EP3 Relèvement du facteur de puissance TELT. Le facteur de puissance est égal au rapport de la puissance active sur la puissance apparente.

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1 I) Rappel sur le facteur de puissance Le facteur de puissance est égal au rapport de la puissance active sur la puissance apparente. F p = S P Pour le régime sinusoïdal, ce facteur est égal au cos ( I,U ) : F p = cos ϕ II) Les inconvénients d un mauvais facteur de puissance Intensité en ligne trop élevée Pour une même intensité active utilisée par un récepteur, le courant est supérieur avec un mauvais cosϕ. Exemple : Pour transporter 10kW avec un cosϕ 1 = 0,5 sous 230V monophasé (ϕ 1 = 60 ) P Intensité en ligne : I 1 = = = 86,95 I1 87 A V. cosϕ ,5 Pour transporter 10kW avec un cosϕ 1 = 0,93 sous 230V monophasé (ϕ 2 21,5 ) P Intensité en ligne : I 2 = = = 46,75 I2 47 A V. cosϕ ,93 Ιa 0 I a : Courant transformé en ϕ2 puissance mécanique ou en ΙR2 ϕ1 Ι2 chaleur I R2 et I R1 : Courant pour Ι1 l excitation magnétique ΙR1 I 2 et I 1 : Courant dans les conducteurs ϕ 2 et ϕ 1 : Déphasage Courant/Tension I Diagramme des courants Pour une même puissance active utilisée par un récepteur, le courant est d autant plus élevée que le cosϕ est faible, d où des pertes en lignes plus importantes. U Electrotechnique Page 1/3 Y.Sutra

2 Facturation de l énergie réactive Pour les abonnées relevant du tarif jaune ou du tarif vert, EDF, compte, à l aide de deux compteurs, l énergie active et l énergie réactive consommées durant une période donnée. Wréactive EDF effectue, lors de la facturation, le rapport : = tanϕ Wactive Pour ces installations industrielles EDF facture la surconsommation d énergie réactive à partir d un certain seuil qui correspond à tanϕ = 0,4 soit un cosϕ = 0,93 tanϕ > 0,4 ou cosϕ < 0,93 PENALITES Diminution de la puissance disponible Un transformateur de 10kVA avec un cosϕ = 0,5 délivre une puissance active 5kW. Un transformateur de 10kVA avec un cosϕ = 0,93 délivre une puissance active 9,3kW. On dispose alors d une puissance active 53% plus élevée Il est naturellement impossible d éviter que les appareils (moteurs et autres circuit inductifs) consomment de l énergie réactive. En revanche il est possible de compenser LA SOLUTION??? DES CONDENSATEURS Il faudra brancher en dérivation, sur l alimentation, un ou plusieurs condensateurs. Condensateurs Rectibloc (Schneider) Compensation automatique Electrotechnique Page 2/3 Y.Sutra

3 III) Calcul de la puissance réactive Qc et de la capacité C Calcul de la puissance réactive Qc à installer Pour une même intensité active, un condensateur ne consomme pas de puissance réactive, la puissance active absorbée par l installation est inchangée. Puissance réactive Qc fournie par le condensateur S1 Qc = Q1 - Q2 ϕ1 ϕ2 S2 Q2 Q1 P Diagramme des puissances La batterie de condensateur doit fournir la différence entre la puissance réactive initiale Q 1 et la puissance réactive finale Q 2. Q c = Q 1 Q 2 = Ptanϕ 1 - Ptanϕ 2 = P (tanϕ 1 - tanϕ 2 ) Q c = P (tanϕ 1 - tanϕ 2 ) Calcul de la capacité C correspondante La puissance réactive d un condensateur est donnée par la relation : Q = U².C.ω C = Qc = U ².ω P(tanϕ1 tanϕ2) U ². ω C en Farads (F) Qc en Vars (Vars) P en Watts (W) U en Volts (V) ω = 2.π.f pulsation en rad/s Electrotechnique Page 3/3 Y.Sutra

4 4) Manipulation 1 : Le tube fluorescent non compensé La charge étudiée sera un tube fluorescent. 4.1 Travail demandé Relever la tension U 1, le courant I 1 et le facteur de puissance cosϕ 1 aux bornes d un tube fluorescent non compensé (sans condensateur). Que pensez vous du facteur de puissance? On désire relever le facteur de puissance à 0,93 (cosϕ 1 = 0,93). Calculer la valeur du condensateur C qui permettra ce relèvement de facteur de puissance. Tracer à l échelle et sur papier millimétré le diagramme des courants. En déduire les valeurs du courant (I 2 ),de la tension (U 2 ) et du facteur de puissance (cosϕ 2 ) aux bornes du tube fluorescent compensé. 4.2 Schéma de montage W P1 I1 A I1 Tube fluorescent 230V ~ U1 V 5) Manipulation 2 : Le tube fluorescent compensé 5.1 Travail demandé Relever la tension U 2, le courant I 2 et le facteur de puissance cosϕ 2 aux bornes du tube fluorescent compensé (avec condensateur). Comparer les valeurs mesurées par rapport aux valeurs calculées à la question Schéma de montage W P2 I2 A I2 230V ~ U2 V C Electrotechnique Page 4/3 Y.Sutra

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