Comment réduire l’impact des harmoniques sur les tableaux basse tension ?

Les harmoniques dans les systèmes électriques peuvent poser des problèmes importants aux tableaux basse tension, entraînant des problèmes tels qu'une surchauffe, une consommation d'énergie accrue, une durée de vie réduite des équipements et des interférences avec les appareils électroniques sensibles. En tant que fournisseur de tableaux basse tension, nous comprenons l’importance d’atténuer l’impact des harmoniques pour garantir le fonctionnement fiable et efficace des systèmes électriques. Dans cet article de blog, nous aborderons plusieurs stratégies pour réduire l'impact des harmoniques sur les tableaux basse tension.

Comprendre les harmoniques et leurs effets

Avant d’aborder les stratégies d’atténuation, il est crucial de comprendre ce que sont les harmoniques et comment elles affectent les tableaux basse tension. Les harmoniques sont des tensions ou des courants qui fonctionnent à des fréquences qui sont des multiples entiers de la fréquence fondamentale du système électrique (par exemple, 50 Hz ou 60 Hz). Ces harmoniques sont générées par des charges non linéaires, telles que les variateurs de fréquence, les alimentations sans coupure (UPS), les ordinateurs et les systèmes d'éclairage modernes.

Lorsque ces charges non linéaires consomment du courant, elles déforment la forme d’onde sinusoïdale de l’alimentation électrique, introduisant des courants harmoniques dans le système. Ces courants harmoniques peuvent provoquer un échauffement supplémentaire dans les conducteurs, les transformateurs et les appareillages de commutation en raison de l'augmentation du courant effectif. Au fil du temps, cela peut entraîner une dégradation de l’isolation, une défaillance prématurée des composants et même des incendies électriques. De plus, les courants harmoniques peuvent provoquer une résonance dans le système électrique, entraînant une distorsion de tension et des interférences avec d’autres équipements.

1. Conception appropriée du système

La première étape pour réduire l’impact des harmoniques sur les tableaux basse tension consiste à intégrer des principes de conception de système appropriés. Cela comprend :

• Analyse de charge: Effectuer une analyse approfondie des charges pour identifier les charges non linéaires et leurs caractéristiques harmoniques. Cela aidera à déterminer la distorsion harmonique totale (THD) et le spectre harmonique du système électrique. Sur la base de cette analyse, des mesures d'atténuation appropriées peuvent être sélectionnées.
• Dimensionnement des conducteurs et transformateurs: Conducteurs et transformateurs surdimensionnés pour gérer l'échauffement supplémentaire provoqué par les courants harmoniques. Cela peut aider à prévenir la surchauffe et à prolonger la durée de vie de ces composants.
• Séparation des charges non linéaires: Séparez physiquement les charges non linéaires des charges linéaires pour réduire le couplage des courants harmoniques. Ceci peut être réalisé en utilisant des alimentations ou des panneaux de distribution séparés pour les charges non linéaires.

2. Utilisation de filtres harmoniques

Les filtres harmoniques sont des dispositifs conçus pour réduire le niveau d'harmoniques dans un système électrique. Il existe deux principaux types de filtres d'harmoniques : les filtres passifs et les filtres actifs.

• Filtres passifs: Les filtres passifs sont constitués de condensateurs, d'inductances et de résistances connectés dans une configuration spécifique pour fournir un chemin à faible impédance pour les courants harmoniques. Ils sont relativement simples et économiques, mais leurs performances sont limitées à des fréquences harmoniques spécifiques.
• Filtres actifs: Les filtres actifs utilisent l'électronique de puissance pour injecter des courants harmoniques d'amplitude égale mais opposés en phase aux courants harmoniques générés par des charges non linéaires. Cela annule efficacement les courants harmoniques et réduit le THD dans le système électrique. Les filtres actifs sont plus flexibles et peuvent s'adapter aux conditions de charge changeantes, mais ils sont également plus chers.

En tant que fournisseur de tableaux basse tension, nous pouvons recommander et intégrer les filtres d'harmoniques appropriés dans nos tableaux en fonction des exigences spécifiques du système électrique.

3. Sélection d'équipements à faibles harmoniques

Une autre stratégie efficace pour réduire l’impact des harmoniques consiste à sélectionner des équipements à faibles harmoniques. De nombreux appareils électriques modernes, tels queDémarreur progressif universeletPetit démarreur progressif, sont conçus pour produire moins d'harmoniques que leurs homologues traditionnels. Ces appareils utilisent une électronique de puissance avancée et des algorithmes de contrôle pour minimiser la distorsion de la forme d'onde électrique.

Lors de la spécification d'un équipement pour un système électrique, il est important de prendre en compte les caractéristiques harmoniques de l'équipement et de choisir des produits conformes aux normes et réglementations en vigueur. Par exemple, la Commission électrotechnique internationale (CEI) a établi des normes pour les émissions de courants harmoniques, telles que la CEI 61000-3-2.

4. Installation de transformateurs d'isolement

Les transformateurs d'isolement peuvent être utilisés pour isoler les charges non linéaires du reste du système électrique et réduire le transfert de courants harmoniques. En fournissant une isolation électrique, les transformateurs d'isolement peuvent empêcher les courants harmoniques de refluer dans l'alimentation électrique principale et de provoquer des interférences avec d'autres équipements.

En plus de réduire l'impact des harmoniques, les transformateurs d'isolement peuvent également offrir d'autres avantages, tels que l'amélioration de la qualité de l'énergie, la protection contre les chocs électriques et la réduction des interférences électromagnétiques (EMI).

5. Surveillance et maintenance

Une surveillance et un entretien réguliers du système électrique sont essentiels pour assurer le fonctionnement efficace du tableau basse tension et l'atténuation des harmoniques. Cela comprend :

• Surveillance harmonique: Installer un équipement de surveillance des harmoniques pour surveiller en permanence le niveau d'harmoniques dans le système électrique. Cela aidera à détecter tout changement dans le spectre harmonique et à prendre les mesures appropriées pour prévenir les problèmes.
• Inspection et tests: Effectuer des inspections et des tests réguliers du tableau basse tension et de ses composants pour assurer leur bon fonctionnement. Cela inclut la vérification des connexions desserrées, de la surchauffe et de la dégradation de l'isolation.
• Entretien du filtre: Si des filtres d'harmoniques sont installés, ils doivent être régulièrement entretenus pour garantir leur performance optimale. Cela comprend la vérification des condensateurs, des inductances et des autres composants pour déceler tout dommage ou détérioration et leur remplacement si nécessaire.

Conclusion

Les harmoniques peuvent avoir un impact significatif sur les performances et la fiabilité des tableaux basse tension. En mettant en œuvre les stratégies abordées dans cet article de blog, telles qu'une conception appropriée du système, l'utilisation de filtres d'harmoniques, la sélection d'équipements à faibles harmoniques, l'installation de transformateurs d'isolement ainsi qu'une surveillance et une maintenance régulières, l'impact des harmoniques peut être efficacement réduit.

En tant que fournisseur de tableaux basse tension, nous nous engageons à fournir à nos clients des tableaux et des solutions de haute qualité conçus pour résister aux défis posés par les harmoniques. Si vous souhaitez en savoir plus sur nos tableaux basse tension ou si vous avez besoin d'aide pour réduire l'impact des harmoniques sur votre système électrique, veuillez nous contacter pour une consultation. Nous sommes impatients de travailler avec vous pour assurer le fonctionnement fiable et efficace de votre infrastructure électrique.

Références

1. Pratique recommandée par l'IEEE pour le contrôle harmonique et la compensation réactive des convertisseurs de puissance statique, IEEE Std 519-2014.
2. Commission électrotechnique internationale, Compatibilité électromagnétique (CEM) - Partie 3-2 : Limites - Limites des émissions de courants harmoniques (courant d'entrée de l'équipement ≤ 16 A par phase), CEI 61000-3-2:2018.
3. McLyman, colonel Wm. T., Manuel de conception de transformateurs et d'inducteurs, quatrième édition, CRC Press, 2004.