POLLUTION HARMONIQUE ?????

Une approche efficace Les entreprises européennes consacrent chaque année des milliards d’euros au traitement qualitatif de l’alimentation en énergie électrique. Une première mesure consiste à dimensionner les câbles et appareils de façon plus généreuse. Il est cependant évident que ceci entraîne une sérieuse augmentation des coûts. Une deuxième manière consiste à utiliser un transformateur spécial. De la sorte, les harmoniques de rang 3 et leur multiples sont éliminés. L’inconvénient de ce procédé est que les autres harmoniques (5,7,…) ,e sont pas bloqués et que l’impédance de ligne est accrue. Cette dernière provoque une distorsion plus intense des autres harmoniques. Une troisième solution consiste à placer une self avant un élément non – linéaire. Ceci se fait dans les régulateurs de vitesse et convertisseurs, sans toutefois obtenir un résultat marquant. Il existe enfin les filtres passifs dimensionnés par calcul. Ils sont faits d’étages comportant chaque fois un circuit LC ciblé sur un harmonique donné. Surtout les 5eme et 7eme harmoniques sont visés. Mais le dimensionnement dépend du spectre harmonique et de l’impédance de la source , ce qui fait que cette méthode manque de souplesse.On peut distinguer différents sortes de perturbations qui peuvent être présentes sur la tension de réseau : surtensions, tension trop basse, chutes de tension, pointes de tension, interruptions, transitoires, impulsions, bruit de fond électrique, pollution harmonique. Les deux dernières perturbations sont plutôt de nature continue. Le bruit électrique a une fréquence de 5kHz et plus. Ce bruit est superposé à l’onde sinusoïdale de base et ne constitue au fond pas un gros problème. Harmoniques Contrairement au bruit, les harmoniques, eux, posent problème. Ils couvrent le domaine de fréquence compris entre la fréquence de base et quelques kHz. Lorsque l’amplitude d’une fréquence harmonique atteint une valeur significative, elle peut entraîner tant des dégâts immédiats que des effets à long terme. Les câbles et transformateurs s’échauffent plus que de coutume, les condensateurs sont endommagés, la consommation électrique s’accroît, le bon fonctionnement des appareils sensibles devient incertain et les disjoncteurs de protection peuvent se mettre à fonctionner de manière indue. Des interférences avec les signaux de commande émis sur le réseau par les compagnies d’électricité peuvent, par exemple, se produire interférences avec le signaux de commande émis sur le réseau par les compagnies d’électricité peuvent, par exemple, se produire. Durée de vie Des calculs ont montré que, du fait de la présence d’harmoniques, la durée de vie des machines monophasées est réduire de 32%, celle des moteurs triphasés de 18% et celle des transformateurs de 5%. L’usure accrue est surtout la conséquence de températures plus hautes au sein des conducteurs et de l’influence négative sur les circuits magnétiques. Il est piquant de constater que les moteurs à réglage de vitesse sont à la fois cause et victime des harmoniques de tension. Causes Deux phénomènes constituent d’importantes sources de pollution harmonique : les arcs électriques et l’électronique de puissance. Le premier groupe comprend toutes les lampes à décharge gazeuse à basse et haute pression, les installations de soudure et les fours à arc électrique. Ces derniers constituent en soi une puissante source d’harmoniques, bien qu’ils n’apparaissent que de façon peu fréquente. De par leur nombre, les armatures lumineuses contribuent le plus à la dégradation de la qualité du réseau. La plupart des appareils électroniques appartiennent au deuxième groupe. Nous pensons aux ordinateurs, télécopieurs, imprimantes à laser, chargeurs de batterie, entraînements à régulation de vitesse, PLC, UPS, chauffages à induction et ballasts électroniques. Il est clair que la pollution harmonique est une problème assez récent. Explosion Dans ce cadre, il est à remarque que les condensateurs qui sont placés sur le réseau en veu d’améliorer son facteur de puissance sont plus lourdement chargés par les courants harmoniques. Et ce, non seulement par suite du réchauffement de leur diélectrique, mais aussi du fait de la valeur des intensités de courant qui les traversent. Dans des cas extrêmes, ceci peut provoquer leur explosion. Solutions traditionnelles Compensation active Depuis un certain temps, des produits bien meilleurs sont apparus sur le marché. Ils sont basés sur le principe de la compensation active. Un filtre actifs’adapte continuellement aux variations des harmoniques. Il peut éliminer tant les harmoniques d’une charge – également dans le conducteur neutre – que ceux du réseau. Par rapport au filtre passif, il présente des avantages évidents : pas d’interaction entre filtres adjacents, pas de calcul préalable nécessaire, large gamme de fonctionnement, résistance à la surcharge et électronique de contrôle. Ces avantages vont évidemment malheureusement de pair avec un prix relativement élevé . Deux familles Un filtre actif peut être monté soit en parallèle, soit en série. Un filtre parallèle offre l’avantage de ne pas devoir supporter l’intensité de l’énergie électrique alimentant les équipements en aval. L’ampleur de ce filtre dépend uniquement du courant à délivrer. Lorsque l’on choisit le filtre assez grand, il peut également compenser la puissance réactive. L’installation d’un tel filtre est relativement simple. Lorsque le filtre actif est monté en série, il doit pouvoir supporter non seulement le courant nominal de la charge, mais également la surintensité due à tout court-circuit. Une protection à action très rapide est donc indispensable. Il existe enfin une autre variante : le filtre hybride, qui est une combinaison antre actif et un filtre passif. Il permet d’optimiser le rapport coût/performances. Le filtre passif y prend en charge la majeure partie du travail de compensation, tandis que le filtre actif normalise le restant. Grâce à cela, le filtre actif peut y être monté aussi bien en série qu’en parallèle. Conclusion La pollution harmonique est un problème relativement récent. Il apparaît de façon remarquable qu’un pollueur de réseau peut être également victime des harmoniques. Cette pollution affecte non seulement la propre installation, mais aussi les consommateurs voisins. La technologie récente permet de compenser à peu prés toutes les irrégularités survenant sur les réseau. En contrepartie, un investissement non négligeable est requis. Une telle protection s’imposera à l’avenir de plus en plus. a bienôt ecofute.net