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Qu’est-ce que la distorsion des harmoniques et la correction de la distorsion des harmoniques?

power_factorLa distorsion des harmoniques est l’interférence dans un signal de courant alternatif créée par les fréquences multiples de l’onde sinusoïdale. Le taux d’harmoniques est utilisé comme mesure de la quantité de distorsion des harmoniques dans le système; il doit être inférieur à 5 %.

Les caractéristiques non linéaires des nombreuses charges industrielles et commerciales telles que les convertisseurs de puissance, les lampes fluorescentes, les ordinateurs, les gradateurs d’éclairage et les mécanismes d’entraînement à vitesse variable utilisés avec les pompes industrielles, les ventilateurs, les compresseurs et le matériel de climatisation font que la distorsion des harmoniques est un phénomène courant dans les réseaux électriques. Par ailleurs, les grands convertisseurs industriels et les mécanismes d’entraînement à vitesse variable peuvent générer d’importants niveaux de distorsion au point commun de couplage (PCC), lorsque d’autres utilisateurs sont connectés au réseau.

Sans une protection appropriée, ces harmoniques peuvent affecter d’autres parties de l’usine et même le réseau.

La présence de courants harmoniques est un problème propre à l’installation, qui découle de l’interrelation complexe entre tout le matériel électronique et électrique dans l’installation ce qui la rend difficile à prédire et à modéliser. Si la puissance connectée totale VSD de l’entreprise est supérieure à 20 % de la charge totale, l’installation a probablement des problèmes d’harmoniques.

La distorsion des harmoniques peut être réduite (ou corrigée) par les mesures suivantes:

  • Éviter les harmoniques impaires : 5, 7, 11 et 13
  • Utiliser les bobines de réactance selon la taille pour filtrer les problèmes d’harmoniques spécifiques à l’installation
  • Utiliser le filtrage et les bobines d’arrêt appropriés

Il est possible de faire coexister du matériel non linéaire et des condensateurs de correction du facteur de puissance. L’entreprise n’a pas à renoncer aux avantages de la correction de la puissance si l’installation utilise divers types de commandes électroniques de puissance et des ordinateurs!

Problèmes qui découlent de la distorsion des harmoniques

La distorsion des harmoniques peut augmenter la tension et le courant dans les systèmes électriques, ce qui peut entraîner la surchauffe. Cela cause la réduction du facteur de puissance du système, provoque la dégradation du matériel et entraîne une énergie électrique moins utilisable ainsi que d’éventuelles pénalités sur les factures d’électricité chaque mois.

Des harmoniques de fréquence plus élevées peuvent également provoquer des pertes dans le noyau des moteurs et des défaillances dans l’équipement attribuables à une distorsion de tension excessive, par exemple le faux déclenchement des disjoncteurs divisionnaires. Si elles ne sont pas contrôlées, les températures en augmentation et les interférences peuvent considérablement réduire la durée de vie des équipements électroniques et endommager les systèmes d’alimentation.

La surcharge thermique provoque le déclenchement des fusibles des condensateurs de correction du facteur de puissance. C’est pourquoi les condensateurs envoient un signal d’alarme annonciateur qu’il y a des courants harmoniques dans l’installation.

Services de correction de la distorsion des harmoniques

Power Survey offre des solutions visant à atténuer les niveaux indésirables de distorsion des harmoniques dans les installations industrielles et commerciales des entreprises.

Analyse des harmoniques

Les ingénieurs de Power Survey se chargent d’effectuer une analyse en profondeur des harmoniques dans le réseau à l’aide du logiciel ETAP afin d’évaluer:

  • les charges d’harmoniques
  • la fréquence de résonance du réseau
  • l’optimisation de la conception

Produits d’atténuation des harmoniques

Après analyse et évaluation, Power Survey propose des solutions clé en main et les produits suivants:

  • Condensateurs de correction du facteur de puissance conçus pour traiter la distorsion des harmoniques:

Tous les condensateurs de Power Survey sont conçus pour gérer les courants harmoniques. Toutefois, il existe également des condensateurs conçus sur mesure pour les systèmes à haute distorsion harmonique. Si l’entreprise dispose d’un système à portée harmonique, les condensateurs à taux d’harmoniques élevés fourniront une construction plus robuste comparativement à l’utilisation de condensateurs standards dans un même système.

Les condensateurs sont conçus pour les environnements à basse tension ou moyenne tension.

  • Filtres passifs d’harmoniques:

Power Survey fabrique un filtre passif d’harmoniques. Ce filtre crée un « anti-harmonique » à certaines fréquences, ce qui permet de réduire considérablement les courants harmoniques à ces fréquences. Ce filtre peut être inclus dans la solution proposée avec la batterie de condensateur.

Power Survey propose un filtre actif d’harmoniques pour déterminer automatiquement l’existence de courants harmoniques sur tout le spectre de fréquences et créer des « anti-courants » afin de réduire les harmoniques à des niveaux acceptables. Contrairement aux filtres passifs, une étude préalable des courants harmoniques du circuit n’est pas nécessaire pour modifier la conception des filtres.

Power Survey se charge de la conception des solutions de filtrage des harmoniques, de la recommandation des produits jugés nécessaires et de l’installation des produits sur place.

En savoir davantage sur la correction de la distorsion des harmoniques.

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