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“150/0,9) / 630) = 3,11 [kVAr] Compensation totale La puissance totale de la batterie de condensateur nécessaire est de : 6,93 [kVAr] + 3,11 [kVAr] = 10,04 [kVAr] Compensation centralisée de l’ensemble d’une installation Valeurs connues (valeurs relevées sur le…”
Compensation des transformateurs
Les pertes à vide et les pertes en charge d’un transformateur représentent une puissance réactive de type inductif.
On peut les compenser par des condensateurs raccordés aux bornes basse tension du transformateur.
Les données nécessaires au dimensionnement de la batterie de condensateur sont reprises dans la fiche technique du transformateur et sur la facture électrique (cas du remplacement d’un transformateur sur une installation existante).
Compensation des pertes à vide Po
Po = (courant à vide x puissance) / 100 [kVAr]
Compensation des pertes en charge Pc
PC = X / 100 x puissance
où,
- X² = Ucc² – R²
- R = (Pcc / puissance) x 0,1
| Exemple :
Un transformateur immergé à pertes réduites d’une puissance de 630 kVA a comme caractéristiques : Ucc = 4 % Courant à vide = 1,1 % Pcc = 5 570 [W] Compensation à vide Po = (1,1 x 630) / 100 = 6,93 [kVAr] Compensation en charge À pleine charge (8 760 h/an) : R = (5 570 / 630) x 0,1 = 0,91 X² = 4² – 0,91² = 15,17, d’où X = 3,89 PC = 3,89 / 100 x 630 = 24,5 [kVAr] Or le transformateur ne travaille quasiment jamais à pleine charge. À charge moyenne : Dans le cas d’une installation existante, il est possible de connaître la charge moyenne du transformateur, en connaissant la pointe 1/4 horaire, le coefficient d’utilisation et le cos φ : La somme des coefficients d’utilisation mensuel donne le nombre d’heures de fonctionnement de l’installation à une puissance égale à la pointe 1/4 horaire moyenne de l’année. Par exemple : la somme des coefficients d’utilisation = 4 200 [h], ce qui équivaut à un coefficient d’utilisation mensuel moyen de 350 [h]. La puissance 1/4 horaire moyenne de l’année est de 150 [kW]. Cela revient à dire que la consommation de ce bâtiment est équivalente à un appel de puissance de 150 [kW] pendant 4 200 [h/an]. La puissance de compensation moyenne en charge est donc de (avec un cos φ de 0,9) : PC = 24,5 [kVAr] x (4 200 / 8 760) x ((150/0,9) / 630) = 3,11 [kVAr] Compensation totale La puissance totale de la batterie de condensateur nécessaire est de : 6,93 [kVAr] + 3,11 [kVAr] = 10,04 [kVAr] |
Compensation centralisée de l’ensemble d’une installation
Valeurs connues
(valeurs relevées sur le compteur pendant un temps “t” et divisées par “t” , ou valeurs lues sur la facture mensuelle)
- la puissance active P en kW,
- la puissance réactive Q en kVAr,
- d’où, la valeur de tg phi de l’installation : Q / P, appelée tg phi1.
Puissance réactive nécessaire des condensateurs
Puissance réactive des condensateurs :
Qc = P x p
où, p = coefficient figurant sur le tableau ci-dessous
Remarque.
Le tableau fournit le coefficient p permettant de passer du cos phi1 initial au cos phi2 souhaité. Ce coefficient p est encore obtenu par : p = tg phi1 – tg phi2.
| Exemple :
Relevé au compteur actif pendant 10h = 1 670 [kWh] Relevé correspondant au compteur réactif pendant 10h = 2 000 [kVArh] Puissance active P = 1 670 / 10 = 167 [kW] Puissance réactive Q = 2 000 / 10 = 200 [kVAr] Il en résulte : tg phi1 = 200 / 167 = 1,2 d’où cos phi1 = 0,64 Le cos phi2 souhaité = 0,9 (tg phi2 = 0,48) Le facteur p correspondant est alors de 0,72 (voir tableau ci-dessus ou tg phi1 – tg phi2 = 1,2 – 0,48). Il en résulte la puissance des condensateurs à installer : QC = 167 x 0,72 = 120 [kVAr]. |
Calcul du temps de retour
Il est alors possible de calculer le temps de retour de l’installation :
| POUR CONVAINCRE LE DÉCIDEUR FINANCIER | |
| Prendre, parmi les factures d’électricité, celle où la facturation d’énergie réactive est la plus importante | Éléments à extraire de la facture :
1. Puissance de l’installation : P = …………..kW 2. cos phi (ou tg phi) de l’installation : phi = ………. Éléments à extraire du tableau (calcul de puissance de la batterie) : 1. déterminer le cos phi que l’on souhaite obtenir. (en général, on choisit un cos phi = 0,92) 2. coefficient : p = ……………. |
| Puissance du condensateur | QC = P x p = …………. x …………. = ………… kVAr
Critères pour le choix du condensateur :
|
| Calcul du retour d’investissement du condensateur | 1. montant de la pénalité d’énergie réactive : Fr = ………… € (voir facture)· 2. prix indicatif du condensateur : 3. période de retour d’investissement : |
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Antidote :
Winmerge :
Style css des tableaux : Thibaud
Juin 2009 : mise en page et liens internes, Sylvie.