Qualité des réseaux électriques et efficacité énergétique

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Face à une forte augmentation de la facture énergie électrique ces dernières années, les économies d'énergie dans ce domaine permettent d'amortir rapidement le surcoût issu de l'investissement d'un équipement électrique (moteur à haut rendement par exemple). Cet ouvrage a pour objectif de placer le lecteur dans une véritable démarche de quantification, d'analyse, de gestion et d'optimisation des installations électriques, concept qui s'intègre aujourd'hui dans le contexte de l'«Efficacité énergétique». Les décisionnaires sont ainsi en possession de toutes les données techniques pour prendre la bonne décision face à l'optimisation de leur installation électrique. Outre une précieuse documentation technique, le cédérom qui accompagne l'ouvrage propose en version d'évaluation un logiciel de gestion de l'énergie électrique.
Publié le : mercredi 4 novembre 2009
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EAN13 : 9782100546183
Nombre de pages : 208
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1.1
1UNE UTILISATION CROISSANTE DE LÉLECTRONIQUE
Lénergie électrique principalement distribuée sous la forme dun système triphasé sinusoïdal permet de fournir la puissance électrique nécessaire aux équipements et matériels de lélectrotechnique. Cest particulièrement laspect sinusoïdal de la tension dorigine quil est nécessaire de conserver, afin de lui préserver ses qualités essentielles pour la transmission de la puissance utile aux équipements terminaux. Lorsque la forme de londe de tension nest plus sinusoïdale, on rencontre alors des perturbations qui génèrent des dysfonctionnements et des échauffements des récepteurs et appareillages raccordés sur un même réseau dalimentation électrique.
Lutilisation croissante des équipements informatiques et de lélectronique de puissance
Lutilisation croissante des équipements informatiques et de lélectronique de puissance sur les réseaux électriques contribue à la dégradation de la tension dalimentation. En effet, des récepteurs, tels que les moteurs asynchrones et les transformateurs participent à la distorsion de londe sinusoïdale de la tension. Mais ce ne sont pas les uniques et principaux responsables. Lélectronique de puissance présente aujourdhui au sein de nombreux matériels délectrotechnique, ainsi que lélectronique des équipements informatiques, contribuent essentiellement à la prolifération de ces perturbations électriques. Ces charges dites déformantes, ou encore appelées récepteurs non linéaires comme nous le détaillerons dans la suite de louvrage, appellent sur le réseau électrique des courants déformés qui en fonction de limpédance du réseau, ou lorsquils sont importants en amplitude, vont modifier lallure de la tension sinusoïdale. Le signal déformé ainsi obtenu est composé dharmoniques qui se traduisent par des pertes électriques ou encore des dysfonctionnements sur le réseau électrique dalimentation. De plus en plus, les perturbations liées à la pollution harmonique sont présentes dans les installations et deviennent un véritable « cassetête » pour les utilisateurs et producteurs délectricité et ceci quel que soit le secteur dactivité industriel ou tertiaire (figure 1.1). © Dunod  La photocopie non autorisée est un délit.
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1  Une utilisation croissante de lélectronique
1.1 Lutilisation croissante des équipements informatiques et de lélectronique de puissance
Figure 1.1 Convertisseur générateur dharmoniques sur une chaîne de traitement de surface.
Cet ouvrage a pour ambition de démystifier le phénomène de pollution harmonique pour les électriciens, artisans ou industriels et les professeurs ou étudiants de la filière. Des explications simples et commentées de graphiques, associés aux expéri mentations pratiques permettront dappréhender clairement les problèmes liés à la pollution du réseau électrique. Les électriciens ou les étudiants en électrotechnique doivent aujourdhui connaître le phénomène de pollution harmonique, et savoir réaliser les mesures électriques permettant de déterminer les éléments propres à ces perturbations en vue de quan tifier le degré de pollution harmonique, dans le cadre de la qualité de lénergie électrique, sur une installation électrique. Actuellement, la réalité industrielle a conduit à une évolution de la mesure qui ne se satisfait plus seulement de la valeur efficace du signal analysé, mais nécessite aussi la connaissance dautres critères caractérisant le signal déformé. Le technicien doit être en mesure de pouvoir évaluer cette pollution avec les outils de mesure existants et de proposer des solutions pour limiter ces perturbations. Nous développerons cet aspect plus en avant dans louvrage : un signal électrique se qualifie par sa valeur efficace, sa fréquence, son allure mais aussi son facteur de crête et son taux de distorsion harmonique afin de pouvoir lui attribuer un rang dans le cadre de la qualité de lénergie électrique.
1.2
1  Une utilisation croissante de lélectronique
1.2 La notion de charges déformantes
La notion de charges déformantes
Les charges déformantes, encore appelées charges non linéaires, sont présentes aujourdhui au travers de nombreux dispositifs de lélectrotechnique : variateurs de vitesse (figure 1.2), redresseurs dans le domaine industriel, alimentations à décou page dans les ordinateurs et les onduleurs de tension (figure 1.3) pour le domaine tertiaire. Lensemble de ces récepteurs déforment les signaux électriques du réseau, courant et tension, en produisant des courants et tensions harmoniques.
Électronique de commande
Réseau
3
3
Moteur  3
O
i
Variateur de vitesse
O
u
Tension dégradée
Courant absorbé
t
t
Autres récepteurs
Charge déformante
Figure 1.2 Moteur asynchrone équipé de son variateur de vitesse.
Note Il est nécessaire de préciser que lorsque les grandeurs électriques des équipements industriels séloi gnent de lallure sinusoïdale pure, on obtient ce que lon appelle des signaux déformés (figure 1.4).
© Dunod  La photocopie non autorisée est un délit.
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1  Une utilisation croissante de lélectronique
T
O
O
i
u
1.2 La notion de charges déformantes
Courant absorbé
Onduleur
t
Tension dégradée
t
Figure 1.3 Onduleur de tension pour microordinateur.
Figure 1.4 Exemple de signal déformé issu dun gradateur.
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