Les réacteurs sont disponibles en différents types, notamment les réacteurs à noyau d'air-, les réacteurs à noyau de fer-, les réacteurs de type sec-et les réacteurs immergés dans le pétrole-, chacun étant conçu pour des conditions de fonctionnement et des applications spécifiques.

Structurellement, un réacteur se compose principalement d’enroulements et de matériaux isolants. Les enroulements sont généralement constitués de conducteurs en cuivre ou en aluminium, tandis que le système d'isolation garantit un fonctionnement fiable dans des conditions de haute -tension.

Dans les systèmes électriques modernes, les réacteurs sont largement utilisés pour limiter la puissance réactive capacitive pendant la transmission de puissance, maintenir l'équilibre de la puissance réactive, supprimer les harmoniques et empêcher les surtensions auto-excitées- provoquées par la capacité de ligne. Ils jouent un rôle essentiel en garantissant le fonctionnement sûr, stable et efficace du réseau électrique.

Qu'est-ce qu'un réacteur ?

Définition simple

Un réacteur est un appareil électrique qui fournit une impédance inductive dans un circuit.

Définition professionnelle

Un réacteur est un dispositif électromagnétique statique doté de caractéristiques inductives, principalement utilisé pour contrôler le courant, limiter le courant de défaut, filtrer les harmoniques et compenser la puissance réactive dans les systèmes électriques.

Pourquoi utilise-t-on des réacteurs ?

Les systèmes électriques modernes utilisent largement des équipements électriques non linéaires contenant des composants semi-conducteurs, tels que des redresseurs industriels, des convertisseurs de fréquence haute-puissance, des convertisseurs CA/CC et d'autres équipements électroniques de puissance.

De plus, les équipements impliquant des arcs électriques et des matériaux ferromagnétiques, tels que les fours à arc électrique, les transformateurs et les générateurs, génèrent également de grandes quantités de courants harmoniques.

Ces harmoniques peuvent sérieusement affecter la qualité de l’énergie et la stabilité du système, entraînant des problèmes tels que :

• Surchauffe de l'équipement
• Dommages au condensateur
• Augmentation des pertes de puissance
• Distorsion de tension
• Défaillance des systèmes de compensation

Lorsque le contenu harmonique est relativement faible, des suppresseurs d’harmoniques peuvent suffire. Cependant, lorsque les niveaux d'harmoniques deviennent élevés, des réacteurs en série sont nécessaires pour supprimer efficacement les courants harmoniques et protéger les équipements électriques.

Classification des réacteurs

1. Classification par structure

Par numéro de phase

Réacteur monophasé-

Réacteur triphasé-

Par méthode de refroidissement

Réacteur de type sec-

Réacteur-immergé dans le pétrole

Par structure de base

Réacteur à noyau d'air-

Réacteur à noyau de fer-

Par emplacement d'installation

Réacteur intérieur

Réacteur extérieur

Classement par application

Réacteur en série

Installé dans les circuits de condensateurs pour limiter le courant d'appel pendant les opérations de commutation de condensateurs. Il fonctionne également avec des batteries de condensateurs pour supprimer des harmoniques spécifiques.

Réacteur shunt

Couramment connecté aux enroulements tertiaires du transformateur dans les systèmes de transmission THT. Il compense le courant de charge capacitif, limite l'augmentation de tension et les surtensions de commutation, réduit les besoins d'isolation et améliore la fiabilité de la transmission.

Réacteur limiteur de courant-

Utilisé pour limiter le courant de court-circuit-à un niveau sûr pour les équipements électriques et les appareillages de commutation.

Réacteur à filtre

Connecté en série avec des batteries de condensateurs pour former des circuits de filtrage des harmoniques, fournissant un chemin à faible -impédance pour des fréquences harmoniques spécifiques.

Réacteur divisé

Installé dans les systèmes électriques pour limiter le courant de défaut. Il présente une faible impédance en fonctionnement normal et une impédance élevée en cas de panne.

Réacteur à compensation réactive statique

Utilisé dans les systèmes de compensation de puissance réactive dynamique contrôlés par des thyristors.

Démarrage du réacteur

Appliqué pour le démarrage à tension réduite-des gros moteurs à courant alternatif afin de réduire le courant de démarrage.

Réacteur de lissage

Largement utilisé dans les systèmes de transmission HVDC et les équipements d'entraînement CC pour réduire le courant d'ondulation et stabiliser la sortie CC.

Classification par niveau de tension

Réacteurs-haute tension

Convient aux niveaux de tension de 6 kV, 10 kV, 20 kV, 35 kV et plus.

Les types courants incluent :

• Réacteurs en série haute-tension
• Réacteurs limiteurs de courant-
• Réacteurs filtrants
• Réacteurs shunt
• Démarrage des réacteurs
• Réacteurs de lissage
• Réacteurs d’équilibrage

Réacteurs basse-tension

Conçu pour les systèmes évalués à 380 V, 400 V, 450 V, 480 V, 600 V et 690 V.

Les applications courantes incluent :

• Réactances série condensateurs
• Réacteurs à filtre harmonique
• Inductances d'entrée/sortie du convertisseur de fréquence
• Réacteurs de lissage

Principales fonctions des réacteurs

Fonctions des réacteurs en série

1. Limiter le courant d'appel

Les réacteurs en série réduisent le courant de surtension de commutation pendant l'alimentation de la batterie de condensateurs, protégeant ainsi les condensateurs et les dispositifs de commutation.

2. Suppression des harmoniques

Ils suppriment les-harmoniques d'ordre élevé dans le système électrique et empêchent l'amplification des harmoniques, protégeant ainsi les condensateurs et améliorant la qualité de l'énergie.

Fonctions des-réacteurs limiteurs de courant

Les réacteurs limiteurs de courant-sont principalement utilisés pour limiter le courant de court-courant de court-circuit dans les systèmes électriques.

Lorsqu'un défaut se produit, le réacteur utilise sa réactance inductive pour limiter le courant de défaut dans une plage admissible, permettant ainsi aux disjoncteurs et aux appareillages de commutation d'interrompre en toute sécurité le courant de défaut.

La plupart des-réacteurs limiteurs actuels adoptent une structure à noyau d'air-en raison de ses excellentes caractéristiques de réactance linéaire et de ses performances stables.

Applications des réacteurs à filtre

Les selfs de filtrage sont connectées en série avec des batteries de condensateurs pour former des circuits résonants en série permettant de filtrer des fréquences harmoniques spécifiées.

À la fréquence fondamentale, la branche du filtre se comporte de manière capacitive et peut simultanément fournir une compensation de puissance réactive.

Une branche typique de filtre AC se compose de :

• Condensateur de filtre CA
• Réacteur de filtre AC
• Pour répondre aux différentes exigences de filtrage des harmoniques, l'inductance du réacteur de filtrage est souvent réglable via :
• Changeurs de prises
• Espacement des enroulements réglable
• Structures d'enroulement multiples

Conclusion

Les réacteurs sont des composants indispensables dans les systèmes électriques modernes. Ils sont largement utilisés pour la suppression des harmoniques, la compensation de puissance réactive, la stabilisation de la tension et la limitation du courant de court-circuit.

Avec le développement rapide de l'électronique de puissance, des systèmes d'énergie renouvelable et de l'automatisation industrielle, les réacteurs sont devenus de plus en plus importants pour améliorer la qualité de l'énergie, renforcer la protection des équipements et garantir le fonctionnement fiable des réseaux électriques modernes.