Qualité de l’énergie

L’énergie électrique fournie par un producteur/distributeur à l’ensemble de ses clients doit être une énergie de qualité triphasée conformément à des normes prédéfinie (tolérance admissible sur la tension, fréquence, …).

Actuellement les récepteurs domestiques ou industriels sont en majorité des charges non-linéaires. Une charge est dite « non-linéaire » si le courant absorbé n’est pas sinusoïdal lorsqu’elle est alimentée par une tension sinusoïdale.

Outre les altérations subies par cette énergie électrique durant son transport, les charges non-linéaires à la réception génèrent des courants harmoniques (signaux sinusoïdaux dont les fréquences sont des multiples entiers du signal fondamental à 50Hz) et par conséquent déforment les signaux électriques du courant (tension) qui au départ étaient sinusoïdaux.

Ces charges génèrent des distorsions harmoniques dans l’ensemble du réseau électrique et peuvent perturber et engendrer des défauts de fonctionnement normal de certains équipements électriques. Les perturbations obtenues par cette pollution sont de deux types : celles liées aux perturbations tension et courant qui proviennent généralement des charges non-linéaires :
– Déséquilibres des tensions et courants : les amplitudes des trois tensions (courants) du système triphasé sont différentes et/ou les déphasages sont de 120 degrés.
– Les perturbations de tensions causées par des tensions perturbatrices comme les tensions harmoniques, les creux de tension et coupures brèves, surtensions, fluctuations rapides de tension (Flicker)….

Par conséquent, il est indispensable de comprendre l’origine de ces perturbations et d’appliquer les solutions adéquates pour les supprimer afin d’éviter le dysfonctionnement ou la destruction des composants du réseau électrique et des récepteurs terminaux.

Distorsions 

Distorsions harmoniques 

Les charges non linéaires altèrent la forme de l’onde sinusoïdale du courant. Cette onde périodique non sinusoïdale peut être décomposée en une somme de sinusoïdes de fréquences multiples entières (𝑛𝑛 ∈ 𝑁𝑁 ) de la fondamentale 𝑓𝑓0 (50 Hz) (n=1), fréquence du signal. Pour les nombres entiers supérieurs à un (𝑛𝑛 > 1) les sinusoïdes sont dites harmoniques d’ordre supérieur.

Distorsions Inter-Harmoniques [CEI-90] [CH-89][GH-05] [MO-08]
Outre les distorsions harmoniques, il existe une autre perturbation appelée interharmoniques qui sont des signaux dont les fréquences ne sont pas des multiples entiers de la fréquence du signal fondamental. Ces distorsions peuvent être observées en présence des variateurs de vitesses pour machines asynchrones, des fours à arc. L’existence de ces signaux harmoniques se traduit par une dégradation de facteur de puissance.

Origines des Harmoniques [RA-86] [SE-84]

Les origines des harmoniques proviennent de l’utilisation dans les milieux industriels et domestiques de récepteurs non-linéaires de différents types dont nous pouvons citer à titre d’exemples :
– Redresseur monophasé à diodes avec filtrage,
– Redresseur triphasé à diodes avec filtrage,
– Convertisseurs statiques,
– Variateur de vitesse des moteurs asynchrones,
– Gradateur monophasé (Régulation de puissance de fours à résistances),
– Modulation de puissance des lampes halogènes,
– Redresseur triphasé à thyristors (Variation de vitesse des moteurs à courant continu et des moteurs synchrones, Electrolyseurs),
– Moteur asynchrone (Machines-outils, Appareils électroménagers, Ascenseurs, …)
– Alimentation à découpage (Micro-informatique, …) .