relèvement du fp par compensation synchrone ?

Bonjour à tous,

Dans ma tête lorsque l'on relève le fp de puissance d'une charge par l'emploi d'une batterie de condensateurs (a proximité de celle-ci) on le fait afin de réduire le courant circulant en amont de l'installation c-a-d en gros pour la ligne d'ERDF. Jusque-là c'est OK. Maintenant lorsque ERDF utilise des compensateurs synchrones (ou similaires) quel fp de puissance cherchent-ils à relever ?
-A priori celui de l'installation en amont, mais qui y a t'il en amont ? et donc ou sont placés ces compensateurs ?

Autre question liée à la précédente, il parait possible sur un alternateur couplé au réseau de régler indépendamment la puissance active par l'intermédiaire de la puissance méca. et la puissance réactive par l'intermédiaire du courant d'excitation. On adapte alors en permanence Pméca afin de répondre aux besoins en Pactive du réseau. Qu'en est il de Q ? Est il possible de gonfler ainsi le fp du courant circulant sur la ligne ? (ce qui me semble plus qu'improbable, la charge ne comsommant que ce dont elle à besoin ...)

Merci de vos réponses.

berton a écrit:

Dans ma tête lorsque l'on relève le fp de puissance d'une charge par l'emploi d'une batterie de condensateurs (a proximité de celle-ci) on le fait afin de réduire le courant circulant en amont de l'installation c-a-d en gros pour la ligne d'ERDF. Jusque-là c'est OK. Maintenant lorsque ERDF utilise des compensateurs synchrones (ou similaires) quel fp de puissance cherchent-ils à relever ?
-A priori celui de l'installation en amont, mais qui y a t'il en amont ? et donc ou sont placés ces compensateurs ?

Non, ces compensateurs sont (étaient) placés dans les postes-source pour fournir le réactif nécessaire à l'aval (les clients) afin d'éviter d'avoir à le générer dans les centrales, et ainsi soulager les lignes et transfos HTB. Actuellement, on utilise des condensateurs qui ont l'avantage de ne pas nécessiter d'entretien.
La nécessité de compensation a tendance à diminuer, principalement à cause de la mise en souterrain de nombreuses lignes rurales.

berton a écrit:

Autre question liée à la précédente, il parait possible sur un alternateur couplé au réseau de régler indépendamment la puissance active par l'intermédiaire de la puissance méca. et la puissance réactive par l'intermédiaire du courant d'excitation. On adapte alors en permanence Pméca afin de répondre aux besoins en Pactive du réseau. Qu'en est il de Q ? Est il possible de gonfler ainsi le fp du courant circulant sur la ligne ? (ce qui me semble plus qu'improbable, la charge ne comsommant que ce dont elle à besoin ...)

Plus vous augmentez l'excitation (toutes choses égales par ailleurs), plus vous augmentez la tension et en même temps le réactif produit.
Donc la régulation de tension assure l'égalité production-consommation de puissance réactive alors que la régulation de vitesse assure l'égalité production-consommation de puissance active.
Si l'on produit trop d'actif, la fréquence augmente.
Si l'on produit trop de réactif, la tension augmente.
(les deux boucles de régulation sont totalement distinctes - application du théorême de Boucherot)
Cordialement

Merci de vos réponses qui en entrainent d'autres :

candela a écrit:

La nécessité de compensation a tendance à diminuer, principalement à cause de la mise en souterrain de nombreuses lignes rurales.

Pourriez vous m'expliquer car le lien ne me semble pas évident : l'enfouissement rend il les lignes capacitives ce qui pourrait "naturellement " compenser une partie du réactif nécessaire aux utilisateurs ?

candela a écrit:

Plus vous augmentez l'excitation (toutes choses égales par ailleurs), plus vous augmentez la tension et en même temps le réactif produit.

Il me semblait que l'alternateur étant couplé au réseau la tension était imposée par celui-ci. Dans ces conditions une modification du courant d'excitation ne modifierait que la f.e.m synchrone avec obligation de conserver la tension de sortie identique. Chose qui ne peut se faire que si le courant de ligne est modifié d'où le réglage du réactif.

Cordialement

Bonjour,

berton a écrit:

Merci de vos réponses qui en entrainent d'autres :

Pourriez vous m'expliquer car le lien ne me semble pas évident : l'enfouissement rend il les lignes capacitives ce qui pourrait "naturellement " compenser une partie du réactif nécessaire aux utilisateurs ?

Un câble a une capacité environ cinq fois supérieure à celle d'une ligne aérienne. Un beau condensateur quand une artère fait 20 km.....

berton a écrit:

candela a écrit:

Plus vous augmentez l'excitation (toutes choses égales par ailleurs), plus vous augmentez la tension et en même temps le réactif produit.

Il me semblait que l'alternateur étant couplé au réseau la tension était imposée par celui-ci. Dans ces conditions une modification du courant d'excitation ne modifierait que la f.e.m synchrone avec obligation de conserver la tension de sortie identique. Chose qui ne peut se faire que si le courant de ligne est modifié d'où le réglage du réactif.

Cet effet est très visible sur un alternateur ilôté, comme un groupe électrogène non couplé. Il est parfaitement identique sur un réseau, sauf que l'impact d'une centrale -fût-elle nucléaire à 1,3 GW- sur un réseau de 60 à 90 GW n'est pas le même. Le dispatching dispose en permanence d'un certain nombre de centrales "réglantes" et d'autres "disponibles"....
Si l'on considère un groupe électrogène de puissance modeste -par ex 500 kVA- couplé au réseau, il n'aura évidemment aucune action mesurable sur le réseau, tout comme votre grille-pain, et pourtant cette action existe...
Dans le cas d'un groupe couplé on ne régule donc plus la tension, mais le flux des puissances.

Par exemple EDF pourra demander à une centrale hydraulique d'abonné une tangente identique à la sienne(en BT) soit 0,4. Le groupe sera réglé (registre turbine ou roue) pour fournir le maximum de puissance active avec une butée à sa puissance nominale, et la régulation alternateur pour maintenir un cos de 0, 928. Pour 100 kW fournis, il y aura 40 kVAr...

Cordialement

Bonsoir à tous.

1-Je suis très étonné par la réponse de CANDELA concernant l’impact que pourrait avoir la capacité des câbles d’énergie HT sur le facteur de puissance d’une installation électrique. Quand on regarde de très près comment sont réparties les capacités des câbles (champ radial et champ non radial) je ne vois pas comment ceux-ci peuvent avoir une influence sur l'énergie réactive.
J’ai toujours appris que le capacitif des câbles HT (le capacitif des câbles en BT n’est pas pris en compte) sert à dimensionner les protections contre les défauts à la terre.
Merci  de nous expliquer.
Si tel est le cas, un exemple chiffré pourrait nous aider à comprendre le phénomène.

2- Vous me permettrez de vous répondre en qualité d’ancien exploitant d’une installation privée de cogénération comprenant d’une turbine à gaz couplée au réseau HTB par l’intermédiaire d’un transformateur élévateur 6,6/15kV puis 15/90kV (transformateur du poste source privé). Restons en là  en ce qui concerne la description de cette installation.
De manière très sommaire (en espérant que ma mémoire ne me fait pas défaut) :
1 - Conditions de couplages réunies.
2 - Fermeture du disjoncteur de couplage. A partir de cet instant toutes les conditions sont imposées par le réseau. Le réseau est  le « Maître », la TAG est  « L’esclave ». La turbine à gaz est  accrochée au réseau, La tension et la fréquence sont imposées par le réseau. Vous pouvez alors titiller votre turbine !
3 -A cet instant à un poil près, la puissance débitée par la turbine est nulle.
4 - Ouverture progressive de la vanne gaz et la turbine prend progressivement la charge jusqu'à un maximum correspondant à la puissance maximale de l’alternateur de la turbine. La puissance délivrée est fonction de la quantité de gaz introduite dans la turbine. (sic la turbine : c’est un moteur d’avion)
5 - Réglage de l’excitation de l’alternateur jusqu’au réglage du facteur de puissance tel que toute pénalité soit effacée. Ce qui me permet de revenir à la question de notre ami :

Un alternateur couplé au réseau et surexcité produit de l’énergie réactive qu’il restitue au réseau. L’alternateur fourni également au réseau de l’énergie active au réseau (P Alternateur > P Consommée par le site)  Nous sommes bien d’accord, la surexcitation de l’alternateur n’aucune incidence soit sur la tension, soit sur la fréquence Dans ces conditions la vitesse de la turbine ne change pas, elle est  imposée par le réseau. « La petite bête Pcc = 100MVA reste accroché au puissant réseau Pcc = 1100MVA)

Sauf incident de fonctionnement, la turbine reste accrochée au réseau.

Remarques :

- J’ai ici décrit les phases de fonctionnement en réalité tout ce que j’ai dit précédemment est exécuté par un super automate.
- En cas d’îlotage (perte du réseau. La turbine alimente seule l'installation) je vous laisse imaginer le rétropédalage qui doit être quasiment instantané (diminution de l’introduction de gaz (adaptation à la puissance consommée par l’utilisateur P turbine = P utilisateur et surtout ramener l’excitation à sa valeur normale)
Il faut instantanément passer d'une régulation de puissance à une régulation de vitesse.
- L’énergie réactive ainsi produite est restituée en amont (Ici retour au poste source du distributeur : Actif et réactif) La compensation en aval ne présente aucun intérêt, l’emplacement des dispositifs de compensation doit être étudié sérieusement afin d’en tirer tous les bénéfices.

Voici tout ce je voulais vous dire.

Cordialement.

http://cjoint.com/?DAEq0Mo7w6M

Merci de vos reponses que je vais relire à tête reposée ce week-end pluvieux !

Bonjour,

electron libre a écrit:

1-Je suis très étonné par la réponse de CANDELA concernant l’impact que pourrait avoir la capacité des câbles d’énergie HT sur le facteur de puissance d’une installation électrique. Quand on regarde de très près comment sont réparties les capacités des câbles (champ radial et champ non radial) je ne vois pas comment ceux-ci peuvent avoir une influence sur l'énergie réactive.
J’ai toujours appris que le capacitif des câbles HT (le capacitif des câbles en BT n’est pas pris en compte) sert à dimensionner les protections contre les défauts à la terre.

Je ne vois pas pourquoi on devrait tenir compte des capacités en régime de court-circuit et pas en service normal.
Je considère les câbles en usage actuels: torsade NFC 33-223 par exemple, donc à champ radial.
Les capacités âme-écran plus la mise à la terre de celui-ci constituent un ensemble de condensateurs triphasés connectés en étoile dont le point milieu est relié à la terre.
Je cite l'ouvrage "electrotechnique" de Théodore Wildi et Gilbert Sybille p 995 :
"   Cet exemple montre que la capacitance d'une ligne de transport formé de câbles dépasse de beaucoup l'importance de son inductance et de sa résistance. Une telle ligne agit comme une énorme capacitance contrairement à une ligne aérienne qui agit surtout comme une inductance. C'est précisément la grande capacitance des câbles qui limite leur utilisation pour le transport de l'énergie sur de grandes distances....//...
Chaque phase d'une ligne peut être représentée par un circuit équivalent comprenant une résistance et une inductance série et par deux capacitances shunt."

En HTA, cet effet ne prend véritablement de l'importance que lorsque les lignes sont longues.
Prenons l'exemple d'une ligne de 20 km avec le câble cité (Siprelec):
capacité linéique 0,36 ùF/km (par câble)
Donc Q= 0,36 *20*10(-6) *315*11,6²*10(6) soit 304 kVAr, et 912 pour les 3.
Le Guide technique Edf B61-24 indique 3A/ km en triphasé et 0,27 µF/km, des valeur en retrait par rapport aux câbles actuels et qui semblent dater un peu. Cela correspond à 696 kVAr.
Ces valeurs correspondent à un petit gradin courant dans les postes ruraux.
Je confirme qu'avec le plan d'enfouissement consécutif au "plan qualité" EDF a démonté des gradins devenus surabondants dans les postes concernés.
Autre exemple très différent. J'ai vendu un certain nombre de groupes électrogènes destinés à secourir les réseaux de signalisation SNCF, alimentés en 3200V. Dans certaines configurations, le groupe pouvait alimenter 20 km de câbles; le réactif généré par ces câbles qui étaient en situation normale peu chargés devait être absorbé par l'alternateur pour ses propres besoins en excitation. Donc la régulation arrivait à se mettre à zéro et cela pouvait ne pas suffire. La seule solution, inscrite au cahier des charges, consistait à grossir l'alternateur afin qu'il puisse absorber plus de réactif. Pour des raison de choix de matériel, il m'est arrivé de vendre un 30 kVA muni d'un alternateur de 100 kVA (la règle habituelle était de doubler à peu près la puissance mais le calcul était fait au cas par cas en fonction des installations de terrain).

Cordialement

Bonsoir,
Je vous propose un peu de lecture sur le sujet:
ELECTROTECHNIQUE/Les Réseaux électriques par Luc Lasne - éd DUNOD
Et en particulier:
-p 15 la relation tension-puissance réactive
-p 18 le réglage de fréquence
-p19 le réglage de tension
-p 22 capacité des câbles

Vous constaterez que le réglage de tension n'est pas si "rigide" que cela. Un réseau est constitué d'innombrables "parcelles" reliées par des impédances qui créent des séparations. De plus les nombreux changements de tension s'accompagnent souvent de réglages en charge qui régulent, mais évitent les remontées des variations de tension aval.
Dans le cas cité de la TAG, une surexcitation entraîne nécessairement une augmentation de tension du niveau 6,6 kV (exactement comme sur un réseau 400V derrière un transfo dont on relève le FP).Cette augmentation est partiellement(en raison de l'impédance du transfo) répercutée au niveau 15 KV, qui comporte probablement un régleur en charge.
Toute surproduction locale de réactif produit un effet qui s'atténue au fur et à mesure que l'on s'éloigne puisque cet apport local ne fait que remplacer celui des lignes électriques. Les flux de réactif s'inversent dans les lignes les plus proches du point d'injection.

Cordialement