Module 3 HFPEL Ana lyse de la qualité de tension & CEM

Question 1

Quelle est la différence entre des appareils de mesure RMS et TRMS ?

Answer 1

Contrairement au RMS, le TRMS vise é
souligner qu’un tel appareil détermine la “vrai” Valeur efficace, c-à-d qu’il tient également
compte des harmonique et des composantes DC.

Question 2

Selon Kirchhoff, que peut-on dire des courants à chaque point (de livraison) d’un réseau ?

Answer 2

La somme de tous les courant en un point est toujours égale à zéro. Cette considération
doit bien sûr être compatible vectoriellement

Question 3

Quel est l’événement en qualité de la tension (QT) le plus souvent constaté ?

Answer 3

Creux de tension / interactions entre les charges

Question 4

Creux de tension

Se produisent-ils plus souvent du côté du réseau ou du côté du consommateur ?

Comment se comporte le courant (qualitativement) lors d’un creux de tension du côté du réseau électrique ?

Comment se comporte le courant (qualitativement) lors d’un creux de tension du côté du consommateur ?

Answer 4

Côté consommateur

Faible (diminution, reste constant ou décroit)

Importante augmentation du courant

Question 5

Comment les variations de tension du réseau causées par les variations normales des
charges sont-elles généralement compensées (corrigées) ?

Answer 5

Le niveau de tension est progressivement réajusté par le régulation du transformateur

Question 6

Quelle est l’influence d’un déséquilibre de tension sur les charges triphasées raccordées,
comme par ex. sur un moteur triphasé ?

Answer 6

L’équipement peut surchauffer, une panne est possible, la durée de fonctionnement est
réduite, il peut également rentré en résonnance.

Question 7

Citez quelques manques typiques des règles de sécurité qui sont fréquemment
commises par les électriciens.

Answer 7

• Travailler sous tensions, même si cela n’est pas nécessaire
• Faire passer la productivité avant la sécurité
• Travailler en étant fatigué
• Équipement de travail défectueux
  *

Question 8

Qu’est-ce qu’un montage Aron ? Quels sont les avantages et les inconvénients de ce
circuit pour l’utilisateur ?

Answer 8

Un circuit Aron est un circuit de mesure pour les système triphasés, dans lequel seul deux
courants de phase sont mesurés (TI) et le troisième courant est calculé (selon kirchoff la
somme des courants est égal à zéro). Cela signifie qu’un transformateur de courant peu
être économisé (TI), mais en cas de défaut une mesure correct ne peut plus être
effectuée

Question 9

Quel est l’avantage mais aussi l’inconvénient d’une faible impédance de réseau ?

Answer 9

L’avantage est la faible chute de tension sur l’impédance du réseau mais en cas de
défaut (court-circuit) le courant maximal est alors de grande valeur

Question 10

Comment évolue l’impédance d’une charge ohmique-inductive lorsque la fréquence de la
tension appliquée augmente ?

Answer 10

L’impédance augmente également avec la fréquence.

Question 11

Que spécifie la norme européenne EN50160

Pour qui ces exigences sont-elles obligatoires ?

Answer 11

Les caractéristiques de la tension fournie par les réseaux publics de distribution. La
norme définit les limites dans lesquelles doit se situer la tension d’un réseau BT, MT, HT,
distribué par une entreprise électrique

La loi décrit les exigences minimales que l’entreprise électrique doit remplir. Le
resserrement est possible à tout moment en particulier sur le plan contractuel entre le
GRD et le client du réseau.
Note : Le produit électricité est soumis à la loi sur le responsabilité du fait des produits.
Chacun a droit à une qualité minimal selon la norme EN 50160

Question 12

Quel est l’objectif des règles techniques DACHCZ ?

Answer 12

L’évaluation des perturbations sur le réseau d’une installation de client existante ou nouvelle, lorsqu’elle est connectée au réseau publique de distribution.

Question 13

Quel est le paramètre le plus important utilisé dans ces directives comme caractéristique
d’évaluation ?

Answer 13

La Puissance d’un court-circuit de l’installation du client est la base pour l’évaluation
des phénomènes de tension et de courant.

Question 14

Que spécifie la norme CEI 61000-4-30 ?

Quelles sont les principales différences entre l’édition 2 et l’édition 3 de cette norme ?

À quel groupe de normes appartient la norme CEI 61000-4-30 ?

Answer 14

Méthode de mesure pour la détermination des grandeurs de la qualité de la tension
respectivement des phénomène de tension et de courant.

Le courant doit être mesuré et évalué ; ajout d’une méthode de mesure pour les variations
rapide de tension (RVC) test de conformité à l’aide de la norme CEI 62586.

Compatibilité électromagnétique (CEM).

Question 15

Quel est l’objectif de la norme CEI 62586 ?

Answer 15

La partie 1 définit les caractéristiques du produit et les performances d’un instrument de
mesure QT qui utilise les procédures de mesure de la norme CEI61000-4-30
La partie 2 précise clairement comment vérifier qu’un appareil de mesure est conforme
aux procédures de mesure de la norme CEI61000-4-30

Question 16

À quel endroit du réseau les spécifications de la norme EN50160 ou les directives
DACHCZ doivent-elles être mesurées et vérifiées ?

Answer 16

Au point de transfert entre le distributeur d’énergie et l’utilisateur du réseau (PCC point de
couplage commun)

Question 17

Quel est le nom de l’autorité de régulation du secteur de l’électricité en Suisse et
quelle est sa mission ?

Answer 17

L’ElCom contrôle le respect de la loi sur l’approvisionnement en électricité et d’énergie en
suisse, prend les décisions nécessaires et rend des arrêts. Elle réglemente le marché de
l’électricité est chargée de veiller au respect de la sécurité d’approvisionnement et
réglemente les questions relatives au transport et commerce international de l’électricité

Question 18

Différents outils peuvent être utilisés pour maintenir, améliorer et périodiquement
contrôler la qualité de la tension. Nommez-en au moins trois et leurs bienfaits. (3 outils)

Answer 18

Tournevis, clé: Vérifie les serrages des connexions

Multimètre: Détermination du niveau de tension, courant, déséquilibre des harmoniques (limité)

Analyseur QT portable Surveillance complète de la QT

Analyseur QT permanent: Surveillance complète de la QT fréquence d’échantillonnage réduite et mémorisation des événements

Caméra thermique: Détecte l’échauffement des matériels, conducteurs, des bornes

Documentation: Evite l’utilisation erronée des appareils

Question 19

Le contrôle de la qualité de l’énergie d’une installation ne se limite pas qu’à la pose et
mesure à l’aide de l’analyseur de qualité de tension, il y a aussi un travail en amont et en
aval. Lesquelles ?

Answer 19

A) Planification / préparation (analyse de la situation sur place)

B) Mesure QT - Combien de temps doit-elle durer au moins ? 1 semaine

C) Analyse de données enregistrées pour identifier les tendances, les niveaux de conformité et les problèmes de potentiels

D) Répéter les mesures : périodiquement en cas de modification importantes au sein de
l’installation ou en continu (avec un dispositif fi

Question 20

Les mesures de QT peuvent être effectuées à l’aide d’appareils de mesure mobiles et
fixes. En quoi le domaine d’application diffère-t-il, ou formulé différemment: qu’est-ce qui
se mesure davantage avec l’un et quoi avec l’autre ?

Answer 20

Les appareils de mesure mobiles sont principalement utilisés pour le dépannage et la
correction des défauts
Les appareils fixes surveillent la qualité statistique de la tension (par exemple EN50160)
et son évolution dans le temps. Les événements sont également enregistrés, mais avec
une fréquence d’échantillonnage et une durée de stockage réduits par événement

Question 21

Souvent, l’installation électrique est mal réalisée dans la mesure où le conducteur de
neutre est relié à la terre plusieurs fois. Quels problèmes peuvent en découler ?

Answer 21

A. Courant dans le conducteur de terre qui vrait normalement revenir par le conducteur neutre

B. Tension sur les boitiers (potentiel de terre accru)

C. Déclenchement des dispositifs de protection encas de défaillance (déclenchement intempestif)

D. Dysfonctionnement / arrêt des appareils

Question 22

L’une des principales raisons des problèmes de qualité de la tension est la “perte de connexions (creux de tension)”. Comment les raccordements peuvent-ils se desserrer et quels en sont les effets (physiques) ?

Answer 22

Les connexions peuvent se desserrer par les vibrations (machine à proximité) ou les variation de température (échauffement/refroidissement en fonction de
l’évolution de la consommation).
Les connexions desserrées s’échauffent excessivement, pouvant également provoquer des arcs électriques ce qui peut entrainer une pollution supplémentaire et un échauffement encore plus important

Question 23

Quel est le comportement du courant lors d’un creux de tension côté réseau?

Answer 23

Le niveau du courant diminue également

Question 24

Quelles sont les mesures de protection judicieuses contre la foudre pour empêcher l’énergie de la foudre de pénétrer dans l’installation intérieure par des installations situées à l’extérieur du bâtiment et de détruire ainsi les consommateurs raccordés ?

Answer 24

En cas de coup de foudre, l’énergie de la foudre cherche la voie de la moindre résistance.
Des dispositifs de protection contre les surtensions sur les parties métallique extérieures exposées et sur toutes les lignes d’alimentation entrantes, ainsi que , éventuellement, des électrodes de mise à la terre supplémentaires, doivent être utilisés pour empêcher la foudre de pénétrer dans l’installation intérieure. Le niveau doit être réduit et une liaison de
faible résistance doit être trouvé afin qu’elle ne détruise pas l’installation et les appareils
raccordés ou même ne provoque un incendie.

Question 25

Quels sont les problèmes auxquels il faut s’attendre si des charges monophasées importantes, telles qu’une photocopieuse, sont utilisées dans un bâtiment administratif ?

Answer 25

Lorsque ces charges sont mises en marche, un courant d’appel élevé peut circuler, ce qui peut entrainer un creux de tension. Une charge sensible connectée au même départ comme un PC peut « planter » en conséquence.
La connexion de charges monophasées importantes entraine également un déséquilibre, qui peut à son tour entrainer des problèmes aux charges triphasées (comme les moteurs)

Question 26

La norme EN 50160 définit deux types de surtension. Expliquer brièvement la nature et
caractéristique de ces surtensions.

Answer 26

Surtension temporaire : Elle apparaît généralement entre phase et terre, lors d’un défaut sur le réseau de distribution publique ou dans une installation client et disparaît lors de l’élimination de ce défaut.

Surtension transitoire : Les surtension de durée inférieure à 10ms sont appelées surtensions transitoires. Elles sont provoquées par des phénomènes d’origine atmosphérique (foudre) ou; plus fréquemment par le fonctionnement d’équipements électriques

Question 27

L’ElCom demande à chaque GRD de relever et communiquer les interruptions de l’alimentation électrique qui affectent des consommateurs finaux et durent trois minutes ou davantage.
Indiquer trois causes de coupure importantes, pouvant durer au moins 3 minutes et affecter la qualité de l’approvisionnement électrique ?

Answer 27

1) Intempéries, tempêtes
2) Remplacement de compteur électrique
3) Défaillance d’une installations

Question 28

Quelles sont les méthodes usuelles pour déterminer le déséquilibre des tensions et des courants dans un réseau polyphasé ?

Answer 28

Décomposition d’un réseau en composantes symétriques. Le déséquilibre est le rapport en %, entre les systèmes inverses et les systèmes directs.

Question 29

Par quelles grandeurs les variations de tension sont-elles caractérisées ?

Answer 29

En spécifiant la tension restante la plus basse (en cas de creux) ou la tension maximale (surtension) et la durée de l’évènement (jusqu’à ce que toutes les tensions reviennent dans la plage autorisée)

Question 30

Interharmoniques

quelle est la définition d’un interharmonique ?

quel phénomène de QT est-il engendré avec les interharmoniques ?

Answer 30

C’est une composante de fréquence d’une quantité périodique qui n’est pas un multiple entier de la fréquence à laquelle fonctionne le système d’alimentation

Flicker

Question 31

Quels effets les harmoniques peuvent-ils avoir sur les consommateurs ?

Answer 31

Leur fonctionnement peut être altéré, voir une défaillance totale est possible

Question 32

Quels sont les intervalles de mesure pour déterminer des grandeurs de base mesurées avec un analyseur de réseau (appareil de mesure de la QT) ?

Answer 32

10 ou 12 périodes (50 à 60Hz) et demi-périodes.

Question 33

Quelle est la cause la plus fréquente de la présence de transitoires ? Comment se comportent les signaux après la survenance de ces événements ?

Answer 33

Commutation des condensateurs qui sont utilisés pour la correction du facteur de puissance. C’est un transitoire oscillant

Question 34

Même si les rangs d’harmoniques (2, 4, 6, etc.) sont plutôt rares à trouver dans les distributions électriques. Quelle est la condition pour qu’ils se produisent ?

Answer 34

Lorsque des redresseurs demi-onde sont utilisés, le courant ne peut circuler que pendant une demi-période. Les signaux présentant des harmoniques pairs peuvent être reconnus par le fait que la symétrie de la demi-onde n’existe plus, c’est-à-dire que la première et la deuxième partie d’une demi-onde ne sont pas symétriques (effet miroir)

Question 35

Que spécifie le théorème de Shannon, aussi appelé théorème d’échantillonnage ?

Quelle est la fréquence d’échantillonnage minimale de l’analyseur à utiliser, si on veut déterminer les composantes harmoniques jusqu’au rang 63 d’un sig

Answer 35

La fréquence d’échantillonnage d’un signal analogique doit être égale ou supérieur au double de la plus haute fréquence le constituant si l’on veut le convertir en un signal numérique correspondant

Pour un signal de 50Hz si l’ont veut déterminer les compostant jusqu’au rang 63 ->
Fréquence d’échantillonnage minimal : 6.4 kHz 2x (63x50)

2x Rang x fréquence fondamentale

Question 36

Quel est l’objectif de la norme CEM ?

Answer 36

Fonctionnement sans problème des appareils ou des installations des clients sur le réseau de distribution d’électricité
Si tous les appareils, équipement ou composant de systèmes connectés à un réseau d’alimentation respectent les valeurs limites de CEM en ce qui concerne les perturbations du réseau et l’immunité aux interférences il est très probable que les systèmes des clients sans problème sur le réseau de distribution. Dans des cas exceptionnels, cependant, une situation (mauvaise qualité de réseau) peut encore se produire en raison de l’accumulation d’émissions parasite provenant d’équipements similaires ce qui nuit au bon
fonctionnement sur le réseau

Question 37

NeQual est un outil logiciel et une campagne de mesure des AES (Association des entreprises électriques suisses) visant à déterminer la qualité de la tension d’une zone de distribution.
Pourquoi deux mesures sont-elles prises par an en semaines 8 et 35 ?

Answer 37

En règle générale une mesure est effectuée pendant la saison froide et une autre mesure est effectuée pendant la saison chaude, ainsi la structure de consommation est différente

Question 38

Les harmoniques paires (2e, 4e, 6e, 8e, etc.) ne sont que marginalement présentes dans la distribution électrique, par ex. lorsque les appareils sont équipés de redresseurs demionde. Si des harmoniques sont présentes de manière significative, on peut donc conclure que …

Answer 38

Quelques chose ne va pas dans la distribution, c’est-à-dire que certains équipement sont défectueux

Question 39

À l’aide de condensateurs, il est possible de compenser la puissance réactive. Le facteur de puissance du réseau, en principe inductif, est déplacé vers “1” par la charge additionnelle capacitive. Quel effet (éventuellement destructeur) cela peut-il avoir si, en
plus de la fréquence du réseau, des harmoniques sont également présentes dans le réseau ?

Answer 39

Comme on le sait, les circuits oscillants peuvent être construits avec des condensateurs et des inductances. Dans chaque réseau, il existe une fréquence à laquelle la réactance inductive et la réactance capacitive sont égales et donc une résonnance se produit. Cela
peut provoquer l’accumulation de tensions inacceptables aux bornes des condensateurs et
les détruire

Question 40

L’utilisation d’appareils de radiocommunication ou de téléphones portables est interdite dans les installations à danger d’explosions (zone Ex), mais pas dans les centres informatiques ni dans les salles de contrôle/commande des GRD. Cela peut entraîner
des problèmes lorsque …

Answer 40

Lors radiofréquences, quasi comme des interférences CEM, perturbent les lignes de communication ou influencent le fonctionnement des appareils de mesure ou de protection.
L’influence est plus grande si le niveau de transmission est plus élevé par exemple si on est plus proche de l’installations.
Un concept de mise à terre médiocre peut en outre accroitre l’influence

Question 41

En Suisse, les lignes aériennes à basse tension ne se trouvent, pour la plupart, que dans les régions montagneuses.
Les lignes aériennes sont donc exposées à toutes sortes d’influences environnementales et météorologiques.
Quels dangers se cachent ici et quels aspects de la sécurité doivent être pris en compte ?

Answer 41

En général, les signes aériennes doivent être conçues pour résister aux effets des conditions météorologiques, par ex. pour supporter le poids supplémentaire de la neige et de la glace, et les pylônes doivent pouvoir résister aux tempêtes Un concept de protection contre la foudre est également nécessaire dans ce cas afin de garantir que l’installation des consommateurs raccordés ne soit pas endommagée en cas d’impact

Question 42

Qu’en est-il généralement du rapport entre l’impédance du réseau et l’impédance des charges raccordées ?

Que se passerait-t-il si les deux impédances étaient égales ?

Answer 42

L’impédance du réseau est beaucoup plus petite que l’impédance des charges raccordées.

Si l’impédance était la même, seule la moitié de la tension d’alimentation serait disponible pour les consommateurs

Question 43

Comme toute perturbation, la distorsion harmonique provoque des effets directs et des effets induits.

À quoi faut-il s’attendre (effet induit) pour les constations suivantes :

Answer 43

CONSTAT / INDUIT

A. Surcharge du conducteur de neutre (harmoniques multiples de 3) / Echauffement, incendie

B. Déclenchements intempestifs de disjoncteurs / Perte d’exploitation

C. Augmentation de la température des câbles et matériels / Vieillissement prématuré, incendies

Question 44

Préciser la définition d’une variation rapide de tension (RVC)

Answer 44

Variation rapide de la valeur efficace d’une tension entre deux niveaux consécutifs maintenus pendant des durées définies mais non spécifiées

Question 45

Quelle est la définition des conditions normales d’exploitation d’un réseau (côté GRD) ?

Answer 45

Les demandes de consommation et de production sont équilibrées, les manœuvres de réseau sont
réalisées et les défauts sont éliminés par le système de protection automatique et bien entendu, en l’absence de circonstances exceptionnelles

Question 46

Quels effets les harmoniques peuvent-elles avoir sur les consommateurs ?

Answer 46

Leur fonctionnement peut être altéré, voir une défaillance totale est possible.

Question 47

Quelle est la différence entre des appareils de mesure RMS et TRMS ?

Answer 47

Contrairement au RMS, l’appareil TRMS détermine la vrai valeur efficace, c’est-à-dire qu’il tient également compte des harmoniques et des composantes DC

Question 48

Selon Kirchhoff, que peut-on dire des courants à chaque point (de livraison) d’un réseau ?

Answer 48

La sommes de tous les courant en un point est toujours égale à zéro.

Question 49

Que spécifie la norme européenne EN50160 ?

Answer 49

Les caractéristiques de la tension fournie pr les réseaux publics de distribution. La norme définit les limites dans lesquelles doit se situer la tension d0un réseau BT, MT, HT distribué par une entreprise électriqe.

Question 50

Quel est la définition du papillotement (Flicker) ?

Answer 50

C’est l’impression d’instabilité de la sensation visuelle due à un stimulus lumineux dont la luminance ou la répartition spectrale fluctuent dans le temps

Question 51

Qu’est-ce qu’une perturbation conduite ?

Answer 51

Phénomène électromagnétique propagé le long des conduites des lignes d’une réseau d’alimentation

Question 52

Quelles sont les tâches et obligation du gestionnaire du réseau (GRD) ?

Answer 52

Il est partie responsable du fonctionnement, de la maintenance, et si nécessaire du développement du réseau d’alimentation dans une zone donnée, ainsi que de la capacité à long terme du réseau à satisfaire les demandes raisonnables pour la fourniture d’électricité.

Question 53

Qu’en-t-on par tension de référence dans la qualité de tension ?

Answer 53

3.2 La tension de référence est la tension nominale ou déclarée du réseau d’alimentation

Pour la qualité de tension
3.18 C’est la valeur spécifiée servant de base à la tension résiduelle, aux seuils et autres valeurs
exprimés sous forme d’unité ou de pourcentages (pour l’évaluation des interruptions, des creux de tension et des surtensions)

Question 54

À quel endroit du réseau les spécifications de la norme EN50160 ou les directives DACHCZ doivent-elles être mesurées et vérifiées ?

Answer 54

PCC : point de transfert entre le distributeur d’énergie et l’utilisateur du réseau

Question 55

Que spécifie la norme CEI 61000-4-30 ?

Answer 55

Elle décrit les méthodes de mesure pour la détermination des grandeurs de la qualité de la tension respectivement des phénomènes de tension et de courant

Question 56

Quelles sont les affirmations correctes lorsque le taux de THDu est :

< 5% :
de 5 à 8% :
>8% :

(indiquez par a) et/ou b), etc.)
– a) situation normale
– b) dysfonctionnements possibles
– c) conducteur de neutre doit être surdimensionné
– d) dysfonctionnement sont probables
– e) leur impact économique reste difficile à estimer
– f) réduction de la durée de vie des équipements
– g) aucune coupure de l’alimentation
– h) pollution harmonique importante

Answer 56

< 5% :
a) situation normale,
g) Aucune coupure de l’alimentation

de 5 à 8% :
b) Dysfonctionnements possible

> 8% :
d) dysfonctionnement sont probables,
h) pollution harmonique importante
c) Le conducteur neutre est dimensionner en fonction du THDi
f) ; e) Coût effectif des arrêts ou des remplacements de matériel n’est pas chiffré

Question 57

Une analyse de la qualité de tension du réseau électrique a fourni les données suivantes:

Tension U non sinusoïdale composée du spectre d’harmonique : UH1 = 230 V, UH3 = 35 V et UH5 = 16 V.

Courant I non sinusoïdal présente les harmoniques :
IH1 = 4,60 A, IH3 = 0,70 A et IH5 = 0,32 A.

Les angles de phase sont: H1 = 37° ; H3 = 42° ; H5 = 26°

Calculez la puissance active P (W), réactive Q (var) et la puissance apparente S (VA).

(rappel : H1 = fondamental, H3 = harmonique de rang 3, etc.)

Answer 57

Pactive :
P= 230 V x 4.8A x cos 37° + 35V x 0.70 A x cos 42° + 16V x 0.32 x cos 26 = 845W + 18W + 5W = 1088VA

Papparante :
S 233.2V x 4.66 = 1088VA

Preactive :
Q= 230 V x 4.8A x cos (1x90°-37°) + 35V x 0.70 A x cos (3x90°-42°) + 16V x 0.32 x cos 26 (5x90°-26°) = 637 var – 16 var + 2 var = 623 var

Question 58

Un conducteur portant un courant de 50 Hz contient aussi un 23e harmonique.

Quelle est la fréquence de cette harmonique ?

Answer 58

F23 = 23x50 = 1150Hz

Question 59

Expliquer ce que veulent dire les termes suivants:

a) surtension de manœuvre
b) sous-tension temporaire
c) gonflement de tension, creux de tension
d) UPS

Answer 59

a) surtension de manœuvre
Surtension transitoire apparaissant en un point d’un réseau et engendrée par une manœuvre ou
l’apparition d’un court-circuit

b) sous-tension temporaire
Tension électrique de valeur plus petite qu’une valeur limite spécifiée

c) gonflement de tension, creux de tension
Hausse ou baisse brutale de la tension en un point d’un réseau d’énergie électrique, suivi d’un
rétablissement de la tension auprès un court intervalle de temps allant de quelques périodes de la tension sinusoïdale à quelques secondes

d) UPS
UPS (uninterruptible power supply) source d’énergie auxiliaire alimentée par des accumulateurs, elles se mettent en service automatiquement lors d’une coupure ou d’un creux de tension pour prendre la relève du réseau en moins d’une période Elle assurent ainsi une alimentation de qualité aux équipements électroniques sensibles

Question 60

Nommer quatre types de perturbations qui peuvent affecter un réseau.

Answer 60

• Creux de tension
• Surtension
• Variation de tension
• Coupure (brève ou longue)
• Flicker
• Tension harmonique
• Déséquilibre
• …