Mesurer la qualité d'alimentation dans les installations électriques

Contexte

L'alimentation électrique idéale fournit une forme d'onde de tension sinusoïdale à fréquence constante avec une norme invariable. Au quotidien, les alimentations dérivent par rapport à cette situation idéale. En effet, les charges système varient et des phénomènes, tels que transitoires et coupures, sont susceptibles de se produire. Si la qualité d'alimentation du réseau est bonne, les charges connectées à ce dernier s'exécuteront de manière satisfaisante et efficace. En revanche, une qualité d'alimentation insuffisante peut entraîner des pannes au niveau des machines, des systèmes de commande électrique ou des ordinateurs raccordés au réseau.

Des mesures de qualité de puissance caractérisent la proportion dans laquelle une alimentation "réelle" s'approche de la situation idéale en termes de pollution harmonique, de puissance réactive et de déséquilibre de charge.

Cette approche implique de mesurer l'alimentation en termes de fréquence, d'interruptions, de papillotements, d'harmoniques et de tension inter-harmonique, ainsi que de variations de tension telles que creux, déséquilibres, changements rapides et surtensions temporaires. Pour ces mesures, la norme EN 50160 définit les caractéristiques d'une tension d'alimentation électrique destinée aux systèmes de distribution publique. Cette norme comprend en outre des limites de conformité (voir le tableau).

Comment mesurer une qualité d'alimentation

Les récepteurs de test EMI^®L'oscilloscope numérique portable Scope Rider RTH intègre huit instruments de test en un seul appareil robuste et fonctionnant sur batterie, qui apporte une solution parfaite pour cette application. Quatre canaux d'entrée isolés d'une tension nominale de 600 V (CAT IV) permettent de mesurer des systèmes triphasés sans compromettre la sécurité de l'opérateur, ni recourir à de coûteuses sondes différentielles haute tension. Couplée à une fonction d'historique, la capacité d'enregistrement sur le long terme permet de surveiller et de capturer des changements de signaux à variation lente ou des événements rares, conformément aux exigences de la norme EN 50160. Un écran tactile capacitif facilite le réglage des différents paramètres, tandis que des touches dédiées permettent d'accéder rapidement aux fonctions importantes. Pour les mesures en zones à risque élevé, l'interface WLAN intégrée permet une exploitation à distance depuis une tablette, voire un smartphone.

Harmoniques et facteur de puissance

Avec l'option d'analyse harmonique R&S^®RTH-K34, les harmoniques jusqu'au 64ème ordre sont facilement mesurées et la distorsion harmonique totale (THDr et THDf) est déterminée.

Lors de l'appui sur AUTOSET, l'oscilloscope détecte automatiquement la fréquence fondamentale au sein d'une gamme de 10 Hzet 1 kHzce qui permet la mesure également de réseaux électriques spécialisés tels que dans les avions. Les valeurs de norme, phase et fréquence instantanées de chaque composant d'harmonique s'affichent accompagnées des valeurs maximales correspondantes depuis le début du relevé. Les résultats peuvent être comparés aux limites de conformité de la norme EN 50160 ou à des limites fixées par l'utilisateur.

Identifier la source d'harmoniques indésirables ne nécessite pas de mesurer le facteur de puissance des différentes charges. Les fonctions de mesure automatiques de l'oscilloscope comprennent la puissance active et réactive, ainsi que le relevé direct du facteur de puissance.

Pertes de tension, glitchs ou variations

Le déclencheur fondé sur la largeur d'impulsion facilite la détection des pertes de tension et des glitchs. Il compare la largeur d'impulsion mesurée à une limite temporelle définie et détecte ainsi les impulsions plus courtes ou plus longues que l'intervalle spécifique. Combiné avec l'option historique et mémoire segmentée R&S^®RTH-K15, les utilisateurs peuvent capturer et collecter des événements indésirables sur de longues périodes et les analyser ultérieurement. Enregistré automatiquement à chaque acquisition, l'horodatage facilite la corrélation entre les défaillances du réseau électrique et d'autres événements survenant sur le réseau de distribution, et ainsi l'identification des sources de problèmes.

Le mode de journalisation permet de surveiller efficacement les variations de tension. En s'appuyant sur un ensemble incluant jusqu'à quatre mesures d'oscilloscope automatiques, les résultats sont automatiquement mémorisés sur une durée pouvant atteindre 23 jours. Il devient ainsi facile d'identifier des variations horaires, quotidiennes ou hebdomadaires au sein de relevés pertinents, dont la tension ou la fréquence.

Conclusion

Vérifier la qualité d'alimentation et résoudre des problèmes au sein d'installations électriques passe par un certain nombre de mesures assez différentes. En fournissant huit instruments de test en un seul boîtier robuste et fonctionnant sur batterie, l'oscilloscope numérique portable R&S^®RTH est une solution flexible et puissante pour cette application. Les fonctions intégrées intègrent notamment les mesures automatiques de la tension et du facteur de puissance, ou encore la mémorisation pour caractériser des variations de tension intermittentes et sur le long terme. Des baisses de tension peuvent être enregistrées en utilisant les capacités de déclenchement avancées telles que la largeur d'impulsion en combinaison avec l'option historique R&S^®RTH-K15. Les récepteurs de test EMI^®L'option logicielle RTH-K34 permet une analyse des harmoniques automatisée. Le mode de journalisation permet de surveiller efficacement les variations de tension. En se basant sur un ensemble de quatre mesures automatiques maximum de l'oscilloscope, les résultats sont automatiquement enregistrés jusqu'à 23 jours. Les variations horaires, quotidiennes ou mensuelles en tension, fréquence ou tout autre mesure pertinente peuvent facilement être découvertes.