L’électricité – Le facteur de puissance

     Les sociétés qui fournissent l’énergie électrique donnent parfois des amendes aux clients qui ont un facteur de puissance trop bas. Les condensateurs de correction du facteur de puissance fournissent au système l’énergie réactive (Q en kVAR) demandée par les charges inductives. En corrigeant un mauvais facteur de puissance, les condensateurs réduisent la demande (S en kVA), diminuant ainsi la charge sur les transformateurs des sociétés fournisseuses d’énergie. Lorsque la puissance diminue la facture de consommation d’énergie diminue aussi, les appareils fonctionnent à plus basse température et leur durée de vie est augmentée.

facteur_de_puissance

Volta Electricité – Publication dans le forum le 02/01/2007 04:37.
Soumission de : Vince.

Question :

Titre : l’énergie réactive

Message : Comment expliquer à une personne du public : le cosinus Phi, l’énergie réactive, la compensation… Et pourquoi, il arrive que les éoliennes tournent en moteur ?

Volta Electricité – Publication dans le forum le 02/01/2007 15:12.
Soumission de : Bitec.

Réponse :

Pour comprendre les termes pour lesquels vous souhaitez des explications simples il faut connaître un minimum de vocabulaire d’électricien et notamment le volt, l’ampère, le watt, l’ohm, le Courant Continu, le Courant Alternatif et leur définition. L’explication détaillée nécessiterait plusieurs pages.

Le cosinus Phi s’appelle aussi Facteur de Puissance.

En Courant Alternatif la puissance mesurée avec un wattmètre s’appelle la Puissance Active, elle s’exprime en Watts, c’est celle restituée sous forme de travail. Sur le même circuit celle résultant du produit des mesures de tension  par l’intensité s’appelle la Puissance Apparente, elle s’exprime en Volts Ampères. Le rapport de la Puissance Active sur la Puissance Apparente donne le Cosinus Phi. En courant continu ce rapport est toujours égal à 1 et on parle simplement de Puissance, elle s’exprime en Watts. En Courant Alternatif si on n’applique pas de dispositif de correction, le Facteur de Puissance sera égal à 1 seulement dans le cas où le circuit est purement résistif (résistante parfaite, exemple : liaison courte alimentant un convecteur).

Dans les cas ou le circuit comprend des moteurs, des appareils d’éclairage à tube fluorescent, d’une manière générale des bobinages, l’effet magnétisant des bobines modifie la valeur de résistance du circuit qui ne s’appelle plus Résistance mais Impédance. On dit dans ce cas qu’il s’agit d’un circuit inductif. Outre la différence de valeur entre les Watts et les Volts Ampères on constate alors sur un oscilloscope et pour les mêmes raisons l’effet de l’impédance, il se traduit par un retard de la sinusoïde intensité sur la sinusoïde tension. Ce retard s’appelle un déphasage. Sans rentrer dans des explications « barbares », si on reporte sur un diagramme sous forme de vecteurs les valeurs Tension et Intensité on devra dissocier les deux vecteurs de sorte qu’ils forment l’angle de déphasage correspondant. Cet angle est appelé Phi  (lettre grecque dont le caractère ne figure pas, je crois,  sur le clavier).

triangle_puissance

De même qu’avec des bobines, si le circuit comprend des condensateurs ou des dispositions ayant des effets semblables on obtient une impédance. Dans ce cas le circuit n’est pas inductif mais capacitif et à l’opposé du circuit inductif, la sinusoïde tension est en retard sur la sinusoïde intensité.
En supplément de l’Energie Active, lorsque le Cosinus Phi est  inférieur à 1 on consomme de l’Energie Réactive due pour les cas les plus courants à la présence de moteurs. On installe alors des condensateurs de compensation permettant d’approcher l’­objectif de superposition des sinusoïdes tension et intensité traduisant un cosinus Phi égal à 1.

A titre indicatif la plupart des appareils d’éclairage fluorescents sont de fabrication « compensé » c’est à dire munis d’un condensateur de compensation.