Compensateurs actifs d`harmoniques SineWave de 20 à 480 A

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Compensateurs
actifs d’harmoniques
SineWave
de 20 à 480 A
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un phénomène qui mérite toute votre attention :
la pollution harmonique
Ce phénomène concerne tous les
réseaux électriques tant dans le
tertiaire que dans l’industrie ou
une pollution peu visible
mais coûteuse
une normalisation
déjà en place
Les charges non linéaires absorbent des
courants contenant :
Afin d’atténuer rapidement la
pénétration de la pollution harmonique,
un triple dispositif normatif est en
vigueur dès maintenant avec :
Aucun environnement moderne
◗ un courant sinusoïdal de fréquence F
(50 Hz par exemple), appelé
fondamental,
ne peut échapper à cette
◗ des courants sinusoïdaux de
le domestique.
pollution due aux équipements
fréquences 2F, 3F, 4F, 5F ...nF multiples
de F, appelés harmoniques.
tels que : micro-ordinateurs,
serveurs, climatiseurs,
variateurs de vitesse, lampes
à décharge, redresseurs,
alimentations statiques, fours
à micro-ondes, téléviseurs,
exemple de courant pollué par harmonique 3
éclairages halogènes...
Toutes ces charges
harmonique 3
sont dites “non linéaires”
ou “déformantes”.
fondamental
décomposition du courant ci-dessus en fondamental
+ harmonique 3
Ces harmoniques perturbent de plus en
plus sévèrement toutes sortes d’activités :
usines de fabrication de composants,
stations de pompage, systèmes de
traitement de l’information, stations de
télécommunications, studios de
télévision… car elles représentent une
part significative du courant consommé.
Les désagréments pour l’utilisateur sont
de trois ordres :
◗ impact sur l’installation électrique
avec les échauffements importants
engendrés dans les alternateurs,
les transformateurs, les condensateurs,
les câbles... Les coûts cachés
du vieillissement accéléré de tels
équipements peuvent être très élevés.
◗ impact sur le fonctionnement
des applications
avec, par exemple, les déclenchements
intempestifs de disjoncteurs,
l’impossibilité d’alimenter des récepteurs
très sensibles à la qualité de l’énergie.
Les conséquences économiques
mesurées suite à de tels
dysfonctionnements sont souvent
inacceptables pour une entreprise.
industrie et télécommunications, deux
environnements particulièrement pollués par les
harmoniques
◗ impact sur la puissance électrique
disponible
car les harmoniques consomment en
pure perte une partie du courant
(surconsommation jusqu’à 30%).
L’utilisateur paye donc plus cher une
puissance disponible réduite.
◗ des normes appareillage
> CEI 61000-3-2 ou EN 61000-3-2
pour les appareils basse tension
absorbant un courant inférieur à 16 A,
> CEI 61000--3-4 ou EN 61000-3-4
pour les appareils ou installations basse
tension absorbant un courant supérieur
à 16 A.
◗ des normes qualité réseaux
>EN 50160 précisant les caractéristiques
de la tension fournie par les réseaux
publics basse tension,
> IEEE 519 (Recommended Practices for
Harmonics Control in Electrical Power
Systems) approche conjointe entre le
distributeur d’énergie et le client pour
limiter l’impact des charges nonlinéaires. Cette recommandation
constitue un engagement mutuel pour
limiter les harmoniques.
◗ des normes de compatibilité entre
réseaux électriques et produits
> CEI 61000-2-2 et recommandations
CIGRE (Conférence Internationale
des Grands Réseaux Electriques) pour
les réseaux publics à basse tension,
> CEI 61000--2-4 pour les installations
industrielles basse tension et moyenne
tension.
Par ailleurs, les distributeurs d’énergie
encouragent les actions de prévention
afin de réduire les dégradations de la
qualité de l’électricité, les échauffements
et les altérations du facteur de
puissance.
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la solution optimale pour neutraliser les harmoniques :
le compensateur actif
Il existe plusieurs solutions pour
limiter les courants harmoniques
des charges déformantes.
Parmi les plus connues :
la mise en place de filtres passifs
accordés, l’installation de
plusieurs câbles de section
moyenne en parallèle, le
regroupement des charges
polluantes d’une part et des
récepteurs sensibles d’autre part
avec un transformateur
d’isolement en tête de chaque
groupe...
Ces solutions présentent
cependant deux inconvénients
pourquoi un compensateur
actif ?
comment agit un
compensateur actif ?
L’avantage décisif du compensateur
actif est d’offrir une dépollution
efficace même en cas d’évolution
de l’installation.
Il offre aussi un confort
d’exploitation exceptionnel :
Le compensateur actif analyse
les harmoniques consommés par
la charge et restitue ensuite à cette
dernière le même courant harmonique
avec la phase convenable. Conséquence :
au point considéré, il y a neutralisation
complète des courants harmoniques.
Ainsi, ces courants ne circulent plus en
amont et ne sont plus fournis par la
source.
◗ auto-adaptation aux différentes
charges quel que soit leur spectre
harmonique,
◗
aucun risque de surcharge,
fonctionnement compatible
avec les groupes électrogènes,
◗
IF
◗ raccordement en n’importe quel
point du réseau électrique,
◗ possibilité de répartir plusieurs
compensateurs dans une même
installation afin de renforcer
l’efficacité de la dépollution (par
exemple en cas d’insertion d’une
nouvelle machine).
source
IF+IH
IH
charge
compensateur actif
schéma de principe du compensateur parallèle
majeurs : l’amélioration en
matière de dépollution
harmonique n’est efficace que
tableau général
basse tension
pour l’installation présente
(l’ajout ou la suppression de
charges peut rendre inopérant
l’investissement initial),
la mise en œuvre de ces solutions
tableau
divisionnaire
compensateur actif
est souvent difficile à réaliser
dans les installations existantes.
distribution
terminale
compensateur actif
compensateur actif
schéma de distribution basse tension montrant différents points d’insertion d’un compensateur actif
en fonction du niveau de dépollution souhaité
où placer un compensateur
actif ?
Le traitement des harmoniques
nécessite une connaissance précise
de l’installation à prendre en compte.
Dans les installations neuves, il est
recommandé de calculer lors de la
conception le taux de distorsion en
différents points clés. Dans les
installations existantes, il est
souhaitable de faire intervenir un
expert sur site afin de réaliser un
diagnostic complet avec mesures.
Dans tous les cas, il convient de
décider de l’objectif prioritaire :
soit la mise en conformité
par rapport aux normes
La compensation active doit plutôt
être placée en amont de l’installation
(point d’insertion proche du
raccordement avec le réseau du
distributeur d’énergie),
◗
soit la réduction du niveau
de pollution de l’installation
Ici, on cherche à neutraliser
les harmoniques au plus près des
principales charges non-linéaires.
Le ou les compensateurs actifs
seront plutôt situés en aval
(distribution secondaire ou
terminale).
◗
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le leader du marché de la dépollution harmonique :
le compensateur actif SineWave
SineWaveTM est le premier
compensateur actif
d’harmoniques de deuxième
génération. Son développement a
bénéficié de toute l’expérience
acquise sur le terrain par notre
première génération
commercialisée dès 1994.
En clair, avec SineWave™ vous
disposez dès aujourd’hui des
performances de demain pour
vos installations de 10 à 2000
kVA !
compensateur actif d’harmoniques SineWave™, une compacité remarquable
atténuation impressionnante
des harmoniques
De par sa conception et les
technologies de pointe retenues,
SineWave™ réduit les harmoniques
en courant dans un rapport de 10
pouvant aller jusqu’à 20 en fonction
de la nature des charges. Cette
compensation des harmoniques va
du rang 2 jusqu’au rang 25 et donne
ainsi une large plage de réglage en
fonction de chaque type de charge.
De plus, vous avez le choix entre
deux modes de fonctionnement :
◗ compensation globale,
◗ compensation d’un rang déterminé.
amélioration du cosinus ϕ
SineWave™ contribue aussi à
l’amélioration du cosinus ϕ et du
facteur de puissance apportant ainsi
une réduction du coût de l’énergie.
très grande capacité
d’intégration dans toute
installation
L’architecture particulièrement
soignée et le choix des pièces
mécaniques font de SineWave™ une
référence en matière d’intégration.
D’abord son volume a été
considérablement réduit. Par
exemple, le calibre 30A occupe
seulement 94 dm3. Ainsi, vous
pouvez envisager de placer
SineWave™ aussi bien sur un mur
que dans un tableau ou une
armoire électrique. SineWave™
s’adapte automatiquement à toute
charge monophasée ou triphasée,
informatique, variateurs de
vitesse... Il est compatible avec tout
réseau triphasé d’alimentation.
Son raccordement en parallèle sur
le réseau ne nécessite aucune
coupure de la partie puissance
(capteur ouvrant) et peut se situer
en n’importe quel point de
l’installation (tableau général basse
tension, tableaux divisionnaires,
coffrets de distribution terminale).
Bien entendu, vous pouvez mettre
en parallèle jusqu’à 4 compensateurs
actifs SineWave™ ou les brancher en
cascade afin de cerner au plus près
les évolutions de vos besoins à tout
moment.
convivialité inégalée à ce
jour
L’interface homme-machine (IHM) en
face avant de SineWave™ s’exprime
en 7 langues en standard (anglais,
français, allemand, espagnol, italien,
néerlandais, américain). Il permet :
◗ l’aide à la mise en service et à
la maintenance,
◗ le paramétrage (langue de
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champion des économies
toutes catégories
le juste calibre au prix
le plus bas
SineWave™ étant très flexible, il
n’est pas utile d’acquérir un calibre
supérieur au besoin immédiat.
Il sera toujours possible de
compléter la solution SineWave™
pour couvrir vos besoins dans le
futur. D’où un prix imbattable au
regard des bénéfices apportés.
une plus grande durée de
vie des équipements
l’affichage, type de compensation
harmonique),
◗ l’exploitation (états, mesures,
alarmes, commandes).
Cet IHM est détachable (cordon de
3 mètres) afin, par exemple, d’être
installé sur la face avant du tableau
contenant SineWave™.
La réduction du courant efficace
due à SineWave™ prolonge la durée
de vie de vos équipements jusqu’à
30 %.
à l’abri des surprises
coûteuses
Avec un courant dépollué, vous
êtes protégé vis à vis des
mauvaises surprises du genre
dysfonctionnements sur des
applications critiques ou pénalités
du distributeur d’électricité pour
non respect des normes.
En deux mots, votre continuité de
service est renforcée.
des factures d’électricité
allégées
interface homme-machine de SineWaveTM,
toute l’information en 7 langues
Par ailleurs, la commande à
distance est possible par contacts
secs et liaison série RS 485 (en
option).
sûreté de fonctionnement
exceptionnelle
SineWave™ met en jeu
simultanément des schémas
largement éprouvés et des
composants de haute technologie
de dernière génération comme les
transistors IGBT, les composants
DSP (Digital Signal Processing).
Sa conception le met totalement à
l’abri des surcharges. Si la demande
en compensation harmonique
dépasse sa puissance, il continue à
compenser au maximum de ses
possibilités.
En réduisant le courant efficace
consommé, SineWave™ supprime
les risques de déclenchements
intempestifs des disjoncteurs et
les échauffements dans les câbles.
Il contribue ainsi à l’amélioration de
la sûreté de fonctionnement.
Avec la réduction des harmoniques,
la consommation de kVA diminue.
Vous pouvez donc envisager la
révision de votre contrat à la
baisse. En améliorant le cos ϕ, vous
réduisez aussi les kVA absorbés et
vous évitez les pénalités du
distributeur d’énergie pour cause
de cos ϕ trop faible.
Le retour sur investissement est
rapide, dans certains cas il peut
être inférieur à 2 ans.
Une plus grande
disponibilité
La réduction des harmoniques,
c’est la réduction des aléas sur
l’installation électrique. Sinewave
est une composante importante
de l’offre MGE UPS SYSTEMS en
matière de Haute Disponibilité.
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une mise en œuvre sans souci
le compensateur actif le
plus compact du marché
L’un des atouts majeurs de
SineWave™ est de pouvoir se glisser
partout. Ce point est essentiel pour
les installations existantes où
l’espace dans les équipements
(basse tension, automatismes,
commande moteurs) et dans les
locaux techniques est souvent
difficile à trouver.
masse : 65 kg
SW 20, SW 30
masse : 110 kg
SW 45, SW 60
masse : 220 kg
SW 90, SW 120
un raccordement aisé
en suivant quelques conseils
SineWave™ est vraiment très facile
à installer. Il suffit de prévoir son
alimentation électrique en triphasé avec
ou sans neutre et de placer son tore de
mesure (capteur ouvrant) sur
l’alimentation de la charge polluante.
prévoir un volume suffisant pour
assurer la circulation d’air
nécessaire au refroidissement
utiliser de préférence du câble
torsadé pour le raccordement des
capteurs de courant
installer SineWave™
verticalement
installer SineWave™ de
préférence dans un local
technique
éviter de placer SineWave™ à
proximité d’éléments chauffants
séparer les câbles de puissance
et les fils des signaux bas
niveau
ventilation du bas vers le haut
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SineWave, la référence en dépollution harmonique
Caractéristiques
Modèle
SW20
SW30
SW45
SW60
SW90
SW120
Capacité de compensation par phase
20 A eff
30 A eff
45 A eff
60 A eff
90 A eff
120 A eff
Capacité de compensation dans le neutre (1)
60 A eff
90 A eff
135 A eff
180 A eff
270 A eff
360 A eff
Entrée réseau
Tension nominale (2)
400 V - 20 + 15%
Fréquence nominale
50Hz, 60 Hz, +/-8%
Nombre de phases
3 phases avec ou sans neutre
(fonctionnement possible sur charges monophasées ou déséquilibrées)
Capteurs de courant
calibres de 300/1 à 4000/1
Caractéristiques techniques
Courants harmoniques compensés
rang 2 à 25, compensation globale ou rang par rang
Taux d’atténuation harmonique
THDI charge /THDI réseau supérieur à 10, à capacité nominale du compensateur
Compensation du cos j
jusqu’à 1.0
Temps de réponse
< 40 ms
Surcharge
limitation au courant nominal, fonctionnement permanent en limitation possible
Courant d’appel
< 2 fois courant nominal crête
Pertes
Bruit acoustique (ISO 3746)
1000 W
1300 W
2100 W
2600 W
4200 W
5200 W
< 55 dBA
< 55 dBA
< 60 dBA
< 60 dBA
< 65 dBA
< 65 dBA
Couleur
RAL 9002
Conditions d’environnement
Température de fonctionnement
0 à 30 °C permanent, < 25 °C recommandé
Humidité relative
0 à 95% sans condensation
Altitude de fonctionnement
< 1000 m
normes de référence
Construction et sécurité
EN 50091-1
Conception
CEI 146
Protection
IP 30 suivant CEI 529
Compatibilité électromagnétique
Emission conduite et rayonnée
EN 55011 niveau A
Immunité aux décharges électrostatiques
CEI 61000-4-2 niveau 3
Immunité aux champs rayonnés
CEI 61000-4-3 niveau 3
Immunité aux ondes de choc
CEI 61000-4-4 et CEI 61000-4-5 niveaux 4
(1) capacité maximum sur charge informatique de type PC, et sur réseau triphasé équilibré
(2) autres tensions 208 V, 220 V, 480 V disponibles sur demande
fonctionnalités
compensation des harmoniques :
globale ou rang par rang
(paramétrable)
◗ compensation du facteur de
déphasage (cos ϕ) (paramétrable)
◗ paramétrage du type de charges :
informatique, redresseur,....
◗ compensation du facteur de
puissance
◗ technologie IGBT et contrôle par
circuit DSP
◗ 3 LED de signalisation du
fonctionnement
◗ afficheur alphanumérique 7 langues
◗ système de diagnostic et de maintenance
◗ menu de configuration et
paramétrage
◗ relayage pour report à distance
◗ commande à distance (verrouillable)
◗
conformité aux normes CEI et
marquage CE
◗
redondance et mise en parallèle
grande variété de capteurs de
courant
◗ interface de communication
Jbus / RS 485 (option)
◗
◗
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le remède absolu contre les harmoniques :
la solution “Total Harmonics Management” (THM)
maîtrisez les harmoniques
avant qu’ils ne vous maîtrisent
un contact suffit pour
obtenir l’offre THM
Si vous ne supportez plus d’être
sous la menace des harmoniques,
soyez rassuré il existe une solution
globale disponible dès maintenant :
le “Total Harmonics Management”
(THM). Cette offre vous permet
d’obtenir rapidement un diagnostic
précis en tout point de votre
installation en matière de pollution
harmonique et, surtout, une
solution souple et performante
avec garantie de résultat.
Sur simple appel téléphonique
auprès de votre centre de services
MGE UPS SYSTEMS
◗ un expert examine votre installation
sous toutes les coutures. Il effectue des
mesures et mémorise les résultats
depuis votre tableau général basse
tension (TGBT) jusqu’aux tableaux de
distribution terminale. Il relève vos
contraintes et besoins spécifiques.
◗ un compte-rendu détaillé vous est
adressé avec proposition de solution
intégrant la compensation active
un exemple pris sur le vif
L’expert THM intervient sur une
installation informatique protégée
par une alimentation sans
interruption. Il mesure le courant et
la tension aux points A et B séparés
par une grande longueur de câble.
Après mise en place du
compensateur actif d’harmoniques
SineWave™, l’expert effectue une
nouvelle série de mesures aux
mêmes points A et B.
d’harmoniques SineWave™.
Cette offre précise :
> les équipements à prévoir avec
leur prix,
> le délai de mise en œuvre,
> les nouvelles valeurs de distorsion
harmonique garanties en différents
points de l’installation.
A ce stade, il ne vous reste plus qu’à
décider de la date d’ouverture de la lutte
contre les harmoniques pour être
totalement tranquille.
◗ une mise en service et un contrôle des
performances permettent de garantir
les résultats attendus.
Sans SineWave
HTA
G.E.
BT
NF
NO
ASI
A
100 m câble
5 x 35 mm2
B
poste
de travail
poste
de travail
SineWave
mesures réalisées avec l’analyseur d’harmoniques FLUKE 41B
Siège social
140, avenue Jean Kuntzmann
ZIRST - Montbonnot Saint Martin
38334 St Ismier Cedex - France
Tél : (33) (0)4 76 18 30 00
MGE 0023 - FRO - 1
Avec Sinewave