Mesures multiples de la qualité de l'énergie

L'analyseur de qualité de l'énergie développé indépendamment par Weshine est un produit portable qui détecte et analyse la qualité opérationnelle du réseau électrique. Il peut fournir une analyse des harmoniques et une analyse de la qualité de l'énergie en fonctionnement électrique, et est équipé d'une mémoire de grande capacité pour la collecte de données à long terme et la détection du fonctionnement du réseau électrique. En même temps, il est équipé d'un logiciel d'application PC pour télécharger les données collectées sur l'ordinateur pour diverses analyses.

Pour la plupart des ingénieurs, le concept de qualité de l’énergie est lié aux caractéristiques des lignes CA qui alimentent les installations en énergie du réseau. Mais la variante du terme « qualité de l'énergie » peut désormais faire référence non seulement aux lignes CA, mais également aux propriétés des appareils connectés aux sources d'alimentation CA. Par conséquent, il peut être utile de revoir les connaissances de base sur la qualité de l’énergie et certaines explications plus récentes.

Tout d’abord, considérons un système électrique triphasé « idéal ». Ici, le courant est en phase avec chaque tension de phase, et la tension et le courant de phase sont exactement espacés de 120° et égaux l'un à l'autre. Les ondes sinusoïdales de tension et de courant ne sont pas déformées et l'impédance de la source est nulle. Par conséquent, l'événement au niveau de la charge n'affecte pas la tension source et la fréquence réelle est égale à la fréquence nominale.

Bien entendu, il n’existe pas de système électrique idéal dans le monde réel. Il existe une plage d’écart acceptable.

La réactance présente dans le système de communication provoque le déphasage des ondes sinusoïdales de tension et de courant les unes par rapport aux autres. La tension est utilisée pour induire un courant principal, tandis que le courant est utilisé pour produire une tension principale capacitive. Un faible facteur de puissance se produit souvent dans les installations industrielles contenant un grand nombre de moteurs ou d'autres charges inductives. Pour les charges à faible facteur de puissance, les compagnies d’électricité facturent généralement des frais plus élevés aux grands clients industriels et commerciaux.

Lorsque des charges monophasées (éclairage, équipement de bureau, etc.) absorbent des quantités de courant inégales sur chaque phase, le système électrique triphasé connaîtra un déséquilibre. Cette charge entraînera une plus grande pression sur la ligne neutre. Dans une situation idéale, la charge est équilibrée, ce qui signifie que les phases de tension et de courant sont exactement différentes de 120° l'une de l'autre, bien que le courant puisse être différent de la phase de tension. Le courant sur la ligne neutre d’un système triphasé équilibré en forme de Y à quatre fils est nul. Le courant sur la ligne neutre dans un système déséquilibré augmente avec le déséquilibre, ce qui peut entraîner une surchauffe et des risques d'incendie.

Un moteur entraîné par une tension déséquilibrée produira un phénomène appelé couple inverse, dans lequel le couple moteur le plus petit est opposé au sens de rotation du moteur. Par conséquent, l’énergie partielle transmise au moteur aura des effets néfastes sur lui-même.

L'harmonique est une distorsion de forme d'onde qui se produit dans les circuits contenant des charges non linéaires, principalement caractérisées par des alimentations à découpage. Ces charges non linéaires peuvent appliquer des ondes sinusoïdales de fréquence plus élevée à l'entrée CA, entraînant une perte de puissance sous forme de chaleur perdue. La chaleur excessive générée par les harmoniques peut être nocive pour le système électrique. Les transformateurs sont particulièrement sensibles aux dommages causés par les courants de Foucault harmoniques, qui circulent dans le noyau de fer et génèrent une chaleur excessive.

Les harmoniques sont des multiples de la fréquence principale, qui est de 60 Hz aux États-Unis. Par exemple, dans un système à 60 Hz, la troisième harmonique est de 180 Hz et la cinquième harmonique est de 300 Hz. Le compteur de qualité d'énergie peut afficher l'ampleur de chaque fréquence harmonique. Ils peuvent également lire la distorsion harmonique totale (THD) et la distorsion totale demandée (TDD) pour fournir des mesures de distorsion harmonique individuelles, plutôt que l'ensemble du spectre.

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