Evaluation du cout des pertes generees par les perturbations harmoniques dans les réseaux électriques

Abstract

L'énergie électrique est fournie par les centrales sous forme d'une tension sinusoïdale triphasé équilibrée, mais ce signal subit des altérations durant son transport jusqu'à son arrivée chez le client. Les dégradations peuvent être causées par des incidents climatiques (foudre), des dysfonctionnements de matériel sur le réseau (saturation des transformateurs, ouverture des disjoncteurs) et beaucoup plus fréquemment par l'utilisation d'appareils électriques faisant intervenir des composants d'électronique de puissance. Ces derniers tels que les convertisseurs alternatifs continus, constituent en effet des charges non linéaires, qui absorbent des courants non sinusoïdaux (onde déformée). L'onde déformée relevée est en fait constituée par la superposition sur l'onde théorique à la fréquence de 50Hz, dite fondamentale, d'un certain nombre d'ondes également sinusoïdales mais chacune de fréquence multiple entier de la fréquence de l'onde de référence fondamentale à 50 Hz .Elles sont dénommées ondes harmoniques. L'importance des harmoniques augmente avec le nombre des sources d'harmoniques présent dans un système de puissance (transformateurs, câbles électriques, moteurs électriques, condensateurs etc…) Toutes les tensions et courants harmoniques juxtaposés à leurs fondamentaux, conjuguent en général leurs effets sur les appareillages des consommateurs d'énergie électrique, caractérisés par les effets quasi-instantanés sur certains types d'appareillages. Elles provoquent des défauts de fonctionnement des systèmes de régulation, en déplaçant le passage par le zéro, de la valeur crête de l'onde de tension, des erreurs de mesure et de comptage, ainsi que des effets sur les machines tournantes en créant des pertes supplémentaires au stator et au rotor. De même, elles provoquent des pertes pour les consommateurs et des échauffements anormaux de leurs appareillages et câbles électriques. Ces pertes diminuent le facteur de puissance du fait de l'existence d'une puissance déformante (ou pertes dues aux harmoniques) dans l'expression de la puissance apparente. Ces pertes d'énergie influent directement sur la facture de l'électricité des consommateurs (augmentation de consommation d'électricité). Le but du travail que nous présentons consiste à évaluer le coût total (surcoût) des pertes d'énergie dues aux harmoniques des différents éléments raccordés au réseau électrique