à 36 3 à 20 13,5 19040 10 à 36 3 à 20 15,3 240

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Guide technique Définitions et terminologies des condensateurs

Domaine d’applicationLes normes (CEI 60871) s’appliquent aux condensateurs unitaires et aux batteries de condensateurs destinés en particulier à être utilisés pour corriger le facteur de puissance des réseaux à courant alternatif dont la tension assignée est supérieure ou égale à 1 000 V, de fréquence égale à 16 2/3 , 50 ou 60 Hz.Elément de condensateur (ou élément)Dispositif constitué essentiellement par deuxélectrodes séparées par un diélectrique.Condensateur unitaire (ou unité)Ensemble d’un ou de plusieurs éléments de condensateurs placés dans une même enveloppe et reliés à des bornes de sortie.Batterie de condensateurs (ou batterie)Ensemble de condensateurs unitaires raccordésde façon à agir conjointement.Coupe-circuit interne d’un condensateurCoupe-circuit ou fusible monté à l’intérieur d’une unité et connecté en série avec un élément ou un groupe d’éléments.Dispositif de décharge d’un condensateurDispositif pouvant être incorporé dans le condensateur et capable de ramener pratiquement à zéro, dans un temps spécifié, la tension entre les bornes de celui-ci lorsque le condensateur a été déconnecté du réseau.Capacité assignée (Cn)Valeur de la capacité pour laquelle le condensateur a été conçu.Puissance assignée d’un condensateur (Qn)Puissance réactive déduite des valeurs assignées : la capacité, la fréquence et la tension (ou le courant).

Tension assignée d’un condensateur (Un)Valeur efficace de la tension alternative pour laquelle le condensateur a été conçu.Fréquence assignée d’un condensateur (Fn)Fréquence pour laquelle le condensateur a été conçu.

Courant assigné d’un condensateur (In)Valeur efficace d’un courant alternatif pour laquelle le condensateur a été conçu.

Tension résiduelleTension qui reste aux bornes d’un condensateurpendant un certain temps après sa déconnexion.

Tension la plus élevée du réseau (Um)Valeur la plus élevée de la tension efficace entre phases qui peut se présenter à un instant et en un point du réseau quelconque dans les conditions normales d’exploitation. Cette valeur ne tient pas compte des variationstemporaires de tension dues aux défauts ou aux déclenchements brusques entraînant la séparation des charges importantes.

Tension la plus élevée pour le matérielTension la plus élevée pour laquelle le matérield’un réseau est spécifié en ce qui concerne notamment son isolation. Cette tension doit être au moins égale à la tension la plus élevée du réseau auquel le matériel est destiné.

Niveau d’isolementLe niveau d’isolement d’un matériel est défini,dans la situation présente, comme l’énoncédes valeurs de sa tension de tenue au chocet de sa tension de tenue à fréquence industrielle.

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Guide technique

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