Les installations électriques modernes deviennent de plus en plus complexes en raison de l'augmentation de l'électronique de puissance et de la production d'énergie renouvelable. Un calcul de flux de charge standard (50 Hz) ne vous donne que la moitié de l'information. Vous voulez éviter les résonances, les pannes inexpliquées et les surchauffes ? Le calcul du flux de charge harmonique est alors indispensable. Sur cette page, vous apprendrez à utiliser des simulations avancées pour prévoir et contrôler l'impact de la pollution harmonique. De cette manière, vous garantissez la fiabilité et la continuité des opérations, avant même que le premier câble ne soit connecté ou que la nouvelle machine ne commence à fonctionner.
Qu'est-ce que c'est : une méthode de simulation qui calcule comment les courants harmoniques (causés par des charges non linéaires) se propagent dans l'installation et provoquent une distorsion de la tension.
Le risque : sans cette analyse, vous négligez les points de résonance, ce qui entraîne la défaillance de composants (tels que les batteries de condensateurs) et le déclenchement inattendu de dispositifs de protection.
En cas de besoin : Dans les nouvelles constructions, les extensions avec une électronique de puissance élevée (comme les VSD ou les chargeurs de véhicules électriques) ou lors de l'installation de batteries de condensateurs.
La solution : la modélisation logicielle de l'installation permet d'identifier à l'avance les goulets d'étranglement et de dimensionner les mesures de filtrage.
Les analyses de flux de charge harmonique ne sont pas le lot quotidien de tous les ingénieurs électriciens, mais elles sont essentielles pour les professionnels responsables de l'intégrité d'installations lourdes ou complexes :
Dans un calcul de flux de charge standard, on considère uniquement la charge à 50 Hz. Vous calculez si les câbles sont suffisamment épais pour la puissance demandée. Un flux de charge harmonique va plus loin. Il s'agit de calculer comment les courants à haute fréquence (par exemple 150 Hz, 250 Hz, 350 Hz) se déplacent dans l'installation.
Cause et effet :
THDi versus THDu : Pour comprendre les résultats d'une simulation, il est essentiel de faire la distinction entre la distorsion de courant et la distorsion de tension.
Calculer le THD :
La distorsion harmonique totale est exprimée en pourcentage, indiquant la part de tension harmonique dans la tension fondamentale (50 Hz). Elle est calculée selon la formule ci-dessous :
A qui s'applique :
Pourquoi simuler ?
De nombreux ingénieurs commettent l'erreur d'additionner les courants harmoniques de manière arithmétique, ce qui donne une image faussée. Ici, 1 + 1 est rarement 2. En raison des déphasages, les courants peuvent s'amplifier ou s'éteindre mutuellement. De plus, la résistance (impédance) de votre installation est différente à chaque fréquence. Un modèle de simulation calcule cette interaction vectorielle complexe et prédit exactement à quel endroit de l'installation se produit une résonance ou un THDu excessif.
Ignorer les courants harmoniques dans le processus de conception ou de gestion comporte des risques qui compromettent directement la fiabilité de l'installation.
Situation : Une entreprise industrielle s'agrandit avec une nouvelle ligne de production équipée de variateurs de vitesse. Le raccordement principal semble suffisant. Pourtant, après la mise en service, les disjoncteurs se déclenchent régulièrement et le système de contrôle tombe en panne, bien que le courant nominal (RMS) semble tout à fait conforme aux normes.
Analyse : Une mesure et une simulation ultérieure du flux de charge harmonique ont révélé une résonance autour de 350 Hz (7e harmonique). La compensation actuelle du courant réactif et le transformateur de puissance forment un circuit qui résonne exactement à cette fréquence.
Solution : sur la base de la simulation, la batterie de condensateurs a été équipée de selfs (désaccord). Cela déplace le point de résonance à une fréquence sûre (par exemple 189 Hz) où aucun courant harmonique n'est présent. Les perturbations disparaissent immédiatement.
Une simulation fiable dépend de la qualité des données. Nous suivons généralement les étapes suivantes :
Il est impossible d'éviter complètement les chutes de tension sur le réseau public ; en effet, l'opérateur du réseau ne peut pas influer sur les conditions météorologiques ou sur les dégâts causés par les excavations. Il est toutefois possible de rendre votre installation résistante. Nous distinguons trois niveaux de solutions :
Utilisez cette liste de contrôle pour déterminer si l'analyse harmonique est pertinente pour vous :
Vous pouvez répondre "oui" à une ou plusieurs questions ? Dans ce cas, il est recommandé de procéder à une analyse approfondie par le biais de mesures ou de simulations.
Les logiciels de simulation sont puissants, mais l'interprétation des graphiques requiert de l'expérience. Quand un dépassement est-il accidentel et acceptable, et quand représente-t-il un risque grave pour la sécurité de votre entreprise ?
Les ingénieurs d'HyTEPS combinent la connaissance théorique des modèles de simulation avec des années d'expérience pratique sur le terrain. Nous ne fournissons pas une pile de graphiques, mais un diagnostic clair assorti d'un plan d'amélioration concret. Qu'il s'agisse de dimensionner un filtre ou de redessiner une distribution, nous veillons à ce que votre installation réponde aux normes et soit prête pour l'avenir.
Résonance dans les réseaux électriques
Les symptômes sont souvent subtils jusqu'à ce que les choses tournent mal. Soyez attentif aux pannes de machines inexpliquées, aux lumières vacillantes, aux câbles qui chauffent ou aux transformateurs qui bourdonnent. De même, si l'électronique (automates, pilotes) tombe en panne plus tôt que ne l'indique sa durée de vie, il y a de fortes chances que la qualité de l'alimentation soit insuffisante. Une mesure de la qualité de l'énergie apporte la réponse.
C'est possible, à condition de disposer d'un analyseur de qualité d'énergie de haute qualité (conforme à la norme CEI 61000-4-30 classe A) et des connaissances nécessaires pour interpréter les données. La collecte de données est facile ; l'analyse de la corrélation entre les événements, les harmoniques et vos processus d'entreprise spécifiques nécessite des connaissances techniques spécialisées. Nous nous ferons un plaisir de vous aider dans cette analyse.
Pas par définition. La norme NEN-EN 50160 décrit les exigences minimales en matière de tension au point de transfert de l'opérateur du réseau. Toutefois, les équipements modernes peuvent être plus sensibles et présenter des dysfonctionnements même si la tension est conforme à cette norme. C'est pourquoi nous allons au-delà de la norme : nous examinons la compatibilité entre votre alimentation électrique et la charge connectée.
Tranquillité d'esprit, certitude et compréhension. Vous obtenez un diagnostic clair de la "santé" de votre installation électrique. Nous identifions la cause des défaillances, ce qui vous permet d'éviter les temps d'arrêt imprévus et de réduire les risques d'incendie ou les pertes d'énergie inutiles. Vous recevez un rapport consultatif concret contenant des points d'amélioration pratiques.
Non, c'est une idée fausse. Un filtre est un outil puissant, mais pas une panacée. Parfois, la solution consiste à modifier les réglages du transformateur, à redistribuer les charges ou à ajuster le câblage. HyTEPS recommande toujours une analyse et une simulation approfondies avant de recommander du matériel, afin d'éviter les investissements inutiles.
Oui, de manière significative. Les onduleurs de panneaux solaires et les pilotes d'éclairage LED sont des charges non linéaires qui produisent des harmoniques et parfois des supra-harmoniques. Cela peut entraîner des interférences avec d'autres équipements ou une surcharge du conducteur neutre. Lors d'une rénovation ou d'une conservation, un contrôle de la qualité de l'énergie est essentiel pour garantir la fiabilité opérationnelle.
Nous appelons ce phénomène "déclenchement intempestif". Souvent, la cause n'est pas la quantité totale de courant, mais la distorsion du courant (harmoniques) ou les courtes pointes de courant que votre équipement de mesure ne détecte pas. Cette contamination peut provoquer un échauffement supplémentaire des protections thermiques ou une confusion des protections électroniques, entraînant leur désactivation à tort. Une mesure spécialisée permet de déterminer exactement la raison pour laquelle une protection réagit.
Pour obtenir une image fiable, nous mesurons généralement au moins une à deux semaines. Cela est nécessaire pour saisir un cycle de fonctionnement complet, y compris les week-ends et les charges de pointe. Pour les pannes aiguës spécifiques, nous pouvons également prendre des mesures à court terme ou déployer un "enregistrement continu de la forme d'onde" pour capturer les transitoires.
Votre installateur est un expert en matière d'installation et de maintenance (le "médecin généraliste"). HyTEPS est le spécialiste (le "médecin de la qualité de l'énergie"). Nous disposons d'équipements de mesure avancés, de logiciels de simulation et d'une connaissance approfondie de l'ingénierie électrique théorique et des réglementations. Nous collaborons souvent avec les installateurs pour résoudre des problèmes complexes qui dépassent les connaissances habituelles.
Après la mesure, vous recevez un rapport contenant des conclusions dans un langage compréhensible ainsi que des détails techniques. Si nécessaire, nous simulons les solutions possibles dans notre logiciel. Ainsi, vous savez exactement à l'avance quel sera l'effet d'une mesure. Nous supervisons ensuite la mise en œuvre et vérifions le résultat par une mesure de suivi.
Ne prenez pas de risques inutiles avec votre installation. Parlez à un ingénieur de HyTEPS de votre situation spécifique. Nous serons heureux de vous aider à réfléchir à une installation de mesure ou de simulation appropriée.
HyTEPS
Beemdstraat 3
5653 MA Eindhoven
