Les Condensateurs et les Harmoniques de Courant

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Q UALITÉ DE L ’É NERGIE É LECTRIQUE
Travaux dirigés : LES CONDENSATEURS ET LES
HARMONIQUES DE COURANT
On se propose d’étudier les phénomènes de résonances liés aux harmoniques dans une
installation dotée de condensateurs de relèvement de facteur de puissance.
Modélisation de l’installation
L’installation est de type monophasé 230. Les puissances actives et réactives sont
respectivement égales à 6.61 kW et 8.41 kVAR.
1. Déterminer la valeur du condensateur permettant de relever le facteur de puissance à
0.97
2. Si l’on modélise cette installation par une résistance, une inductance et un condensateur
en parallèle, déterminer les valeurs de ces 3 composants, puis établir le schéma
correspondant.
Suite au claquage intempestif des condensateurs, le courant et la tension absorbés par le
réseau ont été observés. L’étude a permis de constater que l’harmonique de courant de rang
5, I
h5
, est de 30% du courant absorbé par l’installation.
3. Déterminer l’impédance de l’installation vue par le réseau.
4. En déduire l’amplitude de I.
5. En déduire l’amplitude de I
h5
ainsi que sa fréquence.
Modélisation de l’ensemble réseau et installation
6. Établir le modèle de globale du réseau, l’installation et les harmoniques. On assimile
l’impédance du réseau à une inductance L
rés
.
Modélisation de l’ensemble réseau et installation vu par l’harmonique de courant
7. Dresser le modèle du réseau et l’installation vu par l’harmonique 5.
8. Sachant que L
rés
= 1.07 mH. Quelle est l’inductance totale vue par l’harmonique 5, L
tot
?
9. Calculer l'impédance Z de ce réseau.
Département Génie Electrique
Filière Génie Electrique
Pr. Mohammed OUASSAID
AU: 2020-2021
Université Mohammed V de Rabat
Ecole Mohammadia d’Ingénieurs

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10. Déterminer la fréquence de résonance f
0
(ω
0
), ainsi que l’expression de l'impédance
pour cette fréquence.
Conclure par rapport à l’harmonique de rang 5.
11. En déduire la tension présente aux bornes de ce dipôle. Quelle est sa fréquence ?
Superposition des sources
12. Établir le nouveau modèle vu par la tension de 230 V.
13. Par un calcul approximatif. Déterminer la tension aux bornes de Z.
14. En appliquant le théorème de superposition : déterminer l’expression de la tension aux
bornes des condensateurs.
15. Sachant que les condensateurs supportent au maximum 400 V, Expliquez les claquages
fréquents.
16. Peut-on appliquer la même démarche à n harmonique? Justifier votre réponse.