Pourquoi on ne paie pas la puissance réactive ?

[BastienBastien]

Hello,

J'aurai une question à vous soumettre. En fait deux.

La puissance réelle produit un travail, ok.
La puissance réactive ne produit rien, elle est stockée dans la charge pendant un cours instant et est ensuite re-balancée vers la source.
Cette puissance réactive engendre un courant supérieur à celui réellement utilisé par le consommateur et donc nécessite que RTE dimensionne ses lignes, ses transformateurs, etc en conséquence.
Pour les particuliers (et dans une certaine limite également les industriels, tant que Pr < 0,4*P et pendant les heures de pointes, enfin un truc de ce genre mais là n'est pas la question), seule la puissance active est facturée. Certains équipements doivent corriger leur Power Factor, via la PFC (Power Factor Correction), afin de réduire le déphasage entre U et I et ainsi ne pas générer trop de courant "inutile" dans les lignes. C'est bien d'agir ainsi je pense, même pour les particuliers. Ces équipements devant corriger leur Power Factor sont les alimentations de PC.

Voilà tout ce que j'ai cru comprendre de mes lectures de wikipedia d'hier soir.

J'aurai une première question, quels sont les autres équipements, chez le particulier, devant avoir un Power Factor acceptable ? Les TV ? Les amplis audio ? Les aspirateurs ? Tout équipement pour particulier ?

Seconde question, pourquoi RTE (ou EDF) ne fait pas payer systématiquement, en plus de la puissance active, la puissance réactive (éventuellement à un autre tarif) ?
Je suppose que les vieux compteurs sont incapables de mesurer la seconde ? Les nouveaux pourraient le faire sans problème, vu leur degré de sophistication ?

En fait, peut être que la réglementation des équipements pour particuliers suffit largement à réduire la partie réactive (via, donc, la PFC) ?
(je ne parle pas ici du cas des industriels qui ont beaucoup de moteurs et donc sont contrains de corriger activement leur PF via des équipements dédiés, spécifiques)

Merci, Electroniquement vôtre,
Bastien
-----

[inviteede7e2b6]

pour les particuliers , dont la dépense principale est le chauffage (essentiellement résistif) , la puissance réactive n'est pas prise en compte.

(disons intégrée dans le tarif général)

les industriels , par contre , peuvent payer des pénalités en fonction du cosphi mesuré.

[BastienBastien]

Je viens de trouver la réponse à la première question :

"To comply with current EU standard EN61000-3-2, all switched-mode power supplies with output power more than 75 W must include passive power factor correction"

[calculair]

Bonjour,

Dans les petites installations on veille à avoir un cos phi acceptable. ( Il y a peut être des nomes pour les matériels domestiques sur ce sujet ...je ne sais pas ).
Pour ce qui concerne les installations industrielles il y a des compteurs pour le courant Watté ( en phase ) et le courant déwatté ( en quadrature ). Quant aux tarifs, je ne sais plus. Mais on surveille de très prés le courant déwatté.

Ce dernier chauffe les lignes de transports.......

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Bjr à toi,
I a été débattu de cela il y q qq semaines seulment.
T'es pas un assidu de FUTURA.

Effectivement EDF pourrait faire payer la puissance réactive...mais te fait pas de souci , tu la payes tout de meme, meme
si APPAREMMENT c'est indolore !
Dans le prix est inclue la puissance réactive moyenne calculée sur l'ensemble des consommations.

Dans les puissances réactives il y en a de DEUX sortes: le réactid ...SELFIQUE ( moteurs , bobinages) et le réactif CAPACITIF.
L'un pouvant compenser l'autre.
Donc faut pas regarder UN équipement en particulier , mais l'ensemble des " consommateurs" à un moment donné dans ton habitation.
Le moteur de ta hotte aspirante pouvant trés bien etre compensé...par un appareil à réactif "inverse".


Bonne journée

[BastienBastien]

Hi,

Many thanks!

J'aurai une dernière question (pour le moment) :

- du côté du consommateur, je comprends qu'il faille corriger le PF,
- je comprends également que l'inductance d'un moteur, chez le consommateur, engendre un déphasage (courant en retard. Je n'aime pas dire que la tension est en avance, c'est irréaliste),
- mais du côté du producteur (par exemple éolienne), est-ce que l'alternateur qui produit le jus génère un décalage ? Est-ce pour cela qu'ils font, dans les éoliennes, du PFC ?

Seconde question : dans les centrales électriques de grosse taille, il font aussi du PFC, mais en jouant sur l'excitation du rotor. On peut jouer sur cette excitation afin de modifier la tension mais aussi sur les MVARs générés sur les 3 bobinages du stator de l'alternateur. Les MVARs, ça dépend de la demande de RTE pour stabiliser le grid. Donc, tout comme la question précédente, quand on fait absorber des MVARs ou générer des MVARs au générateur, c'est qu'on joue sur le déphasage entre U et I de l'alternateur, right ?

Dernière question : pourquoi les courants qu'engendrent les puissances réactives déstabilisent le réseau ? Parce qu'ils induisent des chutes de tensions sur des lignes de transports ?

f6bes, je suis *beaucoup* moins connecté sur futura qu'avant, certes, car il faut bien travailler la journée et étudier le soir.

Merci encore...

[yvan30]

Hi,

Many thanks!

J'aurai une dernière question (pour le moment) :

- du côté du consommateur, je comprends qu'il faille corriger le PF,
- je comprends également que l'inductance d'un moteur, chez le consommateur, engendre un déphasage (courant en retard. Je n'aime pas dire que la tension est en avance, c'est irréaliste),
- mais du côté du producteur (par exemple éolienne), est-ce que l'alternateur qui produit le jus génère un décalage ? Est-ce pour cela qu'ils font, dans les éoliennes, du PFC ?

...

Bonjour éclaire moi sur le PFC

Hi,

Seconde question : dans les centrales électriques de grosse taille, il font aussi du PFC, mais en jouant sur l'excitation du rotor. On peut jouer sur cette excitation afin de modifier la tension mais aussi sur les MVARs générés sur les 3 bobinages du stator de l'alternateur. Les MVARs, ça dépend de la demande de RTE pour stabiliser le grid. Donc, tout comme la question précédente, quand on fait absorber des MVARs ou générer des MVARs au générateur, c'est qu'on joue sur le déphasage entre U et I de l'alternateur, right ?

...

La tension est imposé par la conduite du réseau, l'action sur la tension d’excitation la machine va produire du réactif, l’absorption de réactif est à proscrire car cela réduit
l'angle interne de la machine et elle risque de perdre le synchronisme avec le réseau, l'alternateur décroche. L'angle interne est l'angle entre le champ magnétique tournant
crée par le rotor et le champ magnétique tournant crée par le stator raccordé au réseau. Cet angle nul à puissance nulle, augmente avec la puissance fourni par l'alternateur
s'il dépasse 90° (cas d'un rotor à 2 paires de pôle) il y a rupture du synchronisme. Il faut donc exciter plus l'alternateur pendant l'augmentation de la puissance fourni.
Quand je dis imposé par le réseau, je veux dire que les personnes qui pilotent le réseau utilisent l’excitation de la machine pour gérer les transferts d’énergie dans les
lignes de transport.
De plus une ligne de transport est plutôt capacitive (conducteur séparé par un isolant), il faut donc du réactif pour compenser. Mais ce n'est pas toujours vrai....

Hi,

Dernière question : pourquoi les courants qu'engendrent les puissances réactives déstabilisent le réseau ? Parce qu'ils induisent des chutes de tensions sur des lignes de transports ?

...

Tout simplement la puissances réactive c'est du courant, et le courant induit des pertes dans les lignes (joules, effet de couronne)

[BastienBastien]

Merci pour ta réponse.

PFC = Power Factor Correction

Avant de perdre le synchronisme, il y a une marge.
L'absorption de réactif engendre également de la chaleur dans l'alternateur (dans les centrales il y a un cadran sur lequel le point PQ figure ainsi que les limites), il me semble, pourriez-vous confirmer ? (je me souviens de ça, dit en formation il y a plusieurs années).
Ah ok donc pour produire plus de puissance, il ne suffit pas d'envoyer plus de gaz+air dans la turbine gaz... ça semble logique que le synchronisme ait plus de risque d'être perdu quand on augmente le gaz et pas l'excitation. Merci pour ce point.

Au fait, quand on dit qu'on "jouer sur l'excitation", c'est sur sa tension, via les thyristors ? On impose pas directement de courant mais uniquement la tension, c'est bien ça ?

Le réactif engendre des pertes, oui, mais pourquoi une certaine instabilité du réseau ? A cause des chutes de tensions engendré par le courant ? Ou peut être parce que les récepteurs, n'étant pas linéaires, ils génères des courants "réactifs" instantanés non linéaires et donc une variation de la tension un peu bizarroïde et difficile à asservir ?

[gcortex]

Un pont de diodes ou de thyristors ou un simple variateur à triac ont un
mauvais facteur de puissance car le courant absorbé n'est pas sinusoïdal.

On ne peut pas vraiment dire que c'est selfique ou capacitif.
Voir angle de phase : http://fr.wikipedia.org/wiki/Gradateur

[yvan30]

En marche normale l'angle interne tourne autour de 63° la marge est de 37°. Sur une forte perturbation réseau, les performances de la régulation tension sont telle qu'il est possible de rattraper, une perte de synchronisme de 4 tours, ou un angle interne de 130° en surexcitant au maxi le rotor dans le cas d'une excitation à diode tournante.
Le diagramme P,Q est très rarement utilisé, s'il faut absorber du réactif la production de puissance réactive doit être fortement réduite.

Si l'excitation est à diode tournante la liaison entre l'alternateur d'excitation et le rotor de l'alternateur principal et directe. On agit sur la tension du stator de l'excitatrice (pont redresseur à thyristor suivie d'un filtrage sévére our limiter les harmonique sur le réseau), le courant réel dans le rotor de l'alternateur principal n'est pas mesurable (facilement) il est donc déduit.
Sinon entre l'excitatrice et le rotor de l'alternateur principal il y a des balais et des bagues lisses pour transporter le courant rotor, la mesure du courant réel est possible, et c'est également un système à pont redresseur à thyristor qui est utilisé pour l'excitation de l'excitatrice.

Je pense que le PFC est le "télé-réglage puissance" si c'est le cas il fait varie la puissance de l'alternateur (par augmentation de la puissance "moteur" (turbine à eau, à vapeur ou à gaz)) depuis le RTE.
Ce qui permet d'ajuster la production à la consommation pour garder la fréquence stable. Cela s’appelle aussi le réglage secondaire de puissance, le réglage primaire étant interne à la régulation de
"vitesse ou fréquence" de la machine qui est globalement de type proportionnel. Le gain est réglé (différent suivant le type de "moteur") pour avoir une erreur, un statisme, ce qui conduit à une variation
instantanée de la puissance. Si la fréquence baisse la puissance fournie monte et vice versa. cela permet de juguler les dégradions de la fréquence, mais avec un écart résiduel de fréquence, tout les
groupes raccordés au réseau y participent. A ce moment le réglage secondaire de puissance entre en action pour rattraper l’écart de fréquence, seul des groupe dédit y participe.

Je ne suis pas spécialiste du transport RTE

[stefjm]

La puissance réelle produit un travail, ok.
La puissance réactive ne produit rien, elle est stockée dans la charge pendant un cours instant et est ensuite re-balancée vers la source.
Cette puissance réactive engendre un courant supérieur à celui réellement utilisé par le consommateur et donc nécessite que RTE dimensionne ses lignes, ses transformateurs, etc en conséquence.

D'où la nécessité de produire le réactif (condensateur ou machine synchrone ou électronique) aussi près que possible de sa consommation (moteur, redresseur non autonome, etc...) pour éviter de charger inutilement une ligne en réactif.

[Kissagogo27]

Bonjour, pour le PFC dans une alimentation PC , une partie du dossier ici http://www.cooling-masters.com/articles-36-10.html

[Montd'est]

J'aurai une première question, quels sont les autres équipements, chez le particulier, devant avoir un Power Factor acceptable ? Les TV ? Les amplis audio ? Les aspirateurs ? Tout équipement pour particulier ?

Attention à ne pas mélanger la puissance réactive avec la puissance déformante ! ! !

Les PFC qu'on trouve dans les appareils électroniques ( à la place du simple pont de diode + condensateur ) sont là pour que la charge absorbe un courant le plus sinusoïdal possible et de plus en phase avec la tension.

Si un appareil électronique ne possédait pas de PFC, veillle alim de PC par exemple, c'est pas tellement du réactif qui entre en ligne en compte mais du déformant.
L'appareil peut absorber un courant quasi en phase avec la tension mais par contre avec un courant très loin d'une forme sinusoïdal et c'est pour contrer ça qu'un PFC actif ou passif peut devenir intéressant.

[invite6a6d92c7]

Bonsoir,


Montd'est me devance ce soir, décidément!

C'est tout à fait ça : le réactif, en domestique, c'est du flan... A part la machine à laver et le climatiseur, personne n'en consomme! Hors ça coûterait beaucoup plus cher pour EDF de placer des compteurs qui mesurent P et Q que ce que ça leur coûte vraiment... C'est effectivement inclus dans le prix du kWh, il n'y a pas de secret!

Quant à la production d'énergie réactive, je dirais que les compensateurs synchrones ont disparu (on n'en installe plus), et que je ne vois pas ce que stefmj veut dire par "électronique". Les SVC utilisés en HTA ou en début de HTB par notre distributeur préféré sont constitués de bancs de gradins commutables (on produit du réactif par paliers, ex : 100kVAR, 500kVAR, 1MVAR, etc), ainsi que d'inductances commandées par des gradateurs pour consommer l'excès de réactif. Cela permet une dynamique supérieure à celle du compensateur synchrone (constante de temps rotorique élevée due à l'inertie), tout en produisant pile poil ce qu'il faut.


J'ajoute une petite chose en réponse à gcortex : le PD3 tout diodes qui débite sur une charge infiniment inductive a un facteur de puissance théorique de 0,955, on ne peut pas dire que ce soit vilain! Mais tu as raison : le fondamental de courant est parfaitement en phase avec l'onde de tension. Le courant est un signal carré à commande décalée. Ces quelques % de FP perdus viennent donc bien du déformant, et pas du réactif. Mais le redresseur tout thyristors est plus vicieux : quand on retarde l'amorçage de ceux-ci, on retarde donc le moment où ils seront parcourus par leur courant respectif, par rapport à la tension.

Il s'en suit qu'on retarde d'autant l'onde de courant !! En fait, on a cosphi=cos(alpha), où alpha est le retard à l'amorçage... Plus on s'approche de 90°, plus le pont tend à se comporter comme une inductance pure! A 90° tout pile, elle est quasi-parfaite. Mais la tension moyenne en sortie est alors nulle : si la charge est passive, les thyristors n'amorcent plus.

C'est un gros problème des LCC (par opposition aux VSC) qui sont des ponts tout thyristors, à 6 ou 12 impulsions, et qu'on utilise pour les lignes à courant continu comme IFA2000 : si on baisse la tension de sortie, on augmente la consommation de réactif de la ligne... On doit donc rester au plus près de 0° (équivalent au redresseur à diodes) pour le redresseur, et de 180° pour l'onduleur assisté de l'autre côté, et la régulation par retard à l'amorçage ne compense que les faibles variations de charge : avant et après le pont, il y a des transfos (spéciaux) à changeurs de prises : on régule finalement comme en alternatif! Pas le choix... Une ligne de 2GW, ça a intérêt à avoir un bon facteur de puissance, sinon on se retrouve avec des quantités titanesques de réactif à produire, avec ce que ça implique sur la stabilité dynamique du réseau!

[gcortex]

le PD3 tout diodes qui débite sur une charge infiniment inductive a un facteur de puissance théorique de 0,955

C'est pour çà qu'il faut tout mettre en triphasé. Le monophasé me donne des angoisses

[BastienBastien]

Merci à tous pour vos superbes réponses !
Elles me permettent de mieux comprendre certaines choses.

[invitee6c3c18d]

Pourquoi on ne paie pas la puissance réactive ?
Tout bêtement parce qu'on n'en consomme pas (ou si peu)


D'après le camembert de 90 % est du résistif

[invite6a6d92c7]

Bonjour,

C'est pour çà qu'il faut tout mettre en triphasé. Le monophasé me donne des angoisses

Oui... mais non, car ce facteur de puissance n'est vrai qu'en débitant un courant constant, ce qui est très rarement le cas! On ne trouve ça quasiment que pour l'alimentation des machines à courant continu... Sinon, c'est un condensateur en tête, comme en mono. C'est un peu moins vilain, mais on dépasse rarement Fp=0,5 quand même! LE courant a une forme bien caractéristique, avec deux pointes par alternance. Les rangs 3n n'existent pas, mais le rang 5 est quasiment aussi important que le fondamental...

J'ajoute qu'un PD2 débitant lui aussi sur charge infiniment inductive se trouve à Fp=0,90 environ : l'écart n'est pas vraiment significatif lorsqu'on compare ce qui est comparable... L'avantage principal réside dans l'absence des harmoniques 3n, car la somme instantanée des courants de ligne est toujours nulle. Avec des puissances importantes, on associe généralement ce pont à un transformateur, DY pour un PD3. Les courants prennent une allure de "podiums" avec deux niveaux, le THD n'est pas tant réduit que ça, mais le filtrage est plus aisé. En mono, c'est impossible...

Le triphasé en domestique, à moins d'être prêt à payer très cher son abonnement (ex : passer de 45A mono à 45A/phase tri), c'est plutôt source d'emmerdes qu'autre chose : si on change du 45A par du 3x15A, la répartition a intérêt à être impeccable, et on oublie les appareils 20A ou 32A mono...


Bonne journée!

[gcortex]

si on change du 45A par du 3x15A, la répartition a intérêt à être impeccable

oui mais non

je voulais dire mettre des prises tri dans toute la maison et que des récepteurs tri.
Par exemple 230 tri pour que les appareils actuels fonctionnent encore.

Bonne journée

[Montd'est]

Pourquoi on ne paie pas la puissance réactive ?
Tout bêtement parce qu'on n'en consomme pas (ou si peu)

Pièce jointe 255974
D'après le camembert de 90 % est du résistif

Consommation d'énergie (toutes sources confondues) ou consommation d'électricité ? ? ?

[invitee05a3fcc]

C'est pour çà qu'il faut tout mettre en triphasé. Le monophasé me donne des angoisses

Tu es bien le seul sur terre !
Tu n'as pas vu tous les gens en TRI sur le forum qui font sauter le disjoncteur ? Le TRI n'a un intérêt que si tu as des gros moteur ( très courant en usage domestique !).

[Montd'est]

je voulais dire mettre des prises tri dans toute la maison et que des récepteurs tri.

J'imagine le surcoût que doit impliquer l'installation de compteurs EDF triphasés par rapport aux constructions monophasés à tout le monde... (plus de bornes, 3 points de mesure de courant au lieu d'un seul...)

J'ai l'impression qu'anciennement il y avait plus d'habitation en triphasé (en regardant les fils descendre), donc à première vu la logique est d'aller dans le sens inverse càd du tri vers le mono pour le domestique.

[invitee6c3c18d]

Consommation d'énergie (toutes sources confondues) ou consommation d'électricité ? ? ?

Bien vu ! Tout confondu je pense. Mais cela fait toujours 10% de la conso des ménages en énergie seulement qui est de l'inductif. Bah de toute façon pour mieux simplifier les choses ça se résume à dire que le père noel n'existe pas . . Ce qu'on consomme on doit le payer.

Je serais curieux de savoir combien d’électricité paye un Réunionnais ou un Antillais vu qu'ils n’ont pas à se chauffer, et en plus ils peuvent utiliser des chauffe eau solaire. Si vous en êtes merci de témoigner.

[yvan30]

...

J'ai l'impression qu'anciennement il y avait plus d'habitation en triphasé (en regardant les fils descendre), donc à première vu la logique est d'aller dans le sens inverse càd du tri vers le mono pour le domestique.

Le triphasé était indispensable pour une puissance souscrite de 18kW (3x45) cas du chauffage électrique et à puissance égale l'abonnement était plus cher.
Maintenant il est possible de souscrire un abonnement de 18kW (90A) en monophasé et que l'on soit en mono ou en tri l'abonnement est au même prix.

En suisse on trouve des four, table de cuisson, chauffage construit pour fonctionner en tri et pas en 3 fois du mono, les résistances sont en tri. Un oncle avait recupéré le four et la table de cuisson de son suisse de gendre, on n'a rien pu en faire car le neutre des résistances (400V) n'est pas accessible.

[Montd'est]

on n'a rien pu en faire car le neutre des résistances (400V) n'est pas accessible..

C'est pas clair...

Qu'on ait des résistances ou un moteur, si c'est en 3 Ph équilibré on a besoin de strictement aucun neutre...

[invitee05a3fcc]

si c'est en 3 Ph équilibré on a besoin de strictement aucun neutre...

Le monsieur parlait de transformer un four TRI pour le mettre en MONO . Là, il a besoin du neutre. Et je pense, perso, qu'on pouvait modifier le câblage interne pour retrouver ce putaing de neutre !

[Montd'est]

Le monsieur parlait de transformer un four TRI pour le mettre en MONO . Là, il a besoin du neutre. Et je pense, perso, qu'on pouvait modifier le câblage interne pour retrouver ce putaing de neutre !

A ok,

En effet si les résistances sont couplées en étoile, ça parait intéressant de démonter l'engin pour trouver le neutre.
Apres si c'est du triangle, toujours faisable a priori, mais forte limitation de la temperature maxi dispo.

Le probleme c'est a mon avis si la partie commande (sauf si elle est 100% émectromecanique ) est faite pour recevoir 400 V... ce qui est probable si ya pas de neutre.
Et aussi si ya un moteur, ventil, chaleur tournante en 3Ph.

[invitee05a3fcc]

c'est a mon avis si la partie commande (sauf si elle est 100% émectromecanique ) est faite pour recevoir 400 V... ce qui est probable si ya pas de neutre.

Un p'tit transfo (classique 400/230) et c'est réglé !