Sujet très complexe... On pourrait écrire un livre dessus, en fait il existe des ouvrages spécialisés sur le sujet.
Ci-après je n'aborde que les perturbations subies par le réseau, la compatibilité électromagnétique pour ce qui est du rayonnement est également très importante mais ne sera pas discutée ici (l'essentiel peut être maîtrisé par une réalisation correcte, notamment pour l'équipotentialité, les types de câbles, blindages, etc.).
Un des aspects déterminants pour les harmoniques réseau est l'environnement de base. L'environnement le plus sensible est le milieu résidentiel, celui le moins sensible le milieu industriel avec sa propre sous-station moyenne tension / basse tension (MT/BT) voire, pour les très grands sites, même son propre poste haute tension / moyenne tension (BT/MT).
(Basse tension: Max. 1000 V; Moyenne tension: plus de 1000 V jusqu'à env. 40 kV, Haute tension: Plus de 40 kV env.; je ne sais plus si la différence en la MT et la HT est formellement définie, en général la plupart des installations MT sont à 25 kV et moins, parfois on trouve 36 à 40 kV; la BT est toujours produite à partir de MT, jamais par transformation directe depuis la HT).
Avec une usine ou un site industriel on n'a pas trop de souçis à se faire car on ne doit pas rendre de comptes si on perturbe son propre réseau en interne tant que cela ne gêne pas des tiers.
Pour une RM on a en général un poste MT/BT (typiquement un, parfois plusieurs transfos) et tant que ces transfos n'alimentent pas des tiers, et en particulier des privés non liés à l'exploitant de RM, on est dans une situation similaire à une industrie avec raccordement moyenne tension. Si le transfo alimente également un appartement de service ou un resto propriété de la société de RM, cela reste un problème interne, ce qui facilite les choses.
Les exploitants de RM en Suisse sont souvent clients MT, ce qui signifie que ce qui se passe côté basse tension est de leur ressort.
Les variateurs de fréquence de moyenne puissance ont souvent mais pas obligatoirement un transfo MT/BT dédié, les très grands entraînements ont en principe toujours un ou plusieurs transfos dédiés. Parfois on fait une entorse à cette et on soutire la puissance pour les services auxiliaires à un transfo d'alimentation de l'entraînement (ce n'est pas recommandé pour les grandes puissances mais reste un problème interne et est faisable techniquement sous certaines conditions). Perso je préfère les transfos strictement dédiés, quitte à installer un petit transfo pour les services auxiliaires.
Voilà pour la petite digression sur les transfos car les transfos agissent comme filtre qui atténuent les rétroactions sur le réseau. (Je n'entre pas dans le détails de la puissance de court-circuit du réseau car elle a une influence sur les harmoniques ni sur les types de transfos spécialement optimisés pour les entraînements que l'on ne trouve toutefois pas fréquemment.)
Les variateurs de fréquence de grande puissance (plusieurs centaines de kW) utilisés dans les grandes RM sont en général de type régénératif avec unité d'alimentation active (inverter côté réseau, appelé aussi Active Front-End, IGBT Supply Unit, etc.). Les autres types d'unités d'alimentation (diodes, thyristors, IGBT en configuration non régénérative, etc.) ne sont en pas utilisés, du moins en Suisse pour les grandes RM. Les alimentations à plus de 3 phases ne présentent pas d'intérêt pour les alimentations à IGBT (inverter côté réseau) et de façon plus générale, les alimentations à 6 phases voire plus sont rares en basse tension, on en trouve quelques unes avec des redresseurs sans IGBT mais à ma connaissance pas dans les RM. Pour obtenir 6 phases on utilise soit un transfo avec deux secondaire déphasés soit deux transfos avec couplage différents pour obtenir le déphasage souhaité. Cette config est caractéristique des très grands entraînements à vitesse variable en moyenne tension et on la trouvait également pour les anciens variateurs de fréquence de grande puissance avant l'avènement des redresseurs actifs.
Dans le cas des RM avec variateur de fréquence à inverter côté réseau, on installe généralement uniquement un filtre LCL purement passif entre le raccordement réseau et l'entrée du ou des inverters côté réseau. Dans certains cas, un module de filtre LCL peut alimenter un modules inverter, dans d'autres cas un module filtre LCL peut alimenter plusieurs modules inverter. Lorsque le nombre de modules inverter n'est pas un multiple du nombre de modules filtre LCL on peut p.ex. avoir deux modules filtre LCL avec sorties en parallèle qui alimentent trois modules inverter, etc. La configuration effective dépend des puissances et des modules. Je n'ai évidemment pas mentionné les dispositifs de sectionnement, circuits de précharge, fusibles de protection, etc.
Il est important de relever que les variateurs de fréquence avec inverter côté réseau génèrent de par leur conception même beaucoup moins d'harmoniques que les variateurs avec les autres types d'alimentation (diodes, thyristors, etc.); de plus le facteur de puissance est corigeable, on peut même compenser le cos phi du moment que l'inverter réseau est en service (il est déconseillé de laisser un inverter réseau raccordé au réseau si la modulatiom n'est pas activée car cela peut engendrer des instabilités et au pire des phénomènes de résonance avec le filtre).
On trouve parfois également des filtres du/dt (réduction de la vitesse de variation de la tension) en sortie d'inverter côté moteur (et côté réseau dans certains cas) et des tores de ferrite (Commom Mode Filters) qui ont la même fonction que les blocs cylindriques surmoulés que l'on trouve sur certains câbles informatiques (dedans il y a un anneau de ferrite). Les filtres sinus en sortie de variateur de fréquence ne sont en général pas utilisés car non requis pour les RM (habituellement le moteur est neuf quand on installae le variateur de fréquence).
En résumé, la compatibilité électromagnétique ne pose pas trop de problèmes avec les grands entraînements à condition de respecter un certains nombre de règles. Cela demande une certaine expérience mais sauf contraintes particulières c'est parfaitement gérable. Des problèmes peuvent éventuellement se poser en présence de commandes mal conçues qui sont excessivement sensibles aux perturbations.
Pour les grands entraînements à vitesse variable il est indispensable de disposer de ses propres transfos car les conditions formelles de qualité de réseau é l'égard de tiers ne pourraient être remplis si ces derniers étaient raccordés au même transfos.
Certains entraînements sont alimentés avec une tension supérieure à 400 V, p.ex. 690 V, ce qui implique d'office des transfos dédiés.
En général ées secondaires des transfos ne sont pas mis en parallèle pour les puissances requises pour les RM car des transfos de 2500 kVA sont en général suffisants (exemple: Glacier 3000 avec deux transfos de 2000 kVA 20/0.4 kV pour les deux entraînements principaux) mais on trouve quelques RM avec transfos en parallèle (puissance unitaire par transfo relativement faible, genre 1000 kVA ou moins).
On trouve quelques photos ici, dans le dernier tiers de la page:
http://www.remontees...showtopic=24263
[Je corrigerai les fautes de frappe et de phronssé plus tard. :) ]
Ce message a été modifié par Velro - 12 octobre 2018 - 12:33 .