LDHT Engineering, bureau d'études réseaux électriques

Étude

Harmoniques

Taux de distorsion, risque de résonance et filtrage, pour les réseaux chargés d'onduleurs, de variateurs et de batteries de condensateurs.

Une batterie de condensateurs et l'inductance du réseau forment un circuit résonant. Le rang de résonance vaut à peu près la racine de Scc / Qc : 250 MVA et 5 Mvar donnent le rang 7, exactement là où les onduleurs et les variateurs injectent. Le même courant harmonique produit alors une tension harmonique beaucoup plus forte.

La méthode : un balayage d'impédance en fréquence pour chaque configuration (une batterie de plus, un transformateur de moins, le réseau amont faible ou fort), puis le calcul des tensions harmoniques à partir des spectres des sources. Les résultats se comparent aux limites du gestionnaire de réseau et de l'IEC 61000-3-6.

Les câbles HTA longs, fréquents dans les centrales PV et les parcs éoliens, ajoutent leur propre capacité. La résonance descend alors vers des rangs plus bas.

01Ce que nous faisons

Calculs

  • Balayage d'impédance en fréquence
  • Taux de distorsion par rang et global
  • Plusieurs scénarios d'exploitation
  • Déclassement des transformateurs

Solutions

  • Selfs anti-harmoniques
  • Filtres passifs
  • Réglage des gradins de compensation
02Exemples
Impédance harmonique vue du jeu de barres 20 kV, avec et sans batterie de condensateurs135791113151719212325010203040h5h7h11h13résonance h ≈ 7,1avec condensateurs 5 Mvarsans condensateurs20 kV · Scc 250 MVA · charge amortissante 10 MWRang harmonique|Z| (Ω)
Fig. 01Batterie de 5 Mvar sur un réseau 20 kV de 250 MVA : résonance au rang 7,1, juste sur l'harmonique 7. Sans self, la tension harmonique est amplifiée.Exemple de calcul
Tensions harmoniques au jeu de barres 20 kV, avec et sans batterie de condensateurs0 %1 %2 %3 %4 %5 %Uh / Unh5h7h11h13h17h19h23h25avec condensateurs : THD ≈ 4,7 %sans condensateurs : THD ≈ 2,9 %redresseur 6 pulses 3 MW, Ih = I1 / h
Fig. 02Redresseur de 3 MW sur le réseau de la figure précédente : avec la batterie de condensateurs, l'harmonique 7 est amplifié et le THD passe de 2,9 à 4,7 %.Exemple de calcul
03Comment nous procédons
  1. 01Modèle

    Réseau, câbles, condensateurs, équivalent amont et ses variations.

  2. 02Balayage d'impédance

    Par configuration, résonances repérées.

  3. 03Tensions harmoniques

    Par rang et THD, comparés aux limites.

  4. 04Solutions

    Self d'accord, filtre, gradins de compensation revus.

04Références

Producteur, centrale PV

Étude harmonique en boucle HTA industrielle

Taux de distorsion sur plusieurs scénarios, risque de résonance, déclassement du transformateur.

Poste de production

Batterie de condensateurs

Lecture des journaux SCADA : pompage de la régulation, projection de l'usure des disjoncteurs.

Toutes les références

05Questions fréquentes
Faut-il des mesures ?

C'est préférable sur un site existant. Les mesures de qualité de réseau se font avec Volt Expertise.

Sous quel logiciel ?

PowerFactory, module harmoniques, ou ETAP.

06Voir aussi

Un projet ? Décrivez-le en quelques lignes : tension, puissance, lieu, échéance.
Réponse sous 24 h ouvrées.

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