IEC 61921:2003
(Main)Power capacitors - Low-voltage power factor correction banks
Power capacitors - Low-voltage power factor correction banks
Applicable to low-voltage a.c. capacitor banks intended to be used for power factor correction purposes, equipped with a built-in switchgear and controlgear apparatus capable of connecting to or disconnecting from the mains part(s) of the bank with the aim to correct its power factor.
Condensateurs de puissance - Batteries de compensation du facteur de puissance basse tension
S'applique aux batteries de condensateurs à basse tension en courant alternatif destinées à la compensation du facteur de puissance. Ces batteries comportent des appareillages de connexion et de commande intégrés capables de mettre sous tension ou hors tension des fractions de l'ensemble afin de compenser le facteur de puissance du réseau.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2003-04
Condensateurs de puissance –
Batteries de compensation du facteur
de puissance basse tension
Power capacitors –
Low-voltage power factor
correction banks
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61921:2003
Numérotation des publications Publication numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For
devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Editions consolidées Consolidated editions
Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its
CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1
exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:
• Site web de la CEI (www.iec.ch) • IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Le catalogue en ligne sur le site web de la CEI The on-line catalogue on the IEC web site
(http://www.iec.ch/searchpub/cur_fut.htm) vous permet (http://www.iec.ch/searchpub/cur_fut.htm) enables
de faire des recherches en utilisant de nombreux you to search by a variety of criteria including text
critères, comprenant des recherches textuelles, par searches, technical committees and date of
comité d’études ou date de publication. Des publication. On-line information is also available
informations en ligne sont également disponibles sur on recently issued publications, withdrawn and
les nouvelles publications, les publications rempla- replaced publications, as well as corrigenda.
cées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
• IEC Just Published • IEC Just Published
Ce résumé des dernières publications parues This summary of recently issued publications
(http://www.iec.ch/online_news/justpub/jp_entry.htm) (http://www.iec.ch/online_news/justpub/jp_entry.htm)
est aussi disponible par courrier électronique. is also available by email. Please contact the
Veuillez prendre contact avec le Service client Customer Service Centre (see below) for further
(voir ci-dessous) pour plus d’informations. information.
• Service clients • Customer Service Centre
Si vous avez des questions au sujet de cette If you have any questions regarding this
publication ou avez besoin de renseignements publication or need further assistance, please
supplémentaires, prenez contact avec le Service contact the Customer Service Centre:
clients:
Email: custserv@iec.ch Email: custserv@iec.ch
Tél: +41 22 919 02 11 Tel: +41 22 919 02 11
Fax: +41 22 919 03 00 Fax: +41 22 919 03 00
.
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2003-04
Condensateurs de puissance –
Batteries de compensation du facteur
de puissance basse tension
Power capacitors –
Low-voltage power factor
correction banks
IEC 2003 Droits de reproduction réservés Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in any
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, form or by any means, electronic or mechanical, including
électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les photocopying and microfilm, without permission in writing from
microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. the publisher.
International Electrotechnical Commission, 3, rue de Varembé, PO Box 131, CH-1211 Geneva 20, Switzerland
Telephone: +41 22 919 02 11 Telefax: +41 22 919 03 00 E-mail: inmail@iec.ch Web: www.iec.ch
CODE PRIX
S
Commission Electrotechnique Internationale PRICE CODE
International Electrotechnical Commission
Международная Электротехническая Комиссия
Pour prix, voir catalogue en vigueur
For price, see current catalogue
– 2 – 61921 CEI:2003
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 4
1 Domaine d’application. 6
2 Références normatives . 6
3 Termes et définitions . 6
4 Marquage des batteries de condensateurs. 8
5 Guide de conception, d’installation, d’exploitation et de sécurité.10
5.1 Généralités.10
5.2 Choix des constituants.10
5.3 Conception .10
5.4 Installation et exploitation .16
5.5 Sécurité.20
6 Compatibilité électromagnétique .24
6.1 Emission.24
6.2 Immunité .24
6.3 Ensembles incorporant des équipements électroniques .24
7 Essais.26
7.1 Classification des essais.26
7.2 Essais de type .28
7.3 Essais individuels .30
Annexe A (normative) Valeurs minimales et maximales des sections des conducteurs
de cuivre convenant aux raccordements.32
Annexe B (normative) Méthode pour calculer la section des conducteurs de protection
sous l'aspect des contraintes thermiques causées par les courants de courte durée .34
Annexe C (informative) Exemples représentatifs d'ensembles.36
Annexe D (informative) Formules pour les condensateurs et les installations .38
Bibliographie .42
61921 IEC:2003 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD . 5
1 Scope . 7
2 Normative references. 7
3 Terms and definitions . 7
4 Marking of a capacitor bank . 9
5 Guide for design, installation, operation and safety.11
5.1 General .11
5.2 Choice of components .11
5.3 Design .11
5.4 Installation and operation.17
5.5 Safety.21
6 Electromagnetic compatibility.25
6.1 Emission.25
6.2 Immunity.25
6.3 Assemblies incorporating electronic equipment.25
7 Tests .27
7.1 Classification of tests.27
7.2 Type tests.29
7.3 Routine tests .31
Annex A (normative) Minimum and maximum cross-sections of copper conductors
suitable for connections .33
Annex B (normative) Method of calculating the cross-sectional area of protective
conductors with regard to thermal stresses due to currents of short-duration .35
Annex C (informative) Typical examples of assemblies .37
Annex D (informative) Formulae for capacitors and installations.39
Bibliography.43
– 4 – 61921 CEI:2003
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
CONDENSATEURS DE PUISSANCE –
BATTERIES DE COMPENSATION DU FACTEUR
DE PUISSANCE BASSE TENSION
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes
internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national
intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement
avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les
deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les
Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61921 a été établie par le comité d’études 33 de la CEI:
Condensateurs de puissance.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
33/387/FDIS 33/390/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2007.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
61921 IEC:2003 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
POWER CAPACITORS –
LOW-VOLTAGE POWER FACTOR CORRECTION BANKS
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International
Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the
two organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61921 has been prepared by IEC technical committee 33: Power
capacitors.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
33/387/FDIS 33/390/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2007. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 6 – 61921 CEI:2003
CONDENSATEURS DE PUISSANCE –
BATTERIES DE COMPENSATION DU FACTEUR
DE PUISSANCE BASSE TENSION
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale s’applique aux batteries de condensateurs à basse tension
en courant alternatif destinées à être utilisées pour la compensation du facteur de puissance,
ces batteries comportant des appareillages de connexion et de commande intégrés capables
de mettre sous tension ou hors tension des fractions de l’ensemble afin de compenser le
facteur de puissance du réseau.
Sauf indication contraire dans la présente norme et si cela est applicable, les batteries de
compensation du facteur de puissance basse tension doivent répondre aux règles énoncées
dans la CEI 60439-1 et dans la CEI 60439-3.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent
document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références
non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
CEI 60439-1:1999, Ensembles d'appareillage à basse tension – Partie 1: Ensembles de série
et ensembles dérivés de série
CEI 60439-3:1990, Ensembles d'appareillage à basse tension – Partie 3: Règles particulières
pour ensembles d'appareillage BT destinés à être installés en des lieux accessibles à des
personnes non qualifiées pendant leur utilisation – Tableaux de répartition
CEI 60831-1:1996, Condensateurs shunt de puissance autorégénérateurs pour réseaux à
courant alternatif de tension assignée inférieure ou égale à 1 000 V – Partie 1: Généralités –
Caractéristiques fonctionnelles, essais et valeurs assignées – Règles de sécurité – Guide
d'installation et d'exploitation
CEI 60931-1:1996, Condensateurs shunt de puissance non autorégénérateurs pour réseaux à
courant alternatif de tension assignée inférieure ou égale à 1 000 V – Partie 1: Généralités –
Caractéristiques fonctionnelles, essais et valeurs assignées – Règles de sécurité – Guide
d'installation et d'exploitation
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les définitions de la CEI 60439-1, de la CEI 60831-1
et de la CEI 60931-1, ainsi que les définitions suivantes, s’appliquent.
3.1
batterie de condensateurs basse tension c.a.
combinaison d’un ou de plusieurs condensateurs unitaires à basse tension avec les appareils
de connexion associés et les matériels de commande, de mesure, de signalisation, de
protection, de régulation, etc., complètement assemblés sous la responsabilité du fabricant
avec toutes leurs liaisons internes mécaniques et électriques et leurs éléments de
construction
61921 IEC:2003 – 7 –
POWER CAPACITORS –
LOW-VOLTAGE POWER FACTOR CORRECTION BANKS
1 Scope
This International Standard is applicable to low-voltage a.c. capacitor banks intended to be
used for power factor correction purposes, equipped with a built-in switchgear and controlgear
apparatus capable of connecting to or disconnecting from the mains part(s) of the bank with
the aim to correct its power factor.
Low-voltage power factor correction banks if not otherwise indicated hereinafter and where
applicable shall comply with the requirements of IEC 60439-1 and those of IEC 60439-3.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document.
For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
of the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60439-1:1999, Low-voltage switchgear and controlgear assemblies – Part 1: Type-tested
and partially type-tested assemblies
IEC 60439-3:1990, Low-voltage switchgear and controlgear assemblies – Part 3: Particular
requirements for low-voltage switchgear and controlgear assemblies intended to be installed
in places where unskilled persons have access for their use – Distribution boards
IEC 60831-1:1996, Shunt power capacitors of the self-healing type for a.c. systems having
a rated voltage up to and including 1 000 V – Part 1: General – Performance, testing and
rating – Safety requirements – Guide for installation and operation
IEC 60931-1:1996, Shunt power capacitors of the non-self-healing type for a.c. systems
having a rated voltage up to and including 1 000 V – Part 1: General – Performance, testing
and rating – Safety requirements – Guide for installation and operation
3 Terms and definitions
For the purpose of this document, the following definitions, together with the definitions found
in IEC 60439-1, IEC 60831-1 and IEC 60931-1 apply.
3.1
low-voltage a.c. capacitor bank
combination of one or more low-voltage capacitor units together with associated switching
devices and control, measuring, signalling, protective, regulating equipment, etc., completely
assembled under the responsibility of the manufacturer with all the internal electrical and
mechanical interconnections and structural parts
– 8 – 61921 CEI:2003
NOTE 1 Dans la présente norme, les abréviations «batterie automatique» et «ensemble» sont utilisées pour
désigner une batterie de condensateurs à basse tension à courant alternatif à commande automatique ou non
automatique.
NOTE 2 Les constituants des appareillages de connexion et de commande de la batterie automatique peuvent
être électromécaniques ou électroniques.
3.2
gradin de condensateurs
gradin
combinaison d’un ou de plusieurs condensateurs unitaires manœuvrés ensemble
3.3
régulateur varmétrique
régulateur
circuit conçu pour calculer la puissance réactive absorbée par la charge raccordée à
l’alimentation de puissance et pour commander la connexion et la déconnexion des gradins
de la batterie automatique de façon à compenser la puissance réactive
NOTE 1 La puissance réactive est normalement calculée à la fréquence fondamentale.
NOTE 2 Le régulateur peut être incorporé ou séparé et est normalement paramétré en fonction de la batterie
avant fonctionnement.
3.4
courant transitoire d’enclenchement I
t
surintensité transitoire d’amplitude et de fréquence élevées qui peut apparaître lorsqu’un
condensateur est mis sous tension, l’amplitude et la fréquence étant déterminées par des
facteurs tels que l’impédance de court-circuit du réseau, l’importance de la capacité en
parallèle déjà sous tension et l’instant de connexion
3.5
puissance réactive assignée Q (d’un ensemble)
N
puissance réactive totale d’un ensemble à la fréquence et à la tension assignées, calculée
à partir de l’impédance totale de la batterie en incluant les inductances éventuelles
4 Marquage des batteries de condensateurs
Les informations minimales suivantes doivent être données par le fabricant dans une notice
d’instruction ou, en variante, sur demande de l’acheteur, sur la plaque signalétique fixée sur
l’ensemble.
1) Nom du fabricant ou sa marque de fabrique.
2) Numéro d’identification ou désignation du type.
3) Date de fabrication, en clair ou sous forme de code.
4) Puissance réactive assignée, Q en kilovars (kvar).
N
5) Tension assignée, U en volts (V).
N
6) Fréquence assignée, f en hertz (Hz).
N
7) Températures ambiantes minimale et maximale en degrés Celsius (°C).
8) Degré de protection.
9) Tenue aux courts-circuits, en ampères (A).
61921 IEC:2003 – 9 –
NOTE 1 Throughout this standard, the abbreviations “automatic bank” and “assembly” are used for a low-voltage
a.c capacitors automatic or non-automatic bank.
NOTE 2 The components of switchgear and controlgear of the automatic bank may be electromechanical or
electronic.
3.2
step of capacitor bank
step
combination of one or more capacitor units switched together
3.3
automatic reactive power regulator
controller
circuit designed to calculate the reactive power absorbed by the load connected to the power
line and to control the switching on and off of the steps of the automatic bank, in order to
compensate for the reactive power
NOTE 1 The reactive power is normally calculated at the fundamental frequency.
NOTE 2 The controller may be “built-in” or “free-standing” and has usually to be adjusted for each bank before
operation.
3.4
transient inrush current I
t
transient overcurrent of high amplitude and frequency that may occur when a capacitor is
switched on, the amplitude and frequency being determined by factors such as the short-
circuit impedance of the supply, the amount of energized capacitance switched in parallel and
the instant of the switching
3.5
rated reactive power Q (of an assembly)
N
total reactive power of an assembly at the rated frequency and voltage, calculated by the total
impedance of the bank including reactors, if any
4 Marking of a capacitor bank
The following minimum information shall be given by the manufacturer in an instruction sheet
or alternatively, on request of the purchaser, on a rating plate to be fixed on the assembly.
1) Manufacturer’s name or trademark.
2) Identification number or type designation.
3) Date of manufacture, in clear or code form.
4) Rated reactive power, Q in kilovars (kvar).
N
5) Rated voltage, U in volts (V).
N
6) Rated frequency, f in hertz (Hz).
N
7) Minimum and maximum ambient temperatures in degrees Celsius (°C).
8) Degree of protection.
9) Short-circuit withstand strength, in amperes (A).
– 10 – 61921 CEI:2003
5 Guide de conception, d’installation, d’exploitation et de sécurité
5.1 Généralités
Contrairement à la majorité des appareils électriques, les condensateurs shunt, lorsqu'ils sont
en service, fonctionnent en permanence à pleine puissance ou à des puissances qui n'en
diffèrent qu'en raison de variations de la tension et de la fréquence.
Les contraintes et les températures excessives abrègent la vie des condensateurs et en
conséquence, il convient que les conditions de fonctionnement (c'est-à-dire température,
tension et courant) soient rigoureusement contrôlées.
Il y a lieu de noter que l'introduction d'une capacité dans un réseau peut en perturber les
conditions de fonctionnement (par exemple amplification des harmoniques, auto-excitation
des machines, surtensions de connexion, fonctionnement défectueux des appareils de
télécommande à fréquence musicale, etc.).
En raison des différents types de condensateurs et des nombreux facteurs qui entrent en jeu,
il n'est pas possible de couvrir, par des règles simples, tous les cas d'installation et
d'exploitation. Les indications données ci-après portent sur les points les plus importants qu'il
y a lieu de considérer. En outre, les instructions du fabricant et des distributeurs d'électricité
doivent être suivies.
5.2 Choix des constituants
Le choix des constituants d’un ensemble doit être effectué en apportant une attention
particulière à l’accord entre leur catégorie de température ambiante et celle de l’ensemble.
5.3 Conception
5.3.1 Système de compensation du facteur de puissance intégré
dans un tableau général
L’appareillage nécessaire à la correction automatique du facteur de puissance d’une installa-
tion, comprenant le régulateur, les fusibles, les appareils de connexion, les condensateurs et
les inductances, peut être installé de manière à faire partie intégrante du tableau général.
Cet appareillage peut aussi être installé dans une cellule séparée du tableau général ou
simplement ajouté dans l’enveloppe commune du tableau général.
5.3.2 Système de compensation du facteur de puissance indépendant
L’ensemble est indépendant et est habituellement installé accolé ou à proximité du tableau
général ou du tableau secondaire. Il comprend généralement un jeu de barres qui a une tenue
au courant de défaut compatible avec le tableau général ou le tableau secondaire ou avec le
courant de défaut de cette partie de l’installation.
Ce jeu de barres est raccordé par barres ou par câbles à la partie principale de l’installation.
Un ensemble de fusibles, un disjoncteur ou un interrupteur-fusible raccordés à un organe de
manœuvre puis à la batterie de condensateurs, sont alimentés à partir de cette partie de jeu
de barres.
5.3.3 Système de compensation du facteur de puissance automatique avec
condensateurs montés à distance
Tous les constituants à l’exception des condensateurs sont installés dans l’armoire de
commande.
61921 IEC:2003 – 11 –
5 Guide for design, installation, operation and safety
5.1 General
Unlike most electrical apparatus, shunt capacitors, whenever energized, operate continuously
at full load, or at loads that deviate from this value only as a result of voltage and frequency
variations.
Overstressing and overheating shorten the life of a capacitor, and therefore the operating
conditions (that is temperature, voltage and current) should be strictly controlled.
It should be noted that the introduction of a capacitance in a system might produce
unsatisfactory operating conditions (for example amplification of harmonics, self-excitation of
machines, overvoltage due to switching, unsatisfactory working of audio-frequency remote-
control apparatus, etc.).
Because of the different types of capacitors and the many factors involved, it is not possible
to cover, by simple rules, installation and operation in all possible cases. The following
information is given with regard to the more important points to be considered. In addition, the
instructions of the manufacturer and the power supply authorities shall be followed.
5.2 Choice of components
The choice of components of an assembly shall be carried out with careful reference to
compliance between their ambient air temperature category and that of the assembly itself.
5.3 Design
5.3.1 Power factor correction system enclosed within a main switchboard
The equipment needed for the automatic correction of power factor in an installation, including
controller, fuses, switching devices, capacitors and reactors (chokes), can be installed as an
integral part of the main switchboard.
This equipment can be also installed in a separate shell of the main board or simply as an
added part in the common main switchboard shell.
5.3.2 Free standing power factor correction system
The equipment is free standing and usually installed adjacent or close to the main
switchboard or relevant sub-board. It generally has a main bus bar arrangement of the
required fault level to match the adjacent main switchboard or sub-board or the required fault
current of that section of the installation.
This bus bar section is bus barred or cabled back to the main supply of the installation.
Feeding off this bus bar section is a group of fuses, circuit-breakers or fused switch which are
wired to a switching device and then to the capacitor banks.
5.3.3 Automatic power factor correction system with remote mounted capacitors
All components except for the capacitors are mounted in the control cubicle.
– 12 – 61921 CEI:2003
Les condensateurs et les inductances éventuelles sont montés dans un châssis installé à
distance. Ce type de disposition est généralement utilisé lorsqu’il y a un problème de place ou
pour permettre une meilleure dissipation de la chaleur.
Il est important de noter que les constituants d’un équipement de correction de facteur de
puissance tels que les fusibles, les condensateurs, les inductances, etc. génèrent une
quantité de chaleur importante.
5.3.4 Cloisonnement
La disposition générale d’un ensemble de correction du facteur de puissance peut être réalisé
avec plusieurs colonnes, qui peuvent être arrangées en compartiments séparés ou dans une
configuration unique:
a) jeu de barres, raccordement principal et/ou isolation principale;
b) fusibles de la batterie de condensateurs ou disjoncteurs et/ou contacteurs;
c) inductances pour contrôle des harmoniques;
d) condensateurs;
e) fusibles de commande, bornes et régulateur.
5.3.5 Choix de la tension assignée
La tension assignée du condensateur doit être au moins égale à la tension de service du
réseau auquel le condensateur doit être raccordé, compte tenu de l'influence de la présence
du condensateur lui-même.
Sur certains réseaux, il peut exister une différence importante entre la tension de service et la
tension assignée. Il convient que ces précisions soient fournies par l'acheteur de façon à
permettre au fabricant d'en tenir opportunément compte. Il s'agit là d'un point important pour
les condensateurs, leur performance et leur durée de vie pouvant se trouver affectées par
l'augmentation excessive de la tension appliquée au diélectrique du condensateur.
Sauf indication contraire, la tension de service doit être considérée comme égale à la tension
assignée (ou déclarée) du réseau.
Lorsque des éléments de circuit sont montés en série avec le condensateur afin de réduire
les effets des harmoniques, etc., l'augmentation correspondante de la tension aux bornes du
condensateur par rapport à la tension de service du réseau exige une augmentation
équivalente de la tension assignée du condensateur.
Lors de la détermination de la tension à prévoir aux bornes du condensateur, les
considérations suivantes doivent être prises en compte:
a) Les condensateurs shunt peuvent produire une augmentation de la tension depuis la
source jusqu'au point où ils se trouvent (voir Annexe D); cette augmentation de tension
peut être même plus importante en présence d'harmoniques. En conséquence, les
condensateurs peuvent être amenés à fonctionner à une tension supérieure à la tension
mesurée avant leur raccordement.
b) La tension aux bornes du condensateur peut être particulièrement élevée aux périodes de
faible charge (voir Annexe D); dans ce cas, il convient qu'une partie des condensateurs ou
tous les condensateurs soient mis hors service de façon à leur éviter des contraintes
excessives ainsi qu'une augmentation indésirable de la tension du réseau.
Il convient de ne faire fonctionner les condensateurs dans des conditions correspondant à la
fois à la tension maximale admissible et à la température ambiante maximale que dans des
cas exceptionnels, et pendant des périodes de courte durée.
NOTE 1 Il convient d'éviter une trop grande marge de sécurité dans le choix de la tension assignée U car il en
N
résulterait une diminution de la puissance par rapport à la puissance assignée.
NOTE 2 Voir la CEI 60831-1 en ce qui concerne la tension maximale admissible.
61921 IEC:2003 – 13 –
The capacitors and the required reactors, if any, are mounted on a remote mounting rack.
This arrangement is generally used if there is a problem with space requirements or to allow
further dissipation of heat.
It is important to note that power factor component equipment such as fuses, capacitors,
reactors, etc. generate a significant amount of heat.
5.3.4 Compartmentalization
The general arrangement of a power factor correction assembly can be made in sections,
which can be arranged in separate compartments or in a single configuration:
a) bus bar, main connection and/or main isolation;
b) capacitor bank fuses or circuit-breakers and/or contactors;
c) reactors for harmonic control purposes;
d) capacitors;
e) control fuses, terminals and controller.
5.3.5 Choice of rated voltage
The rated voltage of the capacitor shall be at least equal to the service voltage of the network
to which the capacitor is to be connected, account being taken of the influence of the
presence of the capacitor itself.
In certain networks, a considerable difference may exist between the service and rated
voltage of the network, details of which should be furnished by the purchaser, so that due
allowance can be made by the manufacturer. This is of importance for capacitor banks, since
their performance and life may be adversely affected by an undue increase of the voltage
across the capacitor dielectric.
If no information to the contrary is available, the service voltage shall be assumed as equal to
the rated (or declared) voltage of the network.
Where circuit elements are inserted in series with the capacitor to reduce the effects of
harmonics, etc., the resultant increase in voltage at the capacitor terminals over and above
the service voltage of the network necessitates a corresponding increase in the rated voltage
of the capacitor.
When determining the voltage to be expected on the capacitor terminals, the following
considerations shall be taken into account:
a) Shunt-connected capacitors may cause a voltage rise from the source to the point where
they are located (see Annex D); this voltage rise may be greater due to the presence of
harmonics. Capacitors are therefore liable to operate at a higher voltage than that
measured before connecting the capacitors.
b) The voltage on the capacitor terminals may be particularly high at times of light load
conditions (see Annex D); in such cases, some or all of the capacitors should be switched
out of circuit in order to prevent overstressing of the capacitors and undue voltage
increase in the network.
Only in case of emergency should capacitors be operated at maximum permissible voltage
and maximum ambient temperature simultaneously, and then only for short periods of time.
NOTE 1 An excessive safety margin in the choice of the rated voltage U should be avoided, because this would
N
result in a decrease of output when compared with the rated output.
NOTE 2 See IEC 60831-1 concerning maximum permissible voltage.
– 14 – 61921 CEI:2003
5.3.6 Conditions spéciales de service
En plus des conditions prédominantes aux deux limites de la catégorie de température, les
conditions les plus importantes dont le fabricant doit être informé sont les suivantes:
a) Humidité relative élevée
Il peut être nécessaire d'utiliser des isolateurs spéciaux. L'attention est attirée sur la
possibilité de shunter des fusibles externes par suite d'une condensation d'humidité à
leur surface.
b) Développement rapide des moisissures
Les moisissures ne se développent pas sur les métaux, les matières céramiques et sur
certains types de peintures et de laques. Pour d'autres matériaux, les moisissures
peuvent se former aux endroits humides, surtout là où la poussière ou d'autres impuretés
peuvent se déposer.
L'emploi de produits fongicides peut améliorer le comportement de ces matériaux mais ils
ne conservent pas leurs propriétés protectrices au-delà d'un certain temps.
c) Atmosphère corrosive
Une atmosphère corrosive existe dans les zones industrielles et les zones côtières. Il y a
lieu de remarquer que l'influence de cette atmosphère peut être plus sévère dans les
climats à température élevée que dans les climats tempérés. Une atmosphère très
corrosive peut être présente même dans les installations intérieures.
d) Pollution
Lorsque les condensateurs sont installés sur un emplacement très pollué, des
précautions spéciales doivent être prises.
e) Altitude dépassant 2 000 m
Les condensateurs utilisés à des altitudes dépassant 2 000 m sont soumis à des
conditions spéciales. Il convient d'effectuer le choix du type d'un commun accord entre
l'acheteur et le fabricant.
5.3.7 Connexions et protection de surcharge
Les capacités de surcharge des condensateurs sont définies dans la CEI 60831-1 et dans la
CEI 60931-1. Ces limites sont cependant plus élevées que celles applicables aux batteries.
Les appareils de coupure et de protection et les raccordements doivent être conçus pour
supporter un courant égal au moins à 1,3 fois le courant correspondant à une tension
sinusoïdale de valeur efficace égale à la tension assignée à la fréquence assignée.
Les appareils de coupure et de protection et les raccordements doivent pouvoir supporter les
contraintes électrodynamiques et thermiques engendrées par les surintensités transitoires de
courant de grande amplitude et de fréquence élevée, qui peuvent se produire au moment
de la mise sous tension.
Ces effets transitoires peuvent se produire lorsqu'une batterie ou un gradin est connecté en
parallèle avec d'autres déjà sous tension. Il est de pratique courante d'augmenter l'inductance
des connexions de manière à réduire les transitoires à l'enclenchement bien que cela
entraîne une augmentation des pertes totales. Il convient de veiller à ne pas dépasser le
courant transitoire maximal admissible des condensateurs et des appareils de coupure.
Quand l'étude des contraintes électrodynamiques et thermiques risque d'entraîner des
exigences de dimensionnement excessives, il convient de prendre des précautions spéciales,
telles que celles mentionnées dans la CEI 60831-1 pour la protection contre les surintensités.
NOTE 1 Dans certains cas, par exemple, lorsque les condensateurs sont à commande automatique, des
opérations répétées de mise en et hors circuit peuvent intervenir à des intervalles de temps relativement courts.
Il convient de choisir l'appareillage et les fusibles en conséquence.
NOTE 2 Les appareils de manœuvre connectés au jeu de barres auquel est également reliée une batterie de
condensateurs peuvent être soumis à des contraintes particulières en cas de fermeture sur court-circuit.
61921 IEC:2003 – 15 –
5.3.6 Special service conditions
Apart from the conditions prevailing at both limits of the temperature category, the most
important conditions about which the manufacturer shall be informed are the following:
a) High relative humidity
It may be necessary to use insulators of special design. Attention is drawn to the possibility
of external fuses being shunted by a deposit of moisture on their surfaces.
b) Rapid mould growth
Mould growth does not develop on metals, ceramic materials and certain kinds of paints or
lacquers. For other materials, mould growth may develop in humid places, especially
where dust, etc. can settle.
The use of fungicidal products may improve the behaviour of these materials, but such
products do not retain their poisoning property for more than a certain period.
c) Corrosive atmosphere
Corrosive atmosphere is found in industrial and coastal areas. It should be noted that in
climates of higher temperature the effects of such atmosphere might be more severe than
in temperate climates. Highly corrosive atmosphere may be present even in indoor
installations.
d) Pollution
When capacitors are mounted in a location with a high degree of pollution, special
precautions shall be taken.
e) Altitude exceeding 2 000 m
Capacitors used at altitudes exceeding 2 000 m are subject to special conditions. Choice of
type of capacitor should be made by agreement between purchaser and manufacturer.
5.3.7 Switching and overload pr
...








Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
Loading comments...