Taux de distorsion (THD) et Facteur de distorsion (DF)

Taux de distorsion (THD) et Facteur de distorsion (DF) Le taux de distorsion, encore appelé distorsion harmonique totale est
défini comme le rapport de la valeur efficace globale des harmoniques
(c'est-à-dire leur somme quadratique) à la valeur efficace de la composante
fondamentale.
Il peut s'appliquer soit au courant ou à la tension.
[pic] On va couramment jusqu'au 40 ème ou 50 ème rang d'harmoniques
Cette grandeur permet d'évaluer à l'aide d'un nombre unique la perturbation
d'un courant ou d'une tension en un point d'un réseau, voire de comparer
deux réseaux sujets à des harmoniques de rangs différents.
C'est ce taux global qui est retenu par EDF pour mesurer dans son réseau
« la pollution harmonique » que provoquent les différents utilisateurs.
Le THD représente sensiblement l'augmentation de l'effet Joule dans les
lignes et les dispositifs.
Le THD d'un courant dans le neutre peut par exemple dépasser 100 %, à cause
d'un harmonique de rang 3 généré par des charges monophasés. Un appareil de mesure qui n'effectue pas une analyse spectrale ne mesure
pas le THD mais une valeur approchée appelée le facteur de distorsion, ou
DF.
Ce facteur, inférieur à 100 %, est défini par le rapport de la valeur
efficace des harmoniques à la valeur efficace du signal total.
[pic] Lorsque la distorsion est faible, les deux valeurs THD et DF sont
équivalentes.
Si DF dépasse les 15 %, il est possible de corriger la mesure pour obtenir
le taux de distorsion harmonique total.
[pic] En appliquant la formule, on retrouve votre exemple : THD=113 % et DF=75 % Si le facteur de distorsion du courant dans un tube fluo vaut DF= 0,45 et
que sa distorsion harmonique totale vaut THD = 0,504, l'erreur commise en
confondant DF et THD est de 12 % Un bon appareil d'analyse de réseaux donne la valeur efficace du signal
puis le compare à celle du signal sans son fondamental. Mais certains
appareils ne mesurent que la valeur moyenne des signaux redressés et non
pas les valeurs efficaces. La mesure peut être alors inférieure à DF, et
aucune correction ne permet de retrouver THD. La distorsion de l'onde de tension est proportionnelle à l'impédance du
réseau et à l'amplitude des courants harmoniques. La précision de son
calcul n'est limitée que par l'incertitude de l'impédance du réseau. Le
taux de distorsion du réseau électrique est presque partout inférieur à 2%
en HTB, 5% en HTA et 7% en BT.
EDF demande à chaque abonné industriel ou tertiaire de limiter sa
contribution au THD en tension au point de couplage à 1,6% au total et à 1%
pour le plus mauvais harmonique.
La distorsion de la tension pour un appareil sensible ne devrait pas
dépasser 5% de distorsion totale, dont moins de 3% de H3 et de H5. On
considère que la distorsion devient excessive à partir de 8%. Dès 3%
d'harmonique 5 (composante inverse), la fiabilité d'un gros moteur peut
être réduite. Une distorsion de 15 % ne perturbe aucun appareil
électrodomestique.
Norme CEI 61000-2-2 Les normes CEI, en vigueur au 1er juin 1998, concernant la CEM sont
regroupées dans la série 61000-x-y
En ce qui concerne les harmoniques, les niveaux de compatibilité sur les
réseaux BT sont donnés par le tableau suivant :
Niveaux de compatibilité pour les tensions harmoniques (en % de la tension
nominale fondamentale) sur les réseaux BT |Rangs impairs |Rangs impairs |Rangs pairs |
|Non multiples de 3 |multiples de 3 | |
|Rang |Tension |Rang |Tension |Rang |Tension |
| |harmonique | |harmonique | |harmonique |
| |(%) | |(%) | |(%) |
|5 |6 |3 |5 |2 |2 |
|7 |5 |9 |1,5 |4 |1 |
|11 |3,5 |15 |0,3 |6 |0,5 |
|13 |3 |21 |0,2 |8 |0,5 |
|17 |2 |>21 |0,2 |10 |0,5 |
|19 |1,5 | | |12 |0,2 |
|23 |1,5 | | |>12 |0,2 |
|25 |1,5 | | | | |
|>25 |0,2+1,3*25/| | | | |
| |h | | | | |
|Taux de Distorsion Harmonique (THD) : 8% |
D'autres infos dans :
- Les harmoniques sur les réseaux électriques Thierry DEFLANDRE et
Philippe MAURAS Editions EYROLLES