Modules de filtre harmonique actif mural et en rack

Que sont les harmoniques ?

Les harmoniques font référence aux fréquences supplémentaires présentes dans un système électrique qui sont des multiples de la fréquence fondamentale. Dans un système électrique idéal, la fréquence fondamentale est généralement de 50 ou 60 Hz, selon la région. Cependant, en raison de la présence de charges non linéaires et d'autres perturbations, des harmoniques peuvent être introduites dans le système.

Harmoniques de charges non linéaires

Les charges linéaires, telles que les appareils électroniques de puissance (par exemple, redresseurs, onduleurs, variateurs de fréquence), peuvent provoquer une distorsion de la forme d'onde du courant, entraînant des courants harmoniques. Ces courants harmoniques contiennent des fréquences qui sont des multiples entiers de la fréquence fondamentale. Par exemple, la 2ème harmonique est deux fois la fréquence fondamentale, la 3ème harmonique est trois fois la fréquence fondamentale, et ainsi de suite.

Quels sont les effets des harmoniques ?

Les harmoniques sont des composantes de fréquence qui sont des multiples entiers de la fréquence fondamentale du système électrique. Dans les systèmes électriques, les harmoniques peuvent être causées par des charges non linéaires telles que les appareils électroniques de puissance, les entraînements à vitesse variable et certains types d'éclairage. Ces charges non linéaires génèrent des formes d'onde de courant non sinusoïdales, ce qui entraîne une distorsion harmonique des formes d'onde de tension et de courant du système électrique.

Les dispositifs générateurs d'harmoniques les plus courants sont répertoriés ci-dessous : Alimentations à découpage, soudeuses, onduleurs, anciens convertisseurs de fréquence avec technologie de convertisseur de puissance à thyristors, variateurs de vitesse, convertisseurs avec redresseurs contrôlés, contrôleur CC pour variateurs CC, fours à induction.

Dispositifs générateurs d'harmoniques les plus courants à partir de charges non linéaires

Quels sont les effets des harmoniques ?

Les effets des harmoniques peuvent être classés en plusieurs domaines :

● Surchauffe de l'équipement : les courants harmoniques circulant à travers les transformateurs, les câbles et d'autres composants peuvent provoquer une augmentation de la température en raison des pertes supplémentaires associées aux harmoniques. Cela peut entraîner une réduction de la durée de vie des équipements, une augmentation des coûts de maintenance et même une panne des équipements.

● Distorsion de courant et de tension : les courants harmoniques peuvent provoquer une distorsion de tension, conduisant à une forme d'onde de tension d'alimentation déformée. Cela peut affecter les équipements électroniques sensibles, provoquant des dysfonctionnements et une augmentation des taux d’erreur. Des courants harmoniques peuvent également circuler à travers le conducteur neutre, entraînant une distorsion du courant neutre et un échauffement supplémentaire dans le conducteur neutre.

● Résonance : les harmoniques peuvent interagir avec l'impédance du système et créer des conditions de résonance dans lesquelles la réponse du système à certaines fréquences est amplifiée. La résonance peut entraîner une augmentation de la distorsion de la tension et du courant, des dommages à l'équipement et une instabilité du système.

● Dégradation de la qualité de l'énergie : les harmoniques peuvent entraîner une mauvaise qualité de l'énergie, notamment une réduction du facteur de puissance, une augmentation de la distorsion harmonique totale (THD) et une distorsion de la symétrie de la forme d'onde. Ces problèmes peuvent entraîner une augmentation des pertes d’énergie, une réduction de l’efficacité du système et une augmentation des coûts d’électricité.

● Interférence : les harmoniques peuvent provoquer des interférences électromagnétiques (EMI) dans les systèmes de communication, affectant le fonctionnement des équipements sensibles tels que les systèmes de télécommunication, les systèmes audio/vidéo et les réseaux de données.

Pour atténuer les effets des harmoniques, diverses mesures peuvent être prises, notamment l'utilisation de filtres d'harmoniques, la conception et l'exploitation de systèmes électriques à faible distorsion harmonique et le respect des normes et directives pertinentes en matière de contrôle des harmoniques.

Filtre harmonique actif Intone Power-AHF

Le filtre harmonique actif Intone Power AHF est une solution parfaite et complète aux problèmes de qualité de l'énergie du réseau électrique, tels que la puissance réactive des harmoniques et le déséquilibre de charge triphasé. Intone Power AHF, qui est en parallèle avec le réseau électrique, peut détecter l'onde harmonique dans le réseau électrique à temps, générer le courant de compensation de phase inverse via le convertisseur et filtrer dynamiquement l'onde harmonique dans le réseau électrique.

Les filtres harmoniques actifs Intone Power-AHF sont des produits électroniques de puissance statique qui utilisent une logique numérique et des semi-conducteurs IGBT pour synthétiser une forme d'onde de courant qui est injectée dans le réseau électrique pour annuler les courants harmoniques causés par des charges non linéaires. L'AHF utilise des transformateurs de courant pour mesurer le courant de charge afin de déterminer le contenu du courant harmonique présent. Le fonctionnement de l'AHF n'est pas affecté par les formes de charge et les structures de réseau électrique diverses. Et il ne produira pas d'oscillation harmonique avec le système, réalisant ainsi parfaitement le contrôle harmonique sous diverses charges.

Structure topologique interne du filtre harmonique actif

Les AHF ont également la capacité de corriger un mauvais facteur de puissance de déplacement (DPF) et un équilibrage du courant secteur. La correction du DPF peut être fournie pour les charges avancées (capacitives) ou retardées (inductives) qui entraînent un mauvais DPF. L'équilibrage du courant secteur est obtenu en mesurant le courant inverse présent et en injectant le négatif inverse. courant de séquence pour équilibrer le courant du réseau en amont. Pendant ce temps, Intone Power-AHF a pour fonction de contrôler le déséquilibre du courant de charge triphasé, gérant ainsi de manière globale diverses questions de qualité de l'énergie dans le réseau électrique.

Les principales fonctions

● Combinaison de la méthode FFT et de la théorie de la puissance instantanée

● Multifonctionnel – Combinaison d'atténuation des harmoniques, de correction du facteur de puissance (puissance inductive et capacitive) et de compensation de déséquilibre

● Large plage de filtrage des harmoniques : des harmoniques du 2ème au 51ème ordre

● Excellente correction du déséquilibre : les séquences négative et zéro atténuent le courant neutre

● Efficacité de filtrage des harmoniques élevée > 98,4 %

Principales fonctions du filtre harmonique actif

● Temps de réponse rapide : moins de 5 ms

● Haute stabilité – évite les résonances dues à l'élimination automatique des harmoniques

● Large plage de tension et de fréquence d'entrée s'adaptant aux environnements électriques difficiles.

● Sans surcharge grâce à la sortie de limitation automatique du courant

● IHM à écran tactile de 7 ou 10 pouces pour la programmation et la surveillance de divers paramètres électriques, PQ, alarmes et journaux

● Fonctionnement connecté en parallèle disponible : 12 modules peuvent être connectés en parallèle

● Application flexible : conception modulaire intégrée dans des boîtiers standards ou personnalisés

● Adaptabilité environnementale : température de 10 deg C à 50 deg C (sans déclassement)

● Installation et maintenance faciles – Installation en plug-in des modules AHF pour remplacement ou extension

● Protection matérielle : Protection contre les surtensions du bus V ; Protection contre les surtensions

● Protection logicielle : protection instantanée contre les surintensités CA ; protection réelle contre les surintensités CA ; Protection contre les surtensions du bus V ; protection contre les surtensions CA ; protection contre les sous-tensions CA, protection contre la surchauffe ;

Modules rackables et muraux

Les modules de rack Intone Power Active Harmonic Filter font référence aux unités AHF conçues pour être installées dans un rack ou une armoire. Ces modules contiennent généralement les composants nécessaires, tels que l'électronique de puissance, les circuits de commande et les systèmes de refroidissement, pour remplir la fonction de compensation de puissance réactive. Les modules montés en rack sont couramment utilisés dans les applications industrielles, les centres de données et les installations électriques à grande échelle où plusieurs unités AHF sont nécessaires.

modules de rack de filtre d'harmoniques actif

Les modules muraux Active Harmonic Filter sont conçus pour être installés directement sur un mur ou une surface de montage. Ce sont des unités compactes qui intègrent les composants nécessaires dans un seul boîtier, ce qui les rend adaptées aux petites applications ou aux emplacements où l'espace est limité. Les modules AHF muraux sont couramment utilisés dans les bâtiments commerciaux, les bureaux et les petites installations électriques.

modules muraux de filtre d'harmoniques actif

Prise en charge des modules Intone Power-AHF : 15A,25A,30A,50A,75A,100A,125A,150A, de 220V à 690V, à la fois pour les réseaux 50Hz et 60Hz.

Les modules AHF montés en rack et muraux remplissent le même objectif de compensation de puissance réactive et de stabilisation de tension. Le choix entre les deux dépend des exigences spécifiques de l’installation, de l’espace disponible et d’autres facteurs tels que les besoins d’évolutivité et d’évolutivité.

Avantages du filtre harmonique actif

Qualité de l'énergie améliorée

L’avantage le plus évident des filtres d’harmoniques actifs est l’amélioration de la qualité de l’énergie. En atténuant activement les harmoniques et en corrigeant les facteurs de puissance, ces filtres garantissent que l'alimentation électrique est stable et propre. Cela se traduit par une réduction significative de la distorsion de tension, un minimum du risque de dysfonctionnement des équipements et une amélioration des performances globales des appareils sensibles.

Efficacité énergétique

Les filtres d’harmoniques actifs peuvent contribuer à améliorer l’efficacité énergétique de plusieurs manières. En réduisant le besoin de puissance réactive du service public, ils réduisent les pertes d’énergie. De plus, ils permettent aux équipements de fonctionner plus efficacement en maintenant un facteur de puissance proche de l'unité. Cela se traduit par des factures d’énergie inférieures et une empreinte environnementale réduite.

Avantages du filtre d'harmoniques actif

Avantages du filtre d'harmoniques actif

La présence d’harmoniques peut être préjudiciable aux équipements électriques. Cela peut entraîner une surchauffe, une durée de vie réduite de l’équipement et, dans certains cas, une panne catastrophique. Les filtres harmoniques actifs jouent un rôle crucial dans la protection des équipements contre ces effets nocifs, garantissant que les actifs de l'installation restent en bon état de fonctionnement.

​Conformité aux ​Normes

De nombreux pays et régions ont mis en place des réglementations et des normes strictes pour garantir la qualité de l'électricité. Les filtres d'harmoniques actifs aident les installations à répondre à ces exigences en contrôlant efficacement le facteur de puissance et la distorsion harmonique. La conformité évite non seulement des pénalités potentielles, mais garantit également une alimentation électrique fiable et stable.

Économies de coûts

Bien qu'il existe un coût initial associé à l'installation de filtres d'harmoniques actifs comme les SVG, les économies à long terme peuvent être substantielles. Des factures d'énergie réduites, des coûts de maintenance réduits et une durée de vie prolongée des équipements contribuent tous à un retour sur investissement intéressant.

Applications typiques des filtres harmoniques actifs

Les filtres d'harmoniques actifs trouvent des applications dans une variété d'industries et d'installations où la qualité et l'efficacité de l'énergie sont essentielles. Certaines applications typiques incluent :

Installations de fabrication

Les environnements de fabrication comportent souvent une multitude de charges non linéaires, telles que des entraînements à fréquence variable, des soudeurs et des machines CNC. Ces charges sont connues pour créer des harmoniques qui peuvent entraîner des problèmes de qualité de l'énergie. Des filtres harmoniques actifs sont utilisés pour garantir une qualité d'alimentation stable, minimiser les temps d'arrêt des équipements et optimiser la consommation d'énergie.

Filtre harmonique actif dans les installations de fabrication

Centres de données

Les centres de données sont très sensibles aux perturbations de la qualité de l'énergie. Toute interruption de l'alimentation électrique peut entraîner une perte de données et des pannes du système. Des filtres d'harmoniques actifs sont utilisés pour se protéger contre les distorsions de tension et garantir le fonctionnement continu de l'infrastructure informatique critique.

Filtre harmonique actif dans le centre de données

Bâtiments commerciaux

Dans les bâtiments commerciaux, de nombreuses charges, notamment l'éclairage, les systèmes CVC et les ascenseurs, peuvent entraîner des problèmes de qualité de l'alimentation électrique. Les filtres d'harmoniques actifs aident à maintenir la qualité de l'énergie, à réduire les coûts énergétiques et à protéger les systèmes du bâtiment.

Filtre d'harmoniques actif dans le système CVC

Systèmes d'énergie renouvelable

À mesure que les sources d'énergie renouvelables comme le solaire et l'éolien deviennent de plus en plus répandues, les filtres harmoniques actifs jouent un rôle essentiel pour garantir la qualité de l'électricité produite et injectée dans le réseau. Ils aident à réguler la production de ces sources d’énergie intermittentes, les rendant plus fiables et efficaces.

Filtre d'harmoniques actif dans la station de recharge EV

Grandes installations industrielles

Les grandes installations industrielles dotées d'une large gamme de machines et de processus sont souvent confrontées à des défis liés à la qualité de l'énergie. Les filtres d'harmoniques actifs sont utilisés pour gérer les facteurs de puissance et atténuer les harmoniques, ce qui entraîne une meilleure efficacité et une meilleure protection des équipements.

Filtre d'harmoniques actif dans les fours à arc électrique