Guide pratique de choix des condensateurs de puissance : types shunt, de marche moteur et métallisés, tension/kvar, réactances d'accord et pose sûre en armoire.
Un condensateur de puissance stocke et restitue de l'énergie réactive pour compenser la charge inductive des moteurs, transformateurs et ballasts. Dans un tableau basse tension, c'est le moyen le moins coûteux d'améliorer le facteur de puissance, de réduire les pertes ligne et de libérer la capacité du transformateur d'alimentation. Bien dimensionné, un banc de condensateurs est amorti en quelques mois grâce à la baisse de la puissance souscrite.
Deux grandeurs définissent le travail : la tension nominale (doit être égale ou supérieure à la tension du réseau) et la puissance réactive en kvar (la quantité de compensation fournie). Le reste —type de diélectrique, disposition des bornes, protection— en découle.
Dans un tableau basse tension classique, le banc de condensateurs vit près de l'arrivée principale, alimenté par un contacteur et protégé par un fusible. Comme il reste permanentement connecté au bus, ses caractéristiques doivent supporter la pleine tension du réseau et les transitoires de commutation du tableau, pas seulement la charge nominale.
| Type | Usage typique | Plage de tension | Notes |
|---|---|---|---|
| Shunt autocicatrisant (BSMJ) | Bancs de correction du facteur de puissance | 230–690 V | Film métallisé, compact, coupure auto en défaut |
| De marche moteur (CBB60/61/65, CL11) | Démarrage/marche moteurs monophasés | 250–450 V AC | Longue durée, faibles pertes; dimensionner par kW moteur |
| Métallisé impulsion (MSMJ) | Circuits de décharge à fort pic | jusqu'à 1000 V | ESR très basse, pour allumage et déclenchement |
| Condensateur + régulateur CFP | Compensation automatique par paliers | 400/415 V | Paliers par contacteur; accorder en réseau sale |
Pour la plupart des constructeurs de tableaux, le condensateur shunt est la pièce maîtresse ; les types de marche se choisissent par moteur, non par banc.
La compensation nécessaire est la différence entre la puissance réactive actuelle et cible :
Q (kvar) = P (kW) × (tan φ₁ − tan φ₂)
Exemple : une charge de 75 kW à cos φ₁ = 0,75 (φ₁ ≈ 41,4°) portée à cos φ₂ = 0,95 (φ₂ ≈ 18,2°) nécessite Q = 75 × (0,882 − 0,325) ≈ 41,8 kvar. Arrondissez à des paliers standards (ex. 12 + 12 + 18 kvar) et laissez le régulateur les brancher.
Dans les réseaux avec variateurs, ballasts LED ou soudure, les harmoniques poussent les condensateurs en résonance et à une défaillance prématurée. Une réactance d'accord en série déplace la fréquence propre du banc sous l'harmonique dominante (typiquement 189 Hz en 50 Hz ou 210 Hz en 60 Hz), si bien que le condensateur n'amplifie plus les 5e et 7e harmoniques. Utilisez un banc accordé lorsque le taux de distorsion harmonique du courant (THDi) dépasse ~15%. Les bancs accordés sont un peu plus gros et ont une petite perte supplémentaire, mais ils protègent les condensateurs et le reste de l'installation de l'échauffement harmonique, aussi dans les sites industriels mixtes sont-ils le choix par défaut.
Un condensateur absorbe un fort courant d'appel à l'enclenchement —souvent 50 à 100 fois son courant nominal pendant quelques millisecondes. Un contacteur AC standard soudera ses contacts en quelques semaines s'il est utilisé directement. Les contacteurs pour condensateurs résolvent cela avec des résistances de précharge ou des modules d'amortissement qui limitent la première demi-période. Pour les bancs automatiques, montez un contacteur par palier et laissez le régulateur CFP décider combien de paliers enclencher selon le facteur de puissance réel. Ne commutationnez jamais un grand banc avec un contacteur de moteur classique.
Les condensateurs basse tension fiables sont construits selon IEC 60831 (ou UL 810 en Amérique du Nord). Demandez au fournisseur le rapport d'essai de type, pas seulement la plaque. Une vraie unité à film autocicatrisant indique son mode de fin de vie, sa classe de température et sa durée de vie attendue en régime nominal —typiquement 100 000 heures. Les produits bon marché qui omettent ces données économisent souvent sur le diélectrique et tombent en panne tôt dans les tableaux chauds.
Choisir le bon condensateur de puissance tient surtout à la discipline : dimensionner en kvar, appareiller tension et fréquence, et accorder en réseau sale. Ces trois points réglés, le banc tiendra toute sa durée nominale.
Le condensateur shunt (autocicatrisant) sert à la compensation fixe d'un tableau ou d'une dérivation entier, dimensionné en kvar. Le condensateur de marche se choisit par moteur pour créer un déphasage au démarrage ou au fonctionnement d'une machine monophasée, dimensionné en µF et volts. Si vous compensez toute une installation, prenez des paliers shunt ; si vous réparez un moteur, prenez le type de marche.
Les causes habituelles sont la chaleur, les harmoniques et l'appel. Une mauvaise ventilation monte la température du film et le vieillit ; un réseau sale sans réactance d'accord provoque la résonance ; et commuter sans contacteur condensateur soude les contacts. Vérifiez les espacements, ajoutez une réactance d'accord si THDi > 15% et utilisez des contacteurs à précharge.
Seulement en réseaux riches en harmoniques —avec beaucoup de variateurs, de LED ou de soudure. La réactance d'accord déplace la fréquence propre du banc sous la 5e harmonique pour éviter la résonance. Sur un réseau propre à THDi < ~15%, un banc standard suffit et coûte moins cher.
Non. Surdimensionner surcompense, pousse le facteur de puissance en avance et monte la tension du bus, ce qui contraint les autres équipements et peut franchir la limite du fournisseur. Dimensionnez au Q calculé et laissez le régulateur suivre la charge par paliers.
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