Comment dimensionner une batterie de condensateurs de correction du facteur de puissance : calcul en kVAr, condensateurs moteur vs dérivation, standard vs désaccordé, et quoi spécifier au bon de commande.
Un condensateur de correction du facteur de puissance (PFC) est l'appareil réactif le moins cher d'un coffret basse tension. Au lieu de puiser toute la puissance apparente sur l'alimentation, le condensateur fournit localement les vars d'aimantation dont les moteurs, transformateurs et ballasts ont besoin — si bien que le fournisseur voit un courant plus faible pour le même travail utile. Bien dimensionné, le tableau tourne plus froid, les câbles sont plus petits et la pénalité de facteur de puissance disparaît de la facture. Mal dimensionné, on surcompense en facteur de puissance capacitif, on excite des résonances, ou on monte un condensateur qui ne survit pas aux harmoniques de la barre. Ce guide traite ce qu'un acheteur ou constructeur de coffrets doit réellement spécifier.
Les charges inductives — moteurs, soudeuses, ballasts fluorescents et LED, transformateurs — tirent un courant en retard sur la tension. Le rapport de la puissance active (kW) à la puissance apparente (kVA) est le facteur de puissance, et l'écart entre elles est la puissance réactive exprimée en kilovar (kVAr). Une batterie de condensateurs injecte des vars capacitifs qui annulent une partie de ce retard, ramenant le facteur de puissance vers 1,0. Pour un site facturé au kVA ou pénalisé sous un fp contractuel (souvent 0,9), un condensateur est généralement la mise à niveau au retour le plus rapide.
La cible est un fp corrigé, typiquement 0,95, pas 1,0 — annuler totalement le retard risque un fp capacitif et une surtension. Estimez le kVAr requis à partir du kW de la charge et du fp de départ et cible, ou utilisez la règle qu'une correction de 0,7 à 0,95 demande environ 0,55 kVAr par kW de charge. Pour un moteur seul, le condensateur est dimensionné à son besoin d'aimantation, pas à son plein calibre, pour ne pas surexciter la machine à la décélération.
| Moteur / charge (kW) | kVAr pour 0,7 à 0,95 | Unité typique |
|---|---|---|
| 1,5 | 0,8 à 1,0 | condensateur permanent moteur |
| 7,5 | 4 à 5 | gradin condensateur de dérivation |
| 22 | 11 à 13 | gradin à régulateur PF automatique |
| 75 | 38 à 45 | batterie condensateurs multi-gradins |
| 160 | 80 à 95 | batterie désaccordée, site harmonique |
Ce sont des valeurs de planification ; confirmez-les face au fp réellement mesuré et au contrat fournisseur, car une batterie fixe dimensionnée pour la charge de pointe surcorrigera en charge faible.
Ne confondez pas les deux. Un condensateur permanent moteur (CBB / AC moteur) reste connecté en permanence aux bornes d'un enroulement pour relever le couple de démarrage et le fp de marche de ce moteur — il fait partie de la machine. Un condensateur de dérivation (BSMJ autocicatrisant) est une batterie montée en coffret, commutée par un contacteur ou un régulateur PF pour corriger toute l'installation. Mettre un condensateur moteur sur la barre ne sert à rien ; mettre une batterie de dérivation sur un moteur seul peut le surexciter à la décélération. Accordez le type au travail.
Si vous ne pouvez pas mesurer les harmoniques, partez du pire et spécifiez désaccordé — une batterie standard sur une barre chargée en harmoniques est la cause la plus fréquente de défaillance des condensateurs que nous voyons.
Calibrez le condensateur au-dessus de la tension du système, pas à sa valeur : une batterie triphasée 400 V doit utiliser des unités calibrées 415/440 V pour que les transitoires de manœuvre ne les vieillissent pas. Confirmez 50/60 Hz, le raccordement (triangle pour la correction triphasée, monophasé pour un moteur), et l'enveloppe — IP20 dans un coffret propre, IP plus élevé exposé. Vérifiez aussi la résistance de décharge : un condensateur PF doit s'auto-décharger à une tension sûre en une minute après mise hors tension, par la norme.
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