Les tableaux de correction du facteur de puissance (PFC) DevComp sont des tableaux basse tension qui corrigent le facteur de puissance (cos φ) en compensant la puissance réactive absorbée par l’installation sur le réseau grâce à des gradins de condensateurs. Ils sont conçus pour des puissances de 12,5 à 1 000 kVAr et intègrent des gradins à contacteurs (standard) ou à thyristors (dynamiques) , ainsi que des selfs anti-harmoniques pour les installations présentant des charges harmoniques.
Qu’est-ce qu’un tableau de compensation et pourquoi est-il nécessaire ?
Les charges inductives, telles que les moteurs, les transformateurs et les ballasts, consomment de la puissance réactive du réseau pour créer un champ magnétique. Cette puissance ne produit pas de travail ; cependant, elle circule sous forme de courant dans les câbles et les transformateurs, engendrant des pertes et étant facturée par le distributeur d’électricité. Un tableau de compensation génère la puissance réactive nécessaire au sein de l’installation et empêche ainsi ce courant d’être prélevé sur le réseau.
Dans les tableaux DevComp, le régulateur varmétrique reçoit les données instantanées de cos φ et de courant du réseau et active ou désactive les gradins nécessaires. La commutation des gradins est assurée par des contacteurs ; cependant, pour les charges à variation rapide, la commutation par thyristors (statique) est privilégiée afin d’éliminer l’usure mécanique et le délai de commutation.
Dans les installations comportant fréquemment des charges non linéaires (convertisseurs de fréquence, onduleurs, drivers LED, machines à souder), les condensateurs peuvent entrer en résonance avec l’impédance du réseau. Pour éliminer ce risque, des selfs anti-harmoniques sont ajoutées en série avec les gradins ; elles décalent la fréquence de résonance en dessous des rangs harmoniques et prolonge la durée de vie du condensateur.
Spécifications techniques
Les tableaux de compensation DevComp sont configurés en fonction du profil de charge et du niveau harmonique de l’installation. Le tableau ci-dessous récapitule les équipements standard et optionnels.
| Caractéristique | Valeur / option |
|---|---|
| Norme appliquée | IEC 61439-1, IEC 61439-2 ; IEC 61921 pour les installations de condensateurs de puissance |
| Plage de puissance réactive | 12,5 – 1000 kVAr (plusieurs tableaux pour des niveaux de puissance plus élevés) |
| Type de condensateur | Type sec autocicatrisant (MKP) ; cylindrique ou prismatique |
| Commutation des gradins | Contacteur de condensateur (résistance de préinsertion / limiteur de courant d’appel) ou module à thyristors |
| Contrôle | Régulateur varmétrique ; modèles avec mesure des harmoniques et communication en option |
| Self anti-harmoniques | p = 7 % ou p = 14 % ; noyau en fer à protection thermique. |
| Protection des gradins | Interrupteur-sectionneur à fusible ou disjoncteur compact par gradin |
| Gestion thermique : | Ventilateur filtré à commande thermostatique, plan d’entrée/sortie d’air, surveillance de la température interne. |
| Mesure et affichage | cos φ, tension, courant, THD et état des gradins. |
| Communication : | Modbus RTU (en option), sortie d’alarme. |
| Montage | Coffret sur socle ; à côté du tableau principal ou dans un local de compensation séparé |
| Enveloppe | Tôle d’acier laminée à froid (DKP) ; revêtement en poudre électrostatique RAL 7035 |
| Indice de protection | IP31 / IP41 / IP54 |
| Assistance à la maintenance | Mesure de capacité, essais des gradins et remplacement des condensateurs. |
Les valeurs indiquées sont des plages d’application typiques ; les valeurs définitives sont fixées après les mesures sur site et l’analyse harmonique.
Quatre choix clés dans la conception d’une compensation
Contacteur ou thyristor ?
Dans les installations où la charge varie lentement, la compensation par contacteurs est à la fois suffisante et économique. Cependant, pour les charges qui varient en quelques secondes, comme celles des presses, des grues, des ascenseurs et des machines à souder, les contacteurs ne peuvent pas suivre le rythme et s’usent rapidement ; dans ces installations, la compensation dynamique par thyristors est préférable.
Analyse harmonique et choix de la self
Plus le nombre de variateurs, d’onduleurs et de drivers LED augmente, plus la distorsion harmonique s’accroît. L’installation de condensateurs sans analyse harmonique préalable entraîne une surchauffe rapide et une défaillance des gradins. Sur la base des résultats de mesure, une inductance de λ = 7 % ou λ = 14 % est sélectionnée.
Échelonnement des gradins et résolution
Diviser la puissance réactive totale (kVAr) en quelques gros gradins réduit le coût, mais empêche une correction fine. Un échelonnement commençant par de petits gradins permet de maintenir le cos φ cible, même à faible charge.
Exploitation, échauffement et maintenance
Les condensateurs sont sensibles à la chaleur ; le maintien d’une température adéquate à l’intérieur du tableau influe directement sur leur durée de vie. Lors de la maintenance annuelle, la capacité de chaque gradin est mesurée et les températures des contacts des contacteurs et des selfs sont vérifiées.
Dans quels types d’établissements utilise-t-on des tableaux de compensation ?
Toute installation à forte charge inductive qui paie de l’énergie réactive a besoin d’un tableau de compensation. Avec la hausse des niveaux d’harmoniques, les solutions dynamiques ou avec selfs anti-harmoniques prennent une importance croissante.
- Sites de production et usines
- Centres commerciaux et projets à usage mixte
- Hôpitaux et établissements de soins de santé
- Centres de données et installations à forte consommation d’énergie (UPS)
- Stations de traitement d’eau potable et d’eaux usées
- Entrepôts frigorifiques et centres logistiques
- Hôtels et centres d’affaires
- Ateliers équipés de presses, de ponts roulants et de lignes de soudage
Informations techniques pertinentes
Foire aux questions
Quel est le rôle d’une batterie de compensation ?
Le tableau de compensation génère sur site, grâce à des condensateurs, la puissance réactive nécessaire aux charges inductives de l’installation. Ceci réduit le courant apparent prélevé sur le réseau, diminue les pertes dans les câbles et les transformateurs, réduit la chute de tension et élimine les coûts liés à l’énergie réactive. Parallèlement, il devient possible de transporter une puissance active plus importante avec la capacité existante des transformateurs et des câbles.
Quelle est la compensation en kVAr requise pour mon installation ?
La puissance réactive requise (kVAr) est calculée en fonction de la puissance active de l’installation, de son facteur de puissance actuel et du facteur de puissance cible. Pour des résultats précis, il est beaucoup plus fiable d’effectuer des mesures à l’aide d’un analyseur de réseau sur plusieurs jours que de se fier uniquement aux données de facturation. La mesure révèle également le niveau d’harmoniques.
Dans quelles installations la compensation par thyristors est-elle nécessaire ?
Elle est indispensable dans les installations où la charge varie en quelques secondes ou millisecondes : lignes de presse, ponts roulants et systèmes de levage, groupes d’ascenseurs, machines de soudage par points, groupes de scies et de concasseurs. Dans ces applications, les systèmes à contacteurs présentent un temps de réponse insuffisant et s’usent rapidement en raison des commutations fréquentes.
Faut-il choisir une self anti-harmoniques à p = 7 % ou à p = 14 % ?
Le choix se fait en fonction de la composante harmonique dominante dans l’installation. Dans les installations industrielles classiques où la cinquième harmonique est prédominante, un réglage à 7 % (environ 189 Hz) est une solution courante. Dans les installations où la troisième harmonique est également importante et où la densité de charges électroniques monophasées est élevée, un réglage à 14 % (environ 134 Hz) est préférable. La décision est prise à l’aide d’une analyse harmonique basée sur des mesures.
Autres tableaux basse tension
Envoyez-nous vos mesures réseau et choisissons ensemble la solution de compensation
Si vous connaissez votre facteur de puissance, votre niveau d’harmoniques et les caractéristiques de votre charge, nous définissons ensemble l’échelonnement des gradins, le taux de self et le type de commutation. Pour la distribution principale, consultez la page DevPanel.
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