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Guide Power Quality Section 5: Perturbations de tension www.leonardo-energy.org

Guide Power Quality Section 5: Perturbations de tension www.leonardo-energy.org/France Edition Août 2007 (5.4.2) Caractéristiques de la tension dans les réseaux publics de distribution Norme EN 50160 Henryk Markiewicz & Antoni Klajn Université de technologie de Vroclaw Juillet 2004 1 Introduction........................................................................................................ 3 2 Définitions de base des paramètres de la tension.................................. 4 3 Principales exigences de l'EN 50160........................................................... 6 4 Fonctionnement des équipements et exigences de l'EN 50160 ........ 10 5 Méthodes de mesure ..................................................................................... 14 6 Etat des lieux dans différents pays ........................................................... 16 7 Conclusions..................................................................................................... 18 8 Références et bibliographie......................................................................... 18 © European Copper Institute & Centre d’Information du Cuivre & Copper benelux. Se référer aux conditions d’utilisation et de reproduction publiées sur le site Leonardo ENERGY www.leonardo-energ y.org/France 2 European Copper Institute L’European Copper Institute est une joint venture Européenne entre les principaux producteurs de cuivre mondiaux et les fabricants Européens de demi-produits. Créé en 1996, l’ECI assure la promotion du cuivre en Europe avec un réseau de 11 centres de développement basés en Allemagne, au Benelux, en Espagne, en France, en Grèce, en Hongrie, en Italie, en Pologne, au Royaume Uni, en Scandinavie et en Russie. L’ECI poursuit les efforts initialement engagés par le Copper Products Development Association, créé en 1959, et de l’INCRA (International Copper Research Association) créé en 1961. Centre d’Information du Cuivre, Laiton & Alliages et Copper benelux Ce sont les organisations professionnelles des producteurs et des transformateurs de cuivre chargées de promouvoir les applications du cuivre et de ses alliages sur les marchés français et du Benelux. Financés par les producteurs de cuivre du monde entier et par les sociétés fabricants de demi-produits, le Centre d’Information du Cuivre et Copper benelux mettent en oeuvre des programmes de développement sur leurs marchés respectifs en coordination avec les structures professionnelles internationales de ses mandants : International Copper Association au niveau mondial, European Copper Institute au niveau Européen. Ils ont pour vocation de produire et de diffuser l’information technique relative au cuivre et à ses alliages, de faire connaître les meilleures méthodes de mise en oeuvre des produits dans chacun de leur domaine d’emploi et d’en promouvoir l’utilisation dans les grands secteurs d’application. Le Centre d’Information du Cuivre et Copper benelux sont les coordinateurs respectivement pour la France et le Benelux du programme européen Leonardo relatif à la formation en matière de «Power Quality». Remerciements Ce projet a été mis en œuvre avec le soutien de la Communauté Européenne et l’International Copper Association Ltd. Avertissement Le contenu de ce projet ne reflète pas nécessairement la position de la Communauté Européenne. De même, il n’implique aucune responsabilité de la part de la Communauté Européenne. L’European Copper Institute, le Centre d’information du Cuivre et Copper benelux déclinent toutes responsabilités pour toutes conséquences directes ou indirectes ou les dommages qui pourraient résulter de l’utilisation du contenu ou de l’incapacité à utiliser les informations et les données de ce guide. © European Copper Institute & Centre d’Information du Cuivre & Copper benelux. Se référer aux conditions d’utilisation et de reproduction publiées sur le site Leonardo ENERGY www.leonardo-energ y.org/France 3 1 I n t r o d u c t i o n L'énergie électrique est un produit et, comme tous les produits, doit satisfaire à des exigences de qualité définies. Pour qu'un équipement fonctionne correctement, il est nécessaire que sa tension d'alimentation reste dans une plage définie autour de sa valeur nominale. Une part significative des équipements utilisés aujourd'hui, en particulier les équipements électroniques et informatiques, nécessitent une bonne qualité d'énergie (QE). Cependant, ces mêmes équipements sont également à l'origine de distorsion de la tension distribuée dans l'installation, du fait de leurs caractéristiques non linéaires, c'est-à-dire que le courant consommé par ces équipements n'a pas la même forme sinusoïdale que la tension qui les alimente (voir le fascicule 3.1 du Guide Power Quality [10]). Ainsi, conserver une qualité d'énergie satisfaisante est de la responsabilité commune du fournisseur et de l'utilisateur. Selon la norme EN 50160 [1], le fournisseur est celui qui fournit l'électricité depuis un réseau de distribution public, l'utilisateur ou le client étant l'acquéreur de cette électricité. L'utilisateur est en droit de recevoir du fournisseur une énergie de qualité convenable. En pratique, le niveau de qualité de l'énergie est un compromis entre utilisateur et fournisseur. Lorsque la qualité de l'énergie n'est pas suffisante pour les besoins de l'utilisateur, des mesures d'amélioration de cette qualité seront nécessaires et seront sujet à une analyse coût-bénéfice (voir le fascicule 2.5 du Guide Power Quality [10]). Toutefois, le coût d'une mauvaise qualité d'énergie est généralement supérieur au coût des mesures nécessaires à son amélioration. On estime que les pertes dues à une mauvaise qualité d'énergie coûtent à l'industrie et au commerce européen environ 10 milliards d'€ par an (voir le fascicule 2.1 du Guide Power Quality [10]). Cependant, l'énergie électrique est un produit très spécifique. Sa possibilité de stockage en quantité significative est très limitée, il est donc nécessaire de la consommer au moment où elle est produite. Les mesures et l'évaluation de la qualité de l'énergie fournie doivent être faite au moment de sa consommation. Les mesures de qualité d'énergie sont complexes, puisque le fournisseur et l'utilisateur, dont les équipements électriques sensibles sont également une source de perturbations, ont des vues différentes. La norme CEI 038 [2] fait la distinction entre deux différentes tensions dans les réseaux et les installations : • La tension d'alimentation, qui est la tension entre phases ou entre phase et neutre au point de raccordement au réseau, c'est-à-dire à l'origine de l'installation • La tension d'utilisation, qui est la tension entre phases ou entre phase et neutre au niveau de la prise ou du bornier de l'équipement électrique. Le principal document traitant des exigences incombant au fournisseur est la norme EN 50160, qui caractérise les paramètres de la tension de l'énergie électrique dans les réseaux publics de distribution. C'est une norme européenne mais elle est assortie, dans certains pays, d'autres normes supplémentaires comme [3] en Allemagne, ou [4] en Pologne. Plusieurs règles locales, telles que le TAB allemand [3] s'appliquent à l'utilisateur individuel, mais seront uniformisées lors de la libéralisation du marché allemand de l'électricité. Selon la CEI 038, la norme EN 50160 et les règles [3, 4] concernent la tension d'alimentation, c'est-à-dire la tension mesurée au point de raccordement au réseau. © European Copper Institute & Centre d’Information du Cuivre & Copper benelux. Se référer aux conditions d’utilisation et de reproduction publiées sur le site Leonardo ENERGY www.leonardo-energ y.org/France 4 Du point de vue de l'utilisateur, c'est la qualité de l'énergie disponible au niveau des équipements qui importe. Le fonctionnement correct des équipements nécessite de maintenir le niveau d'influence électromagnétique dans l'environnement des équipements en dessous de certaines limites. Un équipement est influencé par les perturbations venant de l'alimentation et par les autres équipements présents dans l'installation, de même qu'il influence lui-même la tension d'alimentation. Ces problèmes sont récapitulés dans la série EN 61000 des normes CEM, dans lesquelles les limites des perturbations conduites sont caractérisées. La sensibilité des équipements à la qualité de la tension d'alimentation, de même que les mesures d'atténuation, sont présentées en section 3 du Guide Power Quality [10] (Harmoniques) et en section 5 (Perturbations de tension). L'objet de ce fascicule est de présenter de manière détaillée la norme EN 50160 et d'analyser ses exigences en fonction du fonctionnement d'équipements spécifiques. Les méthodes de mesures des paramètres de la tension d'alimentation sont également présentées. 2 D é f i n i t i o n s d e b a s e d e s p a r a m è t r e s d e l a t e n s i o n Dans la norme EN 50160, plusieurs paramètres de la tension sont définis. Les plus importants sont : Tension d'alimentation – Valeur efficace de la tension présente à un instant donné au point de fourniture et mesurée sur un intervalle de temps donné. Tension nominale d'un réseau (Un) – Tension caractérisant ou identifiant un réseau et à laquelle on se réfère pour certaines caractéristiques de fonctionnement. Tension d'alimentation déclarée (Uc) – Est généralement la tension nominale Un du réseau. Si, par suite d'un accord entre le distributeur et le client, la tension d'alimentation appliquée à ses bornes diffère de la tension nominale, alors cette tension correspond à la tension déclarée Uc. Conditions normales d'exploitation – Conditions permettant de répondre à la demande de la charge, aux manœuvres de réseau et à l'élimination des défauts par les systèmes de protection automatique, en l'absence de conditions exceptionnelles dues à des influences extérieures ou à des événements majeurs. Variation de tension – Augmentation ou diminution de tension provoquée par la variation de la charge totale du réseau de distribution ou d'une partie de ce réseau. Papillotements (Flicker) – Impression d'instabilité de la sensation visuelle due à un stimulus lumineux dont la luminosité ou la répartition spectrale fluctuent dans le temps. Sévérité du papillotement – Intensité de la gêne provoquée par le papillotement définie par la méthode de mesure UIE-CEI du uploads/Industriel/ 5-4-2-en50160-pdf.pdf