Cours influence de la propagation des phénomènes transitoires sur le réseau de distribution, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

ORGANISATION DU RESEAU

L’organisation du réseau consiste à séparer les charges polluantes des charges sensibles aux harmoniques et de les éloigner, l’une par rapport à l’autre, sur le réseau. Donc l’opération doit être faite lors de la mise en place du réseau en tout début .L’organisation d’un réseau se limite aux récepteurs ou charges polluantes de moyenne puissance, car si la pollution harmonique provoquée est puissante, il vaut mieux alimenter les charges polluantes par un transformateur à part.
Lors de la simulation, on a vu que les transformateurs constituent une isolation galvanique et filtrent les harmoniques. Mais la capacité de filtrage du transformateur se limite par le degré de distorsion harmonique de la charge pollueuse sur le réseau. Si le taux de distorsion harmonique est trop élevé (cas des charges polluantes de grande puissance), il est plus prudent de séparer la charge du réseau.

CONFINEMENT DES HARMONIQUES

Cette solution consiste à réduire le moins possible le rayon d’action des harmoniques c’est-à-dire à limiter la circulation des courants harmoniques à une zone aussi restreinte que possible sur le réseau.

Utilisation de transformateurs à couplage spécial

Les rangs harmoniques d’ordre 3,5 et 7 sont les plus gênants.
Quelques cas de couplages de transformateur peuvent réduire ou empêcher les courants harmoniques de circuler sur le réseau. Les types de transformateur concernés sont :
• transformateur couplés en Dyn
Ce transformateur bloque les harmoniques de rang 3h (3 et ses multiples) en amont du transformateur. Ces courants deviennent en phase et s’éliminent.
fig (7-2) transformateur à couplage Dyn
Ce sont essentiellement les rangs harmoniques d’ordre 5 et 7 qui peuvent être éliminés.
Néanmoins, il existe des conditions à respecter pour l’élimination de ces harmoniques :
− il faut que les charges perturbatrices soient identiques
− il est préférable d’utiliser soit un transformateur à deux secondaires mais déphasés de 30°, soit un transformateur à couplage Dyn 11
fig (7-3) schéma de principe pour l’utilisation d’un transformateur Dyn
• transformateur couplé en Yzn
Le transformateur couplé en étoile au primaire et en zigzag au secondaire permet d’éliminer les courants de rang 3h au primaire.
fig (7-4) transformateur à couplage Yzn
D’après la relation des ampères-tours liant le primaire et le secondaire, on a
n1.i11 = n2 .(i21 − i2 3) (7-1)
Pour les courants harmoniques d’ordre 3h
i21(3h) = I 21(3h).sin(3.h.ω.t)
i2 3(3h) = I 2 3(3h).sin(3.h.(ω.t − 4.π )) = I 2 3(3h).sin(3.h.ω.t − 4.h.π )
L’expression de i2 3(3h) est déphasée de multiple de 2.π par rapport à celui de i21(3h) .
Donc, les deux expressions des courants harmoniques 1 et 3 sont identiques. Ramené à l’équation (7-1), cela annule le courant i11(3h) .
D’où : i11(3h) = 0 (7-2)

Redimensionnent des éléments du réseau

Le plus souvent, une installation sur un réseau électrique est connectée à un neutre. Si l’installation est équilibrée c’est-à-dire que les charges et les caractéristiques des phases sont identiques, les courants harmoniques de rang 3 circulent dans chacune des phases et s’écoulent dans le neutre.
Il est alors indispensable de redimensionner le neutre afin qu’il puisse supporter l’ajout de ces courants harmoniques pour éviter tout possibilité de claquage d’isolant.

LE FILTRAGE

Le principe du filtrage consiste à écouler et à court-circuiter les courants harmoniques par l’intermédiaire d’éléments passifs ou actifs. Il doit présenter une impédance très faible au passage des courants harmoniques et ne doit pas affaiblir le signal utile Le filtre échange de l’énergie avec le réseau.

Les différents types de filtres

Le filtre fréquemment utilisé sur les réseaux de distribution est le filtre passif.
Comme son nom l’indique, ce type de filtre est constitué d’éléments passifs seulement tels que résistances, selfs ou inductances, diodes et condensateurs. La disposition des éléments du filtre est déterminée suivant l’ordre des harmoniques à éliminer. Alors, on peut classer les filtres passifs en trois catégories :
▪ filtre simple
▪ filtre accordé ou résonant
▪ filtre résonant amorti

Filtre simple

Le filtre est constitué par :
♦ une inductance servant à réduire l’amplitude des courants harmoniques appelée inductance de lissage
♦ un condensateur absorbant les courants de haute fréquence (le condensateur a un impédance inversement proportionnelle avec la fréquence).