Compensation réactive statique

[Mercure2]

Bonjour

j'aimerais bien savoir comment , on peut déterminer la capacité réactive nécessaire pour passer d'un cos phi de 0.45 à 0.95 ,toute sachant que cette compensation de charge servirra à une installation industrielle ,composée d'un transformateur de puissance . 2000 KVA ;Courant Secondaire :2390A ,Tension :500V (avec charge de toute nature : Laminoire) la puissance réactive proposée , dans une offre
suivant une analyse de réseau par un representant est:
Puissance de compensation reactive 1400 KVAR sous 500 V .(compensation statique )avec 7 gradins )chaque batterie est commandé par contacteur statique
a base de 3 triacs (temps d'insertion 15 ms.),pour un réseau avec distortion harmonique en courant
THDI max sur réseau de 120 % (GH/Sn ≤ 120 %)
ce qui m'inquiette la capacité proposée represente 70 % de la puissance du transformateur ,est ce que la proposition n'est pas trops surdimensionné..
Merci d'avance

Cordialement

[Candela]

Bonjour,
Dans les éléments fournis, il en manque un, essentiel: la puissance réellement consommée par l'installation, car le est déterminé par les flux de puissance en temps réel , et non pas par la puissance assignée de la source qui n'est, à l'instant t, que potentielle.
Au passage, le courant secondaire du transfo doit être 2309 A si la tension à vide est bien 500v.
Pour calculer la puissance réactive nécessaire, on peut faire le calcul trigonométrique à partir de la puissance dont on dispose, mais le procédé de loin le plus pratique est de passer en tangente. Pour cela, il faut utiliser soit une table de conversion (les constructeurs en fournissent), soit une calculatrice scientifique (et pourquoi pas celle de windows ).
Donc 0,45 =>tg 1,984, 0,95 = 0,329
(noter que la valeur forfaitaire appliquée par Edf est Tg secondaire 0,31 => = 0,955)
A partir de là, le calcul est simple:
Q(kVAr) = P (tg réelle - tg objectif), donc ici P x 1,655

Ensuite, que dire? qu'effectivement Qc/Sn = 0,7 est un ratio très élevé qui doit inciter à la prudence*. Que l'accord réseau-batterie** se trouve autour de l'harmonique 3. Et rien d'autre...
Le constructeur qui fait une proposition sur la base de relevés et de mesures qu'il a lui-même faits s'engage sur le résultat. Si cela ne fonctionne pas, toutes choses égales par ailleurs (modification substantielle de l'installation, données cachées par le client) il est totalement responsable, y compris des dégâts éventuels. Il peut vous expliquer en détail les précautions qu'il a prises, mais il est libre de ne pas le faire s'il estime que cela peut lui nuire (secret de fabrication, ou simplement risque que vous communiquiez le détail à un concurrent).

Cordialement

*ce qui ne veut rien dire d'autre que prendre en compte la présence d'harmoniques.** Dans le cas présent, on peut craindre une résonance sur l'harmonique 3 (valeur SQRT(Scc/Qc) en faisant une estimation (forcément grossière en l'absence d'éléments précis) de Scc au niveau du jeu de barres.

[Mercure2]

Bonjour candela

sur les élément que je posséde i il n'y a que le détail de la facturation ,avec les différentes tranches horaire ,
Enérgie Active en heures pleines ,heures de Pointe ,et Heures Creuse ,avec le Cumul de l'énergie réactive Consommé durant la péride de facturation
soit 30 jours. de toutes les facons ,je peut considéré que la facture refléte une image d'un flux énérgitique bien optimisé , comme le poste de transformation usine est constitué d'un nombre important de transformateur
Transfo 1 2500 KVA 400 V 3608 A
Transfo 2 2500 KVA 400 V 3608 A
Transfo 3 2x2000 KVA 600 V 2X1924A (double secondaire)
Transfo 4 2500 KVA 400 V 3608 A
Transfo 5 2500 KVA 400 V 3608 A
Transfo 6 2000 KVA 500 V 2309 A ,le transformateur qui demande la compensation, il me semble ,que ce transfo sert
à alimenter ?des moteurs de 1000 KW sous 500 V ( Cage dégraisseuse) comme c'est un complexe industriel laminoire à chaud.
une fois que j'aurais lers informations nécessaires ,je peux les transmettre.
Ce qui explique la raison du Cos phi de 0.45 ( ca correspond au régime de démarrage du moteur)



Cordialement

[Candela]

Bonjour Mercure,

Ce qui explique la raison du Cos phi de 0.45 ( ca correspond au régime de démarrage du moteur)

Ne serait-ce pas plutôt parce qu'un moteur de cage de laminoir tourne à vide le plus clair de son temps, avec un énorme appel de puissance lors de la phase de travail?

Pour déterminer une compensation, rien de tel qu'une campagne de mesures (enregistrées bien entendu) avec un analyseur de réseau.
Si c'est bien le fonctionnement évoqué, la compensation statique est en effet indispensable, car un système classique (régulateur + contacteurs) d'une part serait incapable de suivre la cadence (passage instantané de 0 à 4/4 et réciproquement) et d'autre part générateur de variations de tension inadmissibles. Et je ne parle pas de l'usure des contacteurs...

Cordialement

[Max78]

Bonjour,

Comme le dit candela, c'est vrai que 0,45 pour des moteurs qui ont un régime constant ça semble vraiment bas quand même ..
Après on en revient au même problème d'où sort ce 0,45 ? Moyenne ? Prise ponctuelle ? Pire des "scénarios" ?
Quoi qu'il en soit et si vraiment il n'y a que des moteurs qui ont des régimes "normaux" 1400 KVAR de compensation, dis comme ça, ça semble vraiment être surdimensionné..

Cordialement,
Max

[Candela]

Bonjour Max,
Quelques éléments de réponse ICI (voir le tableau en dernière page).

D'après une courbe que je n'ai pas pu reproduire, 0,45 pourrait correspondre à 20% de charge. Il faudrait évidemment avoir la courbe du moteur en question, vu que les moteurs de rouleaux ou de cages de laminoirs ne sont pas des machines .Mais cela donne une idée. Un moteur de cage tourne à vide, ce qui veut dire avec les frottements divers dus à la machine et au moteur lui-même, et lorsqu'une passe s'amorce, il développe brutalement une puissance proche du maximum (fonction du réglage d'entre-axe des rouleaux).

Donc un 0,45 peut très bien correspondre au fonctionnement à vide de la cage, avec ses transmissions, réducteurs etc

Cordialement

[Mercure2]

bonjour

c'est prevu l'utilisation de batteries de compensation automatiques à commutation statique , qui doivent compenser l’énergie réactive variable pour ce réseaux :
• Nombre de commutations important avec tempe de réponse 200msec. En cette manière la
compensation est presque immédiate, aussi si la charge monte très rapidement , et Chaque batterie est commandée par trois triacs avec système d’insertion zéro-crossing (par le passage de la tension par zéro), pour éviter problèmes de courants de pic.
Tempe d’insertion max.= 10 msecs. Alimentation 12V.
• pour suivre les Variations rapide de la charge ,avec u, réseau composés de charges très importantes

Crl

[Mercure2]

Bonjour

Merci pour l'importance que vous avez donné à cette question,pour le transfo en question ,c'est un transfo 2MVA 20KV/400V il alimente un moteur à Rotor Bobiné (je viens de recevoir cette information,,l'usine est alimenté par transfo 60/20KV d'une puissance de 10MVA ,ce transfo alimente en total 6 transfo de differente puissance , qui serveent à alimenter differentes puissance de Moteurs (démarrage progressif) de 900 KW/600V ,280KW/400V,370KW/400V.
l'objectif du projet était l'étude d'optimisation de l'énergie (maintenir la puissance Appelé dans les limites acceptable,pour éviter des redevance de dépassement de puissance souscrites,optimiser le facteur de puissance,étude de réalisation des unités de compensation,avec filtrage anti harmonique par chaine de production .donc c'est un projet d'étude avec engagement sur le résultat ,
a mon avis c'est une étude approfondie qui demande certaines connaissance et des retours d'experiences , il n'y a pas mieux que de faire appel à des BET qui ont des retours d'éxperience dans les laminoires

CRL

[Candela]

Bonjour,
Merci pour ces infos. C'est donc bien évidemment la marche à vide qui génère ce très bas.
Je voudrais souligner que tous les grands constructeurs possèdent des services d'ingéniérie chargés de réalisations "clés en mains" qui sont généralement très capables de prendre en compte ce genre de problèmes; pour s'en convaincre, il suffit de consulter la liste de leurs références.

J'ai longtemps travaillé chez un tel constructeur et je peux vous assurer que son palmarès était impressionnant. Ces services regroupent des collaborateurs souvent assez âgés, dotés de solides connaissances et recrutés aussi bien en interne qu'en externe. De plus ils pratiquent au plus haut degré le partage d'expérience : dès qu'un problème apparemment insoluble est identifié, le "réseau" s'active afin de de choisir ceux qui pourront aider le plus efficacement à sa résolution. Bien entendu, les bureaux d'étude chargés de concevoir les produits sont mis à contribution, ce qui leur permet, au passage, d'avoir une certaine connaissance du "terrain".
Autre particularité : la réalisation était toujours confiée à des entreprises locales, connaissant bien le site, en totale collaboration.
Cordialement

[Mercure2]

Bonjour

En conclusion pour une usine ce n'est pas facile , je pense que pour relever le facteur de puissance globle de l'installation , ,
du moment que le site est constitué de plusieurs transformateurs,chaque transformateur dispose de ca propre compensation réactive à vide ,qui est de l'ordre de 6%.de la puissance nominale,
Alors que la compensation automatique doit suivre le régime instantanée de charge de l'installation ,a l'heures actuelle ,il n'y a que la solution de compensation statique , qui s'adapte correctement aux besoins réactives bien que le cout de départ est important.attendre le retour sur investissement

Cordialement