Qualité de l’Énergie
Une étude de distorsion harmonique au point de couplage commun (PCC) est une campagne de mesure qui capture le contenu harmonique de tension et de courant à l’interface électrique où une installation entière se raccorde au distributeur ou au réseau qui l’alimente. IEEE 519-2022 fixe ses limites à ce point pour l’installation complète: elles s’appliquent à la contribution de l’installation vue depuis le PCC, et non à un variateur, un redresseur ou tout autre équipement pris isolément à l’intérieur de l’installation, et les lectures prises à l’intérieur de l’installation ne leur sont pas comparées. Le formulaire enregistre la distorsion de tension (distorsion harmonique totale et plus grand harmonique individuel, phase-neutre) et la distorsion de courant (distorsion totale de la demande, plus grand rang de chaque bande de rangs, rangs pairs 2, 4 et 6 et toute composante continue), ainsi que les interharmoniques et d’autres mesures informatives qui sont enregistrées mais jamais notées. Les lectures sont saisies à trois statistiques de percentile - le 95e percentile hebdomadaire, le 99e percentile hebdomadaire (courant seulement) et le 99e percentile quotidien - de sorte que l’acceptation est notée à chaque statistique plutôt que sur une seule lecture ponctuelle.
Un réseau d’alimentation et tous ses clients partagent la même tension au PCC; une installation qui injecte trop de courant harmonique déforme cette tension pour tous ceux qui se trouvent sur le même segment du réseau. IEEE 519-2022 y répond par des limites fixées au PCC: la distorsion de tension est maintenue sous les limites de tension pour la tension du PCC, et la distorsion de courant de l’installation, exprimée en distorsion totale de la demande (TDD) en pourcentage du courant de charge de demande maximale, est maintenue sous les limites de courant choisies d’après la tension du PCC et le rapport de court-circuit Isc/IL. La norme décrit ces valeurs comme des recommandations de conception qui ne sont pas contraignantes dans tous les cas; ce formulaire les note telles qu’elles sont écrites et nomme IEEE comme source de chaque valeur notée. Une étude avant un changement de charge majeur, après la modernisation d’un redresseur ou d’un variateur, ou dans le cadre d’une investigation de qualité de l’énergie montre si l’installation se situe dans ces limites ou si une atténuation - un filtre d’harmoniques, le réaccordage d’une batterie de condensateurs ou une réorganisation des charges non linéaires - est nécessaire, et l’atténuation recommandée est enregistrée sur le formulaire.
Acceptation: une étude de référence est réalisée avant la mise en service d’un nouveau redresseur, d’un variateur de fréquence ou d’une autre charge connue pour produire des harmoniques, ou lorsqu’une installation comportant des charges non linéaires importantes fait l’objet de sa première étude de qualité de l’énergie; un dossier d’acceptation de redresseur peut lier le résultat de cette étude au lieu de le ressaisir. Maintenance: l’étude est répétée à l’intervalle qu’assigne le programme de qualité de l’énergie de l’installation, après un changement de procédé qui ajoute des charges non linéaires, ou lorsque des déclenchements intempestifs ou des échauffements font soupçonner une distorsion harmonique. La période d’observation est fixée par les statistiques qu’utilise IEEE 519-2022: les percentiles hebdomadaires exigent une période complète de sept jours et le 99e percentile quotidien une journée complète, de sorte qu’un dossier complet exige une étude d’au moins une semaine. Une étude plus courte est enregistrée avec un point de revue et le dossier est indéterminé, et une lecture ponctuelle n’est qu’informative. Lorsque l’étude dépasse une période, la valeur la plus élevée parmi les périodes complètes est saisie.
L’analyseur est raccordé au PCC lui-même; une lecture prise ailleurs est enregistrée mais ne peut pas être notée. Le formulaire exige un analyseur conforme à la classe A d’IEC 61000-4-30 et à la méthode de mesure des harmoniques d’IEC 61000-4-7, mesurant au moins jusqu’au rang harmonique 50, avec une fenêtre de 12 cycles à 60 Hz ou de 10 cycles à 50 Hz, une agrégation à 3 s et 10 min, et des percentiles obtenus par interpolation linéaire. La marque, le modèle, le numéro de série et la date d’étalonnage de l’analyseur sont enregistrés, ainsi que les dates et heures de début et de fin de l’observation (avec, en option, les décalages UTC, afin qu’un changement d’heure ne puisse ni ajouter ni retrancher une heure); la période d’observation est calculée à partir de celles-ci. Avant de noter les lectures, le formulaire règle l’applicabilité: la présence ou non de DER ou de ressources à base d’onduleurs dans l’installation et, le cas échéant, si la production nominale combinée atteint 10 pour cent de la demande de charge moyenne annuelle, auquel cas les limites de courant proviennent d’IEEE 1547 ou d’IEEE 2800 et les lignes de courant ne sont pas notées ici. La tension nominale phase-phase du PCC, le courant de court-circuit maximal Isc issu de l’étude de court-circuit ou des données du distributeur, et le courant de charge de demande maximale IL (moyenne de la demande maximale mensuelle des 12 derniers mois, des mois disponibles, ou demande projetée de la première année d’une installation neuve) sont saisis en ampères et le formulaire calcule Isc/IL, qui sélectionne le tableau et la ligne de courant. Les 95e et 99e percentiles hebdomadaires proviennent des valeurs de 10 min de la semaine et le 99e percentile quotidien des valeurs de 3 s de chaque jour; les lectures obtenues sont saisies en pourcentage de la tension nominale pour les lignes de tension et en pourcentage d’IL pour les lignes de courant, et le formulaire calcule chaque limite et chaque marge.
Identification: installation, désignation du PCC, distributeur ou propriétaire du réseau, puissance et tension du transformateur de service, charges non linéaires alimentées, plus grand nombre d’impulsions de convertisseur et date de l’étude. Applicabilité: point de mesure au PCC ou non, présence de DER ou IBR, production nominale combinée et demande moyenne annuelle avec leurs registres, et centrale de production sans autre norme applicable ou non. Données du PCC: tension nominale phase-phase, Isc avec son document source et sa révision, IL avec sa base, et Isc/IL calculé. Instrument et fenêtre: identité et étalonnage de l’analyseur, conformité classe A, rang le plus élevé mesuré, fenêtre, agrégation, début et fin de l’observation et période calculée. Distorsion de tension: le raccordement de mesure (phase-neutre ou phase-phase), toute tolérance pour terminal HVDC avec sa base, la THD de tension et le plus grand harmonique individuel avec son rang, aux 95e percentile hebdomadaire et 99e quotidien. Distorsion de courant: TDD, plus grand rang de chaque bande et plus grand des rangs pairs 2, 4 et 6, chacun aux 95e hebdomadaire, 99e hebdomadaire et 99e quotidien; toute demande au titre du Tableau 5 avec ses lectures; composante continue; plus grand courant interharmonique et sa fréquence. Les mesures informatives (TIF, produit I-T, profondeur et aire des encoches) sont enregistrées lorsqu’elles sont prises et jamais notées. Notes de l’ingénieur, atténuation recommandée, conditions ambiantes, équipement d’essai, commentaires et défauts complètent le dossier.
La tension est notée quel que soit l’état de la production: les lectures phase-neutre en pourcentage de la tension nominale doivent être inférieures à la limite de tension d’IEEE 519-2022 pour la tension du PCC au 95e percentile hebdomadaire et à 1,5 fois cette limite au 99e percentile quotidien; une lecture égale à la limite échoue, et les lectures phase-phase ne sont qu’enregistrées et soulèvent un point de revue. Au-dessus de 161 kV, une tolérance pour terminal HVDC ne peut être revendiquée que lorsque la cause et son atténuation sont toutes deux démontrées. Le courant n’est noté que lorsque la décision de la Figure 1 maintient les limites de courant dans cette norme, ce qui est le cas sans DER ni IBR dans l’installation, ou avec une production nominale combinée inférieure à 10 pour cent de la demande de charge moyenne annuelle; sinon les limites de courant proviennent d’IEEE 1547 ou d’IEEE 2800, les lignes de courant n’affichent aucune limite et seules les lignes de tension sont notées. Lorsqu’elles s’appliquent, la TDD en pourcentage d’IL doit être inférieure à la valeur de tableau choisie d’après la tension du PCC et Isc/IL au 95e percentile hebdomadaire, à 1,5 fois cette valeur au 99e hebdomadaire et à 2,0 fois au 99e quotidien; le plus grand rang de chaque bande est soumis aux mêmes facteurs contre la valeur de sa bande, et les rangs pairs 2, 4 et 6 à la moitié de la valeur de la première bande. Une centrale de production sans autre norme applicable est tenue à la première ligne quel que soit Isc/IL. Une demande au titre du Tableau 5 n’obtient un multiplicateur plus élevé pour les rangs individuels que lorsque chaque groupe revendiqué est enregistré sous sa valeur de 25 pour cent; la TDD n’est jamais multipliée. Toute composante continue trouvée au PCC échoue. Les interharmoniques, le facteur d’influence téléphonique, le produit I-T et les encoches ne sont jamais notés. La notation dépend aussi de prérequis: une lecture au PCC, un analyseur de classe A mesurant jusqu’au rang 50, une période d’observation suffisante pour la statistique, une ligne de courant déterminable et toutes les lectures dans le périmètre saisies; un élément manquant laisse le dossier indéterminé avec un point de revue au lieu d’une réussite. Les valeurs limites elles-mêmes figurent dans IEEE 519-2022 et ne sont pas reproduites sur cette page.
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