Fiche : [REVUE067]

Titre : REE N°05, Revue de l'Electricité et de l'Electronique, mai 1999.

Stockage : Thierry LEQUEU (en partie), Bibliothèque R&D, IUT parc de Grandmont

Cité dans : [DIV105]  Les revues RGE Revue de Générale de l'Electricité et REE Revue de l'Electricité et de l'Electronique, France.

Editorial 1
Calendrier 4
Invité : la commande numérique et l'usinage à grande vitesse par Serge Bloch 6
Chronique 12
Régions 23
Revue de presse 24
Normes et réglementations 26
Publications 27
Produits nouveaux 28
Partenaires 32
Résumés/abstracts 34
Dossier : La maîtrise des perturbations de tension et de courant 36
Repères : Les ondes terahertz 81
En direct avec la SEE 90

Dossier : La maîtrise des perturbations de tension et de courant
Les perturbations de tension et courant sur les réseaux électriques provoquent des effets néfastes et des surcoûts pour bon
nombre d'applications. Elles doivent naturellement être minorées : état de l'art et solutions.

Page_1 : Editorial par P. KRIEGER, Vice-Président POWER TRANSFORMER ALSTOM T & D
Dossier : EDITORIAL - COMMENT BIEN VIVRE AVEC LES HARMONIQUES
Les techniques nouvelles liées à l'utilisation des composants de l'électronique de puissance permettent aux équipements
électriques d'être toujours plus performants. Ces matériels présentent néanmoins quelques inconvénients, en particulier,
ils déforment l'onde de tension à 50 Hz qui les alimente.
Les harmoniques ainsi générés sont responsables de beaucoup d'effets nocifs, et naturellement tout doit être tenté pour
réduire leur niveau. Toutefois, cette réduction des harmoniques arrive elle-même à des limites de faisabilité. En
conséquence, il faudra bien s'habituer à vivre avec les harmoniques ! Les harmoniques présents engendrent des intensités
crêtes et efficaces plus élevées, d'où des surdimensionnements des équipements entraînant des surcoûts.
Certains équipements sont sensibles aux harmoniques, comme les transformateurs, dans lesquels par exemple les harmoniques
introduisent des pertes supplémentaires et peuvent conduire à la saturation du circuit magnétique. Bien souvent, les
appareils générant des courants harmoniques sont des équipements intégrant des composants électroniques comme, par exemple,
les systèmes informatiques ou les récepteurs TV. Ils sont souvent eux-mêmes sensibles à ces perturbations, d'où la nécessité
de filtrer la tension pour que les appareils ne soient pas pollués et ne polluent pas l'environnement.
De même la plupart des équipements électriques industriels de puissance sont aussi générateurs d'harmoniques : moteurs,
machines asynchrones à vitesse variable, traction ferroviaire, électrolyse, fours à induction, régulation par gradateurs,
éclairage, chauffage, climatisation.
Comme le distributeur d'énergie se doit de fournir une tension propre, il incombe à l'industriel de limiter la pollution
du réseau.
Le problème pour les distributeurs d'énergie est de prévoir le taux injecté par les utilisateurs domestiques afin de
garantir la qualité de l'énergie électrique délivrée.
L'étude de ces phénomènes, qui nécessite des décompositions des signaux en séries de Fourier, est grandement simplifiée
de nos jours par l'utilisation des calculateurs et des programmes FFT. Il est possible de représenter le taux d'harmoniques
émis, ainsi que l'action des filtres, afin d'optimiser leur réduction.
Les différents effets évoqués plus haut mettent en évidence un point très important : tous les acteurs intervenant sur le
réseau électrique sont concernés par le phénomène des harmoniques. Du producteur au consommateur, en passant par le
gestionnaire du réseau, nous sommes tous des pollueurs et des pollués ! Nous avons donc tous un rôle à jouer. Il nous faut
développer de nouvelles solutions techniques permettant la réduction des harmoniques, mais également juger de l'intérêt
économique de leur mise en oeuvre.
Cette nécessité de bien prendre en compte l'ensemble des aspects met en avant le travail réalisé et à réaliser au sein
d'organisations comme la SEE et les comités de normalisation. Il doit favoriser les échanges et la compréhension mutuelle
des différentes parties et permettra de définir les normes nécessaires pour accompagner les évolutions techniques.

Page_36 : Présentation par Serge MIDOT, Membre de la SEE.
Les problèmes posés aux réseaux électriques par les perturbations harmoniques sont comparables à ceux qui sont rencontrés
en matière de pollution des rivières. Les perturbations créent des interactions entre les pollueurs et les pollués avec la
particularité qu'il y a souvent autoperturbation. Pour préserver la qualité du fluide, des normes de qualité du milieu et
des normes de rejets sont définies ; des installations de dépollution peuvent être installées.
Le dossier qui suit a été réalisé pour montrer que le problème des harmoniques est maîtrisé. Il fait le point sur les
évolutions du domaine.
Le premier article "Les harmoniques : application des normes de CEM associées" (page 37) met en évidence l'accroissement
de la pollution harmonique par les équipements de faible puissance alimentés en basse tension (télévision, ordinateurs...)
en relation avec la réglementation qui apparaît inadaptée pour apporter une solution correcte au problème. Se pose la
question d'une éventuelle évolution de la réglementation.
"Les indicateurs de pollution harmonique dans le chaîne de conversion statique - comment faire la part des choses" (page 44)
présente ensuite les effets de la pollution harmonique sur les résultats de mesure et les effets "boule de neige" qui
peuvent survenir et propose une méthode d'interprétation des résultats de mesure.
Les articles suivants sont consacrés à l'étude des différents dispositifs pour réduire les harmoniques : compensation active
ou filtres passifs. Il est intéressant de constater que la solution est fonction de la nature des installations
industrielles et qu'il n'y a pas une solution "toute faite" à tous les problèmes, même si la cause de la pollution est
identique.
A partir de cas concrets d'installations industrielles polluantes présentant de nombreux variateurs électroniques de
vitesse, les articles "Surcoûts engendré par les harmoniques et économies réalisées grâce à la compensation active"
(page 52) et "Ingénierie des réseaux internes d'usines pour réduire les harmoniques" (page 61) arrivent à des
préconisations différentes.
La comparaison des surcoûts d'exploitation provoqués par les harmoniques et du coût des installations de dépollution doit
intégrer des contraintes techniques et financières en particulier le montant des investissements. Même si les solutions
retenues sont différentes, la rentabilité de chacune est établie.
L'article suivant "Les filtre actifs : ramener l'harmonique 5 au niveau normalisé" (page 68) présente les problèmes
rencontrés et résolus pour installer sur un réseau de distribution publique MT perturbé par ]es harmoniques un système de
compensation active pour dépolluer. Cette installation est actuellement en service.
Le dernier article "Niveaux de pollution harmonique probables sur le réseau français dans le futur" (page 74), plus
prospectif, précise les niveaux de pollution harmonique attendus sur les réseaux électriques HT et MT français à l'horizon
2006. Les résultats issus d'une modélisation et de plusieurs scénarii donnent une indication sur les solutions techniques;
la dépollution des installations industrielles est plus efficace que la réglementation pour limiter les niveaux d'harmonique
sur les réseaux.

Page_37 : Les harmoniques : application des normes de CEM associées par J. C. Guignard
Page_44 : Les indicateurs de pollution harmonique dans les chaînes de conversion statiques - Comment faire la part des choses par Georges Manesse.....
Page_52 : Surcoûts engendrés par les harmoniques et économies réalisées grâce à la compensation active par S. Bernard et G.
Page_61 : Ingénierie des réseaux internes d'usines pour réduire les harmoniques par B. Michaud et J.- F. Tissier...
Page_68 : Les filtres actifs : ramener l'harmonique 5 au niveau normalisé par S. Puren et J.- F. Tissier
Page_74 : Niveaux de pollution harmonique probables sur le réseau français dans le futur par J. Martinont, J.- L. Javerzac, D. Boudou

  [1] : [99ART035] J.-C. GUIGNARD, Les harmoniques : application des normes de CEM associées, REE N° 5, mai 1999, pp 37-43.

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