Lors du processus de fabrication de l’acier dans un four à arc électrique, la chaleur est générée par des arcs électriques entre les électrodes et l’acier ou le fer à l’intérieur du four. Cette énergie intense fait fondre la ferraille et chauffe l’acier en fusion. Cependant, l’amorçage de l’arc provoque des surtensions soudaines qui impactent le transformateur et le réseau électrique en amont. Ces fluctuations génèrent des harmoniques d’ordre élevé et réduisent le facteur de puissance du réseau, affectant ainsi la qualité globale de l’énergie et la stabilité du système.
Pour répondre à ces problèmes, l’installation d’un dispositif de compensation de puissance est devenue une solution clé pour protéger le réseau électrique et améliorer la qualité de l’alimentation électrique.
Types de dispositifs de compensation de puissance
Les systèmes de compensation de puissance se répartissent généralement en deux catégories : la compensation statique et la compensation dynamique.
Compensation statique
La compensation statique désigne un type de compensation de puissance réactive où les paramètres de compensation des harmoniques restent inchangés pendant le fonctionnement du four. Elle utilise des batteries de condensateurs ou de réacteurs fixes, configurées pour cibler les harmoniques spécifiques les plus fréquemment générées lors des procédés de fabrication de l’acier.
Il existe deux approches typiques :
- Installation fixe basée sur le contenu harmonique connu lors de la fusion ;
- Configuration sélective qui engage différentes unités de compensation pour différentes étapes de fusion.
Cette méthode est largement utilisée dans les systèmes d’alimentation des fours à arc électrique en raison de sa simplicité et de sa fiabilité. Son exploitation et sa maintenance sont plus faciles que celles des systèmes dynamiques.
Compensation dynamique
La compensation dynamique, quant à elle, est une solution en temps réel qui ajuste sa réponse en fonction des variations du contenu harmonique du réseau électrique pendant les différentes phases de fonctionnement du four. Elle calcule et distribue automatiquement le rapport de compensation approprié pour s’adapter aux conditions de charge dynamique.
Bien que très efficaces pour améliorer la qualité de l’énergie et augmenter le facteur de puissance, les systèmes de compensation dynamique sont plus complexes et plus coûteux. De ce fait, ils sont moins utilisés, mais offrent d’excellentes performances lorsque la stabilité du réseau est essentielle.
Qu’est-ce qu’un compensateur statique var (SVC) ?
SVC (Static Var Compensator) est une technologie d’économie d’énergie à haut rendement qui associe une électronique de puissance contrôlée par thyristors à des systèmes de contrôle numérique automatisés. Un SVC est généralement composé d’une réactance contrôlée par thyristors (TCR) et d’une batterie de condensateurs fonctionnant en parallèle.
Le SVC fournit une compensation de puissance réactive rapide, dynamique, fluide, positive et négative pour :
- Améliorer le facteur de puissance
- Améliorer la qualité de l’énergie
- Suivre et compenser les charges variables en temps réel
- Réduire le flux de puissance réactive et les pertes associées
- Chute de tension de transmission et pertes de chauffage résistives plus faibles
- Supprime le scintillement de tension et la distorsion harmonique
