Réacteur shunt immergé dans l'huile

Un réacteur shunt immergé dans l'huile est connecté en parallèle à une ligne de transmission ou à un jeu de barres pour absorber une partie de la puissance réactive capacitive générée par les longues lignes aériennes et les systèmes de câbles à haute tension.

Il est principalement utilisé lorsque la capacité de ligne devient significative dans des conditions de charge légère ou à vide. En fournissant une réactance inductive fixe, le réacteur aide à contrôler l'augmentation de la tension et à gérer le flux de puissance réactive au sein du système de transmission.

Le réacteur peut être fourni sous forme d'unité monophasée ou triphasée, avec les caractéristiques électriques, le niveau d'isolation, le système de refroidissement et la construction mécanique conçus pour le projet.

Les applications typiques incluent les systèmes de transport de 220 kV et 500 kV, les grands projets de transport d'énergie renouvelable, les sous-stations et les réseaux de transport d'électricité longue distance.

Pourquoi les réacteurs shunt sont utilisés sur les longues lignes

La capacité d'une longue ligne de transmission produit un courant de charge même lorsque la charge transmise est relativement faible. À mesure que la longueur de la ligne et le niveau de tension augmentent, l’effet de la charge de la puissance réactive devient plus significatif.

Lors d'un fonctionnement à faible charge ou à vide, une puissance réactive capacitive excessive peut contribuer à une augmentation de la tension le long de la ligne.

Une self shunt fournit un courant inductif en parallèle avec le système. Cela compense une partie de la puissance réactive capacitive et permet de maintenir la tension du système dans la plage de fonctionnement requise.

La fonction de base peut donc s’exprimer comme suit :

Capacité de ligne → puissance réactive de charge → augmentation de tension → absorption du réacteur shunt → équilibre de puissance réactive amélioré

La capacité réelle du réacteur et le point d'installation devraient être déterminés par des études de système plutôt que par le seul niveau de tension.

Détails de construction

Noyau magnétique à espace segmenté

Le noyau est assemblé à partir de tôles d'acier électrique avec des entrefers répartis. L'agencement à espace segmenté est utilisé pour obtenir l'inductance requise tout en contrôlant la densité de flux magnétique et les caractéristiques de saturation du noyau.

La conception du noyau prend également en compte les pertes, les vibrations, l'augmentation de température et la tolérance d'inductance requise.

Enroulement haute tension

Le bobinage utilise des conducteurs en cuivre avec un système d'isolation sélectionné en fonction de la tension nominale et des exigences diélectriques.

La géométrie de l'enroulement, la section du conducteur, la disposition de l'isolation et le support mécanique sont déterminés en fonction du courant nominal, des conditions de courte durée et des exigences de test applicables.

Isolation et refroidissement à l'huile

La partie active est installée dans un réservoir en acier rempli d'huile. L'huile isolante fournit une isolation diélectrique et transfère la chaleur du noyau et de l'enroulement vers les surfaces de refroidissement.

Le système de refroidissement est choisi en fonction de la puissance du réacteur et des conditions d'installation.

Accessoires de réservoir et de protection

En fonction du calibre et des spécifications du projet, le réacteur peut être équipé de :

·  Traversées HT

· Conservateur ou système de conservation de l'huile

· Dispositif de décompression

· Relais Buchholz

· Indicateur de niveau d'huile

· Indicateur de température d'huile

· Capteurs de température

· Vanne de vidange et de prélèvement d'huile

· Bornes de terre

· Accessoires de levage et de transport

La configuration réelle des accessoires doit suivre les spécifications techniques approuvées.

Spécifications techniques

Remarque : Les réacteurs shunt sont des équipements spécifiques au système. La valeur nominale Mvar, la réactance, les pertes, le niveau d'isolation, la tenue aux courts-circuits, la méthode de refroidissement et la disposition d'installation requis doivent être confirmés à partir de la conception électrique.

Configurations monophasées et triphasées

L'arrangement final dépend de la tension du système, de la compensation réactive requise, des limitations de transport, de la disposition de la sous-station, du schéma de protection et des normes du projet.

Où le réacteur est généralement installé

Les réacteurs shunt immergés dans l’huile sont généralement envisagés pour :

· Sous-stations 220 kV et 500 kV

· Lignes de transport haute tension longue distance

· Grands projets de transport d'énergies renouvelables

· Systèmes de transmission d'énergie éolienne et photovoltaïque

· Grands systèmes d'évacuation de production d'électricité

· Systèmes de transmission par câble haute tension

· Réseaux avec une augmentation significative de la tension de charge légère

· Jeux de barres nécessitant une compensation réactive inductive fixe

Pour les environnements offshore ou autres environnements exigeants, le boîtier de l'équipement, la coordination de l'isolation, la protection contre la corrosion, le système de refroidissement et les conditions d'installation nécessitent un examen technique supplémentaire.

Comment sélectionner le réacteur requis

Une réactance shunt doit être sélectionnée à partir de l'étude d'exploitation du réseau plutôt que de simplement adapter la réactance à la tension du système.

Les entrées importantes comprennent :

Tension et fréquence du système
Définir les exigences de base en matière d'électricité et d'isolation.

Compensation réactive requise
La valeur Mvar requise détermine la quantité de puissance réactive capacitive que le réacteur est censé absorber.

Lieu d'installation
L'effet d'un réacteur dépend du fait qu'il soit connecté à un jeu de barres, à une extrémité de ligne, au transformateur tertiaire ou à un autre point désigné.

Conditions de fonctionnement à faible charge
La condition de charge minimale attendue est importante lors de l’évaluation de l’augmentation de tension et du niveau de compensation requis.

Paramètres de la ligne de transmission
La longueur de la ligne, la disposition des conducteurs, les sections des câbles et la configuration du système affectent la capacité de charge.

Conditions de court-circuit
Les exigences de résistance mécanique et thermique doivent être prises en compte lors de la conception.

Environnement harmonique
Lorsque des courants harmoniques importants sont présents, la conception du réacteur doit être vérifiée pour déceler des pertes supplémentaires, un échauffement et des effets de forme d'onde.

Réacteurs shunt immergés dans l’huile ou de type sec

Le choix doit être basé sur la tension, la valeur nominale Mvar, l'environnement d'installation, les exigences de sécurité incendie, les modalités de maintenance et les spécifications du projet.

Capacité de fabrication et de test

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. a été créée en 1999 et fabrique des transformateurs et des réacteurs pour des applications utilitaires, industrielles et énergétiques.

Yulan a une capacité de fabrication jusqu'à la classe 110 kV, avec environ 35 000 m² de superficie de site et 15 000 m² d'espace d'atelier.

Les ressources de production et de test comprennent :

· Équipement de levage de 80 tonnes

· Système de séchage sous vide en phase vapeur de kérosène de 400 kW

· Équipement de test d'impulsions 1 200 kV

· Transformateur d'essai de tension de tenue à fréquence industrielle de 400 kV

· Groupe électrogène de test d'induction de 300 kV

· Équipement d'enroulement vertical contrôlé par ordinateur

· Équipement de refendage et de coupe transversale

· Équipement de pressage hydraulique

· Équipement d'enroulement de feuilles

Yulan exploite les systèmes de gestion ISO 9001:2015, ISO 14001 et ISO 45001:2018.

Pour un réacteur shunt spécifique, la portée des tests en usine et la documentation sont établies conformément aux spécifications techniques approuvées et aux normes applicables.

Documents techniques pour l'approvisionnement

Pour un devis de réacteur shunt, les acheteurs doivent fournir :

1. Tension du système et tension maximale du système

2. Fréquence

3. Note Mvar requise

4. Point d'installation

5. Longueur et configuration de la ligne de transmission

6. Conditions de fonctionnement à faible charge

7. Réactance ou impédance requise, si spécifiée

8. Courant nominal

9. Niveau d'isolation

10. Paramètres de court-circuit

11. Exigences de refroidissement

12. Installation intérieure ou extérieure

13. Température ambiante et altitude

14. Normes IEC/GB ou locales applicables

15. Tests d'usine et de type requis

Un diagramme unifilaire et les données d'étude du système sont particulièrement utiles pour déterminer la puissance nominale requise du réacteur.

Foire aux questions

À quoi sert un réacteur shunt ?

Un réacteur shunt absorbe la puissance réactive inductive du système pour compenser une partie de la puissance réactive de charge capacitive des lignes ou des câbles de transmission. Cela permet de gérer la tension dans des conditions de charge légère.

Pourquoi les réacteurs shunt sont-ils utilisés sur les longues lignes de transport ?

Les longues lignes à haute tension ont une plus grande capacité de charge. Dans des conditions de faible charge ou à vide, cela peut contribuer à une augmentation de la tension. Un réacteur shunt fournit une compensation inductive fixe pour contrer cet effet.

Un réacteur shunt est-il la même chose qu'un réacteur série ?

Non. Une self shunt est connectée en parallèle au système et absorbe principalement la puissance réactive capacitive. Une self en série est connectée en série à un circuit et remplit différentes fonctions, telles que la limitation de courant, le filtrage ou la protection des batteries de condensateurs.

La capacité du réacteur est-elle réglable ?

La configuration BKS/BKD décrite ici est un réacteur shunt à réactance fixe. Sa réactance de fonctionnement normale n'est pas ajustée via un changeur de prises en charge.

Comment la cote Mvar requise est-elle déterminée ?

La valeur nominale requise dépend de la puissance réactive de charge de la ligne, de la tension de fonctionnement, de la longueur de la ligne, de l'état de charge minimale, du point d'installation et de la plage de contrôle de tension souhaitée. Une étude du système est normalement requise.

Peut-il être utilisé avec des projets de transport d’énergies renouvelables ?

Oui. Les réacteurs shunt peuvent être utilisés dans les systèmes de collecte et de transmission d'énergie renouvelable où de longues lignes ou câbles produisent des effets de charge capacitifs importants. Les besoins réels devraient être confirmés par l'étude de puissance réactive et de tension du projet.

Yulan peut-il fabriquer un réacteur shunt personnalisé ?

Le réacteur peut être conçu en fonction des exigences spécifiques au projet en matière de tension, de valeur nominale Mvar, de réactance, de niveau d'isolation, de refroidissement, d'installation et de test. La configuration finale doit être confirmée à partir des spécifications techniques du client.

À propos du transformateur Yulan

Fondée en 1999, Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. fabrique des transformateurs de puissance, des transformateurs de four, des transformateurs redresseurs, des réacteurs shunt, des réacteurs en série et d'autres équipements électriques personnalisés.

Les installations de fabrication et d'essai de l'entreprise prennent en charge les équipements électriques jusqu'à la classe 110 kV, avec des équipements dédiés au bobinage, au traitement des noyaux, au séchage sous vide, aux tests haute tension et à l'assemblage.

Pour un projet de réacteur shunt immergé dans l'huile, Yulan peut examiner les données de l'étude du système et préparer une configuration technique couvrant la valeur Mvar, la réactance, le système d'isolation, le système de refroidissement, les accessoires et les tests en usine requis.