Que sont les harmoniques du système électrique?

Les harmoniques du système d'alimentation sont les sous-produits des dispositifs électroniques qui se produisent lorsque certains types sont connectés à des systèmes d'alimentation.Des dispositifs tels que les alimentations sans interruption, les ordinateurs personnels et les lecteurs de fréquence variables créent des harmoniques du système d'alimentation lorsqu'ils tirent de la puissance en impulsions courtes plutôt que de manière fluide.Les effets de ces harmoniques entraînent des tensions et des problèmes déformés qui ont un impact négatif sur les performances des systèmes.

Les sources d'alimentation électrique visent à fournir de manière cohérente des tensions sinusoïdales.Lorsque des charges non linéaires ou tout appareil qui utilise des alimentations de commutation d'alimentation à l'état solide pour transformer le courant alternatif au courant direct est connecté à une source d'alimentation, il se traduit par des harmoniques du système d'alimentation.Une charge linéaire a une relation de courant continu dans laquelle la puissance est proportionnelle à la tension avec les deux vagues ayant la même forme.Les lampes, les moteurs et les radiateurs à incandescence sont quelques exemples de charges linéaires.

Les charges productrices de courant harmoniques sont non linéaires, où les formes d'onde de courant et de tension diffèrent les unes des autres en forme.Lorsqu'une telle charge tire de la puissance, des tensions harmoniques sont générées par l'impédance dans le système.Les dispositifs ferromagnétiques, les unités d'éclairage de décharge et les dispositifs d'arc sont quelques exemples de charges non linéaires.Les effets des harmoniques du système de puissance peuvent être assez graves en fonction de l'ampleur de la distorsion de la tension.

À bien des égards, son effet est comparable à la façon dont le stress affecte négativement le corps humain.Des niveaux élevés de distorsion harmonique peuvent entraîner un fonctionnement de l'équipement sporadique, des inefficacités du système d'alimentation et même des fermetures.L'ensemble du système de distribution des services publics et tous les appareils connectés peuvent être affectés à différents niveaux de plusieurs façons.Par exemple, les harmoniques du système d'alimentation peuvent réduire la durée de vie des condensateurs ou les faire échouer ou se rompre.Les composants peuvent trébucher, faire exploser ou être endommagés sans aucune cause discernable.

Les distorsions de tension harmonique font fonctionner les générateurs de manière instable et surchauffent les enroulements dans les transformateurs.Des appareils comme les téléphones et les ordinateurs peuvent échouer par intermittence ou présenter des interférences.Les utilisateurs peuvent se retrouver avec des factures d'énergie excessives en raison des compteurs utilitaires d'enregistrer les mesures de puissance de manière incorrecte.

Les techniciens utilisent de nombreuses méthodes pour réduire les harmoniques du système d'énergie, allant des conceptions plus efficaces à l'utilisation des transformateurs d'isolement et delta-delta.Avec une meilleure conception, les harmoniques peuvent être abattues en limitant les charges non linéaires à un certain pourcentage d'une capacité de transformateurs.Les transformateurs delta-delta déplacent les relations de phase en utilisant diverses techniques, qui sont également bénéfiques.Les transformateurs d'isolement tentent de résoudre le problème en augmentant et en décomposant la tension du système pour correspondre.