ArticleREV01 (1)

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/346868691
Filtrage Passif Des Harmoniques Dans Un Réseaux Électrique
Article · December 2020
CITATIONS
0
READS
477
1 author:
Some of the authors of this publication are also working on these related projects:
Distorsions Harmoniques (THD) View project
Amine Amar
École de Technologie Supérieure
1 PUBLICATION0 CITATIONS
SEE PROFILE
All content following this page was uploaded by Amine Amar on 10 December 2020.
The user has requested enhancement of the downloaded file.

Amar Larbi Amine et al. Filtrage Passif Des Harmoniques Dans Un Réseau Électrique
 RÉSUMÉ—Cet article a pour objectif d’étudier le
comportement d’une charge non linéaire installée sur un
réseau électrique. Sachant que cette dernière est
responsable de distorsions harmoniques, courants et
tensions. L’étude et la simulation consistent à décrire la
méthode utilisée pour résoudre le problème des
harmoniques. Principalement cinquième, septième et
onzième, treizième. En utilisant les filtres passifs, ça
permet d’atténuer les harmoniques indésirables,
d’améliorer le facteur de puissance et d’éviter le problème
de résonance. La simulation est réalisée sous
Matlab/Simulink, ce qui permet de tracer les formes
d’ondes du courant et de la tension de la charge, ainsi que
les spectres des harmoniques THD et de mesurer
l’écoulement de la puissance active et réactive.
Mots clés—Filtre passif, distorsions harmoniques,
atténuation des harmoniques.
I. Introduction
e document décrit la technologie utilisée afin d’atténuer
des harmoniques, de courants et de tensions indésirables.
Il existe trois grands types de filtres : Passif, actif et hybride
[1]. L’article suivant résoudre la problématique des ondes
harmoniques et principalement  à l’aide des
filtres passifs. Ils sont très utilisés en industries par contre ils
ont certains inconvénients [2].
L’atténuation des harmoniques améliore la qualité d’onde,
réduit les pertes dans le circuit, améliore le facteur de
puissance et augmente la durée de vie du matériel [3].
Le choix du filtre passif est en fonction de l’application et des
exigences techniques du fournisseur de l’énergie électrique.
Le tableau 1 ci-dessous indique le taux de distorsion permis
selon la valeur de la tension [1].
Tableau 1
Les limites de distorsion de tensions harmoniques en % de
la fondamentale.
II. FILTRE PASSIF
Un filtre passif est une combinaison entre des composantes
qui pourraient être capacitif, inductif ou résistif. Pour atténuer
les harmoniques indésirables à l’aide ce type de filtre, on
trouve deux types: filtres série et filtres parallèles. Ces
derniers sont couramment utilisés à cause de leurs avantages,
car ils consomment moins d’énergie. Concernant les filtres
parallèles, il y a trois catégories : filtres à inductance anti-
harmonique, filtres résonants et filtres amortis [2], (voir les
figures 1, 2 et 3).
Filtrage Passif Des Harmoniques Dans Un
Réseau Électrique (Novembre 2020)
Amar Larbi Amine
École de Technologie Supérieure de Montréal, UQAM, Montréal, Québec, Canada
Email: Larbi-amine.am[email protected]mtl.ca
C

Amar Larbi Amine et al. Filtrage Passif Des Harmoniques Dans Un Réseau Électrique
Figure 1. Filtres à inductance anti-harmonique.
Figure 2. Filtres résonants.
Figure 3. Filtres amortis. (a) filtre du 1er ordre (b) filtre
du 2e ordre (c) filtre du 3e ordre.
Chacun des filtres parallèles présente un ensemble des
avantages et des inconvenants, le choix de la topologie du
filtre est en fonction du mode de fonctionnement et de la
performance recherchée [1].
Les harmoniques impaires  sont atténuées
grâce à des filtres passifs composés d’un ensemble
d’inductances et capacitances selon l’équation suivante [4].
A. Les Avantages Et Les Inconvénients Des Filtres
Passifs
Les avantages :
1) Faible cout.
2) Adaptation facile dans le milieu industriel.
Les inconvénients :
1) Le vieillissement des éléments du filtre tel que les
inductances, dégrade leurs qualités et cela influence
la précision des harmoniques à filtrer.
2) Un système encombrant et surtout s’il y a plusieurs
harmoniques à atténuer, Il faut installer un nombre
élevé de branches.
3) Les paramètres d’un tel réseau électrique ne sont pas
toujours connus, ce qui rend l’utilisation d’un filtre
passif très délicate.
4) Le filtrage de l’harmonique correspondant à la
fréquence de résonance peut introduire d’autres
résonances, cela peut détruire le matériel.
B. Le Fonctionnement Du Circuit
Le circuit électrique consiste d’une ligne de distribution
triphasée, de 11 KV/60 HZ. Elle alimente un transformateur
abaisseur, 11 KV/400V. Du côté basse tension se trouve une
charge inductive de 5 KVAR, 10 KW ainsi qu’une deuxième
charge non linéaire composée d’un pont de diodes qui
alimente une charge purement résistive de 5 KW. Cette
dernière est la source des harmoniques indésirables qu’il faut
absolument les atténuer (voir la figure 4).
Figure 4. Schéma du circuit électrique à simuler.
La simulation est réalisée sous Matlab/Simulink en ajoutant
des instruments pour mesurer les puissances actives et
réactives, les taux de distorsion THD et l’oscilloscope pour
visualiser les ondes des courants et des tensions. Pour atténuer
les harmoniques indésirables et diminuer le taux de distorsions
THD, la bibliothèque de Simulink offre des filtres passifs, il
suffit de sélectionner un filtre, ensuite faire configurer la
fréquence du spectre.
Figure 5. Le circuit électrique avec les filtres passifs.
Le schéma de la figure 5, montre le circuit avec les filtres
passifs afin de filtrer les harmoniques .

Amar Larbi Amine et al. Filtrage Passif Des Harmoniques Dans Un Réseau Électrique
III. CALCUL THÉORIQUE
Le calcul concerne l’étude du réseau sans filtrage et avec
filtrage.
A. Sans Filtrage
La figure (6), contient les données des valeurs des différents
courants harmoniques. Les h5, h7, h11 et h13 sont les
harmoniques les plus importantes.
Figure 6. Les valeurs numériques des différents courants
harmoniques avant le filtrage.
 Le THD du courant :
 (1)
La figure (7) contient les données des valeurs des
différentes tensions harmoniques. Les h5, h7, h11 et h13 sont
les harmoniques les plus importantes.
Figure 7. Les valeurs numériques des différentes tensions
harmoniques avant le filtrage.
 Le THD de la tension :
 (2)
 Facteur de déplacement:
   (3)
 Facteur de puissance:
 (4)
 Facteur de distorsion :
 (5)
 Facteur de déséquilibre :
 (6)
 Facteur de puissance généralisé :

Amar Larbi Amine et al. Filtrage Passif Des Harmoniques Dans Un Réseau Électrique
 (7)
Selon les données de la figure (13)
B. Avec Filtrage
La figure (8) contient les données des valeurs des différents
courants harmoniques après avoir installé les filtres.
Figure 8. Les valeurs numériques des différents courants
harmoniques après le filtrage.
Selon l’équation (1) :
 Le THD du courant :
La figure (9) contient les données des valeurs des
différentes tensions harmoniques après avoir installé les
filtres.
Figure 9. Les valeurs numériques de différentes tensions
harmoniques après le filtrage.
 Le THD de la tension selon l’équation (2) :
 Le facteur de déplacement selon l’équation (3):
 Facteur de puissance selon l’équation (4):
 Facteur de distorsion selon l’équation (5) :
 Facteur de déséquilibre selon l’équation (6) :
 Facteur de puissance généralisé selon l’équation
(7) et les données de la figure (13):
IV. SIMULATION
Le circuit est simulé sous Matlab/Simulink, en utilisant
l’oscilloscope et l’analyseur d’énergie afin d’avoir les courbes
des courants et des tensions, ainsi que les spectres des
harmoniques et le taux de distorsion THD. Les paramètres
mesurés sont entre la source et la charge comme le montre la