IV.3.1.2. Conséquences des harmoniques
Les harmoniques ont des effets néfastes aussi bien sur
l'installation que sur les équipements
ENSIT
Chapitre IV : Compensation de différentes
perturbations en utilisant une nouvelle technique d'identification des courants
perturbateurs
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électriques. Ces effets sont : l'échauffement,
l'interférence avec les réseaux de
télécommunication, le dysfonctionnement des certains
équipements électriques et le risque d'excitation de
résonance [24]
? L'échauffement : les pertes par effet joule du
fondamental et de ses harmoniques sont données par l'équation
IV.1
? (IV.1)
Avec I, le courant total, Ih le courant harmonique de rang h
qui représente le fondamental pour h=1 et R la résistance que
traverse I.
L'échauffement des conducteurs, des câbles, des
condensateurs et des machines dû aux pertes cuivre et fer
supplémentaires sont aussi les conséquences des harmoniques.
? L'interférence avec les réseaux de
télécommunication, causée par le couplage
électromagnétique entre les réseaux électriques et
de télécommunication peut induire des bruits importants dans ces
derniers.
? Le dysfonctionnement de certains équipements
électriques : il s'agit là des dispositifs de commande et de
régulation. Lorsqu'il y a d'harmoniques, la tension ou le courant peut
changer de signe plusieurs fois dans une demi-période. Donc, tout
appareil dont le principe de fonctionnement repose sur le passage par
zéro se trouve être perturbé.
? Le phénomène de résonance : les
fréquences de résonance des circuits formés par les
inductances du transformateur et les capacités des câbles sont
importantes mais, elles peuvent coïncider avec celle d'un harmonique. Dans
ce cas, il y a une amplification d'harmonique.
Pour quantifier la perturbation harmonique, on utilise un
critère appelé taux de distorsion harmonique (THD). Il
représente le rapport entre la valeur efficace d'harmoniques et la
valeur efficace du fondamental.
|
v?
X étant une tension ou un courant.
IV.3.1.3.Réglémentation
|
(IV.2)
|
Pour assurer une bonne qualité d'énergie en
minimisant les effets d'harmoniques, les fournisseurs et les consommateurs
d'énergie doivent respecter les normes et règlementations
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Chapitre IV : Compensation de différentes
perturbations en utilisant une nouvelle technique d'identification des courants
perturbateurs
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fixées par des institutions de normalisation [25].
Ainsi, les normes CEI-1000-2-2 et CEI-1000-2-4 fixent le niveau
d'harmoniques de tension au point de connexion sur les réseaux de
distribution basse tension. Le tableau IV.1 indique les niveaux de
compatibilité pour les tensions harmoniques sur ces réseaux.
Tableau IV.1 : Niveaux de compatibilité
des harmoniques de tension (CEI-1000-2-2) [25]
|
Harmoniques impairs non
multiples de 3
|
Harmoniques impairs
multiples de 3
|
Harmoniques pairs
|
|
Rang
|
Tension harmonique
en % du fondamental
|
Rang
|
Tension harmonique
en % du
fondamental
|
Rang
|
Tension
harmonique en %
du fondamental
|
|
5
|
6
|
3
|
5
|
2
|
2
|
|
7
|
5
|
9
|
1.5
|
4
|
1
|
|
11
|
3.5
|
15
|
0.3
|
6
|
0.5
|
|
13
|
3
|
21
|
0.2
|
8
|
0.5
|
|
17
|
2
|
> 21
|
0.2
|
10
|
0.5
|
|
19
|
1.5
|
|
|
12
|
0.2
|
|
23
|
1.5
|
|
|
> 12
|
0.2
|
|
25
|
0.2+0.5*25/k
|
|
|
|
|
|
> 25
|
|
|
|
|
|
Les limitations en tensions harmoniques fixées par la STEG
sont [24]:
? Pour un harmonique pair :
? Pour un harmonique impair :
? Pour le THD global de tension : THD < 1.6%
Par ailleurs, la norme CEI-1000-3-2 présentée
sur le tableau IV.2, précise la limitation harmonique des courants
injectés dans un réseau public basse tension.
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Chapitre IV : Compensation de différentes
perturbations en utilisant une nouvelle technique d'identification des courants
perturbateurs
Tableau IV.2: Limites des composantes
harmoniques en courant [25]
|
Harmoniques impairs
|
Harmoniques pairs
|
|
Rang
|
Courant harmonique admissible
maximal (A)
|
Rang
|
Courant harmonique
admissible maximal (A)
|
|
3
5
7
9
11
13
15~h~39
|
2.30 1.14 0.77 0.40 0.33 0.21
0.15*15/h
|
2
4
6
8~h~40
|
1.08 0.43 0.30 0.25*8/h
|
A noter que dans la pratique, les tensions harmoniques dont le
THD est inférieur à 5% n'ont pas un effet. Par contre, entre 5%
et 7%, les effets commencent à se manifester et au-delà de 10%,
les effets sont certains.
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