Courant d'appel élevé dans la commutation de condensateur et moyens de l'empêcher.

Comment empêcher le courant d'appel élevé dans la commutation de condensateur ?

Introduction au courant d'appel élevé dans la commutation de condensateur

Les applications de la commutation de capacité ne sont pas seulement limitées aux courants capacitifs, mais elles ont leur mise en œuvre dans le processus d'alimentation des batteries de condensateurs, des lignes aériennes et des câbles. La commutation des batteries de condensateurs est connue pour être la cause d'une très grande valeur de tension transitoire aux bornes des contacts du disjoncteur.

La commutation capacitive se caractérise généralement par la commutation de courants de taux bas à mode dans les réseaux industriels ou publics, et par un faible taux de montée de la tension de rétablissement. Les nouveaux disjoncteurs (CB) qui plaident pour une longue durée de vie mécanique et électrique sans maintenance semblent être les mieux adaptés à ce devoir de commutation. Le puffer SF6 récemment développé a été conçu pour de meilleures performances avec moins d'interrupteurs par pôle, mais il est évident qu'un scénario idéal ne peut pas être atteint. Dans les circuits du système d'alimentation où le disjoncteur a de nombreuses applications pour éviter les dommages, le déséquilibre des tensions le long des bornes du disjoncteur peut entraîner un courant d'appel élevé, c'est pourquoi toute interruption du courant capacitif peut entraîner des problèmes de diélectrique utilisé pour la commutation des appareils. Les condensateurs de la banque de condensateurs peuvent être endommagés en raison d'un courant d'appel important .

Dans le système d'alimentation, de nombreuses batteries de condensateurs localisés sont présentes pour réguler la tension, pour améliorer le PF (facteur de puissance) et les batteries de condensateurs ont également de nombreuses applications dans la filtration des harmoniques élevées dans le système global.

Dans le processus de distribution du système d'alimentation, il existe des réseaux câblés qui génèrent une charge capacitive. Lorsqu'une interruption de courant se produit dans le système, la charge capacitive se charge et cette charge dans les condensateurs expose le circuit à être endommagé par le rallumage du diélectrique tout en générant une surtension élevée.

Lorsqu'un courant d'appel important commence à circuler dans les sous-stations, le système est obligé de faire face aux conséquences qui se produisent dans le système de protection et également lors de la commutation lorsque la tension présente dans la ligne commence à osciller à une fréquence légèrement basse, puis son amplitude devient égale au double de la tension de crête présente dans le circuit qui peut provoquer de graves dangers. Dans cet article, il sera discuté de la façon dont nous pouvons minimiser le courant d'appel élevé et quelles sont les recommandations de base pour cela

Méthodes pour insérer des condensateurs afin d'éviter le courant d'appel

Il existe deux façons de placer les condensateurs de manière à ce que l'appel puisse être minimisé à négligeable. Ces deux méthodes sont décrites ici une par une.

Un seul circuit de batterie de condensateurs

Premier scénario

Considérons que le circuit ci-dessus est un circuit monophasé et a des éléments localisés pour un circuit capacitif. Il a un disjoncteur qui ferme ses contacts en cas d'interruption, un condensateur et deux inductances présentes dans le circuit en supposant que la résistance du circuit est approximativement nulle et la valeur de l'inductance L₁ est supérieur à L₂ .

Un disjoncteur est présent dans le circuit pour définir l'interruption dans le circuit. Cette forme de circuit est appelée banc isolé de condensateurs.

Dans ce cas, le courant dépend des paramètres du circuit et de l'état initial du circuit. Supposons que le condensateur est chargé à la tension v0 à l'instant t0. Le courant peut être calculé à partir de l'expression ;

Où :
Dans ce scénario, en raison de l'amortissement, le courant diminuera et le courant global dans le circuit sera établi.

Un circuit de batterie de condensateurs dos à dos

Deuxième scénario :
Ce scénario est connu sous le nom de commutation capacitive banque à banque. Examinons le schéma correspondant.

Dans ce cas, il y a deux condensateurs et deux inductances lorsque le disjoncteur est fermé en interruption s'il se produit une panne diélectrique au point b-b '(c'est-à-dire une différence de tension à deux contacts du disjoncteur), l'expression du courant peut être calculée comme
Où :
Dans ce courant peut être environ dix fois supérieur au courant de crête présent dans le circuit mais cela le courant ne peut affecter qu'un seul condensateur (local) et le reste du système sera en sécurité.

Étapes pour éviter un courant d'appel élevé

Voici quelques recommandations pour vous débarrasser de ce courant d'appel élevé.

1. Il doit y avoir une résistance présente dans le circuit car la résistance augmentera le courant sera utilisé à un certain niveau.
2. Une réactance supplémentaire peut être placée dans le système, car en plaçant une réactance supplémentaire, il y aura des pertes d'énergie supplémentaires dans le système ainsi qu'une réduction des effets des condensateurs.

Commutation synchrone

Comme nous savons qu'une surtension élevée est créée par la rupture du diélectrique entre les contacts du disjoncteur, nous devons supprimer ce problème de manière permanente. Donc, pour éliminer le problème de surtension élevée, il faut s'assurer que, dans une situation d'interruption, un disjoncteur est fermé, il ne doit pas y avoir de différence de tension entre les contacts du disjoncteur.

On ne peut pas atteindre la situation idéale car le facteur de plus et moins est toujours là, donc la commutation synchrone est l'une des solutions. Ainsi, un appareil a été fabriqué sous le nom de commutateur SmartClose Capacitor qui peut convertir n'importe quelle banque en banque synchrone en utilisant des capteurs.

Caractéristiques et fonctionnement de SmartClose Switch .

Il dispose de 6 capteurs de tension qui détectent la forme d'onde de tension du côté condensateur et du côté source de chaque interrupteur. Une commande de fermeture a été émise par un contrôleur de batterie de condensateurs séparé, ce qui fait que le commutateur de condensateur SmartClose ferme chaque interrupteur indépendamment lorsque la différence de tension à travers chaque interrupteur est nulle, puis la commande de fermeture est émise vers le SC (SmartClose) déclenchera la fermeture à tension nulle tous les circuits.

Le contrôleur séparé de chaque batterie de condensateurs décide quand la batterie de condensateurs est nécessaire ; le commutateur SmartClose saisit cela et fait le tout par fermeture synchrone automatiquement.