L'importance de la puissance réactive augmente avec la demande croissante de Puissance électrique par de nombreux services publics domestiques et industriels, dans un réseau électrique. La stabilité et la fiabilité du système d'alimentation électrique dépendent de la gestion de la puissance réactive.
Il est nécessaire de produire de l'énergie de manière plus efficace, plus fiable et plus rentable. Un moyen efficace de fournir de l'énergie électrique utilise des technologies telles que FACTS ( Système de transmission CA flexible ), SVC (compensation de tension statique), etc. pour maintenir la stabilité de la tension, un facteur de puissance élevé et moins de pertes de transmission. La puissance réactive joue un rôle crucial dans le réseau électrique.
Importance de la puissance réactive
Les systèmes d'alimentation CA produisent et consomment deux types de puissance active et réactive. La puissance réelle ou la puissance active est la véritable puissance donnée à n'importe quelle charge. Il accomplit des travaux utiles comme l'éclairage de lampes, de moteurs rotatifs, etc.
D'autre part, la puissance réactive est la puissance imaginaire ou puissance apparente, qui ne fait aucun travail utile mais se déplace simplement dans les deux sens dans les lignes du système électrique. C'est un sous-produit des systèmes CA et produit à partir de charges inductives et capacitives. Il existe lorsqu'il y a un déphasage entre la tension et le courant. Il est mesuré en unités de volt-ampère réactif (VAR).
3 raisons pour lesquelles la puissance réactive est importante
1. Contrôle de tension
L'équipement du système d'alimentation est conçu pour fonctionner à ± 5% des tensions nominales. Les fluctuations des niveaux de tension entraînent un dysfonctionnement des différents appareils. La haute tension endommage l'isolation des enroulements tandis que la basse tension entraîne de mauvaises performances des différents équipements comme un faible éclairage des boules, la surchauffe des moteurs à induction, etc.
Si la demande de puissance est supérieure à celle fournie par les lignes de transmission, le courant tiré des lignes d'alimentation augmente à un niveau plus élevé, ce qui entraîne une chute drastique de la tension du côté de l'extrémité de réception. Si cette basse tension est encore diminuée, cela entraîne le déclenchement des groupes électrogènes, la surchauffe des moteurs et d'autres pannes d'équipement.
Pour surmonter cela, la puissance réactive doit être fournie à la charge en plaçant des inducteurs ou des réacteurs réactifs dans les lignes de transmission. La capacité de ces réacteurs dépend de la quantité de puissance apparente à fournir.
Contrôle de tension par puissance réactive
Si la demande de puissance est inférieure à la puissance réactive fournie, la tension de charge monte à un niveau plus élevé ce qui conduit au déclenchement automatique de l'équipement de transmission, faible facteur de puissance , les défaillances d'isolation des câbles et des enroulements de divers dispositifs mécaniques.
Pour surmonter cela, la puissance réactive supplémentaire disponible sur le système doit être compensée. Divers équipements de compensation sont des condensateurs synchrones, des condensateurs shunt, des condensateurs en série et d'autres systèmes PV. Ces dispositifs injectent la puissance réactive capacitive pour compenser la puissance réactive inductive dans le système.
D'après la discussion ci-dessus, nous pouvons dire qu'une puissance apparente est nécessaire pour maintenir les niveaux de tension dans les limites de la stabilité des systèmes de transmission.
2. Pannes électriques
Pannes électriques
Plusieurs pannes électriques, comme celle de la France en 1978, des pays du nord-est en 2003, de nombreuses régions de l'Inde en 2012, ont remarqué que la puissance réactive insuffisante du système électrique est la principale raison des situations de panne. Ceci est augmenté parce que la demande de puissance apparente est anormalement élevée en raison de la transmission longue distance.
Cela conduit finalement à l'arrêt de divers équipements et unités de production en raison de faibles tensions. Ainsi, pour assurer le bon fonctionnement du système électrique, une quantité suffisante de puissance réactive doit y être présente.
3. Fonctionnement correct de divers appareils / machines
Bon fonctionnement de divers appareils machines
Les transformateurs, moteurs, générateurs et autres appareils électriques nécessitent une puissance réactive pour produire un flux magnétique. En effet, la génération de flux magnétique est nécessaire pour que ces appareils effectuent un travail utile. Dans la figure ci-dessus, la puissance réactive, indiquée par la couleur rouge, aide à créer un champ magnétique dans le moteur mais entraîne une diminution du facteur de puissance. C'est pourquoi un condensateur est placé pour compenser la puissance réactive inductive en fournissant une puissance réactive capacitive.
Sources et puits de puissance réactive
La plupart des équipements connectés aux systèmes d'alimentation électrique consomment ou produisent de l'énergie apparente mais tous ne contrôlent pas les niveaux de tension. Les générateurs de centrales génèrent à la fois de la puissance active et réactive tandis que les condensateurs injectent de la puissance réactive pour maintenir les niveaux de tension. Certaines sources et puits sont indiqués dans le schéma ci-dessous.
Sources et puits de puissance réactive
2 types de sources
Il existe deux types de sources de puissance réactive, à savoir les sources de puissance réactive dynamiques et statiques.
Sources de puissance réactive dynamiques
Ceux-ci comprennent des équipements et des dispositifs de transmission, qui sont capables de répondre rapidement aux changements de puissance réactive en injectant ou en fournissant une quantité suffisante de puissance réactive dans le système électrique. Ceux-ci sont d'un coût élevé et certains de ces dispositifs sont donnés ci-dessous.
• Générateurs synchrones: En fonction de la tension d'excitation, la puissance active et réactive générée varie dans les machines synchrones. Les AVR (Automatic Voltage Regulators) sont utilisés pour contrôler la puissance réactive sur une plage de fonctionnement de ces machines.
• Condensateurs synchrones: ce sont des types de petits générateurs, utilisés pour produire de la puissance réactive sans produire de puissance réelle.
• Périphériques à semi-conducteurs: ils incluent convertisseurs électroniques de puissance et des appareils tels que FAITS par SVC dispositifs.
Sources de puissance réactive statiques
Ce sont des dispositifs à faible coût et la réponse à la variation de puissance réactive est légèrement inférieure à celle des dispositifs de puissance dynamique. Certaines des ressources statiques sont données ci-dessous.
• Compensateurs capacitifs et inductifs: ils se composent de quelques condensateurs shunt et inductances connectés au système pour ajuster les tensions du système. Le condensateur génère la puissance apparente tandis que l'inducteur absorbe la puissance réactive.
• Câbles souterrains et lignes aériennes: Le courant circulant dans les câbles et les lignes aériennes produit le flux magnétique net qui génère la puissance réactive. Une ligne légèrement chargée agit comme un générateur de puissance réactive tandis qu'une ligne fortement chargée agit comme un absorbeur de puissance réactive.
• Systèmes photovoltaïques: ils sont utilisés pour l'injection de puissance active ainsi que pour la compensation de la puissance harmonique et réactive dans les systèmes de réseau par l'énergie photovoltaïque.
Divers puits de puissance réactive
La puissance réactive générée par les générateurs et autres sources est absorbée par certaines des charges indiquées ci-dessous. Cela provoque des pertes dans ces dispositifs et des dispositifs de compensation sont donc nécessaires pour être placés à ces charges.
• Moteur à induction (Pompes et ventilateurs)
• Transformateurs
• Sous machines synchrones excitées
• Lignes de transmission très chargées
Tout dépend de l'importance de la puissance réactive. Je tiens à remercier les lecteurs d'avoir consacré leur temps à cet article. Voici une question pour les lecteurs intéressés - Quel est le facteur de puissance et comment pouvons-nous obtenir une compensation du facteur de puissance.Il est demandé d'écrire les réponses dans la section commentaires ci-dessous.
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