Quelle est la raison du courant de ligne neutre élevé ?
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Le courant neutre est principalement dû à deux facteurs : le déséquilibre triphasé et les courants harmoniques.
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Déséquilibre triphasé
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Dans un système de distribution d'énergie triphasé à quatre fils, le scénario idéal implique une répartition uniforme des charges sur les trois phases. Cet équilibre garantit que la somme vectorielle des courants triphasés est nulle, ce qui rend le conducteur neutre (communément appelé ligne « neutre » ou « zéro ») libre de tout flux de courant substantiel. La ligne neutre sert de chemin de retour pour le courant combiné des trois phases dans des conditions équilibrées et devrait transporter un courant minimal, voire nul.
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Cependant, les systèmes du monde réel s'écartent souvent de cet idéal et se heurtent à ce que l'on appelle un « déséquilibre triphasé ». Ce déséquilibre apparaît lorsque les charges connectées à chaque phase ne sont pas uniformément réparties, entraînant des variations des courants consommés par chaque phase. Les causes peuvent aller d’une consommation électrique inégale selon les différents types d’équipement à une répartition inégale des charges monophasées entre les phases.
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Lorsque les charges sont inégalement réparties, la somme vectorielle des courants de phase cesse d'être nulle, ce qui nécessite qu'un courant net traverse le neutre pour maintenir la neutralité électrique au niveau de la source d'alimentation. Ce courant supplémentaire dans la ligne neutre peut entraîner une surchauffe, des chutes de tension et des conditions de fonctionnement potentiellement dangereuses si le conducteur neutre n'est pas suffisamment dimensionné pour supporter la charge supplémentaire. Au fil du temps, cela peut également provoquer une défaillance prématurée des équipements, ce qui souligne l'importance de surveiller et de maintenir une répartition équilibrée de la charge dans les systèmes triphasés.
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 Courants harmoniques
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Les courants harmoniques contribuent de manière significative aux problèmes de courant neutre, notamment en raison de leur comportement unique dans les systèmes triphasés. Les charges non linéaires, répandues dans les appareils électroniques modernes tels que les alimentations à découpage, les variateurs de fréquence et les ballasts d'éclairage électroniques, consomment du courant de manière non sinusoïdale. Ce comportement non linéaire introduit des harmoniques, qui sont des multiples entiers de la fréquence fondamentale (50 Hz ou 60 Hz dans la plupart des réseaux électriques).
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Le courant de troisième harmonique est particulièrement préoccupant. Dans un système triphasé équilibré, contrairement aux harmoniques d'ordre inférieur, qui ont tendance à s'annuler entre les phases, les troisièmes harmoniques s'ajoutent de manière constructive lorsqu'elles reviennent via le conducteur neutre.
Pourquoi le courant harmonique sur la ligne neutre est-il principalement le troisième harmonique ?
(1) Parmi les composantes harmoniques générées par un circuit redresseur monophasé, la troisième harmonique est la plus grande et le taux de distorsion de la troisième harmonique atteint généralement plus de 80 %.
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(2) Le courant harmonique d'autres fois aura pour effet d'annuler sur la ligne neutre, seulement trois fois ne le feront pas.
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Le circuit redresseur monophasé génère le troisième courant harmonique. Le déphasage du courant troisième harmonique est de 360° (3×120°=360°), pour le courant alternatif, le déphasage de 360° signifie qu'ils sont en phase. Par conséquent, le courant de la 3ème harmonique est arithmétiquement superposé à la ligne neutre. C'est la particularité de la troisième harmonique.
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Non seulement la troisième harmonique a de telles caractéristiques, mais également l'harmonique avec une fréquence de 3 fois la fréquence fondamentale devrait avoir de telles caractéristiques. Ces harmoniques dont la fréquence est trois fois supérieure à la fréquence fondamentale sont appelées troisième harmonique, et elles sont toutes arithmétiquement superposées à la ligne neutre. Cependant, les ondes harmoniques de 6ème, 9ème et 3ème harmoniques supérieures sont très petites, voire absentes, elles ne sont donc pas prises en compte.
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Le courant neutre excessif dû à la distorsion harmonique augmente non seulement la contrainte thermique sur les conducteurs neutres, mais exacerbe également l'échauffement du transformateur, réduit le facteur de puissance et peut interférer avec les équipements électroniques sensibles. De plus, cela pose des problèmes aux dispositifs de protection tels que les disjoncteurs et les fusibles, qui peuvent ne pas répondre de manière appropriée à la forme d'onde déformée.
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Pour atténuer ces effets, diverses stratégies sont utilisées, notamment l'utilisation de filtres d'harmoniques passifs ou actifs pour atténuer des fréquences harmoniques spécifiques, la refonte des systèmes électriques pour minimiser la génération d'harmoniques et l'assurance d'un bon équilibrage de charge. La mise en œuvre de ces mesures est cruciale pour maintenir l’efficacité, la fiabilité et la sécurité du système en présence de charges non linéaires et de déséquilibres triphasés.
Les stratégies visant à gérer les courants neutres trop élevés impliquent généralement d'améliorer l'équilibre triphasé, de déployer des filtres pour supprimer les harmoniques, de rectifier rapidement les défauts de mise à la terre et de garantir que le conducteur neutre est correctement connecté et d'une capacité suffisante.
Le filtre  harmonique actif YTPQC a une conception modulaire avancée. Habituellement, YTPQC-AHF se compose d'un ou plusieurs modules AHF et d'une interface homme-machine tactile LCD en option. Chaque module AHF est un système de filtrage des harmoniques indépendant, et les utilisateurs peuvent modifier la valeur du système de filtrage des harmoniques en ajoutant ou en supprimant des modules AHF.
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