CYDESA 2007
5. COMPOSANTS ET ÉQUIPEMENTS
POUR LA COMPENSATION DE
L’ÉNERGIE RÉACTIVE DANS LES
INSTALLATIONS AVEC HARMONIQUES
Autant dans les usines que dans les bureaux, il est de plus
en plus fréquent de rencontrer des récepteurs qui
déforment l’onde des courants absorbants, des courants
qui à leur tour, à cause d’une simple chute de tension,
arrivent à déformer la tension dans les barres, affectant
par conséquent tous les autres récepteurs de l’installation.
Ces ondes déformées se décomposent à l’analyse en un
composant fondamental à la fréquence du réseau et
d’harmoniques ou d’ondes à fréquence multiple du réseau.
Les récepteurs générateurs d’harmoniques les plus
fréquents sont les suivants :
- Les sources d’alimentation monophasées.
Propres des PC entre autres et qui génèrent des
harmoniques d’ordre 3, 5 et 7 essentiellement.
- Les variateurs de fréquence pour la modulation
de la vitesse des moteurs asynchrones,
généralement à 6 impulsions et qui génèrent des
harmoniques d’ordre 5, 7, 11 et 13
essentiellement, et dont les ordres 5 et 7 sont les
plus importants.
- Les systèmes d’alimentation ininterrompue
ou SAI qui, dans les cas à 6 impulsions,
génèrent les mêmes harmoniques
précédemment mentionnées.
En résumé, les harmoniques caractéristiques mentionnées
sont celles d’ordre 3, 5, 7, 11 et 13 et les plus
significatives d’entre elles sont celles d’ordre :
3 et 5 Dans les bureaux
5 et 7 dans les usines
Les batteries de condensateurs sont l’un des éléments les
plus sensibles aux harmoniques, les absorbant facilement,
provoquant leur amplification et pouvant conduire à des
problèmes de résonance.
Pour éviter les inconvénients indiqués, dans la plupart des
cas il est nécessaire de connecter en série les
condensateurs à ballasts aux caractéristiques
appropriées, et de disposer d’un filtre à harmoniques.
Dans les installations avec présence d’harmoniques, il est
généralement prévu de compenser l’énergie réactive pour
éviter l’amplification des harmoniques et bien sûr des
problèmes de résonance. Dans ces cas-là, des
équipements seront installés avec des filtres de rejet ou à
basse syntonisation (fréquence de syntonisation L-C de
189 Hz pour une fréquence de réseau de 50 Hz et de 227
Hz pour une fréquence de 60 Hz).
ce qui équivaut à un facteur de résonance :
78,3==
N
rffr
h
et à un facteur de réactance :
%7
100
2==
r
h
p
5.1 Comment savoir s’il est nécessaire
d’installer un équipement avec des filtres ?
Lors de la conception ou du choix d’un équipement ou
d’une batterie de condensateurs, il est indispensable de
tenir compte du besoin d’intégrer des ballasts pour les
filtres à harmoniques. Cydesa propose deux possibilités :
- Utiliser le programme CYDESA PFC qui calcule
les tensions et les distorsions harmoniques à
l’aide de quelques données de base
- Utiliser le graphique représenté ci-dessous
Les deux procédures répondent à la question posée.
En dessous de la ligne au tracé continu de la Fig. 5.1-1, il
est possible d’installer une batterie conventionnelle, dont
les condensateurs sont à la tension du réseau. Entre cette
ligne et la ligne pointillée, il est recommandé d’utiliser des
équipements avec des condensateurs renforcés (4.5),
pour qu’ils supportent mieux une éventuelle surcharge.
Au-dessus de la ligne pointillée, il est nécessaire de
recourir à des équipements avec des filtres de rejet.
Enfin, pour les valeurs Scon/ST supérieures aux 50 %
recommandés, nous consulter car d’autres types de filtre
pourraient convenir.
Fig.5.1-1 Méthode de détermination pour savoir si des
filtres sont nécessaires dans une installation.
QC = Puissance de la batterie (kvar)
ST = Puissance du transformateur (kVA)
SCON = Puissance des récepteurs générateurs
d’harmoniques (kVA)