Le choix des protections des Le choix des protections des condensateurs contre les condensateurs contre les

phénomènes harmoniques pour phénomènes harmoniques pour éviter leur surcharge.éviter leur surcharge.

SommaireSommaire

Les effets des harmoniques sur les Les effets des harmoniques sur les condensateurscondensateurs

Les solutionsLes solutions

ConclusionConclusion

Effets des harmoniques sur les Effets des harmoniques sur les condensateurcondensateur

Les condensateur sonLes condensateur son

là pour compenser là pour compenser

l’énergie réactive.l’énergie réactive.

Qui sont due aux Qui sont due aux

(moteurs, néon ….)(moteurs, néon ….)

Quand Les appareils on Quand Les appareils on

un cos un cos φφ ≠≠ 1 1

Effets des harmoniques sur les Effets des harmoniques sur les condensateurcondensateur

lorsque l’on met des lorsque l’on met des appareils qui créent des appareils qui créent des harmoniquesharmoniques(Variateur,four à arc …)(Variateur,four à arc …)

Cela peut provoquer: Cela peut provoquer: - - la diminution de la réactance la diminution de la réactance

des condensateurs.des condensateurs.

-- la résonance parallèle ou anti- la résonance parallèle ou anti-résonance entre les résonance entre les condensateurs et la source.condensateurs et la source.

1) 1) diminution de la réactance des condensateur

Formule :Formule :

XXc c = - 1/(C.= - 1/(C.ωω))

ωω = 2.= 2.ππ.f .f

se qui provoque une se qui provoque une

diminution de la réactance, diminution de la réactance,

donc le condensateur donc le condensateur

n’est plus assez efficacen’est plus assez efficace

2) 2) la résonance parallèle ou anti-résonance la résonance parallèle ou anti-résonance entre les condensateur et la source.entre les condensateur et la source.

Formule:Formule:

XXLT LT = L . = L . ωω

ωω = 2. = 2.ππ.f.f

À la fréquence f r.p., il y a uneÀ la fréquence f r.p., il y a uneAmplification des courantsAmplification des courantsHarmoniques dans lesHarmoniques dans lesCondensateurs . Donc uneCondensateurs . Donc uneSurcharge des condensateursSurcharge des condensateurs fr.p. : fréquence de résonance fr.p. : fréquence de résonance

parallèle ou anti-résonanceparallèle ou anti-résonance

SolutionsSolutions

filtre amorti d’ordre 2

filtre amorti d’ordre 3

filtre amorti de type C

filtre double amorti

Filtre amorti d’ordre 2Filtre amorti d’ordre 2

On installe une résistance On installe une résistance d’amortissement en parallèle d’amortissement en parallèle au shunt résonnant au shunt résonnant

RRbb et L : shunt résonant et L : shunt résonant

RRAA : résistance d’amortissement : résistance d’amortissement

Propriété :Propriété :- Il amorti l’anti-résonantIl amorti l’anti-résonant- il réduit les tensions il réduit les tensions

harmoniquesharmoniques- il amortit le régime transitoire à il amortit le régime transitoire à

la mise sous tension du filtrela mise sous tension du filtre

Filtre amorti d’ordre 2Filtre amorti d’ordre 2Interprétation:Interprétation:- La fréquence de résonance La fréquence de résonance

(f(frr) est légèrement plus grande ) est légèrement plus grande

que pour le shunt résonant. que pour le shunt résonant.

- Avant fAvant frr L’impédance du L’impédance du

réseau est plus faible, donc réseau est plus faible, donc moins de tension moins de tension harmonique.harmonique.

- À la fr , l’impédance est À la fr , l’impédance est plus élevé, donc un peu plus élevé, donc un peu moins performant.moins performant.

- Après fr l’impédance est Après fr l’impédance est plus faible, donc moins de plus faible, donc moins de tension harmonique tension harmonique

Filtre amorti d’ordre 2Filtre amorti d’ordre 2Formule de compensation Formule de compensation Réactive:Réactive:( la même que pour le ( la même que pour le Shunt résonant )Shunt résonant )

- AvantageAvantage : la solution la plus économique. : la solution la plus économique.- InconvénientInconvénient : il y a une forte dissipation de chaleur dans : il y a une forte dissipation de chaleur dans

la résistance d’amortissement. Le filtre d’ordre 3 et le type la résistance d’amortissement. Le filtre d’ordre 3 et le type C permette de pallier à cet inconvénient.C permette de pallier à cet inconvénient.

Filtre amorti d’ordre 3Filtre amorti d’ordre 3

On installe une batterie deOn installe une batterie de

condensateur supplémentaire.condensateur supplémentaire.

La branche RLa branche RAA et C et C22 doit avoir un doit avoir un

impédance élevé impédance élevé

1/ (C1/ (C22..ωω00)) >> R>> RAA

ωω0 0 : avec f: avec f00= fondamental= fondamental

- Cela permet de réduire le Cela permet de réduire le courant dans Rcourant dans RA.A.

Filtre amorti d’ordre 3Filtre amorti d’ordre 3

AvantageAvantage : moins de dissipation : moins de dissipation de chaleur utilisé pour les de chaleur utilisé pour les installations de forte puissanceinstallations de forte puissance

InconvénientInconvénient : complexité et coût : complexité et coût plus élevé.plus élevé.

Même propriété que pour le filtre Même propriété que pour le filtre

Amorti d’ordre 2Amorti d’ordre 2

Filtre amorti de type CFiltre amorti de type C

La batterie de condensateur La batterie de condensateur

CC22 se trouve du côté du se trouve du côté du

shunt résonnant.shunt résonnant.

(même propriété que le filtre (même propriété que le filtre

amorti d’ordre 3)amorti d’ordre 3)

L.CL.C22..ωω00² = impédance faible ² = impédance faible

Pour que rPour que rbb < R < RAA

Filtre amorti de type CFiltre amorti de type C

Avantage : moins de dissipation Avantage : moins de dissipation de chaleur utilisé pour les de chaleur utilisé pour les installations de forte puissanceinstallations de forte puissance

Inconvénient : complexité et coût Inconvénient : complexité et coût plus élevé.plus élevé.

(Les même que pour l’amorti (Les même que pour l’amorti

d’ordre 3)d’ordre 3)

Même propriété que les Même propriété que les

PrécédentPrécédent

Filtre double amortiFiltre double amorti

2 shunts résonants relié par 2 shunts résonants relié par une résistance R.une résistance R.

Plus spécifique pour les Plus spécifique pour les fréquences proche de la fréquences proche de la résonance résonance

Même avantages et Même avantages et inconvénient que les inconvénient que les deux précédent filtre, mais deux précédent filtre, mais

un peut plus complexe.un peut plus complexe.

ConclusionConclusion

SourcesSources

http://www.alpestechnologies.comhttp://www.alpestechnologies.com

http://www.schneider-electric.frhttp://www.schneider-electric.fr

- cahier technique N°152 ( Perturbations harmoniques dans

les réseaux pollués, et leur traitement)

FINFIN