MEMO CONCERNANT LES HARMONIQUES

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MEMO CONCERNANT LES HARMONIQUES
Les distorsions harmoniques sont la traduction d’une déformation de l’onde de tension
normalement sinusoïdale. Elles sont produites par le fonctionnement non linéaire de certains
récepteurs. Ces distorsions peuvent se produire d’une manière accidentelle et présenter un
caractère transitoire ou permanent : distorsions provoquée par la mise sous tension ou
fonctionnement en régime de surcharge d’un transformateur par exemple. Elles peuvent
également être produites par le fonctionnement normal de certains appareils : Fours à arc,
tubes fluorescent, lampes à faibles consommations, alimentation à découpage, etc…
Quelque soit l’origine de la perturbation, les phénomènes initiateurs sont des générateurs de
courants harmoniques qui produisent des tensions harmoniques à travers les impédances
harmoniques des circuits électriques.
Les réseaux agissent alors comme des collecteurs de courants harmoniques puis comme des
distributeurs de tensions harmoniques vers les appareils et les processus qui y sont connectés.
Il faut noter que cette transmission peut être atténuée ou bien amplifiée si les conditions de
résonance harmoniques sont remplies.
Le taux de distorsion peut atteindre dans certains cas des valeurs élevées : 1 à 3% en HTB, 5 à
7% en HTA et 5 à 8% en BT.
Les conséquences de cette pollution sont multiples
– Perturbation des protections homopolaires par les courants et les tensions
d’harmoniques multiples de 3.
– Echauffement des circuits composant les impédances homopolaires (conducteurs
de neutre par exemple) par les courants harmoniques multiples de 3.
– Perturbation des processus synchronisés sur les passages par zéro de la sinusoide
(Les passages par zéro peuvent être décalés du fait de l’existence de tensions
harmoniques).
– Surcharge des batteries de condensateurs par les courants harmoniques
(ih=u(h)*cw(h)).
– Echauffement des machines tournantes.
– Production de surtensions harmoniques avec claquage de matériels sensibles.
Comment peut-on maîtriser la pollution harmonique ?
– Augmentation des puissances de court-circuit. Une faible réactance à la fréquence
fondamentale(X(f)) permet de modérer l’impédance harmonique X(h) =h*X(f).
– Installation de filtres actifs ou passifs (alimentation haute qualité)
– Limitation des courants harmoniques
Le document de référence Français pour la qualité de l’onde est la norme NF EN 50-160
Les spectres de tensions et de courants harmoniques (se reporter à la norme)
Chaque fréquence est représentée par son rang (h) et par son amplitude
Le taux de distorsion THD est calculé par un analyseur de réseau
C’est la moyenne quadratique des amplitudes des harmoniques de rangs 2 à 40.
On estime qu’un THD<5% ne provoque pas de dysfonctionnements
Au dessus de 10%, les perturbations existent.
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Les harmoniques
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Les harmoniques
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Les tensions harmoniques
Elles sont produites par les charges non linéaires:
• plaques à induction;
• fours micro ondes;
• alimentations à découpage;
• circuits magnétiques saturés;
• etc.
 Pollution harmonique.

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Les tensions harmoniques
Elles résultent de l’injection des courants
harmoniques dans les impédances harmoniques
du réseau amont.

u(h)
i(h)
20km de 148²
R;X(h)
10km de 148²
R;X(h)
I″(h)
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i’(h)
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Le réseau et les
harmoniques
 Le réseau collecte la pollution harmonique
produite par les usagers
 Il sert de vecteur à la transmission de cette
pollution vers le réseau amont
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Les tensions harmoniques
 Elles déforment l’onde de tension fournie aux
usagers;
 Elles crées des charges supplémentaires sur le
réseau (courant de neutre ou charge des condensateurs);
 Elles perturbent certains processus industriels.
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Les courants harmoniques
1500
1000
500
(ms)
0
-500
0
10
20
30
100
-1000
-1500
10
Onduleur
1
0,1
0
5
10
15
20
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fréquence
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25 30
(rang)
35
40
Les courants harmoniques
I(A)
0, 8
0, 6
0, 4
0, 2
t (ms)
0
-0, 2
0
20
40
60
-0, 4
-0, 6
100
-0, 8
10
Micro ordinateur
1
0,1
0
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fré que nc e (ra ng)
La norme EN 50160
Les tolérances
• Les tensions harmoniques
• Taux de distorsion moyenné 10 mn  8%
6%
5%
5%
3,50%
3%
2%
1,50%
1%
0,50%
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