4 exemples de calculs de compensation de la puissance réactive

Tout d'abord, disons quelques mots sur les bases de la puissance réactive dans le système. Le courant réactif se produit dans chaque système électrique. Non seulement les charges importantes, mais les charges plus petites exigent également une puissance réactive. Les générateurs et les moteurs produisent une puissance réactive, ce qui entraîne des charges inutiles et des pertes de puissance dans les lignes.

La figure 1 montre le schéma synoptique du chargement du réseau.

Figure 1 - Schéma de circuit équivalent d'un réseau à charge différente: a) Circuit équivalent; B) Diagramme de Phasors

La puissance réactive est nécessaire pour générer des champs magnétiques, par ex. Dans les moteurs, les transformateurs et les générateurs. Cette puissance oscille entre la source et la charge et représente un chargement supplémentaire.

Les entreprises d'alimentation électrique et les consommateurs de cette énergie électrique sont intéressés à réduire ces inconvénients aussi bien que possible. D'autre part, les charges non linéaires et les convertisseurs de phase commandent des harmoniques qui entraînent des variations de tension et une diminution du facteur de puissance. Afin de réduire ces harmoniques, on utilise des circuits de résonance série (filtre).

Exemple 1 - Détermination de la puissance capacitive

Une charge a une puissance effective de P = 50 kW à 400 V et le facteur de puissance doit être compensé de cosφ = 0,75 à cosφ = 0,95. Déterminer la puissance capacitive requise. La puissance et le courant avant compensation sont:

La puissance et le courant après compensation sont:

La puissance capacitive requise est:

Exemple 2 - Puissance capacitive Avec facteur k

La puissance capacitive peut être déterminée avec le facteur k pour une puissance effective donnée. Le facteur k est lu dans un tableau 1 - Multiplicateurs pour déterminer les kilovars de condensateur nécessaires à la correction du facteur de puissance (voir ci-dessous) et multipliés par la puissance effective. Le résultat est la puissance capacitive requise.

Pour une augmentation du facteur de puissance de cosφ = 0,75 à cosφ = 0,95, on trouve dans le tableau 1 un facteur k = 0,55:

Exemple 3 - Détermination de la section transversale du câble

Une puissance triphasée de 250 kW, avec Un = 400 V, à 50 Hz doit être transmise sur un câble de 80 m de longueur. La chute de tension ne doit pas dépasser 4% = 16 V. Le facteur de puissance doit être augmenté de cosφ = 0,7 à cosφ = 0,95. Quelle est la section de câble requise?

La consommation actuelle avant compensation est:

La consommation courante après compensation est:

La résistance effective par unité de longueur pour 516 A est:

Selon le tableau 2 (voir ci-dessous), il faut choisir un câble de section 4 × 95 mm2. La résistance effective par unité de longueur pour 380 A est:

Ici, une section de câble de 4 x 70 mm2 est nécessaire. Comme l'illustre cet exemple, le facteur de puissance amélioré conduit à des coûts plus faibles à cause de la section réduite.

Exemple 4 - Calcul de la valeur c / k

Étant donné une batterie de 150 condensateurs, c'est-à-dire 5 étages de 30 chacun, une tension d'alimentation de 400 V et un transformateur d'instrument avec un k de 500 A / 5 A, quelle est la valeur c / k? Le rapport c / k est donné par.