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Présentation
Dans le monde d’aujourd’hui, la qualité de l’énergie est plus importante que jamais. Vous avez probablement entendu des termes tels que « distorsion harmonique totale (THD) » et « facteur de puissance », en particulier lorsqu'il s'agit de systèmes électriques. Mais que signifient-ils réellement et comment leur compréhension peut-elle améliorer les performances de votre système ? Décomposons-le.
THD mesure essentiellement le niveau de distorsion de votre système électrique. Il s’agit du nombre de fréquences harmoniques sur une ligne par rapport à la fréquence fondamentale du système (généralement 60 Hz). Si vous pensez : « Des harmoniques ? Est-ce que c'est de la musique ? » – pas tout à fait ! Les harmoniques sont comme des fréquences indésirables qui perturbent votre signal électrique, le rendant moins efficace.
Vous pouvez mesurer à la fois les harmoniques de tension et les harmoniques de courant, mais l'objectif est de les contrôler. Voici une formule simple pour le THD de tension :
THD = √(Σ(Vn_rms²) / Vfund_rms) × 100 %
Où :
Une onde sinusoïdale idéale (sans harmoniques) a un THD de 0 %, mais tout ce qui dépasse cela signifie que votre système présente une distorsion. Plus le pourcentage est élevé, plus la distorsion est importante.
En un mot, les harmoniques se produisent lorsque vous avez des charges non linéaires, c'est-à-dire des charges qui tirent le courant sous forme d'impulsions inégales, comme les ordinateurs ou l'éclairage LED. Ceux-ci provoquent des distorsions du courant, qui à leur tour affectent la tension. Et si ces harmoniques ne sont pas gérées, elles peuvent surchauffer votre système, endommager les équipements et gaspiller de l'énergie.
Une chose importante : lorsque vous mesurez le THD, ne le faites pas au niveau de la charge (là où les harmoniques sont générées). Au lieu de cela, mesurez-le au niveau du transformateur pour une lecture plus précise. Lorsque le THD est mesuré à pleine charge, il correspond étroitement à une autre mesure importante : la distorsion totale de la demande (TDD), qui compare le courant harmonique à la charge de courant maximale du système au fil du temps.
Le facteur de puissance est une autre mesure clé. En termes simples, il vous indique l’efficacité avec laquelle votre système utilise l’électricité qu’il consomme. Un facteur de puissance parfait est de 1, ce qui signifie que toute l’énergie est utilisée pour un travail productif. Rien de moins signifie qu’il y a un gaspillage d’énergie.
Le facteur de puissance peut être décomposé en :
Le facteur de puissance est calculé comme ceci :
PF = cos(θ)
Où θ est l'angle de phase entre le courant et la tension. Un facteur de puissance inférieur indique une inefficacité et, dans la plupart des cas, l'ajout de condensateurs peut corriger ce problème.
Lorsque les harmoniques entrent en jeu, les choses deviennent un peu plus compliquées. Les condensateurs ordinaires ne peuvent pas corriger la composante harmonique du facteur de puissance car ils pourraient finir par amplifier les harmoniques. Au lieu de cela, vous devez utiliser des filtres spécialisés pour gérer cela. Voici la formule du facteur de puissance incluant les harmoniques :
PFTot = PF × PFTHD
Cela représente à la fois le déplacement entre le courant et la tension, ainsi que la distorsion causée par les harmoniques. A titre d'exemple, si votre facteur de puissance de déplacement est de 0,906 et que le THD est de 49 %, le facteur de puissance total s'élève à environ 0,814. Pas génial, non ? C’est pourquoi il est si important de contrôler à la fois les facteurs de déplacement et de distorsion.
Voici un autre terme rapide à connaître : Facteur de crête actuel. Il compare la valeur maximale d'une forme d'onde à sa valeur RMS, vous aidant ainsi à comprendre le degré de distorsion d'une forme d'onde. Dans une onde sinusoïdale parfaite, ce rapport est de 1,414, mais des valeurs plus élevées indiquent davantage de distorsion et une surchauffe potentielle de l'équipement.
Un autre acteur dans tout cela est l'impédance de la source, qui affecte la facilité avec laquelle les harmoniques se forment. Plus l’impédance de la source est faible, plus les harmoniques sont facilement générées. L'augmentation de l'impédance peut réduire la distorsion, et cela se fait souvent en ajoutant des selfs de ligne ou des transformateurs d'isolement.
Tous ces discours sur la distorsion et le facteur de puissance vous amènent peut-être à vous demander : comment puis-je y remédier ? C'est là que YT Electric entre en jeu. Nous sommes spécialisés dans la réduction des harmoniques et l'amélioration du facteur de puissance grâce à nos générateurs de variables statiques (SVG) et filtres d'harmoniques actifs (AHF). ).
Nos SVG fournissent de manière dynamique une puissance réactive pour maintenir un facteur de puissance stable, tandis que nos AHF gèrent ces harmoniques embêtantes, maintenant vos niveaux de THD bas. Que vous ayez affaire à un système rempli de charges non linéaires ou que vous souhaitiez simplement optimiser votre distribution d'énergie, ces solutions peuvent économiser de l'énergie, protéger votre équipement et vous aider à respecter les normes réglementaires telles que IEEE 519.
Avec les solutions de YT Electric, vous pouvez maintenir le fonctionnement efficace de votre système, minimiser les distorsions et réduire le gaspillage d'énergie, tout en garantissant la longévité de votre équipement.
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