Harmoniques du système électrique et THD expliqués

Sur cette page

Les harmoniques d'un système électrique sont des composantes de tension ou de courant dont les fréquences sont des multiples entiers de la fréquence fondamentale du réseau. Sur un système de 50 Hz, le 3ème harmonique est à 150 Hz et le 5ème à 250 Hz ; sur un système de 60 Hz, ils sont à 180 Hz et 300 Hz. Ces composantes se combinent à l'onde fondamentale et font dévier la tension ou le courant d'une onde sinusoïdale idéale.

Distorsion harmonique totale (THD) compresse le contenu harmonique combiné en un seul pourcentage. C'est un indicateur utile pour le dépistage, l'analyse de tendance et la comparaison de mesures, mais une valeur THD seule ne permet pas d'identifier la source, l'ordre de l'harmonique dominant, le point de conformité ou le remède approprié. Une évaluation défendable doit distinguer la distorsion de tension de la distorsion de courant, confirmer l'emplacement de la mesure, examiner le spectre harmonique et évaluer l'installation dans des conditions de charge représentatives.

Principaux enseignements

Les charges non linéaires créent un courant harmonique car elles absorbent le courant par impulsions plutôt qu'en proportion de la tension appliquée.
Le courant harmonique circulant à travers l'impédance du système produit une distorsion de tension harmonique.
Le THDv, le THDi et la distorsion totale à la demande (TDD) utilisent des numérateurs ou des valeurs de référence différents et ne doivent pas être considérés comme interchangeables.
La norme IEEE 519 applique des objectifs de distorsion de tension et de courant en régime permanent au point de couplage commun (PCC) de l'utilisateur, et non comme une limite universelle de réussite/échec pour chaque borne d'appareil.
Une lecture THDi élevée à faible charge peut être trompeuse car le dénominateur du courant fondamental est faible ; le TDD fournit une référence basée sur la demande pour l'évaluation au PCC.
L'atténuation doit suivre la mesure. Les réactances, les filtres passifs, les filtres harmoniques actifs, les redresseurs multipulses et les variateurs à pont actif (AFE) résolvent différents problèmes.
Une batterie de condensateurs de correction du facteur de puissance standard n'est pas automatiquement un filtre harmonique et peut créer un risque de résonance si elle est appliquée sans étude harmonique.

Harmoniques, THD et TDD en un coup d'œil

Quantité	Ce qu'il décrit	Valeur de référence	Meilleure utilisation	Erreur d'interprétation courante
Harmonique individuel	Amplitude d'un rang harmonique, tel que le 5e	Fondamental ou autre référence indiquée	Identification des sources dominantes et sélection des filtres	Se focaliser uniquement sur le THD et manquer un rang dominant
THDv	Distorsion harmonique globale de la tension	Tension fondamentale	Évaluation de la qualité de l'onde au niveau d'un bus ou d'une borne d'équipement	Application d'une limite de tension unique à chaque emplacement
THDi	Distorsion harmonique totale du courant	Courant fondamental à l'instant de mesure	Évaluation d'une charge et suivi de son comportement de fonctionnement	Comparaison du THDi en charge légère et en pleine charge sans contexte
TDD	Courant harmonique combiné par rapport au courant de demande	Courant de charge de demande maximale, IL	IEEE 519-style current assessment at the PCC	Considéré comme un autre nom pour le THDi
Spectre harmonique	Amplitude de chaque rang harmonique mesuré	Fondamental ou référence de l'instrument	Diagnostic de la source et sélection de la mitigation	Utilisation d'une valeur totale unique sans vérification des rangs

Qu'est-ce qui crée des harmoniques dans un système électrique ?

Une charge linéaire consomme une forme d'onde de courant globalement proportionnelle à la tension appliquée. Les radiateurs à résistance en sont un exemple simple. Une charge non linéaire modifie son impédance à chaque cycle ou utilise la commutation et le redressement, de sorte que son courant est consommé par impulsions ou segments hachés. L'analyse de Fourier représente cette forme d'onde périodique déformée comme une composante fondamentale plus des composantes harmoniques.

La fréquence de rang harmonique h est :

fh = h x f1

où :
fh = fréquence harmonique
h  = rang harmonique : 2, 3, 4, 5...
f1 = fréquence fondamentale : normalement 50 Hz ou 60 Hz

Les charges courantes génératrices d'harmoniques incluent :

les variateurs de fréquence (VFD) à six impulsions et autres charges à redresseur ;
les alimentations sans coupure (UPS) ;
les alimentations à découpage dans les ordinateurs, serveurs et équipements de commande ;
les drivers de LED et ballasts d'éclairage électroniques ;
chargeurs de batterie et équipement de recharge pour véhicules électriques ;
matériel de soudage, fours à arc et autres processus industriels non linéaires ;
équipement magnétique saturé dans des conditions de fonctionnement anormales.

La charge injecte généralement le courant harmonique en premier. À mesure que ce courant circule à travers le transformateur, le câble, la barre omnibus et l'impédance de la source, il crée des chutes de tension harmoniques. La distorsion de tension résultante peut alors affecter d'autres équipements connectés à la même barre omnibus. Cette distinction est importante car le remplacement d'une charge sensible ne supprime pas une source au niveau du système, tandis que l'ajout d'un filtre sur la mauvaise barre omnibus peut n'apporter que peu d'amélioration.

Comment les harmoniques déforment une onde AC

Une forme d'onde sinusoïdale idéale ne contient que la fréquence fondamentale. Une charge non linéaire réelle peut appeler un courant fondamental ainsi que des composantes de rang 3, 5, 7 et supérieur. À chaque instant, ces composantes s'ajoutent algébriquement. Le résultat peut paraître aplati, présenter des pics pointus, des encoches ou être autrement déformé, même si la tension RMS semble proche de la valeur nominale.

Composantes fondamentales et harmoniques se combinant en une forme d'onde déformée du système électrique

La forme de l'onde et le spectre fournissent des informations différentes :

La forme d'onde dans le domaine temporel montre des encoches, un aplatissement, un facteur de crête élevé et un comportement de commutation.
Le spectre dans le domaine fréquentiel montre quels ordres harmoniques dominent.
Le THD fournit un total pratique, mais il ne permet pas de savoir si la distorsion est principalement due aux 3e, 5e, 7e harmoniques ou si elle est répartie sur de nombreux ordres.

Pour la conception des mesures d'atténuation, le spectre est généralement plus exploitable que le total seul.

Comment la distorsion harmonique totale est-elle calculée ?

THD en tension

Le THD en tension est la valeur de la racine de la somme des carrés des tensions harmoniques divisée par la tension fondamentale :

THDv = [sqrt(V2^2 + V3^2 + ... + Vh^2) / V1] x 100%

V1 = tension fondamentale RMS
Vh = tension RMS de l'ordre harmonique h

Le THDv indique dans quelle mesure la forme d'onde de tension au point de mesure s'écarte de sa composante fondamentale. Il est influencé par le courant harmonique et par l'impédance entre la source et le point de mesure.

THD de courant

Le THD de courant utilise la même structure mais rapporte le courant harmonique au courant fondamental mesuré à ce moment-là :

THDi = [sqrt(I2^2 + I3^2 + ... + Ih^2) / I1] x 100%

I1 = courant fondamental RMS à l'instant de la mesure
Ih = courant RMS d'ordre harmonique h

Le THDi est utile pour évaluer le comportement d'une charge non linéaire individuelle. Cependant, le résultat peut augmenter brutalement à faible charge car I1 devient faible, même lorsque le courant harmonique absolu n'est pas dans sa pire condition système. Enregistrez toujours le courant de charge et l'état de fonctionnement à côté du THDi.

Distorsion totale de la demande (TDD)

Le TDD rapporte le courant harmonique à une valeur de courant de demande plutôt qu'au courant fondamental instantané :

TDD = [sqrt(I2^2 + I3^2 + ... + Ih^2) / IL] x 100 %

IL = courant de charge maximal à la demande au point de couplage commun (PCC), défini selon la méthode d'évaluation applicable

Ce dénominateur plus stable rend le TDD adapté à l'évaluation de la relation entre le courant harmonique d'une installation et sa demande au point de couplage commun. Le IL, l'intervalle d'agrégation, la période d'observation et le rapport de court-circuit doivent être conformes à la norme applicable et à l'étude de projet. Ne remplacez pas le calibre du disjoncteur, le courant nominal indiqué sur la plaque signalétique du transformateur ou une mesure ponctuelle pratique sans justification.

Pourquoi le THDv et le THDi peuvent raconter des histoires différentes

Une forte distorsion du courant ne signifie pas automatiquement une forte distorsion de la tension. Un système électrique rigide avec une faible impédance de source peut absorber un courant harmonique important tout en maintenant une forme d'onde de tension relativement propre. Un système faible ou un départ long à haute impédance peut générer une distorsion de tension plus importante à partir d'un courant harmonique plus faible.

La distinction diagnostique inverse est également utile :

Un THDi élevé sur une dérivation mais un THDv acceptable sur le jeu de barres principal indique souvent une charge non linéaire locale avec un impact limité sur le système.
Un THDv élevé sur plusieurs départs suggère une distorsion au niveau d'un jeu de barres amont commun ou une condition de résonance.
Un taux de distorsion harmonique en tension (THDv) élevé au point de livraison avant que les charges principales du site ne soient en service peut indiquer une contribution en amont nécessitant une investigation côté réseau de distribution.
Un THDi élevé uniquement durant un mode de fonctionnement spécifique pointe vers une source liée au processus, telle que la charge d'un variateur, la conduction d'un redresseur ou le fonctionnement d'un chargeur.

Quels problèmes les harmoniques peuvent-ils causer ?

Les harmoniques ne produisent pas un symptôme universel unique. Leurs effets dépendent du rang harmonique, de l'amplitude, de l'impédance du système, du profil de charge, du schéma de mise à la terre, de la résonance et de la conception de l'équipement.

Échauffement supplémentaire dans les conducteurs, les jeux de barres et les transformateurs

Le courant harmonique augmente le courant RMS total et, par conséquent, l'échauffement des conducteurs. Les composantes à haute fréquence augmentent également les pertes par courants de Foucault et par effet de peau dans les parties magnétiques et conductrices. Les transformateurs alimentant une charge non linéaire importante peuvent subir des pertes supplémentaires dans les enroulements et des pertes de dispersion, même lorsque la demande moyenne en kW semble normale.

Les connexions déjà affectées par une résistance élevée sont particulièrement vulnérables car le courant RMS distordu s'ajoute à I²R l'échauffement. Les méthodes de diagnostic dans le guide VIOX relatif à surchauffe du bloc de jonction aider à distinguer la charge harmonique des connexions desserrées ou dégradées.

Surchauffe du conducteur neutre

Dans un système triphasé à quatre fils équilibré, les courants fondamentaux de charges monophasées similaires s'annulent en grande partie dans le neutre. Les harmoniques de rang 3 (triplen), incluant les 3e, 9e et 15e, sont des composantes homopolaires qui peuvent s'additionner dans le neutre au lieu de s'annuler. Une lecture équilibrée du courant de phase ne garantit donc pas un faible courant dans le neutre.

La charge du neutre doit être mesurée directement là où les charges monophasées électroniques sont concentrées. Ne confondez pas la fonction de transport de courant du neutre avec le chemin du conducteur de protection ; la distinction est expliquée dans barre de neutre par rapport à la barre de mise à la terre.

Pertes moteur, pulsation du couple et bruit

Les harmoniques de tension créent des champs magnétiques tournants à différentes vitesses et directions. Dans les moteurs à induction, certaines séquences harmoniques s'opposent au champ tournant fondamental, tandis que d'autres renforcent sa direction à différentes vitesses synchrones. Le résultat peut inclure des pertes supplémentaires dans le cuivre et le fer, une pulsation du couple, des vibrations, un bruit audible et une réduction de la marge thermique utilisable.

Lorsque des variateurs sont impliqués, séparez les harmoniques côté entrée de la contrainte de tension PWM côté sortie. Une bobine d'inductance de ligne ou un filtre harmonique d'entrée traite un problème différent de celui d'une bobine d'inductance de sortie, d'un filtre sinusoïdal ou d'un filtre dV/dt . Le guide de VFD par rapport au démarreur progressif de VIOX fournit un contexte plus large sur le contrôle des moteurs.

Surcontrainte et résonance des condensateurs

Les condensateurs de correction du facteur de puissance réduisent la demande de puissance réactive à la fréquence fondamentale, mais leur impédance diminue à mesure que la fréquence augmente. Combinés à l'inductance du système électrique, ils peuvent créer une résonance parallèle ou série proche d'un rang harmonique existant. Le résultat peut amplifier la tension ou le courant harmonique et entraîner une surcharge des condensateurs, des bobines d'inductance, des transformateurs ou des dispositifs de commutation.

Une batterie de condensateurs conventionnelle ne doit donc pas être présentée comme un remède universel aux harmoniques. Là où le taux d'harmoniques est important, la conception peut nécessiter des bobines d'inductance de désaccord, un filtre passif accordé, un filtre harmonique actif ou une autre solution technique. L'objectif et les limites de la correction automatique du facteur de puissance sont abordés dans Signification complète et fonctionnement de l'APFC.

Déclenchement intempestif et dysfonctionnement électronique

Les formes d'onde déformées peuvent augmenter le courant de crête, altérer les passages par zéro, accroître l'échauffement et interférer avec les équipements qui supposent une alimentation quasi sinusoïdale. Les symptômes possibles incluent un fonctionnement inexpliqué des dispositifs de protection, des alarmes sur les étages de condensateurs, du bruit dans les transformateurs, des réinitialisations de commandes, des relevés erronés par des instruments inadaptés et une réduction de la durée de vie des équipements.

Ces symptômes ne sont pas la preuve de la présence d'harmoniques. Des conducteurs desserrés, un déséquilibre de tension, des transitoires, une surcharge, des interférences électromagnétiques et des réglages incorrects peuvent avoir des effets similaires. Une mesure est nécessaire avant de sélectionner un remède.

Où et comment mesurer les harmoniques ?

Le plan de mesure doit répondre à une question précise : conformité au PCC, dépannage d'équipement, identification de la source, planification de la capacité ou vérification après atténuation. Une mesure ponctuelle répond rarement aux cinq à la fois.

1. Définir le périmètre de mesure

Pour une évaluation IEEE 519 au niveau d'une installation, identifiez le PCC contractuel ou technique. Pour le dépannage interne, mesurez également au point de couplage dans l'usine, sur le jeu de barres de distribution principal, sur le départ suspect et sur les bornes de charge si nécessaire. Documentez le schéma unifilaire et l'emplacement de chaque relevé.

2. Utiliser une instrumentation appropriée

Utilisez un analyseur de qualité de l'énergie capable de mesurer simultanément la tension et le courant triphasés, de capturer le spectre harmonique, le THDv, le THDi, le TDD lorsque nécessaire, d'enregistrer les événements et de mesurer le courant de neutre pour les systèmes à quatre fils. La norme IEC 61000-4-7 traite de l'instrumentation de mesure des harmoniques et des interharmoniques, tandis que la norme IEC 61000-4-30 définit les méthodes de mesure de la qualité de l'énergie et les classes de mesure.

Un multimètre basique à réponse moyenne ne suffit pas pour diagnostiquer les formes d'onde distordues. Un multimètre TRMS peut améliorer la précision de la mesure du courant et de la tension RMS, mais il ne remplace généralement pas un analyseur de qualité de l'énergie pour l'analyse de l'ordre harmonique, de la tendance, de la direction et de la conformité.

3. Capturer des conditions de fonctionnement représentatives

Enregistrez les mesures sur différents états de fonctionnement plutôt que de vous fier à une seule mesure instantanée :

charge minimale, normale et maximale de l'installation ;
accélération du variateur, fonctionnement en régime permanent et conditions à basse vitesse ;
modes de fonctionnement de l'UPS ou du chargeur ;
étages de batterie de condensateurs connectés et déconnectés ;
fonctionnement sur générateur et sur réseau lorsque les deux sont possibles ;
cycles de production associés à des plaintes ou à une surchauffe.

4. Enregistrer le contexte avec chaque valeur de THD

Au minimum, enregistrer :

l'emplacement de mesure et la configuration du système ;
la tension entre phases et entre phase et neutre le cas échéant ;
le courant RMS de phase et de neutre ;
THDv, THDi et TDD le cas échéant ;
spectre harmonique individuel et valeurs de phase ;
kW, kVA, kvar, facteur de puissance et état de charge ;
état du transformateur source, du conducteur et de la batterie de condensateurs ;
horodatage et intervalle d'enregistrement.

5. Rechercher la source systématiquement

Commencez au point d'évaluation et comparez les relevés amont et aval. Si la distorsion augmente brutalement lorsqu'un départ est mis sous tension, continuez vers cette branche. Si plusieurs départs présentent une distorsion de tension similaire, examinez le jeu de barres commun, la résonance des condensateurs ou la source amont.

Chemin de mesure depuis la charge non linéaire à travers le tableau de dérivation et le jeu de barres principal jusqu'au point de couplage commun

La séquence correcte est mesurer, localiser, modéliser, atténuer et vérifier. L'installation d'un filtre avant d'établir cette ligne de base peut masquer un symptôme tout en laissant la source réelle ou la résonance inchangée.

Comment les normes s'appliquent aux harmoniques

Référence	Rôle principal	Limite pratique
IEEE 519-2022	Objectifs de distorsion de la tension et du courant du système électrique	Appliqué au PCC de l'utilisateur dans des conditions de régime permanent définies ; les limites de courant dépendent du contexte du système électrique, y compris de la puissance de court-circuit par rapport à la demande
IEC 61000-4-7	Instrumentation de mesure des harmoniques et interharmoniques	Définit la manière dont les composantes spectrales sont regroupées et mesurées pour l'évaluation des équipements et des systèmes d'alimentation
IEC 61000-4-30:2025	Méthodes de mesure de la qualité de l'alimentation in situ	Définit des méthodes reproductibles et des approches de Classe A/Classe S pour les paramètres incluant les harmoniques de tension et de courant
IEC 61000-2-4:2024	Niveaux de compatibilité dans les systèmes de distribution électrique industriels	S'applique au point de couplage interne d'une installation et divise les environnements électromagnétiques industriels en classes définies
IEC 61000-3-2 / IEC 61000-3-12	Limites d'émission de courant harmonique pour des catégories d'équipements spécifiées	Normes au niveau de l'équipement avec un champ d'application défini ; ne remplacent pas une évaluation complète du PCC d'une installation

Trois règles permettent d'éviter la plupart des erreurs liées aux normes :

Confirmer le point d'évaluation. Une limite au PCC n'est pas automatiquement la limite à l'entrée d'un VFD ou à un tableau divisionnaire distant.
Confirmer le dénominateur et la méthode de calcul de la moyenne. Le THDi et le TDD peuvent produire des pourcentages très différents à partir du même spectre de courant.
Confirmez l'édition applicable et le champ d'application de l'équipement. Les exigences des services publics, les spécifications du projet, les codes de réseau régionaux et les normes de produits peuvent ajouter des obligations au-delà d'un guide général.

Quelle méthode d'atténuation des harmoniques devriez-vous utiliser ?

Il n'existe pas de filtre universel idéal. Choisissez la méthode en fonction du spectre de la source, de la variabilité de la charge, de l'impédance du système électrique, des performances requises, de l'espace disponible, des pertes, de la capacité de maintenance et de l'extension future.

Situation	Options d'atténuation à évaluer	Considérations d'ingénierie
Un variateur six impulsions conventionnel	Inductance de ligne AC, inductance DC, filtre harmonique passif, variateur à faible taux d'harmoniques ou variateur à pont redresseur actif (AFE)	Réduction requise, plage de charge, chute de tension, rendement, encombrement, configuration de dérivation
Plusieurs charges non linéaires avec demande variable	Filtre actif d'harmoniques centralisé ou distribué	Emplacement du TC, courant de compensation, rangs d'harmoniques, diversité de charge, marge d'extension
Rangs d'harmoniques dominants stables	Filtre passif accordé ou à large bande	Impédance du réseau, tolérance d'accord, service des condensateurs, résonance, fonctionnement du générateur
Correction du facteur de puissance dans un réseau perturbé	Batterie de condensateurs désaccordée ou batterie de filtres conçue	Spectre existant, fréquence de résonance, courant de condensateur, service de commutation, réglages du contrôleur
Courant harmonique de rang 3 élevé dans un système à quatre fils	Réduire les émissions à la source, redistribuer les charges, utiliser un filtrage approprié et réviser la conception du neutre/transformateur	Mesure du courant de neutre, capacité thermique du conducteur, adéquation du transformateur, future charge électronique
Nouveau projet avec une forte demande de redresseurs	Redresseur multipulsé, transformateur à déphasage, étage d'entrée actif ou équipement à faibles harmoniques spécifié	Puissance de la source, redondance, complexité du transformateur, coût du cycle de vie, objectif de conformité
L'équipement existant est déjà en surchauffe	Réduction de la charge et contrôle du risque thermique avant atténuation permanente	Étude harmonique, inspection des connexions, ventilation, état des conducteurs et du transformateur

Inductances de ligne et bobines d'arrêt DC

Les inductances ajoutent de l'impédance et lissent le courant appelé par les charges redresseuses. Elles sont relativement simples et robustes, mais leur résultat dépend de l'impédance de la source et de la conception du variateur. Elles réduisent le courant harmonique plutôt qu'elles ne l'éliminent et introduisent une chute de tension et des pertes.

Filtres harmoniques passifs

Les filtres passifs combinent des inductances et des condensateurs pour fournir un chemin à basse impédance pour des fréquences harmoniques sélectionnées ou une atténuation large bande. Ils peuvent être efficaces pour des charges stables et prévisibles, mais doivent être conçus en fonction du réseau réel. Le désaccordage, les tolérances des composants, la variation de la charge et l'interaction avec des générateurs ou d'autres batteries de condensateurs nécessitent une étude.

Filtres harmoniques actifs

Un filtre harmonique actif mesure la distorsion et injecte un courant de compensation. Il s'adapte mieux aux profils de charge changeants et peut cibler plusieurs rangs harmoniques, mais sa capacité en courant, la disposition des TI, la réponse, l'enveloppe, les pertes et les objectifs de contrôle doivent être spécifiés.

Variateurs à faible taux d'harmoniques et étages d'entrée actifs

Les architectures de variateurs à faible taux d'harmoniques réduisent la distorsion à la source plutôt que de compenser plusieurs charges sur un bus commun. Elles peuvent simplifier une nouvelle installation mais affectent le coût, l'encombrement, les pertes, la compatibilité électromagnétique et la stratégie de maintenance. La capacité de régénération et la faible distorsion harmonique sont des exigences distinctes, même lorsqu'un seul produit offre les deux.

Un flux de travail pratique pour l'étude des harmoniques

Définir la plainte et le périmètre. Identifier la surchauffe, le déclenchement intempestif, la conformité, l'extension ou le dysfonctionnement d'équipement comme problème central.
Passer en revue le schéma unifilaire et l'inventaire des charges. Marquer les charges non linéaires, les batteries de condensateurs, les générateurs, les transformateurs et les longs départs.
Établir une référence au niveau du PCC ou du jeu de barres principal. Enregistrer la tension, le courant, la demande, le THD/TDD et le spectre harmonique.
Suivre les rangs dominants vers les charges de dérivation. Comparer les variations lors des cycles des charges principales.
Vérifier la résonance et l'impédance du système électrique. Inclure les données du transformateur et de la batterie de condensateurs dans l'étude.
Sélectionner les mesures d'atténuation candidates. Comparer la réduction à la source, le filtrage passif, le filtrage actif et les mesures de tenue des équipements.
Performance attendue du modèle. Vérifiez les états de fonctionnement normal, minimum, maximum, réseau et générateur.
À mettre en œuvre avec une protection et une conception thermique adaptées. Coordonnez les conducteurs, les dispositifs de commutation, la ventilation et la protection des filtres.
Répétez les mesures initiales. Vérifiez l'amélioration aux mêmes emplacements et pour des états de charge comparables.

Erreurs fréquentes lors de l'évaluation des harmoniques

Considérer chaque pourcentage de THD comme une quantité identique

Étiquetez toujours la valeur comme THDv, THDi ou TDD et enregistrez son dénominateur. Un pourcentage sans la quantité mesurée et l'emplacement constitue une donnée incomplète.

Mesure effectuée uniquement au niveau de la charge non linéaire

Une mesure au niveau de la borne de charge décrit la charge mais n'établit pas la conformité de l'installation ni son impact au PCC. Effectuez les deux mesures si nécessaire.

Utilisation du THD sans le spectre harmonique

Deux systèmes peuvent avoir le même THD mais nécessiter des mesures d'atténuation différentes car leurs ordres dominants diffèrent. Conservez les données harmoniques individuelles.

Installation de condensateurs sans vérification de la résonance

Les condensateurs peuvent déplacer la résonance du réseau vers une harmonique existante. Examinez le contenu harmonique et l'impédance avant d'ajouter ou d'étendre la correction du facteur de puissance.

Supposer qu'un SPD élimine les harmoniques

Un SPD limite les surtensions transitoires conformément à sa conception ; il ne filtre pas en continu les harmoniques de basse fréquence du réseau. Les harmoniques et les surtensions nécessitent des évaluations et des mesures de protection distinctes. Pour la limite de protection contre les transitoires, voir ce que fait un parafoudre.

Traitement d'un neutre ou d'un transformateur plus grand comme atténuation à la source

Un équipement thermiquement robuste peut mieux tolérer la charge harmonique, mais cela ne réduit pas nécessairement l'injection d'harmoniques ou la distorsion de tension. Séparez les mesures de tenue de la réduction des émissions.

Foire Aux Questions

Quelle est la différence entre les harmoniques et le THD ?

Les harmoniques sont les composantes de fréquence individuelles à des multiples entiers de la fréquence fondamentale. Le THD est un pourcentage représentant la valeur efficace totale de ces composantes harmoniques par rapport à une référence indiquée.

Le THD est-il mesuré sur la tension ou le courant ?

Il peut être mesuré sur l'un ou l'autre. Le THDv décrit la distorsion de la forme d'onde de tension, tandis que le THDi décrit la distorsion de la forme d'onde de courant. La grandeur doit être précisée car les causes, les limites et l'interprétation diffèrent.

Pourquoi le THD en courant peut-il sembler très élevé à faible charge ?

Le THDi divise le courant harmonique par le courant fondamental instantané. À faible charge, le dénominateur fondamental devient faible, de sorte que le pourcentage peut augmenter même si le courant harmonique absolu n'a pas augmenté. Vérifiez l'amplitude du courant, le spectre et le TDD le cas échéant.

Quelle est la différence entre le THDi et le TDD ?

Le THDi rapporte le courant harmonique au courant fondamental à l'instant de la mesure. Le TDD le rapporte à un courant de charge maximal défini. Le TDD est donc plus stable pour l'évaluation au point de couplage commun (PCC) lors de conditions de charge changeantes.

Les harmoniques augmentent-ils toujours le courant dans le neutre ?

Pas dans tous les systèmes. Le risque est plus élevé dans les systèmes triphasés à quatre fils alimentant de nombreuses charges non linéaires monophasées, où les courants harmoniques de rang 3 (triplens) peuvent s'additionner dans le neutre. Mesurez directement le neutre plutôt que de supposer une annulation.

Une batterie de condensateurs peut-elle réduire le THD ?

Uniquement lorsqu'elle est conçue dans le cadre d'un système de filtrage harmonique ou de compensation désaccordée. Une batterie de condensateurs standard peut ne pas réduire le THD et peut amplifier la distorsion si elle entre en résonance avec l'inductance du système.

Un parasurtenseur filtre-t-il les harmoniques ?

Non. Un SPD traite les surtensions transitoires. Les harmoniques sont des composantes de forme d'onde récurrentes ou en régime permanent qui nécessitent une réduction à la source, des réactances, des filtres harmoniques ou d'autres mesures de qualité de l'énergie.

Où les mesures IEEE 519 doivent-elles être effectuées ?

La norme IEEE 519 établit des objectifs de distorsion en régime permanent au point de couplage commun de l'utilisateur. Le PCC réel doit être identifié à partir de l'agencement du service et du projet plutôt que d'être supposé se situer à chaque borne d'équipement.

Quel instrument est nécessaire pour mesurer la THD ?

Utilisez un analyseur de qualité de l'énergie adapté à l'objectif de l'évaluation et capable d'enregistrer la tension triphasée, le courant, le spectre harmonique, la THD et la TDD si nécessaire. Un multimètre TRMS est utile pour obtenir des valeurs RMS précises sur des formes d'onde déformées, mais il ne peut normalement pas effectuer une étude harmonique complète.

Conclusion

L'évaluation harmonique n'est pas une recherche d'un chiffre de THD acceptable unique. Il s'agit d'une investigation structurée des composantes de la forme d'onde, du lieu de mesure, de la robustesse du système, du comportement de la charge et de l'interaction entre les équipements.

Commencez par distinguer la THDv, la THDi et la TDD. Mesurez à la limite correcte dans des conditions de fonctionnement représentatives, conservez le spectre harmonique individuel et tracez les rangs dominants vers leurs sources. Sélectionnez ensuite une atténuation adaptée au réseau : réactances pour l'impédance et le lissage, filtres passifs pour les spectres prévisibles, filtres actifs pour les charges changeantes, ou équipements à faible taux d'harmoniques lorsque la réduction à la source est la meilleure décision pour le système.

Pour les tableautiers et les équipementiers, la spécification la plus importante n'est pas simplement une “ faible THD ”. Il s'agit d'une exigence de performance définie liée au PCC ou à la borne d'équipement, à la plage de charge opérationnelle, à la norme applicable, à la méthode de mesure et à la procédure de vérification.