Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

1 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg Qualité de la tension Qualité de l’é

1 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg Qualité de la tension Qualité de l’électricité ATT 00254 Novembre 2008 power system price reliability quality 2 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg Plan 1. Introduction / Qualité de l’électricité 2. Introduction / Qu’est-ce que la CEM ? 3. Phénomènes perturbateurs 4. PQ – Normalisation 5. PQ – Mesures 6. PQ – Etude de cas 3 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg Acteurs concernés par la problématique ? • tous les acteurs en présence : • gestionnaires de réseaux (ELIA, B) ; • utilisateurs (producteurs / consommateurs) ; • intervenants divers (fournisseurs d’électricité ou de services, organismes de régulation – CREG / VREG / CWAPE, B). • Position centrale du gestionnaire de réseau : importance de la qualité aux interfaces entre réseau et monde extérieur (utilisateurs locaux et réseaux voisins). • Remarque : croissance des unités de production décentralisée ! 1. Introduction / Qualité de l’électricité 4 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg Electricité ? • domaine d’utilité publique ; • forme d’énergie souple et adaptable ; • convertie en d’autres énergies (thermique, mécanique, chimique) ; • pas de stockage possible (production vs demande) – volatilité (la quantité d’énergie accumulée dans le réseau électrique stricto sensu représente quelques secondes de consommation) ; • influences : • conditions climatiques, • phénomènes transitoires inhérents (défauts, manœuvres), • phénomènes atmosphériques (foudre), • configuration du réseau. 1. Introduction / Qualité de l’électricité 5 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg Electricité ? Contexte de l’Union Européenne Electricité = produit (Directive Européenne de 1985) ¾ marché libéralisé ; ¾ cela signifie que tour producteur peut vouloir vendre son produit à n’importe quel consommateur ; ¾ nécessité d’une vérification qualitative plus rigoureuse (avant simples « règles de l’art »). Electricité = produit + « services associés » notamment l’aptitude à alimenter des charges perturbatrices et des charges sensibles aux perturbations. 1. Introduction / Qualité de l’électricité 6 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg Perturbation ? 1. Introduction / Qualité de l’électricité Phénomène électromagnétique susceptible de dégrader les performances d’un dispositif, équipement ou système électrique. Ces perturbations peuvent pénétrer dans les équipements sensibles par divers accès. 7 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg Accès d’un appareil ? Appareil Accès/bornes d’alim ac Accès/bornes d’alim dc Accès/bornes de terre Accès/bornes de signaux Accès/bornes de mesure & commande Accès/enveloppe (1) (1) Frontière physique de l’appareil à travers laquelle les champs électromagnétiques peuvent rayonner ou à laquelle ils peuvent se heurter. (2) Accès par les câbles : le point auquel un conducteur ou un câble est connecté à l’appareil. 1. Introduction / Qualité de l’électricité 8 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg 1. Introduction / Qualité de l’électricité Alimentation électrique = système triphasé de tensions (cf Théorie des circuits) Paramètres ? • fréquence(50 Hz) • amplitude (V) • forme d’onde (sinusoïdale) • symétrie (déphasage de 120°) 9 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg 1. Introduction / Qualité de l’électricité On parle souvent de Power Quality ? Traductions françaises ? (peu satisfaisantes) - qualité de l’alimentation - qualité de la fourniture - qualité de l’énergie électrique - qualité de l’électricité - qualité de la tension - … ??? Selon l’I.E.E.E.* (U.S.A.) : on appelle « Power Quality Problem » toute variation dans l’alimentation en puissance électrique, ayant pour conséquence le dysfonctionnement ou l’avarie d’équipements des utilisateurs (creux de tension, surtension, transitoire, harmoniques, déséquilibre, …). * Institute of Electrical and Electronics Engineers 10 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg 1. Introduction / Qualité de l’électricité Tous ces phénomènes affectent essentiellement la tension qui est fournie à l’utilisateur. - (1) soit pas de charge perturbatrice : le courant est peut-être déformé mais uniquement en fonction des caractéristiques de la tension. - (2) soit charge perturbatrice : elle perturbe d’abord le courant qui perturbe la tension (car l’impédance du réseau n’est pas nulle), ce qui se traduit par une dégradation de l’alimentation des autres utilisateurs. (1) > C’est pourquoi on dit parfois que le qualité de l’électricité se réduit à la qualité de la tension (Power Quality = Voltage Quality). 11 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg 1. Introduction / Qualité de l’électricité Exemple (2) mécanisme de génération des harmoniques Soit un réseau sans tension harmonique auquel on raccorde une charge déformante (non linéaire, comme un variateur de vitesse, un dimmer, …). - la charge absorbe un courant déformé (fondamentale + harmoniques) ¾ courants harmoniques dans le réseau ¾ selon Ohm : tensions harmoniques aux bornes de Z Uh = Zh. Ih Zh Uh Ih 12 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg 1. Introduction / Qualité de l’électricité LES CHARGES LINEAIRES LES CHARGES LINEAIRES Hier, la majorité des charges utilisées sur le réseau électrique étaient des charges dites LINÉAIRES : charges appelant un courant de forme identique à la tension, c’est-à-dire quasi-sinusoïdal comme les convecteurs électriques ou encore les lampes à incandescence. HIER 13 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg 1. Introduction / Qualité de l’électricité LES CHARGES DEFORMANTES LES CHARGES DEFORMANTES AUJOURD’HUI Les récepteurs présents déforment les signaux électriques du courant et de la tension. Les récepteurs présents déforment les signaux électriques du courant et de la tension. Les signaux analysés s’éloignent de l’allure sinusoïdale de départ. Les signaux analysés s’éloignent de l’allure sinusoïdale de départ. 14 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg 1. Introduction / Qualité de l’électricité LE SPECTRE HARMONIQUE LE SPECTRE HARMONIQUE Un signal déformé est la somme des signaux sinusoïdaux, de fréquences multiples de la fréquence du signal fondamental. Un signal déformé est la somme des signaux sinusoïdaux, de fréquences multiples de la fréquence du signal fondamental. Décomposition harmonique d’un signal déformé. 15 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg 1. Introduction / Qualité de l’électricité LE SPECTRE HARMONIQUE (suite) LE SPECTRE HARMONIQUE (suite) Types de charge Appareils concernés Courant absorbé Spectre harmonique correspondant Récepteur résistif - Fours industriels à résistances régulées par commande à trains d’ondes - Lampe à incandescence, convecteurs, chauffe-eau. Eclairage - Tubes fluorescents, - Lampes à vapeur HP. Redresseur monophasé à diodes avec filtrage Alimentation à découpage - Micro-informatique, - Télévisions, - Lampes à ballast électronique. Récepteurs consomment de l'énergie réactive 16 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg 1. Introduction / Qualité de l’électricité LE SPECTRE HARMONIQUE (suite) LE SPECTRE HARMONIQUE (suite) Redresseur triphasé à diodes avec filtrage - Variation de vitesse des moteurs asynchrones. Gradateur monophasé (commande par angle de phase) - 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. Types de charge Appareils concernés Courant absorbé Spectre harmonique correspondant 17 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg 1. Introduction / Qualité de l’électricité LA PROBLEMATIQUE ? LA PROBLEMATIQUE ? Conclusion : Cette tension déformée est commune à tous les autres récepteurs du réseau. Elle est préjudiciable au bon fonctionnement de l'ensemble des récepteurs raccordés sur ce réseau. Conclusion : Cette tension déformée est commune à tous les autres récepteurs du réseau. Elle est préjudiciable au bon fonctionnement de l'ensemble des récepteurs raccordés sur ce réseau. Présence de charges déformantes Courant déformé Courant déformé x Impédance interne des générateurs Tensions harmoniques = Tensions harmoniques = Tension non sinusoïdale = 18 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg 1. Introduction / Qualité de l’électricité Qualité de l’électricité = Qualité de la tension > réducteur Qualité de l’électricité = Qualité de la tension + Continuité (pour tenir compte du concept de fiabilité de l’alimentation, de continuité de la tension, en fonction du nombre d’interruptions et de leur durée). L’alimentation est d’autant plus fiable que le nombre annuel d’interruptions est petit et que leur durée moyenne est faible. Qualité = aptitude à alimenter de façon continue et satisfaisante les appareils qui utilisent l’électricité. Cela dépend : • des performances du réseau, • de l’usage qui en est fait par un utilisateur donné, • de l’usage qui en est fait par les autres utilisateurs raccordés sur le même circuit. 19 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg 1. Introduction / Qualité de l’électricité Continuité Cela dépend : • de la conception des réseaux publics et industriels, • de la qualité du matériel, • des bonnes pratiques de maintenance et d’exploitation. Compromis technico-économique (explicite ou implicite). Elle se mesure par le nombre de coupures d’alimentation en un point donné : coupure/unité de temps. Coupures longues : durée ≥3 minutes Coupures brèves : durée < 3 minutes. 20 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg Plan 1. Introduction / Qualité de l’électricité 2. Introduction / Qu’est-ce que la CEM ? 3. Phénomènes perturbateurs 4. PQ – Normalisation 5. PQ – Mesures 6. PQ – Etude de cas 21 Copyright © 2008 Véronique Beauvois, ULg Où se situe la CEM vis-à-vis de la Power Quality ? Définition (Directive 2004/108/CE) : La CEM (Compatibilité Electromagnétique) est l’aptitude d’un dispositif, d’un appareil ou d’un système à fonctionner dans son environnement électromagnétique de façon satisfaisante et sans produire lui-même des perturbations électromagnétiques intolérables pour d’autres équipements qui se trouvent uploads/Industriel/ qualite-de-la-tension-qualite-de-l-x27-electricite.pdf