compensation d’énergie réactive et filtrage...

Compensation d’énergie réactive et filtrage d’harmoniques

Condensateurs Propivar et batteries MT

Catalogue

2006

469F1315_Ver2.0.fm/114 décembre 2005 15:18

Compensation d'énergie réactive et filtrage d'harmoniques

Sommaire

Présentation 469F1320_Ver2.0/2Guide de choix des batteries de condensateurs MT 469F1320_Ver2.0/2

Les batteries de condensateurs MT 469F2330_Ver2.0/1Compensation fixe 469F2330_Ver2.0/1Compensation automatique 469F2330_Ver2.0/2

Dimensions des batteries de condensateurs MT 469F3345_Ver2.0/1Compensation fixe 469F3345_Ver2.0/1Compensation automatique 469F3345_Ver2.0/2

Les condensateurs MT Propivar 469F2325_Ver2.0/1

Les condensateurs MT Propivar réseau 50 Hz 469F3350_Ver1.0/1Niveau d'isolement 7,2 kV (20/60) 469F3350_Ver1.0/1Niveau d'isolement 12 kV (28/75) 469F3355_Ver1.0/1Niveau d'isolement 17,5 kV (38/95) 469F3360_Ver1.0/1Niveau d'isolement 24 kV (50/125) 469F3365_Ver1.0/1Niveau d'isolement 36 kV (70/170) 469F3370_Ver1.0/1

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Présentation 0

Guide de choix des batteries de condensateurs MT

La méthode proposée comporte 5 étapes successivesEtape 1 : collecte des données de base

Caractéristiques du réseau :b tension U (V)b fréquence du réseau f (50 ou 60 Hz).

Caractéristiques de l'installation :b tension d'isolement U isolementb puissance nominale du transformateur Sn (kVA)b tension de court circuit du transformateur Ucc (%)b batterie existante (Qc (kvar), type de batterie…).

Conditions d'utilisation :b factures d'énergieb mesures de puissance : P (kW) cos phi.

Etape 2 : calcul de la puissance réactive Qc (kvar)

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43

La puissance réactive se détermine soit :b à partir des factures d'électricité en fonction du mode de comptabilisation de la consommation du kvar appliqué par le distributeur d'énergieb à partir des données électriques de l'installation.

Le but est de :b ne pas payer de consommation d'énergie réactive et de permettre l'utilisation optimale des transformateurs, câbles, appareils de commande b satisfaire les normes en vigueur : respect d’un cos phi minimum, normes qualité d’énergie.

Etape 3 : choix du type de batterie en fonction des harmoniques

La présence de récepteurs non linéaires (variateurs de vitesse, onduleurs...) créent des courants et des tensions harmoniques.L'équipement de compensation se choisit en fonction de l'importance de la valeur de ces harmoniques.

b soit l'installation n'a pas d'harmoniques et il n'y a pas de risque de résonance

V Choix d'une batterie pour réseau peu pollué (voir tableau de choix en étape 5)

b soit l'installation a des harmoniques et/ou il y a un risque de résonance

V Choix d'une batterie pour réseau fortement pollué (voir tableau de choix en étape 5)

b en l'absence d'information sur l'installation et par précaution

V Choix d'une batterie pour réseau fortement pollué (voir tableau de choix en étape 5)

Filtrage des harmoniquesPour améliorer la qualité de l'énergie électrique, Merlin Gerin propose une gamme de solutions de compensation et de filtrage.

Les filtres HT ou MT qui absorbent les courants harmoniques circulant dans l’installation électrique sont essentiellement composés de condensateurs associés à des selfs de filtrage.Ils permettent :b de ramener les taux de distorsion à des valeurs acceptables, préconisées par les distributeurs d'énergieb de compenser également l'énergie réactive.

Schneider Electric peut réaliser toute étude de compensation et de filtrage.

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Présentation 0

Guide de choix des batteries de condensateurs MT (suite)

Etape 4 : choix du type de compensation

Compensation globaleLe choix se fait en prenant en compte Qc (kvar) la puissance réactive calculée et Sn (MVA) la puissance apparente du transformateur amont.

Qc/Sn < 15 % les batteries de condensateurs sont d'une puissance réactive constante avec une mise en service ou hors service d'une valeur fixe de kvar. C'est un fonctionnement de type "tout ou rien".

V Compensation fixe

Qc/Sn > 15 % le client impose une mise en service ou hors service de la batterie de manière automatique (commande pilotée par relais varmétrique Varlogic). Les batteries de condensateurs sont d'une puissance réactive fractionnée en "gradins" avec possibilité de mise en service ou hors service de plus ou moins de gradins. La puissance réactive s’adapte à l'évolution des besoins de la charge.

V Compensation automatique

Compensation moteur b s'il n'y a pas de risque d'auto-excitation

V La batterie sera connectée en parallèle avec le moteur

b s'il y a risque d'auto-excitation mais impossibilité de se connecter ailleurs qu'aux bornes du moteur.

V La batterie sera alors connectée sur le jeu de barres indépendamment du moteur.

Etape 5 : tableau de choix

Le choix préconisé se fait en fonction de la tension d'isolement du réseau, du niveau de pollution harmonique du réseau et du type de compensation.

b si la puissance de la batterie à installer est inférieure à 600 kvar

V On préconise de choisir une solution basse tension

b si la puissance de la batterie à installer est supérieure ou égale à 600 kvar.

V Voir tableau ci-dessous.

U isolement y 12 kV

Réseau peu pollué Réseau fortement pollué

Fixe Automatique Fixe Automatique

CP214 CP253 CP214 SAH CP253 SAH

12 kV < U isolement y 36 kV

Réseau peu pollué Réseau fortement pollué

Fixe Automatique Fixe Automatique

CP227 CP254 CP227 SAH CP254 SAH

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Les batteries de condensateurs MT 0

Compensation fixe

Schneider Electric propose tous les types de batteries de condensateurs quelles que soient :b la complexité du réseau en présence ou non d’harmoniquesb la valeur de la puissance réactive demandéeb les tensions nominales d’isolement.

Pour simplifier les choix, les batteries de condensateurs sont standardisées et sont proposées :b en batterie fixe selon le type CP214 et le type CP227 D

B10

8797

Les batteries fixes de type CP214 et CP227Type de batterie CP214 CP227

Tension assignée y 12 kV y 36 kVGamme de puissance réactive y 960 kvar y 5760 kvarExemple de domaine d’application

Compensation individuelle des moteurs

Compensation globale d’installation

CompositionProtection Fusible HPC Déséquilibre par TC et relaisLimitation des courants d’enclenchement par

3 inductances 3 inductances

Couplage Triangle Double étoile

Choix des batteriesBatteries fixes de type CP214

Batteries fixes de type CP227

Niveau d’isolement :

CaractéristiquesLes batteries présentent les caractéristiques communes suivantes :b condensateurs Propivar avec liquide diélectrique sans PCB, compatibles avec l’environnementb fréquence d’utilisation : 50 Hz (60 Hz disponible, nous consulter)b température ambiante maximale : 40 °Cb température moyenne sur 24 h : 35 °Cb altitude d’installation : y 1000 mb montage en cellule IP23b arrivée des câbles par le bas avec raccordement des câbles de puissance sur plages de Cub en option : type extérieur, indicateur fusion fusibles, selfs de décharge rapide, porte avec serrure.

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70-5

6

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Les batteries de condensateurs MT 0

Compensation automatique

Schneider Electric propose tous les types de batteries de condensateurs quelles que soient :b la complexité du réseau en présence ou non d’harmoniquesb la valeur de la puissance réactive demandéeb les tensions nominales d’isolement.

Pour simplifier les choix, les batteries de condensateurs sont standardisées et sont proposées :b en batterie automatique selon le type CP253 et le type CP254.

Les batteries automatiques de type CP253 et CP254Type de batterie CP253 CP254

Tension assignée y 12 kV y 36 kVGamme de puissance réactive y 4500 kvar y 5760 kvarExemple de domaine d’application

Compensation globale d’installation

Compensation sous stationde distribution d’énergie

CompositionProtection Fusibles HPC Déséquilibre par TC et relaisOrgane de manœuvre Contacteur Rollarc Interrupteur SF1Limitation des courants d’enclenchement par

3 inductances 3 inductances

Régulation Régulateur varmétrique Varlogic

Régulateur varmétrique Varlogic

Couplage Triangle Double étoile

Choix des batteriesBatteries automatiques de type CP253

Batteries automatiques de type CP254

Niveau d’isolement :

CaractéristiquesLes batteries présentent les caractéristiques communes suivantes :b condensateurs Propivar avec liquide diélectrique sans PCB, compatibles avec l’environnementb fréquence d’utilisation : 50 Hz (60 Hz disponible, nous consulter)b température ambiante maximale : 40 °Cb température moyenne sur 24 h : 35 °Cb altitude d’installation : y 1000 mb montage en cellule IP23b arrivée des câbles par le bas avec raccordement des câbles de puissance sur plages de Cub en option : type extérieur, indicateur fusion fusibles, selfs de décharge rapide, porte avec serrure.

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98D

B10

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Dimensions des batteries de condensateurs MT 0

Compensation fixe

Batteries fixes en celluleType Isolement (kV) H (mm) L (mm) P (mm) Masse (kg)

CP214 7,2 1680 910 1180 200 à 50012 1680 910 1180 200 à 500

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Type Isolement (kV) H (mm) L (mm) P (mm) Masse (kg)CP227 7,2 1985 1400/1920 1400 800 à 1300

12 1985 1400/1920 1400 800 à 1300

17,5 1985 1400/1920 1400 800 à 130024 1985 1400/1920 1400 800 à 130036 2100 2400/3200 1800 1000 à 1550

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P

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Dimensions des batteries de condensateurs MT 0

Compensation automatique

Batteries automatiques en celluleType Isolement (kV) H (mm) L (mm) P (mm) Masse (kg)

CP253 7,2 1 gradin 2000 1350 1350 410 à 5202 gradins 2000 2050 1350 820 à 10403 gradins 2000 2950 1350 1240 à 1560

4 gradins 2000 3650 1350 1670 à 20805 gradins 2000 4600 1350 2500 à 2600

12 1 gradin 2000 1350 1350 430 à 580

2 gradins 2000 2050 1350 860 à 11603 gradins 2100 2950 1350 1320 à 17404 gradins 2000 3650 1350 1840 à 2320

5 gradins 2000 4600 1350 2450 à 2900

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Type Isolement (kV) H (mm) L (mm) P (mm) Masse (kg)CP254 17,5 1985 2540 1400 1500

24 1985 2540 1400 150036 2100 3200 2000 1500 à 2000

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L P

L P

M

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Les condensateurs MT Propivar 0

Les condensateurs Propivar servent à compenser l'énergie réactive sur les réseaux de moyenne et haute tension.

PrésentationUn condensateur moyenne tension Propivar se présente sous la forme d’un boîtier ou cuve métallique surmonté de bornes en résine. Cette cuve contient un ensemble de capacités élémentaires. Câblées en groupes série-parallèle, elles permettent d’obtenir des éléments unitaires de forte puissance pour des tensions de réseau élevées. Deux types sont proposés :b avec fusibles internes (condensateur monophasé) b sans fusibles internes (condensateur triphasé ou monophasé).Ces condensateurs sont équipés de résistance de décharge afin de ramener la tension résiduelle à 75 V, 10 minutes après leur mise hors tension. Sur demande, les condensateurs peuvent être livrés sans résistances de décharge.

ConstitutionLes capacités constituant le condensateur Propivar sont faites :b d’armatures en feuilles d’aluminium b d’un liquide diélectrique sans PCB non chloré, et de films polypropylène.

Conformité aux normesLe condensateur Propivar est conforme à la norme NF C 54-102 et aux normes :b IEC 60871, 1 et 2 b BS 1650 b VDE 0560 b C22-2 N° 190-M1985 b NEMA CP1.Les condensateurs à fusibles internes sont conformes aux normes : NF C 54-102,IEC 60871-4.

Protection par fusibles internesLes condensateurs Propivar peuvent être fournis avec une protection interne : chaque élément ou capacité élémentaire est alors équipé d’un fusible. En cas de claquage d’un élément, celui-ci sera déconnecté et isolé.Le claquage d’une capacité élémentaire peut se produire :b lorsque la tension du condensateur est proche de son amplitude maximale. La fusion du coupe-circuit interne est alors provoquée par l’écoulement de l’énergie stockée dans les capacités couplées en parallèle (Fig. 1)b lorsque la tension du condensateur est proche de zéro. Ce courant provoque la fusion du coupe-circuit interne (Fig. 2).Avantages de ce type de protection :b déconnexion instantanée de l’élément en court-circuit b durée de vie du condensateur b coûts de maintenance réduits b continuité de service maintenue b possibilité de programmer l’intervention de la maintenance.

Principales caractéristiquesLes condensateurs Propivar bénéficient d’une longévité accrue par leur tenue thermique et leur faible échauffement, leur stabilité chimique et leur tenue aux surtensions et surintensités.

Tenue thermiqueA basse température, ces condensateurs se mettent en service sans précautions particulières.A température ambiante plus élevée, ils présentent un échauffement très faible, donc sans risque de modification des caractéristiques d’isolation du diélectrique.

Stabilité chimiqueLes surtensions transitoires des réseaux et les niveaux de décharges partielles dans les cuves sont à l’origine du vieillissement accéléré des capacités. La longévité exceptionnelle des condensateurs Propivar est liée aux propriétés intrinsèques du liquide diélectrique à savoir :b très grande stabilité chimique b haut pouvoir d’absorption des gaz générés lors des décharges partielles b très grande rigidité diélectrique.

Tenue aux surtensions et surintensitésLes condensateurs peuvent admettre :b une surtension de 1,10 Un, 12 h/par jour b une surtension à fréquence industrielle de 1,15 Un, 30 minutes par jourb une surintensité permanente de 1,3 In. Leur tenue est vérifiée par :v 1000 cycles à un niveau de surtension de 2,25 Un (durée du cycle 1 s)v des essais de vieillissement à 1,4 Un.

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12

Condensateur Propivar monophasé.

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

E14

445A

Fig. 1

E14

445B

Fig. 2

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Les condensateurs MT Propivar 0

Tension d’isolement des condensateurs Propivar

Protection de l’environnementLe condensateur Propivar contient un liquide diélectrique sans PCB ni chlore, compatible avec l'environnement.

Autres caractéristiques

(1) Autres puissances sur demande.

Tension la plus élevée pour le matériel UmkV 7,2 12 17,5 24 36

Niveau d’isolementkV eff, 50 Hz-1 mn 10 20 28 38 50 70kV choc, 1,2/50 µs 40 60 75 95 125 170

Fréquence d’utilisation 50 Hz - (60 Hz disponible, nous consulter)Classe de température En standard -25 à +45 °C

En option -25 à +55 °C

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 (1)

Condensateur triphasé 450 kvarCondensateur monophasé 600 kvar

Tolérance sur valeur de capacité -5 +15 %

Variation de capacité ∆C/C -3,5 . 10-4/°CRaccordement sur bornes en résine pour câbles de section y 50 mm2

Cuve soudée étanche Epaisseur 1,5 mm

Couleur Gris RAL 7038Traitement anti-corrosion

Fixation Par 2 pattes percées pour vis M10

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Les condensateurs MT Propivarréseau 50 Hz 0

Niveau d'isolement 7,2 kV (20/60)D

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Condensateur Propivar triphasé.

Condensateurs triphasés : sans fusibles internes

Tension réseau (V)6600 6300 6000 5500Tension condensateur (V)6600 6300 6000 5500Puissance (kvar) Dimensions (mm) Masse

(kg)Réf.

H L P b H150 45 40 35 300 347 190 135 120 20 3658336100 90 80 70 300 347 190 135 120 28 3658337150 135 120 105 400 347 190 135 220 35 3658338200 180 160 140 500 347 190 135 320 44 3658339250 225 200 175 810 347 165 135 630 49 3658340300 270 240 210 700 347 190 135 520 58 3658341350 315 280 245 700 347 190 135 520 64 3658342400 360 320 280 810 347 190 135 630 73 3658343450 405 360 315 810 347 190 135 630 79 3658344

Condensateurs monophasés : avec fusibles internes

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(kg)Réf.

H L P b H1100 90 80 - 400 347 165 233 220 30 3658354150 135 125 105 400 347 190 233 220 39 3658355200 180 160 140 500 347 190 233 320 46 3658356250 225 205 175 500 347 190 233 320 55 3658357300 270 250 210 600 347 190 233 420 63 3658358400 360 330 280 700 347 190 233 520 77 3658359

Condensateurs monophasés : sans fusibles internes


(kg)Réf.

H L P b H1100 90 80 70 300 347 190 233 120 27 3658375150 135 125 105 300 347 190 233 120 34 3658376200 180 160 140 400 347 190 233 220 41 3658377250 225 205 175 400 347 190 233 220 48 3658378300 270 250 210 500 347 190 233 320 55 3658379400 360 320 280 600 347 190 233 420 68 3658380

Ces condensateurs peuvent être disponibles en stock : nous consulter.

Option Réf.Classe de température -25 / +55 °C 3658335Connexion clamp pour 1 conducteur 73396900Connexion clamp pour 2 conducteurs 73396901

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Niveau d'isolement 12 kV (28/75)

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Condensateurs triphasés : sans fusibles internes


(kg)Réf.

H L P b H1150 125 115 105 300 347 190 377 120 42 3658347200 170 150 140 400 347 190 377 220 48 3658348250 210 190 175 500 347 190 377 320 54 3658349300 250 230 210 600 347 190 377 420 61 3658350350 295 265 245 600 347 190 377 420 67 3658351400 340 300 280 700 347 190 377 520 75 3658352450 380 345 315 810 347 190 377 630 81 3658353

Condensateur Propivar triphasé.


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Tension réseau (V)11000 10500 10000Tension condensateur (V)6350 6060 5770Puissance (kvar) Dimensions (mm) Masse

(kg)Réf.

H L P b H1180 165 - 400 347 165 233 220 42 3658360240 220 200 500 347 190 233 320 53 3658361300 275 250 600 347 190 233 420 63 3658362360 330 300 700 347 190 233 520 72 3658363480 440 400 810 347 190 233 630 81 3658364600 550 500 1000 347 190 233 820 101 73391A03



(kg)Réf.

H L P b H1120 110 100 300 347 190 233 120 30 3658381180 165 150 300 347 190 233 120 39 3658382240 220 200 400 347 190 233 220 47 3658383300 275 250 500 347 190 233 320 56 3658384360 330 300 600 347 190 233 420 64 3658385480 440 400 700 347 190 233 520 71 3658386600 550 500 900 347 190 233 720 90 73390A03



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Niveau d'isolement 17,5 kV (38/95)

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(kg)Réf.

H L P b H1200 170 - 600 347 165 282 420 49 3658365250 210 - 500 347 190 282 320 56 3658366300 250 - 600 347 190 282 420 63 3658367400 340 260 700 347 190 282 520 79 3658368500 420 320 900 347 190 282 720 92 73391A04600 510 385 1000 347 190 282 820 102 73391A05



(kg)Réf.

H L P b H1100 85 65 300 347 190 282 120 30 3658387150 125 95 300 347 190 282 120 36 3658388200 170 130 400 347 190 282 220 43 3658389250 210 160 400 347 190 282 220 50 3658390300 250 190 500 347 190 282 320 57 3658391400 340 260 600 347 190 282 420 70 3658392500 420 320 800 347 190 282 620 82 73390A04600 510 385 900 347 190 282 720 91 73390A05



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Niveau d'isolement 24 kV (50/125)

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Tension réseau (V)22000 20000Tension condensateur (V)12700 11550Puissance (kvar) Dimensions (mm) Masse

(kg)Réf.

H L P b H1300 - 810 347 165 282 630 65 3658369360 300 810 347 165 282 630 77 3658370480 400 810 347 190 282 630 84 3658371600 500 1000 347 190 282 820 102 73391A06


Tension réseau (V)22000 20000Tension condensateur (V)12700 11550Puissance (kvar) Dimensions (mm) Masse

(kg)Réf.

H L P b H1120 100 300 347 190 282 120 33 3658393180 150 400 347 190 282 220 42 3658394240 200 400 347 190 282 220 50 3658395300 250 500 347 190 282 320 59 3658396360 300 600 347 190 282 420 68 3658397480 400 700 347 190 282 520 75 3658398600 500 900 347 190 282 720 90 73390A06



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12-2005

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