Compensation de la série

Définition: La compensation en série est la méthode d’amélioration de la tension du système en connectant un condensateur en série avec la ligne de transmission. En d’autres termes, en compensation en série, la puissance réactive est insérée en série avec la ligne de transmission pour améliorer l’impédance du système. Il améliore la capacité de transfert de puissance de la ligne. Il est principalement utilisé dans une ligne supplémentaire et ultra haute tension.

Avantages de la rémunération des séries

La compensation des séries présente plusieurs avantages comme il augmente la capacité de transmission, améliore la stabilité du système, contrôle la régulation de la tension et assure une division de charge appropriée parmi les mangeoires parallèles. Ces avantages sont discutés ci-dessous.

• Augmentation de la capacité de transfert de puissance – Le transfert de puissance sur une ligne est donné par

où p₁ – puissance transférée par phase (W)
V_s – Tension de phase d’envoi (V)
V_r – Tension de phase de réception
X_L – Réactance inductive de la série de la ligne
Δ – angle de phase entre v_s et V_r

Si un condensateur ayant une réactance de capacité x_c est connecté en série avec la ligne, la réactance de la ligne est réduite de x_L à (x_L– x_c). Le transfert de puissance est donné par

où, Le facteur K est connu comme un degré de rémunération ou un facteur de compensation. Ainsi, par unité de compensation est donnée par le pourcentage d’équation La compensation est donnée par l’équation

Où x_L = Réactance inductive de la série totale de la ligne par phase
X_C = réactance capacitive du condensateur banck par phase
En pratique, K se situe entre 0,4 et 0,7. Pour k = 0,5,

Ainsi, le transfert de puissance est doublé de 50% de compensation.

• Amélioration de la stabilité du système – Pour le même transfert de puissance et pour la même valeur d’envoi et de réception de la tension d’extrémité, l’angle de phase δ dans le cas de la ligne d’impédance de la série est moins que pour la ligne non compensée. La valeur réduite de δ donne une stabilité plus élevée.
• Division de charge entre la ligne parallèle – Les condensateurs en série sont utilisés dans les systèmes de transmission pour améliorer la division de charge entre les lignes parallèles. Lorsque la nouvelle ligne avec une grande capacité de transfert d’alimentation est parallèle à une ligne déjà existante, il est difficile de charger la nouvelle ligne sans surcharger l’ancienne ligne. Dans un tel cas, la compensation de la série réduit la réactance de la série et la division de charge appropriée parmi le circuit parallèle peut être effectuée facilement. La division de charge augmente la capacité de transfert de puissance du système et les pertes réduites.
• Contrôle de la tension – Dans le condensateur en série, il y a un changement automatique de VAR (puissance réactive) avec le changement de courant de charge. Ainsi, les baisses des niveaux de tension dues aux variations de charge soudaines sont corrigées instantanément.

Emplacement du condensateur de la série

L’emplacement du condensateur de la série dépend de la considération économique et technique de la ligne. Le condensateur de la série peut être situé à la fin de l’envoi, à la fin ou au centre de la ligne. Parfois, ils sont situés à deux points ou plus le long de la ligne.

Le degré de compensation et la caractéristique de la ligne décident de l’emplacement des condensateurs. Leur installation au terminal fournit l’installation de maintenance, mais la surtension apparaissant à travers les bornes des condensateurs dans des conditions de défaut excessivera trop de stress au condensateur.

Les condensateurs sont installés dans la station de commutation intermédiaire de lignes relativement longues. L’emplacement au centre de la ligne a également réduit la note du condensateur. La notation du condensateur de la série est donnée par

où je suis le courant de ligne. Les banques de condensateurs sont constituées de petites unités connectées en série, parallèles, ou les deux pour obtenir la tension et la cote VAR souhaitées.

Schémas de protection pour le condensateur de la série

Lorsque le défaut ou la surcharge se produit, le grand courant s’écoulera sur le condensateur de la série de la ligne. Ainsi, la chute de tension excessive se produit à travers la ligne de transmission. Pour protéger les condensateurs de ces tensions anormales, les lacunes d’étincelles et le divertisseur surgel sont connectés au terminal de condensateur. Un disjoncteur est également connecté en parallèle avec lui. Certaines des méthodes de condensateur en série sont présentées ci-dessous.

Problème associé au condensateur de la série

Certains des problèmes associés à l’application série-condensateur sont donnés ci-dessous dans les détails

• La ligne compensée en série produit une résonance série à des fréquences inférieures aux fréquences de puissance. Ceci est connu sous le nom de résonance sous-synchrone. Le sous-synchrone produit une contrainte mécanique en raison de laquelle une contrainte de torsion élevée se produit dans l’arbre du rotor. Le problème de la résonance sous-synchrone se produit principalement pendant les défauts ou le fonctionnement de commutation. Le problème des sous-synchrones avec des lignes compensés en série est surmonté par les méthodes suivantes.
  • En utilisant un filtre.
  • En passant la Banque de condensateur de la série dans des conditions de résonance.
  • En déclenchant le générateur en état de résonance.
• Les condensateurs de la série ont produit des tensions de récupération élevées à travers le contact des disjoncteurs.
• Si le degré de compensation et l’emplacement des condensateurs ne sont pas appropriés, les relais de distance utilisés pour la protection des lignes peuvent ne pas fonctionner correctement.
• La commutation d’un transformateur non chargé à la fin d’une compensation en série de la ligne peut produire une résonance non linéaire ou une résonance ferro. Cela peut entraîner des oscillations ininterrompues. La fréquence de l’oscillation peut être supprimée en utilisant des réacteurs de shunt à travers les condensateurs ou en circuit court-circuit temporaire.
• Les moteurs synchrones à chargement légèrement ont tendance à chasser.

Le condensateur de la série produit plus de hausse de tension nette en raison de laquelle plus de chutes de tension se produisent.