samedi, décembre 21, 2024
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Diagramme de puissance et principe de compensation d’énergie réactive

Qu’est ce que l’énergie réactive ?

Pour comprendre l’énergie réactive, il faut un peu de théorie. La puissance a 2 composantes : la partie active (P, en Watt) et  la partie réactive (Q, en Var, Volt ampère réactif), qui donnent la puissance apparente (S, en VA – Volt Ampère). Il faut un aperçu sur le diagramme de puissance :

energie-reactive-schéma1
puissance-reactive3-schema2

Voici les formulaires de calcul :

 

Formule de calcul Formule en continu Formule en monophasé Formule en triphasé
Puissance active _ P = U.I. Cosφ P = U.I. Cosφ. √3
Puissance réactive _ P = U.I. sinφ. P = U.I. sinφ. √3
Puissance apparente P = UI S= U.I S= U.I.√3

Qu’est ce qui provoque l’énergie réactive ?

L’énergie réactive est produite (ou consommée) par les composants ayant une inductance, donc les câbles (de par leur longueur) et surtout les moteurs (voir Cosφ sur les plaques moteurs).

Pourquoi faire de la compensation d'énergie réactive ?

Le transport de la puissance réactive par les lignes électriques cause des pertes et une chute de tension à son extrémité. EDF, les fournisseurs d’électricité mais aussi les utilisateurs avec des puissances importantes ont donc tout intérêt à la diminuer au maximum.

Afin d’éviter cela, la compensation de puissance réactive, série ou shunt selon les cas, est utilisée pour limiter ce transport de puissance réactive.

On utilise le plus souvent des batteries et des condensateurs.

Le principe de la compensation

principe de la compensation-energie-reactive

Ia : Le courant actif consommé
Ir1 : Courant réactif consommé avant compensation
I1 : Courant en ligne avant compensation
Φ1 : Déphasage avant compensation

Irc : Le courant réactif fourni par la batterie de condensateurs
Ir2 : Courant réactif consommé après compensation
I2 : Courant en ligne après compensation
Φ2 : Déphasage après compensation

Les condensateurs apportent une énergie réactive opposée à celle des circuits inductifs, donc l’énergie réactive totale diminue.

Exemple de calcul de compensation

Récepteur triphasé P1=50kW et cosΦ1=0,75.

tgΦ1=0,88 et Q1=P1 x tgΦ1=44kVAR

Pour compenser et obtenir un tg Φ2  <0,4 (cosΦ2>0,92), Il faut Q2=Px tg Φ2 = 20kVAR.
Puissance réactive Qc apportée par les condensateurs Qc = Q1-Q2=20-44=-24kVAR.
Ic= Qc/(√3.U)=35 A

Tableau des facteurs de puissances des appareils les plus courants

Appareil cosΦ tgΦ Observations
Moteur asynchrone en charge ordinaire

  • 0%
  • 25%
  • 50%
  • 75%
  • 100%
 

  • 0,17
  • 0,55
  • 0,73
  • 0,8
  • 0,85
 

  • 5,80
  • 1,52
  • 0,94
  • 0,75
  • 0,62
  • Lampes à incandescence
  • Lampes à fluorescence
  • Lampes à décharge
  • 1
  • 0,5
  • 0,4 à 0,6
  • 0
  • 1,73
  • 2,29 à 1,33
Ces lampes sont généralement compensées dès l’origine.
  • Fours à résistances
  • Fours à induction
  • Fours à chauffage diélectrique
  • 1
  • 0,85
  • 0
  • 0,62
Sauf Si le réglage est fait par gradateur à thyristors. Cette valeur suppose une compensation par condensateurs prévus par le constructeur
  • Fours à arc
  • 0,8
  • 0,75
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