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Les dispositifs de compensation de puissance réactive améliorent les systèmes électriques en améliorant le facteur de puissance, en augmentant l'efficacité des équipements et en réduisant les coûts d'électricité. Le placement stratégique de ces dispositifs le long des lignes de transport augmente la stabilité du système et la capacité de transport, et garantit la stabilité de la tension sur le réseau.
Le SVC était un dispositif de compensation de puissance réactive statique. Sa configuration typique comprend un réacteur contrôlé par thyristors (TCR) et un banc de condensateurs fixes (FC). Vous devez souvent connecter ces composants en série avec un nombre spécifique de réacteurs.
Les ingénieurs utilisent principalement les SVC dans les systèmes de distribution d'énergie moyenne et haute tension. Ils sont particulièrement adaptés aux situations impliquant des charges lourdes, de graves problèmes d'harmoniques, des charges de choc et des changements rapides de charge. Cela inclut les aciéries, l’industrie du caoutchouc, la métallurgie des non-ferreux, la transformation des métaux et les chemins de fer à grande vitesse.
L'électronique de puissance a progressé, notamment avec les dispositifs IGBT et une technologie de contrôle améliorée. En conséquence, un nouveau type d'équipement de puissance réactive est apparu : le générateur de var statique (SVG).
Contrairement aux systèmes traditionnels qui utilisent des condensateurs et des réacteurs, le SVG crée de la puissance réactive avec le contrôle PWM (Pulse width Modulation). Il peut soit fournir une puissance réactive capacitive, soit absorber une puissance réactive inductive.
Contrairement aux SVC, qui utilisent de nombreux condensateurs, les SVG utilisent des circuits convertisseurs en pont multi-niveaux ou la technologie PWM. Cela élimine le besoin de calculer l'impédance du système pendant le fonctionnement.
Les SVG présentent plusieurs avantages par rapport aux SVC. Ils occupent moins d’espace et permettent un contrôle plus rapide et plus fluide de la puissance réactive. Ils permettent également une compensation bidirectionnelle. Cela rend le SVG exceptionnellement efficace pour les systèmes électriques actuels.
Le SVC fonctionne comme une alimentation réactive dynamique pour les réseaux électriques. Il s'adapte aux demandes du réseau en fournissant une puissance réactive capacitive en cas de besoin et en absorbant l'excès de puissance réactive inductive. Une batterie de condensateurs connectée au réseau fournit de la puissance réactive. Un réacteur shunt absorbe toute puissance réactive capacitive supplémentaire.
D'autre part, le Générateur de Var Statique (SVG) fonctionne à l'aide d'un onduleur de tension haute puissance. Le SVG peut rapidement absorber ou libérer la puissance réactive nécessaire.
Pour ce faire, il modifie l'amplitude et la phase de la tension de sortie de l'onduleur. Il peut également contrôler directement l'amplitude et la phase du courant côté CA. Cette capacité permet des changements rapides de puissance réactive. Cela améliore la stabilité et l’efficacité du réseau électrique.
La vitesse de réponse d'un SVC varie généralement de 20 à 40 millisecondes. En comparaison, un générateur de variables statiques (SVG)réagit en moins de 5 millisecondes. Cette réponse rapide lui permet de mieux contrôler les changements de tension et le scintillement. À capacités de compensation identiques, les SVG offrent des performances supérieures dans la gestion de l'instabilité de tension et du scintillement.
Les SVG fonctionnent comme des sources de courant, ce qui signifie que leur capacité de sortie est moins influencée par la tension du bus. Cette caractéristique rend les SVG très avantageux pour le contrôle de tension. Même lorsque la tension du système diminue, les SVG maintiennent leur sortie de courant réactif, fonctionnant comme des sources de courant constant contrôlables. Cela leur permet de continuer à fournir un courant réactif nominal même en cas de chute de tension, démontrant ainsi une forte capacité de surcharge.
En revanche, la tension du bus affecte fortement la capacité de sortie des SVC. À mesure que la tension du système diminue, le courant réactif de sortie d'un SVC diminue proportionnellement et il manque de capacité de surcharge. En conséquence, la capacité de compensation de puissance réactive du SVG reste la même, quelle que soit la tension du système. Cependant, les performances du SVC diminuent régulièrement à mesure que la tension du système diminue.
Le SVC utilise des redresseurs contrôlés par silicium pour ajuster la réactance et s'appuie sur plusieurs batteries de condensateurs pour la compensation de puissance réactive. Cependant, cette configuration est sujette à une amplification de résonance, ce qui peut entraîner des problèmes de sécurité.
De plus, des fluctuations importantes de la tension du système peuvent nuire aux performances de compensation, entraînant des pertes opérationnelles plus élevées.
En revanche, les générateurs de var statiques (SVG) ne nécessitent pas de banc de filtres et évitent l'amplification par résonance. Le SVG est un dispositif de compensation active.
Il utilise la technologie IGBT, qui signifie Insulated Gate Bipolar Transistor. Le SVG fonctionne comme une source de courant. Cette conception évite les problèmes de résonance et améliore considérablement la sécurité de fonctionnement.
SVC utilise des redresseurs contrôlés par silicium pour modifier la réactance. Il utilise également plusieurs groupes de condensateurs pour la compensation de puissance réactive.
Cependant, cette méthode peut conduire à une amplification de la résonance, ce qui peut provoquer des accidents de sécurité. Lorsque la tension du système change beaucoup, l'effet de compensation change. Cela entraînera des pertes d’exploitation plus élevées.
Le condensateur d'adaptation SVG ne nécessite pas de banc de filtres. Il n'y a pas non plus d'effet d'amplification de résonance.
SVG est un dispositif de compensation active. Un dispositif source de courant constitué d'un dispositif d'arrêt appelé IGBT est présent. Cette conception empêche la résonance et améliore considérablement la sécurité pendant le fonctionnement.
Un générateur de variables statiques (SVG) occupe moins d'espace qu'un SVC. Pour le même niveau de compensation, un SVG n’a besoin que de la moitié à deux tiers de la surface au sol requise par un SVC. En effet, les SVG utilisent beaucoup moins de réacteurs et de condensateurs que les SVC, ce qui donne lieu à une conception plus compacte.
En revanche, les réacteurs des SVC sont plus grands. Ils ont également besoin de suffisamment d’espace entre eux. Cette exigence augmente la surface de plancher totale nécessaire.
Conclusion
Les SVG offrent plusieurs avantages, notamment des temps de réponse plus rapides, un contenu harmonique plus faible et une régulation améliorée de la puissance réactive. Ces fonctionnalités aident les SVG à améliorer considérablement la qualité de l’énergie des réseaux électriques. Cela en fait l’avenir de la technologie de compensation de puissance réactive.
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