Réacteur de série de filtres de type sec

Le réacteur de la série de filtres de type sec de Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. est conçu pour la compensation de puissance réactive basée sur des condensateurs et l'atténuation des harmoniques dans les systèmes électriques moyenne tension. Installé en série avec une batterie de condensateurs, le réacteur permet de limiter le courant d'appel de commutation du condensateur, de contrôler l'amplification harmonique et d'établir les caractéristiques d'impédance requises d'un circuit de filtre accordé ou désaccordé.

Le réacteur de la série de filtres de type sec utilise un système d'isolation de type sec avec un noyau en fer laminé et des entrefers distribués. Son inductance est fixée selon la conception électrique spécifiée. Par rapport à un réacteur en série immergé dans le pétrole, la configuration de type sec élimine l'huile isolante et peut être envisagée pour les sous-stations intérieures, les équipements de compensation compacts et les installations où les exigences en matière de gestion du pétrole et de protection incendie doivent être minimisées.

La valeur nominale finale du réacteur, l'inductance et le pourcentage du réacteur doivent être déterminés à partir de la batterie de condensateurs, de la tension du système, de la fréquence et des conditions harmoniques de l'application.

Présentation du produit

Les batteries de condensateurs installées pour la compensation de puissance réactive peuvent interagir avec l'impédance du système électrique. Dans certaines conditions de fonctionnement, cette interaction peut amplifier les harmoniques existantes ou produire un courant transitoire excessif lors de la commutation des condensateurs.

Une self série est connectée en série avec la batterie de condensateurs pour modifier l'impédance de la branche de compensation.

En fonction du pourcentage de réacteur sélectionné et de la conception du système, il peut remplir plusieurs fonctions :

· Limiter le courant d'appel de commutation du condensateur

· Réduire le risque d'amplification harmonique

· Modifier les caractéristiques de résonance de la combinaison condensateur-système

· Former une branche de filtre accordée lorsqu'elle est conçue pour une fréquence harmonique spécifique

· Réduire le stress imposé aux unités de condensateurs et aux équipements de commutation associés

· Fournir la réactance inductive requise pour le circuit de compensation

Une self filtrante n'est donc pas sélectionnée indépendamment de la batterie de condensateurs. Les paramètres du réacteur et du condensateur doivent être évalués dans le cadre du même système de compensation.

Principe de fonctionnement

Le réacteur est connecté en série avec la batterie de condensateurs. Sa réactance inductive modifie l'impédance de la branche du condensateur et influence la fréquence de résonance du circuit.

Pour un filtre accordé, l'inductance et la capacité sont sélectionnées pour fournir la réponse requise autour d'une fréquence harmonique cible. Pour une batterie de condensateurs désaccordée, la réactance est normalement sélectionnée pour éloigner le point de résonance du système des fréquences harmoniques dominantes plutôt que pour créer un filtre nettement réglé.

Le pourcentage de réacteur approprié dépend de l'application. Les valeurs de conception communes peuvent inclure différents pourcentages tels que 5 %, 6 %, 7 % ou d'autres valeurs spécifiques au projet, mais la valeur correcte doit être déterminée à partir de l'étude du système plutôt que sélectionnée comme spécification universelle.

Le réacteur limite également le taux et l'amplitude du courant pendant l'excitation du condensateur. Cela réduit les contraintes électriques sur les condensateurs, les contacteurs ou les appareils de commutation et contribue à améliorer les conditions de fonctionnement de la branche de compensation.

Construction principale

1. Noyau de fer laminé avec espaces d'air distribués

Le noyau est assemblé à partir de tôles d'acier électrique avec des entrefers répartis. La structure à entrefer fournit la réluctance magnétique requise et aide à maintenir l'inductance conçue sous le courant de fonctionnement spécifié.

Le serrage du noyau et le renforcement mécanique sont conçus pour contrôler les vibrations et maintenir la stabilité structurelle pendant le fonctionnement normal et les conditions de court-circuit spécifiées.

2. Enroulement en cuivre

Le bobinage utilise des conducteurs en cuivre sélectionnés en fonction du courant nominal et des exigences thermiques du réacteur.

Pour une construction de type sec, l'enroulement peut être isolé à l'aide d'un système de résine époxy coulé sous vide. La disposition finale des enroulements dépend de la classe de tension, du courant, du service thermique et des exigences d'isolation du projet.

3. Isolation en résine coulée

Le système d'isolation de type sec assure l'isolation électrique entre l'enroulement et les composants structurels mis à la terre.

Le moulage sous vide peut réduire les vides dans le système d'isolation et fournir une structure mécanique rigide. La configuration de l'isolation est déterminée en fonction du niveau d'isolation requis et des conditions environnementales.

4. Support mécanique et contrôle des vibrations

L'ensemble réacteur comprend des supports isolants, des composants de serrage et des éléments de contrôle des vibrations.

Ces composants sont conçus pour maintenir la stabilité du bobinage et du noyau pendant le fonctionnement normal et dans des conditions transitoires ou de court-circuit spécifiées.

5. Surveillance de la température et refroidissement

Des capteurs de température peuvent être fournis pour surveiller la température de fonctionnement du réacteur.

En fonction du courant nominal et de la conception thermique, le réacteur peut utiliser un refroidissement à air naturel ou un refroidissement à air pulsé. Des fonctions d'alarme et de contrôle du ventilateur peuvent être intégrées si nécessaire.

Spécifications techniques

Le tableau suivant présente les principaux paramètres qui doivent être confirmés lors de la clarification technique. Les valeurs exactes dépendent de la batterie de condensateurs et de la conception du système électrique.

Note technique : Le pourcentage de réacteur, l'inductance, le courant nominal et la fréquence de réglage cible ne doivent pas être traités comme des spécifications interchangeables. Ils doivent être calculés avec la batterie de condensateurs et l'impédance du système.

Pourcentage de réacteur et sélection de filtre

Le pourcentage de réacteur est un paramètre important lors de la configuration d'une branche de filtre de batterie de condensateurs.

Il représente la relation entre la réactance inductive du réacteur et la réactance capacitive du condensateur à la fréquence fondamentale. Différents pourcentages de réacteur produisent différentes caractéristiques de résonance.

Pour cette raison, le réacteur ne doit pas être choisi simplement parce qu’un pourcentage particulier est couramment utilisé.

La sélection prend normalement en compte :

· Tension du système

· Fréquence fondamentale

· Tension et capacité du banc de condensateurs

· Puissance réactive requise

· Spectre harmonique existant

· Ordres harmoniques dominants

· Capacité de court-circuit du réseau

· Impédance du transformateur

· Caractéristiques des câbles et des lignes

· Fréquence de commutation de condensateur attendue

· Performances de filtrage requises

· Normes applicables et spécifications clients

Pour les projets impliquant une distorsion harmonique importante, une étude harmonique ou une évaluation de la qualité de l’énergie doit être réalisée avant de finaliser les paramètres du réacteur.

Réacteur filtrant vs réacteur désaccordé

Les termes réacteur à filtre et réacteur désaccordé décrivent des objectifs de conception différents et ne doivent pas être utilisés de manière interchangeable.

La configuration finale doit être sélectionnée en fonction du spectre harmonique réel et de la conception du système de compensation.

Caractéristiques de conception clés

Construction de type sec et sans huile

Le réacteur ne contient aucune huile isolante. Cela élimine le remplissage d'huile, l'inspection des fuites d'huile et le remplacement de l'huile de l'entretien de routine.

La configuration peut être envisagée pour les sous-stations intérieures et les installations compactes de compensation de condensateur où une conception sans huile est préférée.

Inductance fixe

Le réacteur fournit une inductance prédéterminée plutôt qu'une réactance réglable en continu. Ses paramètres électriques sont sélectionnés lors de la phase d’ingénierie en fonction de la fonction de compensation et de contrôle des harmoniques requise.

Limitation du courant de commutation du condensateur

Lorsqu'une batterie de condensateurs est alimentée, un courant transitoire peut se produire. Le réacteur en série augmente l'impédance du circuit et permet de limiter l'ampleur et le taux du courant de commutation.

L'effet de limitation réel dépend de la configuration de la batterie de condensateurs, de la méthode de commutation et de l'impédance du système.

Contrôle des harmoniques et des résonances

Un réacteur en série correctement sélectionné modifie l'impédance et les caractéristiques de résonance de la branche de compensation. Selon la conception, il peut être utilisé pour un filtrage ou un désaccord accordé.

Le réacteur lui-même ne doit pas être décrit comme éliminant toutes les harmoniques. Ses performances dépendent de la configuration complète condensateur-réacteur-système.

Surveillance de la température

Une surveillance de la température peut être intégrée au réacteur. Pour les conceptions à courant plus élevé, des fonctions de refroidissement à air pulsé et de contrôle du ventilateur peuvent être fournies lorsque le calcul thermique l'exige.

Applications typiques

Le réacteur série de filtres de type sec peut être spécifié pour les systèmes de compensation basés sur des condensateurs dans des applications telles que :

· Systèmes de distribution 10 kV et 35 kV

· Sous-stations intérieures et postes de commutation

· Installations industrielles et parcs industriels

· Systèmes électriques miniers et industriels lourds

· Systèmes de compensation de puissance réactive par batterie de condensateurs

· Installations d'atténuation des harmoniques

· Projets d'amélioration de la qualité de l'énergie

· Systèmes avec commutation fréquente de condensateur

· Équipement de compensation intérieur compact

La puissance nominale appropriée du réacteur doit être déterminée à partir des caractéristiques électriques de l'ensemble du système de compensation.

Informations de sélection pour les acheteurs

Pour un devis de projet, les informations suivantes sont utiles :

1. Tension nominale du système

2. Fréquence du système

3. Puissance réactive requise en kvar ou Mvar

4. Tension nominale du banc de condensateurs

5. Capacité du banc de condensateurs

6. Pourcentage de réacteur ou inductance requis, si déjà spécifié

7. Ordre harmonique cible, pour les applications de filtres optimisés

8. Spectre harmonique mesuré ou calculé

9.  Capacité de court-circuit ou impédance de court-circuit

10. Emplacement d'installation

11.  Température ambiante et altitude

12. Installation intérieure ou extérieure

13. Normes CEI, GB ou spécifiques au projet applicables

14.  Tests de routine, de type ou spéciaux requis

Si le pourcentage ou l'inductance du réacteur n'a pas encore été déterminé, les paramètres de la batterie de condensateurs et les informations disponibles sur le système peuvent être fournis pour examen technique.

Capacité de fabrication et de test

Le réacteur série de filtres de type sec est fabriqué par Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd., créée en 1999 à Jiangshan, Zhejiang, en Chine.

Yulan fabrique des transformateurs et des réacteurs jusqu'à la classe 110 kV. L'entreprise occupe environ 35 000 m², dont un atelier de production de 15 000 m², et compte plus de 75 employés, dont du personnel d'ingénierie et technique.

Les installations de production et d’essais comprennent :

· Équipement de levage de 80 tonnes

· Système de séchage sous vide en phase vapeur de kérosène de 400 kW pour les produits de classe 110 kV

· Équipement de test d'impulsions 1 200 kV

· Équipement de test de tension de tenue à fréquence industrielle de 400 kV

· Équipement de test d'induction de 300 kV

· Équipement d'enroulement vertical contrôlé par ordinateur

· Lignes de refendage et de tronçonnage

· Équipement d'enroulement de feuilles

· Équipement de pressage hydraulique

· Autres équipements de production et d'essai de transformateurs et de réacteurs

Les installations de fabrication et d'essai disponibles permettent d'aligner la configuration du réacteur et le programme d'essais sur les exigences techniques des projets individuels.

Gestion de la qualité et tests

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. exploite les systèmes de gestion suivants :

·  Système de gestion de la qualité ISO 9001 : 2015

·  Système de gestion environnementale ISO 14001

·  Système de gestion de la santé et de la sécurité au travail ISO 45001 : 2018

Pour les projets de réacteurs, les exigences d'essai applicables sont déterminées par la conception du produit, la norme applicable et les spécifications du client.

Si nécessaire, la documentation technique peut inclure des rapports d’essais pertinents et des dossiers d’inspection en usine.

Pour les projets d'exportation, les exigences CEI applicables, les exigences du marché de destination et les spécifications du client doivent être confirmées lors de l'étape de clarification technique.

Réacteurs de type sec ou immergés dans l'huile

Le choix entre une construction de type sec et une construction immergée dans l'huile dépend de la tension nominale, du courant, de la capacité, de l'environnement d'installation, des exigences thermiques et des spécifications du projet.

Cette comparaison est une référence d’ingénierie générale. La sélection finale de l'équipement doit être basée sur les spécifications du projet et l'étude du système.

Documentation technique

En fonction du projet et du contrat, la documentation de fourniture peut comprendre :

· Spécifications techniques du produit

· Dessin d'agencement général

· Informations sur la plaque signalétique

· Schéma électrique ou schéma de câblage de commande, le cas échéant

· Rapport de test de routine

· Documentation d'inspection d'usine

· Instructions d'installation et d'utilisation

· Certificat de produit

· Certificats de gestion de la qualité pertinents

Le dossier de documentation exact doit être confirmé lors de l’examen du devis et du contrat.

Foire aux questions

1. Qu'est-ce qu'un réacteur série à filtre de type sec ?

Un réacteur série à filtre de type sec est un dispositif inductif connecté en série avec une batterie de condensateurs. Il modifie l'impédance de la branche de compensation, contribue à limiter le courant de commutation des condensateurs et peut être utilisé pour le filtrage ou le désaccord des harmoniques, selon la conception du système.

2. Quelle est la différence entre un réacteur filtrant et un réacteur shunt ?

Un réacteur shunt est connecté en parallèle au système électrique et est principalement utilisé pour absorber la puissance réactive capacitive des lignes et des câbles.

Un réacteur série de filtres est connecté en série avec une batterie de condensateurs. Ses principales fonctions incluent la modification de l'impédance de la branche de compensation, la limitation du courant de commutation et le contrôle des caractéristiques harmoniques ou de résonance.

3. Que signifie le pourcentage de réacteur ?

Le pourcentage du réacteur décrit la relation entre la réactance à fréquence fondamentale du réacteur et la réactance capacitive du condensateur. Il influence les caractéristiques de résonance de la branche condensateur-réactance.

Le pourcentage correct dépend du système et doit être déterminé lors de la conception technique.

4. Un réacteur peut-il filtrer les 3ème, 5ème et 7ème harmoniques en même temps ?

Pas nécessairement. Une seule branche de filtre accordée est normalement conçue autour d’une fréquence ou d’une plage harmonique spécifiée. Si plusieurs ordres harmoniques doivent être traités, plusieurs branches de filtre ou une stratégie de filtrage différente peuvent être nécessaires.

Le spectre harmonique et l'impédance du système doivent être évalués avant de sélectionner la configuration du réacteur.

5. Un réacteur en série élimine-t-il les harmoniques ?

Non. Le réacteur modifie les caractéristiques d'impédance et de fréquence de la branche du condensateur. Son efficacité en matière d'atténuation des harmoniques dépend de la conception complète du filtre, y compris du condensateur, de la self, de l'impédance du système et des sources d'harmoniques existantes.

6. Le réacteur protège-t-il les condensateurs pendant la commutation ?

Un réacteur en série peut aider à limiter le courant d'appel de commutation de batterie de condensateurs et à réduire les contraintes électriques transitoires. L'effet de protection réel dépend de la configuration de la batterie de condensateurs et de l'équipement de commutation.

7. Le réacteur peut-il être utilisé dans un système de 10 kV ou de 35 kV ?

Oui, les réacteurs en série de type sec peuvent être conçus pour des applications moyenne tension telles que les systèmes 10 kV et 35 kV. Le courant nominal, le niveau d'isolation, l'inductance et le pourcentage de réacteur doivent être déterminés à partir du système de compensation spécifique.

8. Le réacteur peut-il être installé à l’intérieur ?

Oui. La construction de type sec convient aux installations intérieures applicables. La conception finale doit tenir compte de la température ambiante, de la ventilation, du niveau de pollution, des exigences d'isolation, des dégagements et de la dissipation thermique.

9. Yulan peut-il fabriquer un réacteur filtrant personnalisé ?

Oui. Yulan peut configurer le réacteur en fonction de la tension, du courant, de l'inductance, du pourcentage du réacteur, des conditions d'installation, de la méthode de refroidissement et des normes techniques applicables.

10. Quelles informations dois-je fournir pour un devis ?

Pour une évaluation technique initiale, fournissez la tension du système, la fréquence, la capacité de la batterie de condensateurs, la tension du condensateur, le Mvar ou le kvar requis, le pourcentage ou l'inductance du réacteur si connu, les informations sur les harmoniques et les conditions d'installation.

Si les paramètres du réacteur n'ont pas encore été déterminés, un schéma unifilaire et des informations sur la batterie de condensateurs peuvent être fournis pour examen technique.