Dans notre monde où le besoin en énergie électrique ne cesse d’augmenter, l’utilisation efficace de l’énergie doit également être l’un de nos principaux axes d’attention. L’utilisation efficace de l’énergie consiste à accomplir le même travail avec moins d’énergie, sans aucune perte.

L’énergie subit des pertes depuis le point où elle est produite jusqu’au point où elle est consommée. L’une de ces pertes est celle causée par la puissance réactive absorbée par les charges électriques.

Qu’est-ce que la puissance réactive ?

Les charges de caractère capacitif ou inductif tirent du réseau un courant actif, capacitif et inductif en fonction de leurs besoins énergétiques.

S’il n’y a pas de différence de phase entre le courant prélevé sur le réseau et la tension du réseau, la puissance utilisée est la puissance active.

Si le courant prélevé sur le réseau est en avance de 90 degrés sur la tension, la puissance utilisée est la puissance capacitive.

Si la tension prélevée sur le réseau est en avance de 90 degrés sur le courant, la puissance utilisée est la puissance inductive.

Comme on peut le constater, les amplitudes des courants capacitifs et inductifs sont vectorielles et de sens opposés. Autrement dit, dans un système où un courant capacitif est présent, l’utilisation d’une charge absorbant un courant inductif rapprochera la puissance réactive totale de 0 dans ce système.

La puissance réactive est une composante de puissance qui ne produit pas de travail dans le système, qui crée uniquement le champ magnétique nécessaire au fonctionnement des charges réactives et qui est en réalité indésirable ; c’est pourquoi les systèmes de compensation de puissance réactive sont intégrés aux installations.

Qu’est-ce que la compensation de puissance réactive ?

La compensation de puissance réactive est le processus consistant à rapprocher la puissance réactive totale de « 0 ». Pour cela, après avoir déterminé la puissance réactive et la puissance active présentes dans le système, on fixe la valeur à laquelle le facteur de puissance doit être amené (généralement 0,95) et l’on crée le tableau de compensation. Pour les entreprises ayant un profil de charge à dominante capacitive, on utilise dans le tableau de compensation une bobine de charge inductive (réacteur shunt) ; dans les entreprises ayant un profil de charge à dominante inductive, on utilise des condensateurs dans le tableau de compensation.

Charges capacitifs

Ballasts électroniques

Longs câbles souterrains

UPS

Appareils électroniques (en raison des condensateurs utilisés à l’intérieur)

Condensateurs

Charges inductives

Moteurs électriques

Ballasts mécaniques

Transformateurs

Bobines

Quels sont les avantages de la compensation de puissance réactive ?

Dans une installation où la compensation n’a pas été effectuée et où des puissances réactives sont présentes, un courant sera également prélevé du réseau pour la puissance réactive en plus de la puissance active, ce qui entraînera un transport de courant excessif. Les conséquences de cette situation sur le système ;

Surchauffe des câbles, augmentation des sections de câbles

Chute de tension

Échauffement des transformateurs, insuffisance des transformateurs et des générateurs

Diminution de la capacité de transport d’énergie et du rendement

Paiement de la pénalité de puissance réactive

en plus de pertes matérielles telles que celles-ci, cela entraîne des problèmes pouvant provoquer des pannes du système.

Produits utilisés dans les systèmes de compensation

Dans les systèmes de compensation, selon les besoins, sont utilisés : relais de contrôle de puissance réactive, transformateur de courant, disjoncteur, contacteur de compensation, condensateur, pilote de charge inductive, contacteur statique, réacteur shunt, filtres harmoniques.

Les relais de contrôle de puissance réactive déterminent les données de puissance active, inductive et capacitive du système électrique en mesurant les informations de courant reçues via les transformateurs de courant et les informations de tension reçues directement des barres omnibus. En fonction de ces données, ils mettent en service les condensateurs et/ou les réacteurs shunt selon la réactance inductive et capacitive requise par le système, afin de rapprocher le facteur de puissance de 1. Les condensateurs sont mis en service via des contacteurs de compensation, tandis que les réacteurs shunt sont mis en service via des pilotes de charge inductive ou des contacteurs statiques. Les filtres harmoniques protègent quant à eux les systèmes dans lesquels se produisent des composantes harmoniques contre les courants harmoniques.

Méthodes de compensation

Lors de la mise en place d’un système de compensation, la caractéristique de la charge doit être prise en compte. Il existe différents types de compensation pour différents groupes de charges.

1- Compensation classique

Dans la compensation classique, la méthode la plus couramment utilisée, les condensateurs sont pilotés via des contacteurs de compensation tandis que les réacteurs shunt ne sont pas utilisés.

Elle est appliquée dans les systèmes comportant des charges inductives. Le faible coût d’investissement et la simplicité de conception du système constituent les avantages de la méthode de compensation classique.

2- Compensation pilotée

La compensation pilotée est conçue pour les systèmes comportant des charges capacitives déséquilibrées à variation rapide, et les réacteurs shunt sont mis en service via des pilotes de charges inductives.

Dans les systèmes où les charges se mettent en service et se retirent rapidement et de manière déséquilibrée, on profite de la capacité de commutation rapide des pilotes de charges inductives, tout en offrant à l’utilisateur une conception de tableau électrique plus compacte.

3- Compensation à commutation par thyristors

Conçus pour les systèmes comportant des charges qui se mettent en service et se retirent plus rapidement que dans une compensation pilotée. Ce sont des systèmes dans lesquels les condensateurs sont commutés par des thyristors aux points où la tension est de 0 V, sans attendre le temps de décharge des condensateurs. Ainsi, une commutation rapide est assurée pour les charges à mise en service et hors service très rapide, tandis que les coûts d’investissement initiaux sont élevés.

4- Compensation avec filtre harmonique

Les filtres harmoniques développés pour les systèmes présentant des courants harmoniques sont raccordés en série aux condensateurs dans les systèmes de compensation et jouent un rôle de filtrage passif contre les harmoniques.

Solutions de compensation Sigma Elektrik

SİGMA Elektrik vise à permettre aux entreprises de consommer une énergie plus efficace et de meilleure qualité grâce à des solutions complètes qu’elle propose avec des produits innovants dans les domaines de la compensation de puissance réactive et de la qualité de l’énergie.

SİGMA Elektrik propose, pour tous les besoins de compensation dans l’industrie, des relais de contrôle de puissance réactive de dernière technologie, capables de mesurer jusqu’à la 63e harmonique et de mesurer avec une grande précision plus de 100 paramètres de l’énergie.

Des pilotes de charges inductives (SVC) fonctionnant en parfaite coordination avec les relais de contrôle de puissance réactive Sigma, et offrant également une compensation précise face aux charges à variation rapide

Des transformateurs de courant capables de répondre à tous les besoins des clients grâce à une très large gamme de produits

Des contacteurs de compensation offrant une grande durabilité et une sécurité élevée lors du passage des courants d’appel,

Des réacteurs shunt conçus pour une longue durée de vie et pour résister à des conditions de travail difficiles

Ils offrent des solutions complètes de compensation et de qualité de l’énergie grâce à des condensateurs de puissance fonctionnant en toute sécurité même à haute température.