Compensation du facteur de puissance pour les systèmes d'alimentation et de distribution d'énergie

(1)La puissance réactive est la puissance électrique qui établit et maintient le champ magnétique dans les équipements électriques grâce à l'échange de champs électrique et magnétique au sein d'un circuit. Elle ne produit pas de travail externe, mais convertit l'énergie électrique en d'autres formes d'énergie. Tous les équipements électriques dotés de bobines électromagnétiques consomment de la puissance réactive pour établir un champ magnétique. Le champ magnétique du rotor d'un moteur électrique est établi grâce à la puissance réactive fournie par la source d'alimentation. Les transformateurs nécessitent également de la puissance réactive pour générer un champ magnétique dans leur enroulement secondaire et y induire une tension. Par conséquent, sans puissance réactive, le moteur ne tournerait pas et le transformateur ne pourrait pas modifier la tension. et le contacteur CA ne s'enclenchera pas.Dans des circonstances normales, les équipements électriques doivent non seulement prendreLa puissance active provient de la source d'énergie, mais aussi la puissance réactive. Si la puissance réactive du réseau électrique est insuffisante pour répondre à la demande, les équipements électriques ne disposeront pas de la puissance réactive suffisante pour établir un champ électromagnétique normal. Par conséquent, ces appareils ne pourront pas fonctionner à leur puissance nominale et la tension à leurs bornes chutera, perturbant ainsi leur fonctionnement normal. La puissance réactive capacitive permet de compenser la perte de puissance réactive inductive due aux échanges de puissance réactive, équilibrant ainsi efficacement la puissance réactive. La puissance réactive fournie par les générateurs et les lignes de transport à haute tension est loin de suffire à couvrir les besoins du réseau. besoinsLa charge électrique nécessite l'installation de dispositifs de compensation de puissance réactive sur le réseau. Ces dispositifs permettent de compenser la puissance réactive et de répondre aux besoins des utilisateurs.

(2)Les charges électriques du réseau électrique, telles que les moteurs et les transformateurs, sont classées comme des charges inductives résistives. Il existe un déphasage considérable entre les vecteurs de tension et de courant dans les charges inductives. lequelIl est généralement exprimé comme le cosinus de l'angle de phase. On l'appelle également facteur de puissance. Le facteur de puissance est un indicateur relativement important reflétant l'utilisation rationnelle des équipements électriques par les utilisateurs.le utilisation tauxde l'énergie électrique et le niveau de gestion de l'électricité usage.

Le facteur de puissance est classé en :

①facteur de puissance naturel

②facteur de puissance instantané

③facteur de puissance moyen pondéré.

Lefacteur de puissance natureldésigne le facteur de puissance d'un équipement électrique lorsque des dispositifs de compensation de puissance réactive ne sont pas installés, ou en d'autres termes, c'est le facteur de puissance de l'équipement électrique inhérentLa valeur du facteur de puissance naturel dépend principalement de la nature de la charge de l'équipement électrique.

Pour les charges résistives (telles que les lampes à incandescence et les fours à résistance), le facteur de puissance est relativement élevé, égal à 1 ; pour les charges inductives (telles que les moteurs électriques et les machines à souder), le facteur de puissance est relativement faible, inférieur à 1.

Le facteur de puissance instantané estLe facteur de puissance est mesuré à un instant précis par un wattmètre. Cette valeur évolue dans le temps et varie selon le type d'équipement électrique, la charge et le niveau de tension.

Le facteur de puissance moyen pondérédésigne la valeur moyenne du facteur de puissance sur une période de temps définie.

Dans les réseaux électriques, il existe de nombreuses méthodes pour compenser la puissance réactive, notamment l'utilisation de générateurs synchrones, de moteurs synchrones et de compensateurs synchrones. shunter condensateurset des SVC (compensateurs statiques de puissance réactive), entre autres. Dans de nombreux systèmes d'alimentation électrique industriels, la prédominance des charges inductives fait que la charge équivalente totale est généralement inductive. Dans ce cas, des batteries de condensateurs shunt sont couramment utilisées pour compenser la puissance réactive et améliorer le facteur de puissance. Lorsque l'alimentation est assurée par un groupe électrogène sur site, un régulateur automatique de tension d'excitation est généralement installé pour ajuster automatiquement la puissance réactive et la tension.

Selon le lieu d'installation, shunterLes condensateurs peuvent être utilisés pour trois types de compensation : 

①Rémunération centralisée : installer les bancs de condensateurs à un emplacement central sur le bus-barre pour améliorer le facteur de puissance global du poste et réduire les pertes de puissance réactive dans les lignes d'alimentation.

②Rémunération du district : L'installation séparée de batteries de condensateurs sur les barres omnibus dans les zones à faible facteur de puissance pour la compensation zonale permet d'obtenir de meilleurs résultats. Cependant, l'inconvénient est que la plage de compensation est plus réduite qu'avec une compensation centralisée.

③Rémunération locale/sur place :L'installation de batteries de condensateurs à proximité des équipements consommateurs permet une compensation directe de la puissance réactive. Cette méthode est particulièrement efficace pour les équipements inductifs, tels que les moteurs asynchrones et les circuits d'éclairage composés principalement de lampes fluorescentes. L'avantage de cette approche réside dans l'amélioration du facteur de puissance du circuit d'alimentation et de la qualité de la tension des équipements électriques. Cependant, l'inconvénient est la décentralisation de l'installation des batteries de condensateurs, ce qui engendre une charge de maintenance plus importante. Grâce aux progrès réalisés en matière de technologie et de normes de production des condensateurs autoréparateurs, les conditions sont réunies pour le développement des méthodes de compensation locale.