II.1.2- Paramètres Electriques [11]
L'énergie électrique est essentiellement
distribuée aux utilisateurs sous forme de courant alternatif par des
réseaux en haute, moyenne et basse tension. L'énergie
consommée est composée d'une partie « active »
transformée en chaleur ou en mouvement, et d'une partie «
réactive » transformée par les actionneurs
électriques pour créer leurs propres champs
magnétiques.
II.1.2.1- Energie active
L'énergie active consommée (kWh) résulte
de la puissance active P (kW) des récepteurs. Elle se transforme
intégralement en puissance mécanique (travail) et en chaleur
(pertes).
II.1.2.2- Energie réactive
L'énergie réactive consommée (kVarh)
correspond à la puissance réactive Q (kVar) des
récepteurs. L'utilisateur ne bénéficie que de l'apport
énergétique de la partie « active ». Il convient de
préciser que la partie réactive ne peut être
éliminée, mais doit être compensée. Les
économies d'énergie se chiffrent par dizaines de pour cent de la
consommation globale, situant les procédés de compensation
d'énergie réactive en première ligne du combat pour la
réduction de l'impact des activités humaines sur
l'écosystème de notre planète.
II.1 .2.3-Energie apparente
L'énergie apparente (kVAh) est la somme vectorielle
des deux énergies précédentes. Elle correspond à la
puissance apparente S (kVA) des récepteurs, somme vectorielle de P (kW)
et Q (kVar). C'est une énergie fictive car elle ne produit pas de
travail ou de chaleur mais sert au dimensionnement des sections des conducteurs
de la ligne de distribution ainsi que celle du circuit magnétique et des
bobinages des différentes machines.
II.1 .2.4-Facteur de Puissance
Le facteur de puissance est égal par définition
à :
Carte de flux énergétiques et perspectives
d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier
d'alucam/socatral
Si les courants et tension sont des signaux parfaitement
sinusoïdaux, le facteur de puissance est égal à cos ??.
On définit ainsi :
-la puissance apparente : S= UI (kVA), -la puissance active : P=
UI cos ?? (kW),
-la puissance réactive ; Q= UI sin ?? (kVar).
P (kW)
Q (kVar)
S (kVA)
Figure 2.1: composition vectorielle des puissances
II.1.2.5- Inconvénients et compensation de
l'énergie réactive
Du fait d'un courant appelé plus important, la
circulation de l'énergie réactive sur les réseaux de
distribution entraîne :
- Des surcharges au niveau des transformateurs ; - Des pertes
supplémentaires ;
- L'augmentation de la facture électrique ; - Des chutes
de tension importantes ;
Compensation : [6]
Pour les raisons évoquées ci-dessus, il est
nécessaire de produire l'énergie réactive au plus
près possible des charges, pour éviter qu'elle ne soit
appelée sur le réseau. C'est ce qu'on appelle «compensation
de l'énergie réactive».
V' Compensation globale : la batterie est
raccordée en tête d'installation et assure la compensation pour
l'ensemble des charges. Elle convient lorsqu'on cherche essentiellement
à supprimer les pénalités et soulager le poste de
transformation.
V' Compensation locale ou par secteurs : la batterie
est installée en tête du secteur d'installation à
compenser. Elle convient lorsque l'installation est étendue et comporte
des ateliers dont les régimes de charge sont différents.
Carte de flux énergétiques et perspectives
d'efficacité dans une
fonderie d'aluminium: cas particulier
d'alucam/socatral
V' Compensation individuelle : la batterie est
raccordée directement aux bornes de
chaque récepteur inductif (moteur en particulier). Elle
est à envisager lorsque la
puissance du moteur est importante par rapport à la
puissance souscrite. Cette
compensation est techniquement idéale puisqu'elle
produit l'énergie réactive à
l'endroit même où elle est consommée, et en
quantité ajustée à la demande.
En présence des harmoniques, Ces harmoniques
perturbent le fonctionnement de nombreux dispositifs. En particulier, les
condensateurs y sont extrêmement sensibles du fait que leur
impédance décroît proportionnellement au rang des
harmoniques présents. Dans certaines circonstances, des
phénomènes de résonance peuvent se produire
entraînant une forte distorsion de tension et la surcharge des
condensateurs. Selon la puissance des générateurs d'harmoniques
présents, différents types de condensateurs doivent être
choisis, associés éventuellement à des inductances. Pour
les valeurs élevées de puissance des générateurs
d'harmoniques, le traitement des harmoniques est en général
nécessaire. Le dispositif approprié (filtre d'harmonique) remplit
à la fois les fonctions de compensation d'énergie réactive
et de filtrage des harmoniques.
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