Qu'est-ce que le facteur de puissance? En termes simples, c'est le ratio de la puissance réelle (kW) sur la puissance apparente (kVA). (F.P. = kW/kVA). Le tout est formulé en pourcentage. (900 kW/1000 kVA = 90%).
Afin de bien comprendre le facteur de puissance, il est essentiel de bien saisir la différence entre les charges inductives et résistives.
Les charges résistives utilisent 100 % de leur puissance pour produire du travail. WOW! Pas trop clair, n'est-ce pas? Envisageons-le de cette façon: un élément chauffant électrique ayant une puissance de 100 kW produira 100 kW de chaleur. Pas de pertes! Tout va en "travail". Un éclairage incandescent, disons de 10 kW, produira 10 kW d'éclairage. La puissance demandée par une charge résistive est une puissance en kW, ou une puissance réelle.
En regardant la courbe d'une charge résistive, on remarque que l'ampérage et voltage sont en phase, donc une seule courbe.
Par contre, une charge inductive utilise une partie de sa puissance pour opérer, et le reste de la puissance pour le "travail." Un moteur électrique, étant une charge inductive, utilise une partie de sa puissance pour se magnétiser et le reste pour le travail, soit fournir des chevaux-vapeur. Le même principe s'applique à d'autres charges inductives: transformateurs, ballasts, etc. La puissance utilisée par une charge inductive est mesurée en kVA, ou puissance apparente.
Les charges inductives créent un déphasage du courant: le voltage et l'ampérage ne sont plus en phase. On peut voir deux courbes.
Les graphiques ci-bas démontrent bien la différence.
Qu'est-ce que le facteur de puissance? En termes simples, c'est le ratio de
la puissance réelle (kW) sur la puissance apparente (kVA). (F.P. = kW/kVA).
Le tout est formulé en pourcentage. (900 kW/1000 kVA = 90%).
La réponse la plus fréquente à ceci est fort simple: L'ARGENT !
La majorité des compagnies utilitaires pénalisent leurs clients à cause d'un mauvais facteur de puissance. De façon générale, un facteur de puissance supérieur à 90 % est accepté. Dans certains cas, les pénalités seront appliquées si le facteur de puissance est inférieur à 95 % et même à 100 %.
Certaines compagnies utilitaires montreront le facteur de puissance sur leurs factures, d'autres non. Certaines ne montreront pas les pénalités, mais vous montreront le facteur de puissance. D'autres ne feront aucune mention de tout ceci.
Afin de démontrer la façon utilisée pour pénaliser un mauvais facteur de puissance, nous utiliserons la méthode employée par notre compagnie utiliaire locale. Sur la facture, les informations suivantes sont fournies: Facteur de puissance, Puissance réelle, Puissance apparente et Puissance de facturation.
Vous pensez peut-être que tout ceci est très compliqué. En fait, c'est assez simple. Voici la façon de procéder : la facturation de la puissance sera basée sur le plus élevé de 100 % de la puissance réelle ou 90 % de la puissance apparente. Clarifions le tout avec un exemple: puissance en kW = 1 000. Puissance en kVA = 1 500. Facteur de puissance = 66,6 % (kW/kVA ou 1 000/1 500). La puissance facturée sera donc la plus élevée de 100 % de la puissance en kW (1 000) ou 90 % de la puissance en kVA (1 350). La puissance de facturation sera donc de 1 350, ceci étant la plus élevée des deux puissances.
La pénalité ne sera peut-être pas montrée sur la facture, mais dans le cas mentionné ci-haut, elle serait de 350 kW (1 350 kVA - 1 000 kW). En supposant un coût de 10 $ / kW de puissance, et que cette condition se répète pendant 12 mois, l'économie mensuelle serait de 3 500 $ ou 42 000 $ par année.
Il est vrai que l'amélioration du facteur de puissance génère des économies intéressantes. D'autre bénifices importants sont également le résultat de l'amélioration du facteur de puissance. L'un de ces avantages est l'allégement des transformateurs.
Prenons en exemple un transformateur de 1000 kVA ayant une charge totale de 1000 kVA avec un facteur de puissance de 70%. Le fait d'améliorer le facteur de puissance à 90% réduira la charge totale à 778 kVA, permettant l'ajout de charges sans changer de transformateur. (1000 kVA x .7 (pour savoir le kW /.90 (afin de déterminer la charge à 90% de facteur de puissance)). Ceci réduira la charge totale de 222 kVA.
La façon la plus économique d'améliorer le facteur de puissance est par l'utilisation de condensateurs. Ces derniers réduiront le déphase, ce qui a pour effet de réduire la demande en kVA.
Où les installer? Il existe plusieurs écoles de pensées : moteur à moteur, sur chaque poste de distribution en statique, à l'entrée principale en statique, un système automatique de correction du facteur de puissance à l'entrée principale, à basse tension, à moyenne tension, à haute tension et finalement, n'importe quelle combinaison des solutions mentionnées ci-haut.
Notre approche est de discuter des besoins de chacun de nos clients afin de déterminer la façon la plus rentable et la plus avantageuse d'améliorer le facteur de puissance. Nous sommes à votre disposition pour vous aider dans l'évaluation de vos besoins. N'hésitez pas à nous contacter.
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