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Auteur(s)
-
Roger OTT : Ingénieur senior, EDF Recherche et développement
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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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Niveaux admissibles sur les réseaux
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6. Solutions
La solution la plus couramment adoptée pour protéger une installation ou un réseau des perturbations harmoniques est la mise en œuvre d’un filtre. Cette méthode est efficace mais souvent onéreuse. Toutefois, ce n’est pas la seule solution.
En pratique, il existe trois manières de réduire le niveau de pollution harmonique sur un réseau :
-
éliminer les harmoniques à l’aide de filtres ;
-
limiter l’émission de courants harmoniques par les appareils pollueurs ;
-
modifier la structure du réseau pour agir sur la propagation des perturbations.
On distingue d’une part les selfs antiharmoniques et les filtres comportant uniquement des éléments passifs (inductances, condensateurs, etc.) 6.1 et d’autre part les filtres actifs à base d’électronique de puissance 6.2.
6.1 Selfs antiharmoniques et filtres passifs
Ce dispositif a pour objectif essentiel de protéger les batteries de condensateurs d’une surintensité due aux harmoniques. Il consiste à installer, sur chaque phase du réseau, une inductance en série avec les condensateurs de compensation (figure 10). Ce type de montage se comporte comme un court-circuit à sa fréquence d’accord. Il est capacitif en deçà et inductif au-delà.
On accorde cet ensemble sur une fréquence inférieure à celle de la première injection de courant harmonique (250 Hz en général). En effet, ces dispositifs présentent une résonance parallèle (antirésonance) avec l’inductance du réseau sur lequel ils sont raccordés. L’impédance du réseau augmente donc aux fréquences inférieures à la fréquence d’accord. Une self antiharmonique ne devra pas être accordée à 215 Hz s’il y a injection de courant harmonique à...
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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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