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Comment dimensionner un SVG pour une batterie de condensateurs existante : un guide pratique du PFC hybride
Une batterie de condensateurs existante fournit une puissance réactive globale économique, mais peut avoir du mal à faire face à des charges changeant rapidement, à des phases dissymétriques ou à des échelons trop grossiers. L'ajout d'un générateur statique de var (SVG) peut combler cette lacune sans remplacer l'équipement utile.
Le SVG ne doit pas automatiquement correspondre à l'ensemble de la demande réactive de l'installation. Dans un système hybride, la batterie fournit le besoin de base stable tandis que le SVG gère la demande résiduelle, à variation rapide, capacitive ou spécifique à une phase. Le dimensionnement dépend donc du kVAr résiduel mesuré, et non de la taille du transformateur ou de la puissance nominale de la plaque signalétique de la batterie.
Une batterie de condensateurs fournit de la puissance réactive par échelons fixes. Un panneau APFC de 200 kVAr, par exemple, peut commuter des combinaisons d'étages de 25 ou 50 kVAr. Cela fonctionne bien avec une demande stable.
Une batterie ne peut pas fournir de valeurs intermédiaires entre ses combinaisons d'échelons. Les délais de commutation et de décharge limitent également sa réponse. Un processus changeant peut laisser le facteur de puissance en deçà de la cible, le rendre capacitif ou provoquer des commutations répétées.
Un SVG injecte ou absorbe du courant réactif en continu. La batterie couvre la charge de base tandis que le SVG ajuste l'erreur restante, réduisant la capacité active requise tout en conservant l'avantage financier des condensateurs.
Commencez par l'objectif : éviter les pénalités d'énergie réactive, libérer la capacité du transformateur, réduire le courant de ligne ou stabiliser le facteur de puissance pendant la production.
Ne supposez pas que 1,00 est toujours correct. Sélectionnez une cible qui répond aux exigences tarifaires et des équipements sans provoquer un facteur de puissance capacitif inutile.
Pour un point de fonctionnement stable, le besoin de compensation théorique peut être estimé par :
Qc = P × [tan(cos⁻¹ PF1) − tan(cos⁻¹ PF2)]
Où :
Qc est la compensation requise en kVAr
P est la puissance active en kW
PF1 est le facteur de puissance mesuré avant correction
PF2 est le facteur de puissance requis
La formule est un point de départ ; un seul point de fonctionnement ne peut pas dimensionner un système dynamique.
Enregistrez le kW, le kVAr, le facteur de puissance, la tension, le courant et l'état des échelons de condensateurs triphasés sur un cycle représentatif, y compris les pics, la charge légère, les démarrages de moteurs et les équipements à cyclage rapide.
Enregistrez avec une fréquence suffisante pour capturer les changements que le régulateur APFC rate. Les factures ou une lecture manuelle révèlent rarement le pic de kVAr résiduel.
Enregistrez si le kVAr résiduel est inductif ou capacitif, car le SVG peut avoir besoin de générer et d'absorber de la puissance réactive.
Ne soustrayez pas la puissance nominale de la plaque signalétique de la batterie sans la tester. Confirmez le bon état des échelons, des combinaisons sélectionnées et de l'état des contacteurs, fusibles, condensateurs et réactances.
La sortie des condensateurs varie avec la tension et la fréquence. Une unité évaluée au-dessus de la tension réelle du bus fournit moins de kVAr que sa plaque signalétique. Utilisez le courant de la batterie mesuré et les données de fonctionnement lorsque cela est possible.
Décidez s'il faut réparer les échelons indisponibles avant le dimensionnement. Utiliser un SVG surdimensionné pour masquer les défauts de la batterie ajoute des coûts sans les résoudre.
La valeur de dimensionnement la plus utile est la puissance réactive restante au point de couplage commun après le fonctionnement de la batterie de condensateurs.
kVAr résiduel = demande réactive de la charge − sortie réelle de la batterie de condensateurs
Tracez cette valeur au fil du temps. Identifiez le résiduel inductif le plus élevé, la plus grande excursion capacitive, la durée et le taux de variation. Le SVG doit couvrir cette plage bidirectionnelle à la tension de fonctionnement.
Si la demande résiduelle varie de +80 kVAr inductif à −25 kVAr capacitif, la sélection doit couvrir 80 kVAr de correction capacitive et absorber 25 kVAr. Considérez également l'incertitude de mesure, la croissance prévue, les conditions ambiantes et le déclassement du fabricant.
Ceci est plus fiable que de faire correspondre la puissance nominale du SVG à celle de la batterie.
| Données ou état du site | Pourquoi c'est important | Effet sur la sélection du SVG |
|---|---|---|
| kVAr inductif résiduel maximal | Indique la plus grande demande inductive restante | Établit la plage de compensation capacitive minimale |
| kVAr en avance résiduel maximal | Révèle la surcompensation à faible charge | Confirme la capacité d'absorption inductive requise |
| Plus petit échelon de condensateur | Définit la résolution de commande de la batterie | Le compensateur SVG peut devoir combler l'écart autour de chaque échelon |
| Taux de variation de la charge | Indique si la batterie peut suivre le processus | Des variations rapides renforcent la nécessité d'une capacité dynamique |
| Déséquilibre des courants de phase | Indique des besoins inégaux par phase | Peut nécessiter un SVG tétrapolaire dimensionné par phase |
| Tension du jeu de barres et température ambiante | Affectent la sortie de l'équipement et la capacité thermique | Appliquer les données de fonctionnement et de déclassement du fabricant |
| Mesures d'harmoniques | Dissocient les problèmes de puissance réactive et de distorsion | Peuvent nécessiter un filtre actif (AHF) ou une solution multifonctionnelle coordonnée |
Un SVG à trois fils convient à la correction triphasée équilibrée. Des charges monophasées importantes et des courants inégaux peuvent nécessiter un SVG à quatre fils avec une compensation de phase indépendante.
Pour le choix d'un système à quatre fils, examinez la demande résiduelle et les limites de l'équipement par phase, et pas seulement le total de kVAr. Un SVG n'est pas automatiquement un filtre d'harmoniques de neutre.
Les batteries de condensateurs interagissent avec l'inductance du réseau et peuvent accroître le risque de résonance. Examinez les harmoniques de tension et de courant, l'accord des réacteurs et les charges non linéaires avant de conserver la batterie.
Un SVG corrige principalement la puissance réactive. Ne le considérez pas comme un filtre actif d'harmoniques (AHF) à moins qu'il ne soit conçu pour les deux fonctions. Les problèmes d'harmoniques peuvent nécessiter un AHF, une batterie désaccordée ou une solution coordonnée.
Le SVG doit mesurer le résiduel créé par la charge et la banque, de sorte que l'emplacement du TC, la polarité, la séquence de phases et les limites du contrôleur ont de l'importance.
La banque doit gérer une compensation globale plus lente pendant que le SVG corrige l'erreur restante. Des points de consigne conflictuels peuvent provoquer une instabilité de régulation, un facteur de puissance en avance ou un fonctionnement opposé.
Mise en service sous charge lourde, charge légère et lors des événements de commutation. Vérifier le facteur de puissance, les kVAr résiduels, les gradins de batteries, la charge du SVG et les courants de phase.
Non. Dimensionnez-le en fonction du résidu maximal après le fonctionnement de la batterie saine. Sa puissance nominale peut être considérablement inférieure à la capacité de la batterie.
Oui, dans les limites de sa puissance bidirectionnelle. Une surcompensation persistante nécessite toujours une révision des gradins de condensateurs, des réglages du contrôleur, de l'emplacement des TC et du fonctionnement à faible charge.
Pas sans évaluation. Vérifiez le courant harmonique, la résonance, l'accord des réacteurs, la tension et la charge thermique. Un SVG ne rend pas une batterie inadaptée sûre.
Il n'y a pas de pourcentage universel. Prenez en compte l'incertitude de mesure, les charges planifiées, le facteur de marche, la température, la tension et le déclassement du fabricant. Le surdimensionnement ne résout pas les problèmes de coordination.
Le dimensionnement d'un SVG à côté d'une batterie existante relève d'un exercice de demande résiduelle. Mesurez le cycle de charge, confirmez la puissance réelle de la batterie, identifiez les kVAr résiduels inductifs et capacitifs, et vérifiez le déséquilibre, la tension, la température et les harmoniques.
La banque peut fournir une compensation de base économique tandis que le SVG offre une correction rapide et continue. Le placement des TC et les commandes coordonnées sont aussi importants que la puissance en kVAr.
YT Electricpeut examiner vos registres de qualité de l'énergie, la configuration de vos batteries de condensateurs, votre profil de kVAr résiduel, votre spectre harmonique et vos futurs plans de charge pour vous aider à dimensionner et à configurer un compensateur statique de var (SVG) en vue d'un système hybride de correction du facteur de puissance fiable.
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