Pourquoi le facteur de puissance est-il si important dans un système d'alimentation électrique ?

Généralement, nous pouvons définir le terme facteur de puissance de trois manières ;

• "Le cosinus d'un angle entre le courant et la tension d'un circuit AC est appelé facteur de puissance"
• "Le rapport entre la résistance et l'impédance totale d'un circuit AC est appelé facteur de puissance"
• "Le rapport entre la puissance active et la puissance apparente est appelé facteur de puissance"

Considérant une charge inductive, le facteur de puissance sera en retard en raison du retard du courant par rapport à la tension. Alors qu'en charge capacitive, l'angle est opposé, l'angle de courant appliqué est maintenant en tête avant la tension et est considéré comme un facteur de puissance en tête. Le facteur de puissance joue un rôle important dans les circuits à courant alternatif en fonction de la charge. Comme nous savons que plus le facteur de puissance est faible, plus le courant de charge est élevé et vice-versa. * Le facteur de puissance en retard présente certains inconvénients, tels qu'un KVA élevé, car le KVA est inversement proportionnel au facteur de puissance.

• De même, dans le facteur de puissance en retard, les lignes de transmission doivent avoir une plus grande taille de conducteur en raison de laquelle, à faible facteur de puissance, le conducteur transporte une grande quantité de courant.
• Un autre inconvénient est les importantes pertes de cuivre, à faible facteur de puissance, le conducteur transporte un courant important
• provoque plus d'IR ² pertes. Cela se traduit par une faible efficacité.
• Le courant important à faible facteur de puissance entraîne des pertes de tension plus importantes dans l'alternateur et les lignes de transmission et, par conséquent, le système peut également réduire la capacité de charge.

Causes du faible facteur de puissance  :

Un faible facteur de puissance n'est pas souhaitable d'un point de vue économique.

1. La plupart des moteurs à courant alternatif (monophasés et triphasés) sont des moteurs à induction qui fonctionnent avec un facteur de puissance extrêmement faible (0,2 à 0,3).
2. Les fours industriels, les lampes à arc, les lampes à décharge électrique, etc. fonctionnent à faible facteur de puissance.

Amélioration du facteur de puissance  :

Le faible facteur de puissance est principalement dû aux charges inductives. Afin de surmonter cette situation, nous devons connecter un condensateur en parallèle avec les charges qui peut en quelque sorte stabiliser le facteur de puissance. L'amélioration du facteur de puissance peut être obtenue en utilisant les types d'équipement suivants.

• Condensateur statique

                       Le facteur de puissance peut être amélioré en connectant un condensateur en parallèle avec la charge inductive. Comme nous le savons, ce condensateur tire un courant de tête qui peut neutraliser le facteur de puissance de retard produit par les charges inductives. Pour les charges triphasées, les condensateurs peuvent être connectés en étoile ou en triangle.

• Condenseur synchrone

                 Les moteurs synchrones prennent le courant principal lorsqu'ils sont surexcités et se comportent donc comme des condensateurs. Ainsi, un moteur synchrone surexcité fonctionnant à vide est appelé condenseur synchrone. Lorsque de telles machines sont connectées en parallèle avec l'alimentation, il faut le courant d'avance qui neutralise partiellement ou tend à minimiser le faible facteur de puissance. Le facteur de puissance est donc amélioré.

• Avancées de phase

L'avance de phase est également un dispositif d'amélioration du facteur de puissance. Comme nous savons que le faible facteur de puissance est dû au stator du moteur à induction, car il consomme un courant très élevé qui est en retard de 90 ⁰ sur la tension d'alimentation . L'avance de phase en réalité est une excitation externe en courant alternatif pour le moteur qui soulage l'enroulement du stator du courant d'excitation et le facteur de puissance peut être amélioré.