tout savoir sur le triphasé

compensation des puissances ractives en électricité

Généralités

Rappel

Le facteur de puissance est le rapport entre la puissance active et la puissance réactive d’un circuit. Le facteur de puissance est assimilable au cosinus de l’angle f (déphasage courant-tension) si les courants et les tensions sont de forme sinusoïdale.

En triphasé, l’amélioration du facteur de puissance s’effectue au moyen d’une batterie de condensateurs centralisée (batterie de compensation). La puissance réactive que doit fournir la batterie de compensation est calculée de la même façon qu’en monophasé. La batterie est composée de trois condensateurs fournissant chacun un tier de la puissance réactive capacitive.

Dans le cas particulier de réseau, on peut faire fonctionner un moteur synchrone en surexcitant son rotor pour produire de la puissance réactive.

L’amélioration du facteur de puissance tend idéalement à lui donner une valeur proche de 1. En pratique, on se contente d’une valeur proche de 0,9 (inductif).

Les batteries de compensations sont munies de régulateurs qui permettent d’adapter les besoins d’énergie réactive capacitive en alimentant de façon succéssivement les différents échelons de la batterie. Plus le nombre d’échellons est grand, plus le réglage est fin.

Avantages de l’amélioration du facteur de puissance

wpe1.jpg (3039 octets) wpe2.jpg (1971 octets) Pour les sources de tension, à puissance apparente égale, la puissance active soutirée peut être plus grande avec un facteur de puissance proche de 1.Pour un circuit inductif, le courant dans la ligne sera plus petit (donc les pertes en ligne aussi) si on y améloire le facteur de puissance.Il arrive que les distributeurs facturent l’énergie réacive (usine).

Calcul de la capacité des condensateurs

Pour le calcul de la capacité des condensateurs, ils faut d’abord déterminer la puissance réactive à fournir au total, puis par condensateur.

exemple:

Un moteur triphasé absobe un courant de 85 A et crée un déphasage de 60 degrés. Calculer la valeur de la capacité des condensateurs à brancher en triangle pour avoir un facteur de puissance de 0,9 au réseau.

Grandeurs utilisées

P_m puissance active du moteur [W]
S_m puissance apparente du moteur [VA]
Q_m puissance réactive du moteur [var]
f_m facteur de puissance du moteur

P_r puissance active du réseau [W] ( = P_m)
S_r puissance apparente du réseau [VA]
Q_rpuissance réactive du réseau [var]
f_r facteur de puissance du réseau

Q_c puissance résactive d'un seul condensateur [VA]
S_b puissance apparente de la batterie [VA] (=Q_b)
S_c puissance apparente d’un condensateur [VA] (=Q_c)
X_c réactance de capacité d’un condensateur
C capacité de chaque condensateur

Calculs

P_m = U ^. I ^. cos f_m ^. 3^0,5 =
400 ^. 85 ^. 0,5 ^. 1,732 = 29,44 [kW]
Q_m = P_m ^. tg f_m = 29,44 ^. 1,732 = 51,00 [kvar]

P_r = P_m = 29,44 [kW]
Q_r= P_r . tg f_r = 29,44 ^. 0,4843 = 14,25 [kvar]

Q_b= Q_{m -}Q_r = 51,00 - 14,25 = 36,74 [kvar]

Q_c = Q_b/ 3 = 36,74 / 3 = 12,25 [kvar]
X_c = U_c² / Q_c= U_ph²/Q_c = 400²/12250= 13,06 [ohms]
C = (w ^. X_c)^-1 = (314,2 ^. 13,06)^-1 = 243,7 [mF]

en pratique un condensateur de 200 [mF]

wpe3.jpg (4865 octets)

wpe4.jpg (5119 octets)

wpe5.jpg (5729 octets)

note : le courant soutiré au réseau est inférieur à 50 A.

La démarche en monophasé est identique, seule les formules changent ( Q_c= Q_m-Q_r).

modifiez les valeurs proposées :

P₁ = [W]

Q₁ = [var] (valeur positive <=> inductif; valeur négative <=> capacitif)

P₂ = [W]

Q₂ = [var] (valeur positive <=> inductif; valeur négative <=> capacitif)