Auteur: Roizot Sébastien

Compensation de l'énergie réactive (Q)

I)- RAPPELS:

1)- Les différentes puissances :

En régime alternatif sinusoïdal, on distingue trois puissances :

  • La puissance active, qui est transformée en énergie mécanique (moteur) et en chaleur (éléments résistif).Elle se note P.
  • La puissance réactive, nécessaire à la magnétisation des machines ( moteurs, transformateurs, bobines de relais …). Elle se note Q.
  • La puissance apparente qui caractérise la puissance globale ( réactive + active) que peut fournir un réseau électrique. Elle se note S.

2)- Formulaire :

En triphasé :

Facteur de puissance :



Energie réactive fournie par une batterie de condensateur :

II)- AMELIORATION DU FACTEUR DE PUISSANCE " cosj "

1)- Pourquoi améliorer le facteur de puissance

Une trop grande consommation d'énergie réactive pour une installation électrique va augmenter considérablement ses courants en ligne bien que sa puissance active n'est pas changée.

Exemple : P=cte=100kW; U= 400V

a)- Q=20kvar

b)- Q=60kvar

Les 2 cas précédents montre bien qu'a puissance active constante, une augmentation de la puissance réactive va augmenter les courants en ligne absorbés par l'installation électrique.

Pour limiter les courants en ligne et donc l'énergie réactive absorbée par l'installation, on doit donc installer des batteries de condensateurs sources d'énergie réactive en parallèle sur notre installation.

On appel cette technique " Compensation de l'énergie réactive ".

Cette compensation permet d'améliorer le facteur de puissance (cosj).

2)- Avantages du relèvement du facteur de puissance

Cette amélioration présente de nombreux avantages :

  • diminution de la facture d'électricité en évitant les pénalités due à la consommation d'énergie réactive au delà de la franchise allouée par EDF
  • réduction de la puissance souscrite par les abonnés,
  • diminution de la section des câbles,
  • diminution des pertes en ligne (ri²),
  • réduction de la chute de tension en ligne (DU=ri),
  • augmentation de la puissance active disponible du transformateur.

III)- LES DIFFERENTS TYPES DE COMPENSATION

La compensation d'énergie réactive peut se faire :

  • par condensateurs fixes (si la puissance des condensateurs est inférieure à 15% de la puissance du transformateur),
  • par batteries de condensateurs à régulation automatique (si la puissance des condensateurs est supérieure à 15% de la puissance du transformateur), qui permettent l'adaptation immédiate de la compensation aux variations de la charge.

    La compensation peut être :

  • globale, en tête d'installation,
  • partielle, par secteur, au niveau du tableau de distribution,
  • locale, aux bornes de chaque récepteur inductif.

La compensation idéale est celle qui permet de produire l'énergie réactive à l'endroit même où elle est consommée et en quantité ajustée à la demande (compensation locale).

IV)- CALCUL DE LA PUISSANCE DES CONDENSATEURS DE COMPENSATION

Sur une installation de puissance réactive Q, et de puissance apparente S, on installe une batterie de condensateurs de puissance Qc.

La puissance réactive absorbée par l'installation passe de Q à Q' : Q' = Q - Qc

Exemple : Relèvement du facteur de puissance

Une installation consomme une puissance active P de 100kW, son cosj est de 0.85 et elle absorbe une puissance réactive de 60kvar.

On souhaite relever le cosj' de notre installation à 0.93 c.a.d tanj'=0.4

a)- Calculer l'énergie réactive devant être fournie par la batterie de condensateurs :

Q'=Q- Qc => Qc=Q'-Q => Qc=Ptanj'-Ptanj

cosj=0.85 => tanj=0.62

Qc=100.(0.4-0.62)= -22kvar

Les batteries de condensateurs devront donc fournir une énergie réactive de 22kvar.

b)- Calcul de la valeur des condensateurs à installer sur chaque phase :

Energie réactive fournie par une batterie de condensateur :