Protections des batteries de condensateurs

Le courant des fusibles de protection doit être choisi comme I_f≅2I_n.

51 relais doit être réglé avec un retard de 0,1 seconde entre 4-6In (protection contre les courts-circuits)

50 relais doivent être réglés avec un retard de 4 secondes pour 1.3In (protection contre les surcharges)

Il est recommandé de régler le relais 50N avec un retard de 4 secondes au réglage de 0,05In (protection contre les surcharges)

La valeur de la résistance R (kΩ) requise pour être connectée aux bornes du condensateur pour faire chuter la tension de la batterie du condensateur avec une capacité de C (μF) à moins de 75 V après 10 minutes (600 secondes), peut être calculée comme ci-dessous :

 

Calcul du courant d'appel (I_C) lorsqu'une seule batterie est connectée au circuit

• - U : Tension Phase-Neutre (V)
• - Xc : Réactance capacitive Phase-Neutre (Ω)
• - XL : Réactance inductive totale entre batteries (Ω)
• - Q ; Q_1 ; Q_2 : Puissances de la batterie (kVAr)
• - S_SC : Puissance de court-circuit (kVA) au point de connexion des condensateurs
• - I_N : Courant nominal (A_rms) de la batterie
• - I_SC : Courant de court-circuit (A_rms) au point où la batterie de condensateurs est connectée

 

La valeur de l'inductance à connecter en série avec le condensateur pour limiter le courant d'appel à I_C ≤100I_N :

Exemple :

Étant donné que :

Q=200 kVAr U=5000 V f-f

S=1000 kVA Z=5 %

Courant d'appel I_C =I_N √(2 S_SC/Q)

I_N=Q/(√3.U)=200/(√3 x5)=23 A_rms

S_SC=S/Z_SC =1000/(5/100)=20.000 kVA

I_C=23√(2 20.000/200)=325 A inférieur à 100 x 23 A

Inductance de courant d'appel non requise.

 

Calcul du courant d'appel (I_C) lorsque (n+1) nombre de batteries de condensateurs sont connectées en parallèle :

 

Lorsque (n) nombre de batteries sont alimentées, la (n+1)ère étape sera alimentée.

 

Q (kVAr) : Puissance d'une batterie à un seul étage

U (kV) : Tension du réseau (entre phases)

ω (rad/s) : 2πf

C (μF) : Capacité du condensateur

I (μH/m) : Inductance des barres et des câbles entre les batteries

f_r (Hz) : Fréquence de résonance

L (μH) : réacteur d'appel connecté en série à la batterie

I_C (A) : la valeur de crête du courant de charge initial

I_N (A_rms) : Courant nominal de la batterie

 

Q =U^2.C.ω= √3.U.I_N

I_C= √(2/3)U.n/(n+1).√(C/I)

f_r=1/(2π√(I.C))

 

Le réacteur requis pour satisfaire l'expression I_C≤100I_N :

L (μH)=(2.10^6)/3 x Q/(2πf) x (n/(n+1))^2 x 1/((I_C )^2)

 

Si le réacteur d'appel (L) est ajouté,

I_C= √((2x10^6)/3 x Q/(2πf) x (n/(n+1))^2 x 1/L )

 

 

Exemple :

Pour une batterie de condensateurs avec une inductance de 0,5 𝜇H/m, hauteur 5 mètres, U=5000 V (phase à phase) avec (n+1) = 3 échelons, dont chacun a une puissance Q = 200 kVAr ;< /p>

- I_N=Q/(√3U)=200/(1,73 x 5) = 23 A_rms

C= √3(U x I_N)/(U^2 x 2πf) = 1,73(23 x 5000)/(5000^2.314)=25,3x10^-6

C=25,3 μF

Courant d'appel I_C=√(2/3)U x n/(n+1)√(C/I)

 

- I_C = 0,81 x 5000 x 2/3 √(25,3/(0,5 x 5)) =>

I_C=8589 A_p = 8,59 kA ≥ 100 x 23 A Réacteur nécessaire !

 

- Inductance du réacteur L(𝜇H)

L ≥(2 x 10^6)/3 x (Q.10^(-3))/ω x (n/(n+1))^2 x 1/((I_C )^2)< /p>

= 2x10^6 x 0,2/(2π50)(2/3)^2 x 1/(8590)^2 = 7,67 μH

 

Si une réactance de 50 𝜇H est connectée au lieu de 7,67 𝜇H, alors le courant d'appel sera :

I_C=√(2/3) x 5000 x 2/3 x √(25,3/50) = 1935 A_p

 

- Fréquence de résonance f_r = 1/(2π√(L.C))

 

Calculs liés aux banques de condensateurs :

Dans les condensateurs I_max=1.3 I_n

• V_max=1.1 V_n - 12 heures / jour
• V_max=1.2 V_n - 5 min
• V_max=1.3 V_n - 1 min

Lorsqu'une batterie de condensateurs avec une puissance de Q (kVAr) est connectée à un système avec une puissance de court-circuit de S_sc (kVA), la fréquence de résonance est :

 

• S : Puissance (kVA) du transformateur alimentant le condensateur
• S_SC : Puissance de court-circuit (kVA) du transformateur alimentant le condensateur
• Z_SC : Impédance de court-circuit du transformateur alimentant le condensateur (%)

Détermination du Q_N du condensateur nécessaire pour fournir une puissance capacitive de Q_s à un système avec une tension de (U_s) :