Analyse de l'installation d'un filtre harmonique actif côté puissance et côté charge

Le choix entre installer un Filtre harmonique actif (AHF) Le choix entre le côté puissance (au point de couplage commun - PCC) et le côté charge (à la source des harmoniques) est une décision de conception cruciale ayant des implications techniques et financières importantes.

Voici une analyse détaillée comparant les deux stratégies d'installation.

Résumé exécutif

• Installation côté charge (compensation locale) : Ce système cible les charges non linéaires problématiques spécifiques. C'est comme traiter une maladie à la source. Il est très efficace pour la charge protégée, empêche la propagation des harmoniques et constitue souvent la solution la plus efficiente.

• Installation côté alimentation (compensation globale) : Ce procédé traite l'ensemble du système électrique à son point d'entrée. Il agit comme une purification du sang pour tout le corps. Il protège l'alimentation électrique et les équipements en amont, simplifie la gestion des harmoniques multiples et inconnues, mais peut s'avérer moins efficace et plus coûteux.

1. Installation côté charge (à la source des harmoniques)

Cela implique l'installation d'un système dédié AHF directement aux bornes d'une charge non linéaire spécifique (par exemple, un variateur de fréquence, un onduleur ou une alimentation à découpage de grande taille), ou sur la même branche de distribution que celle-ci.

Charges typiques : Variateurs de fréquence de grande taille (VFD), PC industriels, serveurs haute puissance, systèmes UPS de grande taille, redresseurs.

Avantages :

1. Haute efficacité et rémunération ciblée : Le AHF Il compense les harmoniques à leur source. Cela empêche leur propagation dans le réseau de distribution principal, réduisant ainsi les pertes (I²R) et la distorsion de tension sur l'ensemble du câblage.

2. Empêche l'interaction avec le système : En confinant les harmoniques à la source, on élimine le risque de résonance harmonique entre la charge et l'impédance du système, ce qui peut entraîner des défaillances catastrophiques.

3. Optimal pour les charges problématiques individuelles : Idéal lorsque un ou deux gros équipements sont responsables de la majeure partie de la distorsion harmonique.

4. Note AHF inférieure : Puisqu'il ne compense que la charge spécifique à laquelle il est connecté, un modèle plus petit et moins cher AHF peut souvent être utilisé.

5. Simplifie l'extension du système : Vous ajoutez une nouvelle charge non linéaire ? Il suffit d'ajouter une autre charge dédiée. AHF à son circuit. Il n'est pas nécessaire de redimensionner un élément central AHF .

Inconvénients :

1. Coût initial plus élevé pour plusieurs chargements : Si vous avez des dizaines de petites charges non linéaires distribuées (par exemple, un bureau rempli de PC), l'installation d'un AHF car chacune d'elles est impraticable et coûteuse.

2. Complexité de l'installation : Cela nécessite de faire passer des câbles et de trouver de l'espace à proximité de chaque charge importante, ce qui peut s'avérer difficile dans une installation encombrée.

3. Frais généraux de gestion : Multiple AHF « s » signifie plusieurs unités à surveiller et à entretenir.

2. Installation côté puissance (au point de raccordement commun - PCC)

Cela implique l'installation d'un seul et plus grand AHF à l'entrée principale du service d'arrivée ou à un tableau de distribution clé alimentant plusieurs charges.

Scénarios typiques : Les bâtiments comportant de nombreuses charges non linéaires réparties (par exemple, les centres de données, les hôpitaux, les tours de bureaux), les installations industrielles avec de nombreux petits variateurs de fréquence, ou lorsque la source exacte des harmoniques est difficile à isoler.

Avantages :

1. Protection à l'échelle du système : Un seul appareil compense le courant harmonique cumulé de toutes les charges en aval. Il garantit au réseau électrique un courant sinusoïdal pur, évitant ainsi les pénalités et protégeant les transformateurs et générateurs en amont.

2. Gestion et surveillance centralisées : Tous atténuation des harmoniques La gestion est centralisée, ce qui facilite le suivi des performances et la maintenance.

3. Préparer l'avenir : Le centre AHF peut supporter de nouvelles charges harmoniques ajoutées au système, à condition que sa capacité totale ne soit pas dépassée.

4. Idéal pour les charges réparties : La solution la plus rentable lorsque les harmoniques sont générées par de nombreuses petites charges dispersées.

Inconvénients :

1. Risque de baisse de l'efficacité globale : Les harmoniques provenant des charges individuelles continuent de circuler dans tout le câblage du circuit de dérivation, provoquant des pertes et un échauffement avant d'être filtrées au niveau du tableau principal. AHF Elle doit elle-même travailler davantage pour annuler la distorsion combinée.

2. Un AHF plus grand et plus cher est requis : L'unité doit être dimensionnée pour total possible courant harmonique de toutes les charges, qui est souvent supérieur à la somme des courants harmoniques des charges individuelles AHF s serait.

3. Risque de résonance interne : Alors que AHF empêche la résonance avec le réseau électrique, les courants harmoniques provenant de différentes charges peuvent toujours interagir entre eux et avec l'impédance du système au sein du réseau de l'établissement .

4. Point de défaillance unique : Si le centre AHF En cas de défaillance, l'ensemble du système perd sa protection harmonique.

Tableau d'analyse comparative

Approche hybride : le meilleur des deux mondes

Dans de nombreuses installations modernes et complexes, une approche hybride constitue la solution la plus optimale sur les plans technique et économique.

Stratégie:

• Installer grands AHF centraux au niveau des tableaux de distribution principaux pour gérer la majeure partie des harmoniques de fond provenant d'innombrables petites charges et assurer une protection de base à l'échelle du système.

• Installer AHF dédiés, côté charge, pour les grands générateurs d'harmoniques spécifiques (Par exemple, une grande centrale frigorifique avec variateurs de fréquence, un grand système d'alimentation sans coupure, un four à arc électrique). Ceci permet de contenir localement leurs importants courants harmoniques.

Avantages:

• Optimise l'efficacité globale du système.

• Réduit la cote requise du centre AHF .

• Fournit une atténuation harmonique robuste et en profondeur.

Facteurs clés de décision

Le choix ne se résume pas à « A ou B », mais constitue une décision stratégique basée sur votre environnement électrique spécifique.

Choisir Installation côté charge quand:

• UN une seule ou quelques grosses charges sont les sources harmoniques dominantes.

• Vous devez empêcher la propagation des harmoniques et maximiser l'efficacité énergétique.

• Ces charges sont critiques et nécessitent une protection dédiée.

Choisir Installation côté alimentation quand:

• Les harmoniques sont générées par de nombreuses petites charges réparties .

• Votre objectif principal est de protéger l'alimentation électrique et éviter les pénalités.

• Tu veux gestion centralisée et simple .

Commencez toujours par un audit professionnel de la qualité de l'énergie électrique. Mesurer le spectre harmonique, identifier les sources spécifiques et comprendre l'impédance du système sont des étapes essentielles avant de décider de la stratégie d'installation AHF optimale.