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1
GEL-10275
H06
GEL –10275
Exploitation de l’énergie électrique
Jérôme Cros
Phénomènes de résonance
dans les réseaux industriels
Filtrage des harmoniques
2
GEL-10275
H06
• Introduction
• Résonance Parallèle
• Résonance Série
• Influence de la charge
• Filtrage harmonique et compensation

2. 2
3
GEL-10275
H06
• Résonance dans les réseaux industriels possible entre :
Impédance inductive du réseau et des équipements
Capacité des batteries de Condensateurs de correction de Facteur
de Puissance
• Excitation de la résonance avec la circulation de courants
harmoniques générés par charges non-linéaires
• Conséquences
Courants de circulation élevés
Amplification des courants harmoniques
Déclenchement des protections
Fatigue et destruction des équipements (condensateurs, etc.)
Introduction
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GEL-10275
H06
Réactance inductive et Réactance capacitive en parallèle
([HPSOHRQGHQVDWHXUVGH)3HW,PSpGDQFHGXUpVHDX
([FLWDWLRQKDUPRQLTXHVGHFRXUDQWJpQpUpVSDU
FRQYHUWLVVHXU
5pVRQDQFHSDUDOOqOHVLIUpTXHQFHGHUpVRQDQFHSURFKHGHOD
IUpTXHQFHGHVKDUPRQLTXHVJpQpUpV
Résonance Parallèle

3. 3
5
GEL-10275
H06
Réactance inductive et Réactance capacitive en parallèle
• KXWHGHWHQVLRQKDUPRQLTXHLPSRUWDQWH
• 'LVWRUVLRQGHWHQVLRQDX[ERUQHVGHODVRXUFHSROOXDQWH
Résonance parallèle
(Résonance générée par le courant harmonique de charge)
,PSpGDQFHLQILQLHjODIUpTXHQFHGHUpVRQDQFHVLUpVLVWDQFHVQpJOLJpHV

4. /
R
S
;
;
/
Q =
=
=
2
1
1
1
ω
ω
ω
/
R
.
1
=
ω
6
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H06
Réactance inductive et Réactance capacitive en parallèle
• $PSOLILFDWLRQGHVFRXUDQWVKDUPRQLTXHVGDQVODEUDQFKH
LQGXFWLYHYHUVOHUpVHDX

5. HWGDQVODEUDQFKHFDSDFLWLYH
• )DFWHXUVG¶DPSOLILFDWLRQ./ HW.
• 6XUFKDUJHHQFRXUDQWGHVFRQGHQVDWHXUVHWULVTXH
GpSDVVHPHQWGHODWHQVLRQPD[LPDOHDGPLVVLEOH
Résonance parallèle
(Résonance générée par le courant harmonique de charge)
Q
/
Q
S
Q
/
/Q ,
.
,
Q
Q
,
=
=
=
, ⋅
=
⋅








−
=
⋅
+
= 2
1
1
Q
Q
S
Q
/
/
Q ,
.
,
Q
Q
,
=
=
=
, ⋅
=
⋅








−
=
⋅
+
= 2
1
1

6. 4
7
GEL-10275
H06
LUFXLWGHIDLEOHLPSpGDQFHSRXUKDUPRQLTXHVGHFRXUDQW
• 5LVTXHGHVXUFKDUJHHQFRXUDQWGDQVFLUFXLW/VpULH
• $SSOLFDWLRQDXILOWUDJHGHVFRXUDQWVKDUPRQLTXHV
• 3DVG¶DPSOLILFDWLRQGHFRXUDQW
• 5LVTXHGHVXUFKDUJHHQFRXUDQWVLGLVWRUVLRQGHWHQVLRQPrPH
IDLEOH
Résonance série
(Résonance générée par le courant harmonique du réseau)
,PSpGDQFHQXOOHjODIUpTXHQFHGHUpVRQDQFHVLUpVLVWDQFHVQpJOLJpHV

7. Réactance inductive
et réactance capacitive en série
8
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H06
Réactance inductive et Réactance capacitive en série
([HPSOH
%DWWHULHGHRQGHQVDWHXUVHW,PSpGDQFHGHOLJQHRXGHWUDQVIRUPDWHXU
Résonance série
(Résonance générée par le courant harmonique du réseau)
/
R
V
;
;
/
Q =
=
=
2
1
1
1
ω
ω
ω
/
R
.
1
=
ω

8. 5
9
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H06
Moteurs CA
Circuit équivalent pour harmoniques: Réactance de fuites stator-rotor
correspondant au rang de l’harmonique considéré SODFpHHQSDUDOOqOHVXU
VRXUFHG¶DOLPHQWDWLRQHOOHGLPLQXHO¶LQGXFWDQFHGRQFDXJPHQWHODIUpTXHQFHGH
UpVRQDQFHSDUDOOqOH

9. Charges résistives
Impédance indépendante de la fréquence. Atténuation des
phénomènes de résonance FKHPLQG¶LPSpGDQFHQRQLQILQLSRXUUpVRQDQFH
SDUDOOqOHUpGXFWLRQGHODGLVWRUVLRQKDUPRQLTXHDWWpQXDWLRQGH O¶DPSOLILFDWLRQGHV
FRXUDQWVKDUPRQLTXHV

10. Influence de la charge
10
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H06
Charges résistives :
Peu d’effet sur la fréquence de résonance
Atténuation des phénomènes de résonance
Influence de la charge

11. 6
11
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H06
Filtres harmoniques passifs placés au plus près des charges
polluantes pour absorber sélectivement les harmoniques de
courant générés
• )LOWUHVQWRQLVpVXUXQUDQJVSpFLILTXHUpVRQDQFHVpULH

12. • )LOWUHSDVVHKDXW
• (QJpQpUDOEDQFGHILOWUHVVpOHFWLIVHQSDUDOOqOH
• ,PSpGDQFHFDSDFLWLYHGXILOWUHDXIRQGDPHQWDOSHUPHWG¶DVVXUHU
DXVVLODFRPSHQVDWLRQGXIDFWHXUGHSXLVVDQFH
Filtrage Harmonique
et Compensation
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H06
On ajoute une inductance en série Lf avec un banc de condensateur pour
ajuster la fréquence de résonance série sur un rang harmonique qui n’est
pas présent dans le réseau.
Compensation du facteur de puissance
Syntonisation
/
V
;
;
Q =
1
1
2 V
/I
/
V Q
;
;
;
Q
+
=

13. 7
13
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H06
Compensation du facteur de puissance
Syntonisation
//Q
/
//Q
8
;
;
;
8
8
+
−
−
⋅
=
La syntonisation du banc de condensateurs avec une inductance série
provoque une augmentation de la tension aux bornes des condensateurs
La puissance réactive fournie par le banc de condensateurs est :
/
//Q
;
;
8
4
+
−
=
2
L’enclenchement du banc de condensateurs sur le
réseau provoque une variation de tension en régime
permanent suivant le niveau de défaut disponible
100
% ⋅
=
∆
6
4
9