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Auteur(s)
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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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Conclusion
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8. Mesure
8.1 Principe
Une première analyse harmonique de l’onde de tension ou de courant peut être obtenue en visualisant le signal sur un oscilloscope. Cette méthode met en évidence la déformation de la tension ou du courant mais ne permet pas une quantification précise des composantes harmoniques.
Il existe sur le marché de nombreux analyseurs numériques capables de mesurer les harmoniques jusqu’au rang 50. Ces appareils reposent généralement sur le principe suivant. Les signaux sont filtrés puis convertis en une suite de valeurs numériques à partir desquelles un algorithme fondé sur la transformée de Fourier rapide (FFT : fast Fourier transform ) calcule les amplitudes et les phases des harmoniques.
Celles-ci sont ensuite moyennées sur une période temporelle liée à la vitesse de variation des phénomènes observés.
On utilise généralement la valeur de 3 s pour les phénomènes harmoniques rapidement variables et 10 min pour les phénomènes plus lents. La norme CEI 61000-4-7 fournit les recommandations utiles dans ce domaine.
HAUT DE PAGE8.2 Incidence des transformateurs de mesure
Les transformateurs de courant (TC) et de tension (TT) installés sur les réseaux électriques sont conçus pour fonctionner correctement à la fréquence fondamentale, et la qualité de leur réponse en régime harmonique n’a pas été recherchée.
HAUT DE PAGE
Quand la fréquence augmente, les résonances qui apparaissent entre les inductances et les capacités des enroulements peuvent fausser les mesures. La réponse des TT bobinés est satisfaisante de 50 Hz à 1 ou 2 kHz, en fonction de leur niveau de tension primaire (les TT basse tension sont plus performants). Celle des TC bobinés est correcte jusqu’à 1,5 kHz au moins.
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Les transformateurs capacitifs...
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Mesure
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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