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Auteur(s)
-
Roger OTT : Ingénieur senior, EDF Recherche et développement
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Lire l’articleINTRODUCTION
avec la collaboration de Jean MARTINON, ingénieur, EDF Recherche et développement
Le bon fonctionnement de la plupart des appareils électriques raccordés au réseau nécessite une alimentation sinusoïdale – à 50 Hz en France. Dans ces conditions, les charges dites passives, comme les résistances de chauffage ou les condensateurs, absorbent un courant périodique à 50 Hz, sinusoïdal.
Mais certains appareils, utilisant pour la plupart l’électronique de puissance, absorbent un courant qui n’est pas sinusoïdal. Ce courant a toujours une fréquence de 50 Hz, mais il est déformé. Lorsqu’il traverse l’impédance du réseau, ce courant produit une déformation de la tension. Ces perturbations se propagent alors à l’ensemble du réseau.
On dit que ces appareils sont non linéaires et qu’ils produisent des courants et des tensions harmoniques.
On parle alors de distorsion harmonique. Dans certains cas, la configuration du réseau peut provoquer une amplification de la distorsion harmonique. La présence de charges non linéaires peut alors entraîner le dysfonctionnement d’autres appareils raccordés à proximité.
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Origine des distorsions
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1. Définition
L’analyse de Fourier permet de quantifier la distorsion harmonique d’un signal. Un signal périodique (de tension ou de courant) de forme quelconque et de fréquence f 0 se décompose en une somme de signaux sinusoïdaux dont chacun a une fréquence — dite harmonique — qui est un multiple entier de la fréquence fondamentale f 0 . Ce multiple est appelé rang harmonique. Un exemple de cette décomposition est donné figure 1. L’amplitude d’une composante harmonique est généralement exprimée en pourcentage de la grandeur fondamentale correspondante — c’est le taux d’harmoniques.
en pratique, les sources d’harmoniques pairs sont rares. Les niveaux harmoniques pairs observés sur les réseaux sont donc nettement inférieurs aux niveaux harmoniques impairs. Par ailleurs, les niveaux de rang 3 et multiples de 3 sont généralement faibles sur les réseaux moyenne et haute tension (§ 4.3).
On étudie la propagation des harmoniques sur un réseau électrique en analysant celui‐ci comme s’il était soumis de façon indépendante à chacune de ces fréquences.
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Définition
ANNEXES
1 Aspects technico-économiques
Dans l’article d’introduction , il est montré que les équipements raccordés à un réseau d’une part, ne doivent pas « trop émettre » de perturbations et d’autre part, ne doivent pas être « trop sensibles » à ces mêmes perturbations. Cette notion double, si elle est simple à exprimer, est par contre plus difficile à mettre en œuvre sur le terrain. En effet, pour un matériel particulier, réduire son émission de perturbation ou/et diminuer sa sensibilité à une perturbation donnée (autrement dit, augmenter son immunité) nécessite l’emploi de dispositifs additionnels (filtres, selfs, circuits particuliers), non nécessaires pour réaliser la fonction première du matériel. La mise en œuvre de ces dispositifs additionnels entraîne, bien entendu, une augmentation des coûts.
Commercialement, l’augmentation du coût d’un matériel ne peut être acceptée par un fabricant que s’il y a partage équitable des contraintes entre tous les acteurs.
Pour les matériels de grande diffusion, ce partage est aujourd’hui réalisé en grande partie grâce aux travaux effectués dans les organismes de normalisation internationaux. De ce fait, on peut dire que...
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