Le réseau électrique devrait se comporter comme une source de tension idéale, sans impédance interne, avec une sortie sinusoïdale et une tension constante à tous les points de livraison.
Nous verrons que dans la pratique ces conditions ne sont pas toujours remplies, fondamentalement en raison de deux types de circonstances, internes et externes.
Les générateurs et le système de distribution ont une certaine impédance interne, ce qui provoque des chutes de la tension et des pertes sur le système de distribution.
Les charges absorbent :
- des courants transitoires (démarrages et connexions charges)
- des courants non sinusoïdaux (charges non linéaires)
Parfois, les causes des perturbations sont externes : atmosphériques, elles contribuent toutes de manière négative à la qualité de l'approvisionnement.
Ce type de perturbations provoque :
- Une augmentation des pertes et une baisse de rendement.
- Des problèmes de compatibilité électromagnétique (CEM) : dysfonctionnements ou arrêts intempestifs du système occasionnant d’importantes pertes d’efficacité des systèmes de production.
Les principaux Paramètres qui peuvent être altérés par une perturbation sont (comme défini dans la norme EN 50.160):
- Fréquence
- Amplitude : transitoires, surtensions, sous-tensions,...
- Forme d’Onde : harmoniques
- Symétrie du système triphasé
Au cours de ces dernières années, des progrès ont été réalisés dans le sens d’une minimisation des effets des perturbations du réseau sur les équipements alimentés par celui-ci.
Particulièrement en Europe, l’obligation de respecter les Directives (Lois) de Compatibilité Électromagnétique de la Communauté Européenne a permis une amélioration importante face aux perturbations:
- D’une part, la limitation des émissions conduites et radiées des appareils perturbateurs, même si subsistent encore celles dues aux Émetteurs de Télécommunication, aux Décharges Atmosphériques et à l’Exploitation des Réseaux Commerciaux.
- D’autre part, la diminution de la susceptibilité des équipements face aux perturbations.
Malgré les améliorations, il y aura toujours des perturbations qui provoqueront des dysfonctionnements et/ou des pannes sur les équipements. Vous trouverez ci-après une liste des effets les plus courants de ces perturbations.
Pics (Spike) et Creux (Notch)
Deux types:
- Ceux produits par induction de décharges atmosphériques (foudre) sur les lignes aériennes
- Ceux produits par des variations brutales du courant de charge, connexions - déconnexions de charges inductives ou capacitives
Effet : Lorsqu'ils dépassent les limites prévues, produisent des pannes dans les isolations ou sur les semi-conducteurs.
.jpg)
Microcoupures (Dropout)
Il s'agit de chutes de tension profondes ou totales, d'une durée de quelques millisecondes. Les microcoupures sont dues à deux causes :
- Courts-circuits proches du point de consommation, éliminés ultérieurement par la protection correspondante.
- Interruptions de la fourniture dues à la commutation de lignes et déclenchement de protections avec réenclenchement automatique.
Effet : Sur des équipements avec des fonctions de mémoire ou de logique, une coupure de l'alimentation (même de courte durée) provoque généralement des dysfonctionnements fonctionnels. Les équipements informatiques sont en général très sensibles à ces perturbations qui peuvent entraîner la perte de données très précieuses.
.jpg){kind=spacer}
Surtensions : transitoires (Surges) / Longue durée
Surtensions de courte/longue durée dues à des diminutions de charge sur des réseaux de régulation médiocre (haute impédance).
Effet : sont à l'origine de multiples problèmes sur les équipements et les installations.
- Pour les installations d'éclairage, réduisent la durée de vie des lampes
- Pour les équipements informatiques, entraînent des pannes d'alimentation et de moniteurs
.jpg)
Sous-tensions : transitoires (Sags) / Longue durée
Il s'agit de chutes de la tension de courte durée dues à des surcharges passagères ou permanentes sur le réseau.
Effet :
- Les machines en mouvement, les moteurs à induction réduisent leur vitesse et augmentent leur consommation
- Les installations d'éclairage équipées de lampes à décharge présentent des taches sombres
-
Arrêts du système en raison de l'entrée dans la zone de fonctionnement à minimum de tension
.jpg)
Sous-tensions gradualle et prolongée (Brownout)
Chutes progressives pendant plusieurs secondes, qui aboutissent souvent à l'arrêt total de la fourniture. Se produisent lors de fortes perturbations dans l'exploitation des réseaux et des centrales de production d'énergie. (Manque de puissance, perte de synchronisme, etc...).
Effet: conséquences identiques à celles d'une coupure ou d'une micro-coupure.
.jpg)
Défaillance de la fourniture (Blackout)
Panne totale généralement due à l'actionnement intempestif d'une protection du réseau de distribution.
Effet: Les coupures de l'approvisionnement mettent inévitablement les équipements à l'arrêt, à moins que ceux-ci ne possèdent leur propre système d'énergie indépendant de l'extérieur.
Mais lorsque la coupure se produit de manière intempestive, des situations peuvent mettre en danger la sécurité des personnes et des biens, ou encore des pertes de données précieuses (comme dans le cas des équipements informatiques).
.jpg)
Harmoniques de courant et/ou de tension
Certains récepteurs consomment des charges non linéaires, autrement dit, des courants harmoniques. Ces courants provoquent des chutes de tension harmoniques qui modifient l'onde de tension sinusoïdale produite à l'origine (aux alternateurs des centrales).
.jpg)
Perturbations hauté fréquence
Il s'agit de signaux en haute fréquence superposés à la tension d'alimentation. Elles peuvent consister en des signaux de n'importe quelle fréquence définie ou à large bande ; stationnaires, en rafale ou à impulsions répétées.
Ces perturbations sont le résultat de couplages indésirables des lignes du réseau commercial avec des appareils qui utilisent des technologies de haute fréquence ou de commutation. Selon le type de couplage, elles peuvent être de mode commun ou de mode différentiel.
Effet: Ces perturbations peuvent provoquer toutes sortes de problèmes sur les équipements : depuis les simples dysfonctionnements fonctionnels jusqu'aux pannes permanentes.
.jpg)
Variations de la fréquence
Les réseaux commerciaux continentaux interconnectés (comme le sont la plupart des réseaux en Europe) fournissent une fréquence pratiquement invariable et très proche de la fréquence nominale. Cela est dû au fait que nous la contrôlons dans un méga-système composé d'un nombre infini de machines synchrones, d'une puissance totale énorme et d'une inertie qui tend vers l'infini.
En revanche, dans de nombreuses îles et autres régions isolées, ou dans des installations indépendantes équipées de petites centrales électriques (ou groupes électrogènes), d'importantes variations de la fréquence se produisent régulièrement. Les variations sont pratiquement inévitables lorsqu'ont lieu des connexions ou des déconnexions d'une puissance comparable à la puissance totale du système.
MONTAWEB.com