Détermination du facteur de puissance
Dans le moteur électrique, ainsi que dans le transformateur, il est nécessaire de créer un champ magnétique pour le fonctionnement. Ce champ dans les circuits à courant alternatif varie de manière sinusoïdale et l'énergie qui lui est associée circule du générateur au pantographe pendant une demi-période et revient au générateur pendant la demi-période suivante.
Cette énergie est appelée énergie réactive. Son flux se manifeste sous la forme d'un courant supplémentaire en retard sur la tension, comme le montre la Fig. 1, courbe c. Ce courant circulant du générateur vers le récepteur et inversement ne produit pas de travail utile, mais ne provoque qu'un échauffement supplémentaire des fils, c'est-à-dire des pertes supplémentaires d'énergie active.
En savoir plus sur la puissance réactive ici : Alimentation en courant alternatif et pertes de puissance
Les courants actifs et réactifs circulant dans le fil s'ajoutent à un courant total qui est mesuré avec un ampèremètre. Le produit de ce courant total et de cette tension est appelé puissance apparente.
Le rapport de la puissance active à la puissance totale est appelé facteur de puissance... Pour la commodité des calculs techniques, le facteur de puissance est exprimé en cosinus de l'angle conditionnel "phi" (parce que φ).
À différentes charges, le facteur de puissance moyen est déterminé sur une période de temps. Pour déterminer le facteur de puissance, les lectures des compteurs actifs et réactifs sont utilisées, ce qui vous permet de connaître la valeur moyenne pondérée de tgφ pour toute la période pendant laquelle l'énergie a été consommée.
Si nous divisons la consommation d'énergie réactive par la consommation d'énergie active, nous obtenons une valeur appelée tangente "phi":
tgφ = Wréaction /WAct
Détermination de tgφcf, trouver la valeur de cosφ.
La valeur du facteur de puissance peut également être déterminée à partir des lectures du voltmètre, de l'ampèremètre et du wattmètre selon les formules suivantes :
pour courant monophasé cosφ = P / UI
pour courant triphasé cosφ = P /(1.73UlinAzlin)
Riz. 1. Déphasage entre courant et tension : a — courbe de tension, b — courbe de courant actif, c — courbe de courant capacitif, d — courbe de courant inductif
Le facteur de puissance peut être déterminé à l'aide d'un phaseur. Pour plus de détails voir ici : Comment mesurer le facteur de puissance
Détermination du cosφ à l'aide d'une pince électrique
Il est possible de déterminer le facteur de puissance de récepteurs électriques individuels ou de sections de réseau avec une charge légèrement variable à l'aide de compteurs de phase ou de wattmètres. Cependant, ces procédés sont délicats car ils nécessitent l'interruption des circuits de courant, et pour les installations de forte puissance il est nécessaire d'inclure des transformateurs de courant.
Pour mesurer cosφ sans couper le circuit de courant, une méthode utilisant une pince ampèremétrique électrique de type D90 est utilisée.
Pince de mesure D90
Dans les circuits triphasés à charge équilibrée, la puissance est mesurée sur une phase. Pour cela, l'un des fils de la ligne est recouvert du circuit magnétique de la pince, la borne génératrice du circuit parallèle du wattmètre est reliée à la même phase, et la seconde au fil neutre. Puis, avec une pince de type Ts91 ou Ts4505, on mesure le courant dans la phase et la tension phase.
Le facteur de puissance est calculé par la formule : cosφ = P / UI
Des mesures de sécurité doivent être respectées lors du travail avec des pinces de mesure.