Contrôle dynamique de puissance réactive - Dispositifs statiques industriels

Cet article traite principalement des compensateurs d’énergie réactive pour les réseaux industriels et non pas pour les réseaux publics de transmission ou de distribution. Bien que les deux applications utilisent les mêmes technologies, les aspects dimensionnement et contrôle sont différents.

Les dispositifs de compensation de puissance réactive pour l’industrie sont aujourd’hui classiquement réalisés avec des thyristors d’une part et avec des composants blocables comme les IGCT (Integrated-Gate-Commutated-Thyristor) ou les IGBT (Insulated-Gate-Bipolar-Transistor) d’autre part. Ces dispositifs permettent de répondre avec satisfaction aux problèmes de la compensation des déséquilibres de charge, du réglage de la tension des réseaux vis-à-vis des fluctuations de puissance réactive et du réglage du facteur de puissance. La gamme des compensateurs de puissance réactive va de quelques mégavars à quelques centaines de mégavars. On peut dire qu’il existe deux familles de compensateurs statiques d’énergie réactive (CER) pour l’industrie : les CER à base de TCR (Thyristor Controlled Reactor) pour les fortes puissances et les CER à base de convertisseurs à circuits intermédiaire de tension à base de composants blocables comme les IGCT et les IGBT pour les petites, moyennes et fortes puissances. Leur efficacité dépend de deux éléments principaux :

• le dimensionnement ou le rapport entre la puissance de l’équipement perturbateur et la puissance de l’équipement (puissance réactive de la batterie de condensateur et de l’absorbeur à thyristors, puissance du convertisseur à IGBT) ;

• le dispositif de commande de l’élément de réglage dont la rapidité est un élément fondamental.

Cet aspect rapidité est fondamentalement différent entre les technologies. Bridées dans les TCR par les composants qui sont utilisés, les thyristors, les performances dynamiques obtenues avec des convertisseurs utilisant des composants blocables, comme les GTO (Gate-Turn-Off), les IGCT (Integrated Gate-Commutated Thyristor) ou les IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) de forte puissance, sont accrues dans de grandes proportions, d’autant que ces nouveaux actionneurs modernes possèdent également une fonction de filtre actif…

Le sujet compensateurs statiques de puissance réactive industriels fait l’objet de trois articles :

• Fluctuations de tension et flicker. Évaluation et atténuation (partie 1) [D 4 315] ;

• Fluctuations de tension et flicker. Évaluation et atténuation (partie 2) [D 4 316] ;

• le présent article.

Les sujets ne sont pas indépendants les uns des autres et le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres articles.

D’autres informations peuvent aider le lecteur à comprendre cet article, ou le compléter. Le lecteur est ainsi invité à se reporter à la rubrique Électronique de puissance et aux articles suivants des Techniques de l’Ingénieur :

• Qualité de la tension [D 4 261], [D 4 262], [D 4 263], [D 4 264],[D 4 267] ;

• Appareillage électrique à basse tension [D 4 862] [D 4 867] ;

• Condensateurs de puissance [D 4 710] ;

• Électrothermie industrielle [D 5 900] [D 5 950] ;

• Fours à arc [D 5 920] ;