C'est un scénario que nous voyons de plus en plus souvent chez HyTEPS : des installations qui tombent inexplicablement en panne, des systèmes de contrôle "fantômes" et des lumières LED qui clignotent, alors que l'analyseur de la qualité de l'énergie électrique donne un état vert impeccable. La pollution harmonique (THD) est faible et la tension est stable. Pourtant, votre processus est à l'arrêt. Il y a de fortes chances que vous ayez affaire à des supraharmoniques, c'est-à-dire à une pollution dans la gamme de fréquences allant de 2 à 150 kHz.
Ce phénomène a été qualifié par beaucoup de "point aveugle" de l'ingénierie électrique contemporaine. Pourquoi ce phénomène a-t-il été qualifié par beaucoup de "point aveugle" de l'ingénierie électrique contemporaine ? Parce que la norme standard(EN 50160) et la plupart des équipements de mesure ne prennent en compte que les harmoniques jusqu'à 2,5 kHz (la 50e harmonique). Tout ce qui se trouve au-dessus est ignoré.
Cependant, dans un environnement moderne rempli d'onduleurs, de pilotes de LED et de chargeurs de VE, ce domaine est loin d'être calme. Les supraharmoniques représentent un risque croissant pour la fiabilité opérationnelle des installations avancées. Là où les solutions standard s'arrêtent, l'expertise de HyTEPS commence. Nous rendons l'invisible visible, analysons l'interaction entre votre équipement et l'installation, et fournissons une solution définitive.
Qu'est-ce que c'est : distorsion de tension et de courant à haute fréquence (2 kHz - 150 kHz).
La cause : les fréquences de commutation de l'électronique de puissance (PV, EV, VSD, LED).
Le risque : pannes d'automates, condensateurs défectueux, pannes de communication (réseau intelligent).
La solution : mesure à haute fréquence d'échantillonnage (>2,5 kHz) et correction d'impédance.
Les supra-harmoniques sont inextricablement liées à la transition énergétique et à la numérisation. Les anciennes installations linéaires (avec des moteurs en ligne directe et des ampoules) n'en souffrent pas. Le problème se pose précisément là où l'on a investi dans l'efficacité.
Ces informations sont essentielles pour :
Responsables techniques et responsables d'installation (IV) : Vous êtes responsable de la continuité. Si de nouveaux équipements (tels que des pompes à chaleur ou des stations de recharge) entraînent une défaillance des processus existants, vous devez être en mesure d'en identifier la cause auprès de la direction ou des fournisseurs.
Ingénieurs électriciens : Vous concevez ou gérez des installations complexes. La connaissance du comportement de l'impédance à des fréquences plus élevées est nécessaire pour éviter les problèmes de résonance au stade de la conception.
Facility Managers : Après une rénovation, vous recevez des plaintes concernant des bruits de bourdonnement, des éclairages défectueux ou des systèmes de gestion de bâtiments défaillants.
Maintenance Parties : Vous recherchez une cause lorsque des composants tels que des condensateurs ou des blocs d'alimentation tombent en panne beaucoup plus rapidement que ne le prévoient les spécifications.
Le paradoxe des supraharmoniques est que la technologie qui nous aide à devenir plus durables (onduleurs, entraînements Active Front End) est aussi la source de cette pollution. Sans les connaissances et les mesures adéquates, un investissement dans le développement durable peut entraîner une diminution de la fiabilité.
Pour comprendre les supraharmoniques, nous devons examiner l'ensemble du spectre de fréquences de la qualité de l'énergie et de la CEM (compatibilité électromagnétique). Historiquement, il y a eu un manque de réglementation et d'attention :
Les supraharmoniques se situent dans la zone crépusculaire entre les deux : de 2 kHz à 150 kHz.
Pendant longtemps, on a supposé qu'il y avait peu d'émissions dans cette gamme de fréquences. Avec l'avènement de l'électronique de puissance moderne, la situation a radicalement changé. Les appareils convertissent le courant alternatif (CA) en courant continu (CC) - et vice versa - à l'aide de techniques de commutation (commutation). Les fréquences de commutation de ces composants se situent exactement dans cette zone "oubliée".
Les harmoniques classiques se distinguent principalement par leur comportement. Alors que les harmoniques faibles sont souvent statiques, les supra-harmoniques sont très dynamiques. Elles ne proviennent souvent pas d'une seule source dominante, mais d'une interaction complexe (résonance) entre les filtres des différents appareils et l'impédance de l'installation. Il s'agit d'un phénomène de système, et non d'un phénomène purement lié à l'appareil.
Le danger des supra-harmoniques est souvent sous-estimé car les niveaux de tension dans cette gamme de fréquences sont relativement faibles. Cependant, en raison des lois naturelles de l'électricité, même de faibles tensions à des fréquences élevées peuvent provoquer des courants dévastateurs.
Comme votre wattmètre standard ne déclenche pas d'alarme, vous devez prêter attention aux symptômes secondaires.
Les supraharmoniques sont un sous-produit de la conversion moderne de l'énergie électrique. Presque tous les équipements modernes utilisent des blocs d'alimentation à découpage (SMPS) ou des onduleurs.
Principaux catalyseurs :
L'effet de résonance (amplification) : Souvent, l'émission d'une pièce d'équipement est dans les limites. Le problème vient de l'interaction. Chaque appareil dispose d'un filtre CEM avec des condensateurs. L'inductance et la capacité de grille de tous ces filtres forment ensemble un circuit résonnant. Si la fréquence de résonance de ce circuit coïncide avec la fréquence de commutation d'un onduleur, le courant est amplifié plusieurs fois. Cela explique pourquoi un problème ne survient parfois qu'après l'ajout d'un dispositif "innocent".
La résolution des problèmes supraharmoniques nécessite une approche différente de celle des problèmes classiques de qualité de l'énergie. Placer aveuglément des condensateurs ou installer des filtres standard est contre-productif.
Étape 1 : Mesure à haute fréquence (enregistrement continu de la forme d'onde)
Comme les compteurs standard sont aveugles au-dessus de 2,5 kHz, les ingénieurs de HyTEPS déploient un équipement de mesure avancé qui échantillonne jusqu'à la gamme des MHz. Nous effectuons une analyse du spectre pour déterminer exactement quelles fréquences (par exemple 23 kHz ou 48 kHz) sont dominantes. Grâce à l'enregistrement continu des formes d'onde, nous capturons également les pics transitoires qui se produisent lors d'un comportement de commutation spécifique.
Étape 2 : Analyse de l'impédance
Mesurer, c'est savoir, mais comprendre, c'est résoudre. Nous ne nous contentons pas d'examiner la pollution, mais nous modélisons également l'impédance de votre installation. Où sont les points de résonance ? Quel appareil "se bat" avec quel autre appareil ?
Étape 3 : Mesures ciblées
En fonction de l'analyse, nous conseillons :
Dans la pratique, nous voyons souvent des tentatives de solutions qui exacerbent le problème.
Vous soupçonnez des perturbations supraharmoniques ? Passez en revue les points suivants :
Toutes les pannes ne nécessitent pas une analyse supraharmonique approfondie. Toutefois, dans les situations suivantes, il n'est pas possible d'attendre :
HyTEPS dispose de l'expertise et des outils nécessaires pour identifier ce problème invisible et prendre la responsabilité de la solution.
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 continuez pas à chercher dans l'obscurité. Une mesure standard ne vous donnera pas de réponses, une analyse spécialisée de HyTEPS vous en donnera. Parlez à l'un de nos ingénieurs pour discuter de votre situation et élaborer un plan d'action. Nous veillerons à ce que votre installation fasse à nouveau ce pour quoi elle a été conçue : fonctionner de manière fiable.
HyTEPS
Beemdstraat 3
5653 MA Eindhoven
