Lors de la connexion des enroulements de phase générateur triphasé avec un triangle (Fig. 1), le début H "d'une phase est relié à la fin K" de l'autre, le début de l'autre H "à la fin du troisième K"" et le début du troisième H "" La phase est connectée à la fin du premier H ".
Les enroulements de phase du générateur forment un circuit fermé à faible résistance interne. Mais avec e symétrique. d.s. (de même amplitude et également décalés les uns par rapport aux autres) en phases et avec le circuit externe éteint, le courant dans ce circuit est nul, puisque la somme de trois e symétriques. d.s. est nul à tout moment. Avec une telle connexion, les tensions entre les fils linéaires sont égales aux tensions sur les enroulements de phase :
L'amplitude de chaque harmonique est inversement proportionnelle à son ordre. Chacune des harmoniques est caractérisée par une amplitude, généralement exprimée en pourcentage de l'amplitude du fondamental et de la phase. L'harmonique est définie comme la composante sinusoïdale d'un signal périodique. L'amplitude de rang 1 est appelée composante fondamentale d'un signal électrique périodique. L'harmonie d'ordre zéro correspond à la composante directe du signal. Chapitre 1 Enquête sur les perturbations harmoniques La mesure de ces paramètres permet de juger de la qualité de la tension.
Si les trois phases du générateur sont chargées exactement de la même manière, alors dans les fils linéaires circulent courants égaux. Chacun de ces courants de ligne est égal à la différence géométrique des courants dans deux phases adjacentes. Ainsi, le vecteur courant linéaire Ic est égal à la somme géométrique des vecteurs dans les phases Ica et Icb (Fig. 2, a). Les vecteurs de courant de phase sont décalés les uns par rapport aux autres d'un angle de 120 ° (Fig. 2b).
Il est donc nécessaire de limiter ces harmoniques par des normes. Il excite également d'autres types d'harmoniques, tels que : Interharmoniques : signaux de fréquence fondamentale de fréquence impaire. En règle générale, on peut distinguer des harmoniques de rangs encore plus influents. Chapitre 1 Enquête sur les perturbations harmoniques.
Les principales sources d’harmoniques sont les lampes et équipements fluorescents. des ordinateurs, appareils électroménagers. les arcs électriques et tous les convertisseurs statiques connectés aux réseaux, tels que les redresseurs et. onduleurs. Tous ces systèmes contribuent à la pollution harmonique du réseau auquel ils sont connectés. Ces systèmes absorbent des courants non sinusoïdaux même s'ils sont alimentés par une tension sinusoïdale. Ces équipements électriques sont considérés comme des charges non linéaires émettant des courants harmoniques dont les fréquences sont des multiples entiers ou non de la fréquence. Sont représentées quelques-unes des principales charges non linéaires des réseaux électriques, par exemple : - monophasé variateur - redresseur à thyristor triphasé - moteur asynchrone.
Riz. 1. Connexion des enroulements du générateur avec un triangle.
De la figure 2, b il s'ensuit que la valeur absolue du courant linéaire
Semblable aux enroulements de générateur charge triphasée peut-être un triangle.
Riz. 2. Diagramme vectoriel des courants.
Ainsi, les moteurs électriques triphasés sont conçus pour connecter les enroulements, en fonction de la tension du réseau, en étoile Y ou en triangle Δ.
1-7 Effets des harmoniques Les courants harmoniques se propageant dans les réseaux électriques faussent le courant source et polluent les consommateurs alimentés dans ces mêmes réseaux. Les effets générés par les harmoniques peuvent être divisés en deux types. Défauts de fonctionnement de certains équipements électriques : en présence d'harmoniques, la tension et le courant peuvent changer plusieurs fois. Pannes fonctionnelles des micro-ordinateurs : l'effet sur ces appareils peut être démontré par la détérioration de la qualité de l'image et par des paires de moteurs pulsées.
Perturbation et décontamination des systèmes électriques : quelques instruments de mesure et les compteurs d'énergie à induction présentent une dégradation des mesures et des erreurs de lecture. plus loin en présence d'harmoniques. Vibrations et bruit : Les courants harmoniques génèrent également des vibrations et du bruit. appareils acoustiques, principalement dans les appareils électromagnétiques. Intervention dans les réseaux de télécommunication : connexion électromagnétique entre. les réseaux électriques et les réseaux de télécommunications peuvent provoquer du bruit dans ces derniers. important. Dans des cas particuliers, notamment en cas de résonance, certains réseaux de télécommunication peuvent ne pas convenir.
S'il n'y a pas de fil neutre dans le réseau et que le consommateur dispose donc de trois tensions de ligne, il peut créer artificiellement des tensions de phase. A cet effet, trois résistances (charges) identiques sont connectées au réseau selon le schéma en étoile. Chacun de ces chargements sera inclus sur tension de phase(Fig. 3) :
La connexion des enroulements du générateur selon le schéma triangulaire est utilisée principalement dans les centrales électriques mobiles de petite puissance avec un réseau limité en longueur (centrales électriques d'unités de cisaillement électriques, etc.).
Risques d'excitation résonante : fréquences de résonance des circuits générés. l'inductance du transformateur et du câble est généralement élevée. Cela ne se produira pas si les batteries sont connectées au réseau afin d'augmenter le facteur de puissance. Les fréquences de résonance peuvent devenir très faibles et ainsi coïncider avec les résonances harmoniques. générés par des convertisseurs statiques. Dans ce cas, il y aura des phénomènes d’amplification harmonique.
Effets en termes. Ils apparaissent après une exposition plus ou moins prolongée à une perturbation harmonique. L'effet le plus important est d'ordre thermique, qui conduit à un échauffement, qui entraîne une fatigue prématurée des équipements de la ligne et conduit à un démantèlement des équipements. hystérésis dans le diélectrique. Les condensateurs sont donc sensibles aux surcharges dues à une tension fondamentale trop élevée ou à la présence d’harmoniques. Ces surchauffes peuvent entraîner des casses. Réchauffement des pertes supplémentaires des machines et transformateurs : échauffement. causés par des pertes dans les stators des machines et principalement dans leurs circuits rotoriques dues aux différences de vitesse importantes entre les champs. inducteurs harmoniques rotatifs et rotor.
Dans un système triphasé à quatre fils, le fil neutre est mis à la terre de manière fiable au niveau de la centrale électrique, aux dérivations du réseau et à certaines distances le long de la ligne. Ce fil est utilisé pour mettre à la terre les boîtiers métalliques des collecteurs de courant chez le consommateur.
Riz. 3. L'inclusion de trois pantographes de résistance égale selon le circuit en étoile en trois fils linéaires.
Les harmoniques créent également des pertes supplémentaires dans les transformateurs. joules dans les enroulements, ce qui est accentué par l'effet de perte de peau, d'hystérésis et de courants de Foucault dans les circuits magnétiques. Pertes supplémentaires dues aux harmoniques :. ➢ Les pertes Joule sont liées uniquement au courant harmonique circulant dans les éléments. réseau, la valeur des pertes varie en fonction de la résistance harmonique rencontrée.
➢ Des pertes fer supplémentaires sont associées à la présence de tensions harmoniques ou. courants harmoniques. Celles-ci incluent les pertes par hystérésis et les pertes de courant. Ils deviennent importants dans les circuits matériels. magnétique. Des appareils de télécommande, de mesure ou de comptage installés sur le réseau peuvent être utilisés. perturbé par les harmoniques. Le passage d'un courant non sinusoïdal provoque des pertes supplémentaires. provoquer un échauffement anormal.
Riz. 4. Schéma d'inclusion dans un réseau triphasé à quatre fils de charges d'éclairage (220 V) et d'alimentation (380 V).
La figure 4 montre un schéma de l'inclusion des charges d'éclairage et d'alimentation dans un réseau triphasé à quatre fils. La charge d'éclairage est allumée pour une tension de phase de 220 V. Ils s'efforcent de charger uniformément les trois phases avec une charge monophasée. A cet effet, une rue localité pour l'éclairage, passez une phase avec fil neutre, de l'autre - le deuxième fil phase et neutre, sur le troisième - le troisième fil et neutre, etc. La charge de puissance (moteurs électriques, transformateurs de soudage), ainsi que les puissants appareils de chauffage triphasés, sont allumés sur la ligne tension.
En revanche, lorsque le réseau présente des harmoniques, la présence d'un condensateur amplifie plus ou moins certaines de ces harmoniques. est associé à un phénomène résonnant dont la fréquence est fonction de l'impédance de la matrice. Le rang de la fréquence de résonance est égal à. Utiliser des filtres lorsque l'entrée d'un utilisateur dans un point de livraison atteint ou dépasse les limites recommandées par le distributeur. Cela réduit à la fois les tensions harmoniques aux bornes du condensateur et le courant de surcharge circulant à travers les condensateurs.
Cela conduit à une augmentation du courant sur le condensateur, ce qui peut conduire à une surcharge qui ne doit pas dépasser tous les éléments entre les condensateurs et la reproduction du jeu de barres, afin de maintenir la self harmonique connectée en série avec le condensateur, est un ensemble réglé. à 190 Hz. Chapitre 1 Enquête sur les perturbations harmoniques Nature des équipements électriques Influence des "pollutions harmoniques" Machines tournantes Moteurs triphasés. Câbles Pertes accrues, surtout dans le câble neutre, où s'ajoutent les harmoniques supplémentaires et troisièmes des transformateurs. Pertes supplémentaires dans le fer et dans les enroulements. Ils régulent la résistance des équipements aux harmoniques. 2 pour les équipements connectés à un réseau avec basse tension, peut être garanti aux utilisateurs 13.
Lors de la connexion des enroulements de phase de la source courant triphasé« triangle » (Fig. 211, a) la fin de la première phase AB est reliée au début de la deuxième phase BC, la fin de la deuxième phase est reliée au début de la troisième phase SA et la fin de la troisième La phase est reliée au début du premier AB. Trois fils de ligne 1, 2 et 3 allant aux récepteurs énergie électrique, sont attachés aux débuts A, B et C de ces phases. De la même manière, des groupes distincts de récepteurs Z AB , Z BC , Z CA (phases de charge) peuvent être connectés. Dans ce cas, chaque phase de la charge est connectée à deux fils linéaires provenant de la source, c'est-à-dire qu'elle est allumée à la tension linéaire, qui sera également la tension de phase. Ainsi, dans le circuit "triangle", les tensions de phase Uph sont égales à Ul linéaire et ne dépendent pas des résistances Phases de charge Z AB , Z BC , Z CA.
Risque de saturation en présence d'harmoniques paires. Condensateurs de puissance Pertes diélectriques supplémentaires entraînant un vieillissement prématuré des condensateurs. Dans ces conditions. Le facteur de distorsion harmonique totale est bien adapté pour quantifier le degré de pollution harmonique dans les réseaux électriques.
Il évalue par la fréquence fondamentale et caractérise l'effet des harmoniques sur l'onde de courant déformée. Distributeurs et grands utilisateurs d’énergie électrique. Si cette situation persiste 5. Schéma de puissance 1-10 Conclusion La pollution harmonique est la plus grande préoccupation des constructeurs, il est donc nécessaire d'encadrer la prévention et la répression afin de « forcer » les gros utilisateurs et les constructeurs de convertisseurs à respecter les limites d'injection d'harmoniques dans Électricité du net. cela garantira la compatibilité en tous points du réseau, le niveau de compatibilité sera dépassé d'une certaine manière. sans aucun projet de décontamination, notamment avec la croissance inhabituelle de l'utilisation de convertisseurs générateurs d'harmoniques pertinents pour plusieurs applications.
Comme il ressort de la formule (77), lorsque les enroulements triphasés d'un générateur ou d'une autre source sont connectés par un "triangle" courant alternatif montant e. d.s, agissant dans un circuit fermé formé par ces enroulements, est égal à zéro. Par conséquent, aucun courant ne circule dans ce circuit lorsqu’il n’y a aucune charge. Mais chacune des phases e. d.s. peut créer un courant dans le circuit de sa phase.
Courants linéaires dans le circuit "delta" selon la première loi de Kirchhoff pour les nœuds A, B et C respectivement :
Explorer les solutions traditionnelles. Dans ce chapitre, nous examinerons en détail les solutions progressives pour réduire les harmoniques, et nous parlerons un peu de solutions modernes. Ils peuvent être connectés en parallèle ou en série avec le réseau. Il faut donc chercher davantage des moyens efficaces. ou constituent le premier élément des chaînes de conversion d’énergie à partir du réseau. Une solution de filtrage doit être envisagée lorsque : Les distorsions ou les tensions harmoniques dépassent les limites fixées par le distributeur de puissance. Ces dernières ne sont bénéfiques que dans des cas particuliers où la chute de tension des deux semi-conducteurs en série est trop importante.
je A = je AB – je CA ; je B = je BC – je AB ; je C = je CA – je BC
En passant des valeurs instantanées des courants à leurs vecteurs, on obtient :
? UNE=? UN B-? CALIFORNIE.; ? B=? AVANT JC-? UN B ; ? C=? Californie-? avant JC
Ainsi, le courant de ligne est égal à la différence vectorielle des courants de phase respectifs.
D'après les équations vectorielles obtenues, il est possible de construire pour une charge uniforme de phases diagramme vectoriel(Fig. 211, b), qui peut être converti en un diagramme (Fig. 211, c), à partir duquel
Supposons que le redresseur soit alimenté par une source de tension idéale et qu'il fournisse un courant redressé parfaitement lisse. L'angle α représente le retard au début des thyristors. Chapitre 2 Explorer les solutions traditionnelles. Les structures en pont sont actuellement les plus acceptées car elles offrent de meilleurs spectres harmoniques par rapport aux structures de type étoile. Courants harmoniques générés par un pont hexaphatique Le circuit redresseur est représenté sur la figure. Dans la suite, nous décrirons le principe de réduction des harmoniques de courant dans le réseau en plaçant des ponts redresseurs en série ou en parallèle.
on voit qu'avec une charge uniforme des phases, les vecteurs de courants linéaires ? UN, ? B, ? C forme un triangle équilatéral ABC, à l'intérieur duquel se trouve une étoile à trois faisceaux de vecteurs de courant de phase ? UN V, ? BC et? SA. Ainsi, par analogie avec le schéma de la Fig. 207b, il s'ensuit que
I l = 2I f cos 30° = 2I f ?3 / 2 = ?3 I f
c'est à dire. avec une charge uniforme des phases dans le circuit "triangle", le courant linéaire est supérieur au courant de phase dans ?3 fois.
Deux ponts hexaphasés, chacun équipé d'un secondaire, ont le même angle de retard au démarrage. La répartition idéale des commutations entre les deux ponts permet, d'une part, de doubler la fréquence de l'ondulation de tension redressée, et, d'autre part, d'éliminer certaines harmoniques de courant dans les lignes. Les courants du pont dodécaphase vers les transformateurs primaires peuvent être déterminés en fonction de leurs couplages. 2 Effet sur la structure de l'installation Il est souhaitable de fournir un gros polluant en partageant le transformateur. Les connexions primaires et secondaires doivent être différentes, les tensions redressées sont ajoutées directement et la somme donne la tension de sortie.
Ainsi, lors du passage des récepteurs de "étoile" à "delta" courants de phase augmenter de 3 fois, UN courants de ligne- 3 fois. La possibilité d'inclure les mêmes récepteurs selon le schéma « étoile » ou « triangle » élargit le champ de leur application. Par exemple, si le récepteur est conçu pour une tension de phase de 220 V, alors lorsqu'il est connecté selon le schéma "triangle", il peut être connecté à un réseau avec une tension linéaire de 220 V, et lorsqu'il est connecté selon le schéma "étoile " schéma, à un réseau avec une tension linéaire de 220 ? 3 = 380 B. Récepteurs évalués pour la tension de phase 127 V, peut fonctionner en réseau avec tensions de ligne 127 et 127?3 = 220 V.
Pont dodécaphatique La connexion de deux ponts hexaphasés en série ou en parallèle forme un pont dodécaféiné. Chapitre 2 Explorer les solutions traditionnelles Dans le cas de la sérialisation de deux ponts hexaphasés. La puissance harmonique augmente lorsque le court-circuit de puissance est réduit si les phénomènes de résonance ne sont pas pris en compte. et ainsi réduire le taux de distorsion harmonique de tension au point de connexion. Cette solution est utilisée pour les variateurs de vitesse et les redresseurs triphasés.
Un équipement surdimensionné est couramment utilisé pour garantir que l’équipement est capable de gérer les surcharges harmoniques. Elle consiste à introduire un inducteur série devant la charge non linéaire. Cette solution n'affecte pas les harmoniques, qui ne subissent aucune actions thérapeutiques par l'utilisateur. Chapitre 2. Exploration des solutions de récepteurs de détection traditionnelles. Au contraire, les courants harmoniques ne sont pas atténués et, dans le cas d'un polluant moyen, il est préférable de réaliser l'alimentation électrique avec des câbles séparés. connexion parallèle. 5 Rééquilibrage des courants du réseau électrique.
Caractéristiques de l'alimentation en courant triphasé des récepteurs. En trois fils réseau triphasé(avec les schémas « étoile sans fil neutre » et « triangle »), la somme algébrique des valeurs instantanées des courants linéaires à tout moment est nulle, donc de tels courants ne créent pas conjointement un champ magnétique. Cela permet de faire passer trois fils de ligne dans un conduit métallique commun ou un câble à gaine métallique sans risque de courants de Foucault. Il n'est pas permis de poser les fils de ligne séparément dans des tuyaux métalliques, car les courants de Foucault qui en résulteraient provoqueraient un fort échauffement du métal. La même chose se produirait lors de la pose de trois fils linéaires dans un câble avec une gaine métallique ou dans un tuyau avec un schéma « étoile avec fil neutre », puisque la somme des courants qu'ils contiennent n'est pas égale à zéro.