Étude par simulation des effets des harmoniques et de la puissance

UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA
Faculté des Sciences Appliquées
Département de Génie Electrique
Mémoire
MASTER ACADEMIQUE
Domaine : Sciences et technologies
Filière : Électrotechnique
Spécialité : Réseaux électriques
Présenté par :
MIDOUNE Nasreddine HIKA El-Mehdi
Thème :
Soutenu publiquement
Le : 31/05/2016
Devant le jury :
Année Universitaire 2015/2016
Mr REZOUG Mohamed Redah
MA (A)
Président
UKM Ouargla
Mme BENBOUZA Naima
MA (A)
Encadreur/rapporteur
UKM Ouargla
Mr TAIBI Djamel
MA (A)
Co-Encadreur
UKM Ouargla
Mr BOUAKAZ Wahid
MA (A)
Examinateur
UKM Ouargla
Étude par simulation des effets
des harmoniques et de la puissance
réactive sur le réseau électrique

DÈDICACES
Nous dédions cette œuvre qui est l’aboutissement de
plusieurs années de sacrifice, aux êtres les plus chers au monde.
nos pères et nos chères mères qui n’ont ménages aucun effort
moral et matériel pour nous prêter leurs assistances indéfectibles.
que Dieu les protèges.
À nos frères et nos sœurs.
À nos professeurs auxquels nous rendons un grand
hommage pour la science et le savoir prodigués tout au long de
notre cursus universitaire. Ce qui nous a permis de réaliser ce
mémoire duquel ils tireront toute leur fierté et qui, nous
espérons, sera à la hauteur de leurs espérances.
Ma belle-famille notamment ma belle-mère.
À mes amis.
A tous ceux qui m’ont aidés à réaliser ce mémoire.
Nasreddine & El-Mehdi

REMERCIEMENTS
Le travail présenté dans ce mémoire a été effectué au département
d'électrotechnique de l'université KASDI MERBAH-OUARGLA
Nos remerciements vont tout premièrement à Dieu tout puissant pour la
volonté, la santé et la patience, qu'il nous a donné durant toutes ces longues
années.
Nous tenons également à exprimer nos vifs remerciements à nos encadreurs
Mme BENBOUZA Naima et Mr.TAIBI Djamel pour nous avoir d'abord
proposé ce thème, pour le suivi continue tout au long de la réalisation de cette
thèse et qui n’ont pas cessé de nous prodiguer leurs conseils et remarques.
Nos remerciements aux agents de la société gestion du réseau de transport de
l’électricité (GRTE) filiale SONELGAZ notamment monsieur
BOUKHALIFA Ahmed qui nous a encadrés durant notre stage pratique.
Nos sincères remerciements à messieurs les membres du jury pour l'honneur
qu'ils nous ont fait en participant au jugement de ce travail.
Nos remerciements vont aussi à tous les enseignants du département
d'électrotechnique qui ont contribuer à notre formation.
Enfin nous tenons à exprimer notre reconnaissance à tous nos amis et
collègues pour leur soutien moral et matériel
Hika El-Mehdi & Midoune Nasreddine

Sommaire
 Dédicaces
 Remerciements
 Sommaire
 Liste des Figures
 Liste des Tableaux
 Liste des Acronymes et Symboles
 Introduction Générale...........................................................................................................01
I.1.INTRODUCTION...............................................................................................................02
I.2.Classification des réseaux électriques..................................................................................02
I.2.1.Classification des réseaux électriques Par niveau de tension.........................................02
a. Réseau de transport et répartition...................................................................................02
b. Le réseau de distribution................................................................................................03
I.2.2.Classification des réseaux électriques selon la fonction.................................................04
a. Réseaux domestiques.....................................................................................................04
b. Réseaux industriels........................................................................................................04
c. Réseaux distribution......................................................................................................04
d. Réseaux répartition........................................................................................................04
e. Réseaux transport..........................................................................................................04
f. Réseaux d’interconnexion.............................................................................................04
I.2.3.Les différentes structures des réseaux électriques.........................................................04
I.2.3.1.Réseau radial en étoile..............................................................................................04
I.2.3.2.Réseau en boucle......................................................................................................05
I.2.3.3.Réseau maillé ou connecté.......................................................................................05
I.2.4.Choix de système et de la fréquence..............................................................................06
I.2.5.Choix de type et de structure des réseaux BT.................................................................06
I.2.6.Différents types de branchement...................................................................................06
I.2.7.Les postes de transformation MT/BT............................................................................06
I.3.Les phénomènes électriques dans réseaux électriques..........................................................07
I.3.1.Tensions harmoniques....................................................................................................07
I.3.2.Déséquilibre de tension..................................................................................................07
I.3.3.Coupures brèves (Durée < 1Min)...................................................................................08
I.3.4.Creux de tension.............................................................................................................08
I.3.5.Surtension temporaires...................................................................................................09
I.3.6.Variation de fréquence...................................................................................................09
I.3.7.Variations rapides de tension..........................................................................................09
CHAPITRE I : GÈNÈRALITÈS SUR LE RÈSEAU D’ÈNERGIE ÈLECTRIQUE

I.4.CONCLUSION ...................................................................................................................10
II.1.INTRODUCTION..............................................................................................................11
II.2. Définition des harmoniques...............................................................................................11
II.2.1.Les perturbations harmoniques.....................................................................................11
II.2.2.Caractéristiques d’un signal..........................................................................................12
II.2.2.1.Rang d’un harmonique............... .............................................................................12
II.2.2.2.Réprensentation spectrale.......................................................................................12
II.2.3. Problématique des harmoniques..................................................................................12
II.2.4.Notion des Charges.......................................................................................................13
II.2.4.1. Exemples de Charges Non-linéaires......................................................................14
II.2.4.2.Décomposition d'un courant distordu périodique en série de Fourier......................15
II.2.5. Valeur caractérisant un signal déformé........................................................................16
II.2.5.1. Valeur efficace d’une grandeur déformée..............................................................16
II.2.5.2.Taux individuel.......................................................................................................17
II.2.5.3. Taux de distorsion harmonique global (%)............................................................17
II.2.5.4. Facteur de crête......................................................................................................18
II.2.5.5. Facteur de puissance..............................................................................................18
a. Les représentations graphiques......................................................................................18
II.2.5.6. Facteur de déphasage.............................................................................................19
II.2.5.7. Facteur de déformation..........................................................................................19
II.2.6. Les inter-harmoniques.................................................................................................20
II.2.7. Les infra-harmoniques.................................................................................................20
II.2.8. Impédance harmonique................................................................................................20
II.3. Les harmoniques et les grandeurs électriques....................................................................21
II.3.1. Courant harmonique.....................................................................................................21
II.3.1.1. Les principales sources de courants harmoniques..................................................21
a. Les moteurs asynchrones...............................................................................................21
b. L’éclairage (public ou domestique) ...............................................................................22
c. Les fours à arc................................................................................................................22
d. Les convertisseurs statiques de forte puissance........................................................23
II.3.2.Tension harmonique.....................................................................................................24
II.3.2.1. Appareils générant des tensions harmoniques.......................................................24
a. Les alternateurs..............................................................................................................24
b.Les transformateurs.......................................................................................................25
c. Les charges électrodomestiques....................................................................................25
CHAPIRE II : ÈTUDE DE POLLUTION HARMONIQUES ET LA PUISSANCE DANS RÈSEAU ÈLECTRIQUE