Iec 61000 4 27 2009

IEC 61000-4-27 ® Edition 1.1 2009-04 INTERNATIONAL STANDARD NORME INTERNATIONALE BASIC EMC PUBLICATION PUBLICATION FONDAMENTALE EN CEM Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-27: Testing and measurement techniques – Unbalance, immunity test for equipment with input current not exceeding 16 A per phase IEC 61000-4-27:2000+A1:2009 Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4-27: Techniques d’essai et de mesure – Essai d’immunité aux déséquilibres pour des matériels avec un courant appelé n’excédant pas 16 A par phase THIS PUBLICATION IS COPYRIGHT PROTECTED Copyright © 2009 IEC, Geneva, Switzerland All rights reserved Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either IEC or IEC's member National Committee in the country of the requester If you have any questions about IEC copyright or have an enquiry about 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electronic and related technologies About IEC publications The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC Please make sure that you have the latest edition, a corrigenda or an amendment might have been published ƒ Catalogue of IEC publications: www.iec.ch/searchpub The IEC on-line Catalogue enables you to search by a variety of criteria (reference number, text, technical committee,…) It also gives information on projects, withdrawn and replaced publications ƒ IEC Just Published: www.iec.ch/online_news/justpub Stay up to date on all new IEC publications Just Published details twice a month all new publications released Available on-line and also by email ƒ Electropedia: www.electropedia.org The world's leading online dictionary of electronic and electrical terms containing more than 20 000 terms and definitions in English and French, with equivalent terms in additional languages Also known as the International Electrotechnical Vocabulary online ƒ 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``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - BASIC EMC PUBLICATION PUBLICATION FONDAMENTALE EN CEM Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-27: Testing and measurement techniques – Unbalance, immunity test for equipment with input current not exceeding 16 A per phase Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4-27: Techniques d’essai et de mesure – Essai d’immunité aux déséquilibres pour des matériels avec un courant appelé n’excédant pas 16 A par phase INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION COMMISSION ELECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE PRICE CODE CODE PRIX ICS 33.100.20 ® Registered trademark of the International Electrotechnical Commission Marque déposée de la Commission Electrotechnique Internationale CE ISBN 2-8318-1034-70 –2– 61000-4-27 © IEC:2000+A1:2009 CONTENTS FOREWORD INTRODUCTION .5 Scope and object Normative references Definitions General Test levels Test equipment 6.1 Test generators .8 6.2 Verification of the characteristics of the test generators Test set-up .9 Test procedures 10 8.1 Laboratory reference conditions 10 8.2 Execution of the test 10 Evaluation of test results 11 10 Test report 11 Annex A (informative) Sources, effects and measurement of unbalance 14 Annex B (informative) Calculation of the degree of unbalance 17 Annex C (informative) Information on test levels 18 Annex D (informative) Electromagnetic environment classes 19 Bibliography 20 Figure – Example of unbalanced three-phase supply voltage (Test 3) 12 Figure – Succession of three unbalance sequences of the test (the voltages U a , U b , U c rotate) 12 Figure – Schematic diagram of test instrumentation for unbalance 13 ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - Figure – Example of test generator verification load Figure A.1 – Unbalanced voltage vectors 15 Figure A.2 – Components of the unbalanced vectors in figure A.1 15 Table – Test levels .8 Table – Characteristics of the generator .8 61000-4-27 © IEC:2000+A1:2009 –3– INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION _ ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC) – Part 4-27: Testing and measurement techniques – Unbalance, immunity test for equipment with input current not exceeding 16 A per phase FOREWORD 1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising all national electrotechnical committees (IEC National Committees) The object of IEC is to promote international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields To this end and in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications, Technical Reports, Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as “IEC Publication(s)”) Their preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may participate in this preparatory work International, governmental and nongovernmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation IEC collaborates closely with the International Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two organizations 2) The formal decisions or agreements of IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all interested IEC National Committees 3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National Committees in that sense While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any misinterpretation by any end user 5) IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any equipment declared to be in conformity with an IEC Publication 6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication 7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC Publications 8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication Use of the referenced publications is indispensable for the correct application of this publication 9) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this IEC Publication may be the subject of patent rights IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights International Standard IEC 61000-4-27 has been prepared by subcommittee 77A: Lowfrequency phenomena, of IEC technical committee 77: Electromagnetic compatibility It forms part 4-27 of IEC 61000 It has the status of basic EMC publication in accordance with IEC Guide 107 This consolidated version of IEC 61000-4-27 consists of the first edition (2000) [documents 77A/308/FDIS and 77A/314/RVD] and its amendment (2009) [documents 77A/672/FDIS and 77A/675/RVD] The technical content is therefore identical to the base edition and its amendment and has been prepared for user convenience It bears the edition number 1.1 ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - 4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications Any divergence between any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in the latter –4– 61000-4-27 © IEC:2000+A1:2009 A vertical line in the margin shows where the base publication has been modified by amendment Annexes A, B, C and D are for information only • reconfirmed, • withdrawn, • replaced by a revised edition, or • amended ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - The committee has decided that the contents of the base publication and its amendments will remain unchanged until the maintenance result date indicated on the IEC web site under "http://webstore.iec.ch" in the data related to the specific publication At this date, the publication will be 61000-4-27 © IEC:2000+A1:2009 –5– INTRODUCTION This standard is part of IEC 61000 series, according to the following structure: Part 1: General General considerations (introduction, fundamental principles) Definitions, terminology Part 2: Environment Description of the environment Classification of the environment Compatibility levels Part 3: Limits Emission limits Immunity limits (in so far as they not fall under the responsibility of product committees) Part 4: Testing and measurement techniques Measurement techniques Testing techniques Part 5: Installation and mitigation guidelines Installation guidelines Mitigation methods and devices Part 9: Miscellaneous Each part is further subdivided into several parts, published either as International Standards or as technical specifications or technical reports, some of which have already been published as sections Others will be published with the part number followed by a dash and completed by a second number identifying the subdivision (example: 61000-6-1) ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - Part 6: Generic standards –6– 61000-4-27 © IEC:2000+A1:2009 ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC) – Part 4-27: Testing and measurement techniques – Unbalance, immunity test for equipment with input current not exceeding 16 A per phase Scope and object This part of IEC 61000 is a basic EMC (electromagnetic compatibility) publication It considers immunity tests for electric and/or electronic equipment (apparatus and system) in its electromagnetic environment Only conducted phenomena are considered, including immunity tests for equipment connected to public and industrial networks The object of this standard is to establish a reference for evaluating the immunity of electrical and electronic equipment when subjected to unbalanced power supply voltage This standard applies to 50 Hz/60 Hz three-phase powered electrical and/or electronic equipment with rated line current up to 16 A per phase This standard does not apply to equipment with three-phase plus neutral connection if that equipment operates as a group of single-phase loads connected between phase and neutral This standard does not apply to electrical and/or electronic equipment connected to a.c 400 Hz distribution networks This standard does not include tests for the zero-sequence unbalance factor The immunity test levels required for a specific electromagnetic environment together with performance criteria are indicated in the product, product family or generic standards as applicable This immunity test should be included in product, product family or generic standards when equipment is likely to show reduced performance or function when exposed to a supply voltage with voltage unbalance The verification of the reliability of electrical components (capacitors, motors, etc.) and longterm effects (greater than a few minutes) is not considered in this standard Normative references The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this part of IEC 61000 For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications not apply However, parties to agreements based on this part of IEC 61000 are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below For undated references, the latest edition of the normative document referred to applies Members of IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards IEC 60050(161), International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 161: Electromagnetic compatibility IEC 61000-2-4, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 2: Environment – Section 4: Compatibility levels in industrial plants for low-frequency conducted disturbances 61000-4-27 © IEC:2000+A1:2009 –7– Definitions For the purposes of this part of IEC 61000, the following definitions apply 3.1 immunity (to a disturbance) ability of a device, equipment or system to perform without degradation in the presence of an electromagnetic disturbance [IEV 161-01-20] 3.3 unbalance factor k u2 (%) ratio of the negative sequence component to the positive sequence component measured at mains frequency (50 Hz or 60 Hz) as defined by the method of symmetrical components k u2 = 100 % (U / U ) (negative-sequence voltage/positive-sequence voltage) NOTE The negative-sequence voltages in a network mainly result from the negative currents of unbalanced loads flowing in the network 3.4 malfunction termination of the ability of an equipment to carry out intended functions or the execution of unintended functions by the equipment General Three-phase electrical and electronic equipment may be affected by voltage unbalance Annex A describes the sources, effects and measurement of this disturbance Unbalance is caused by either voltage amplitude or phase-shift variations A formula for the calculation of the unbalance factor, based upon these parameters, is given in annex B The purpose of the test is to investigate the influence of unbalance in a three-phase voltage system on equipment which may be sensitive to this disturbance, which could cause: − overcurrents in a.c rotating machines; − generation of non-characteristic harmonics in electronic power converters; − synchronization problems or control errors in the control part of electrical equipment (see annex A) Test levels The equipment under test (EUT) is set up at a steady mains voltage and is then subjected to unbalance sequences according to figure Table specifies the test levels which are derived as explained in annex C The duration of the unbalance test, specified between 0,1 s to 60 s, can be taken as a general guide to study short-term effects ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - 3.2 voltage unbalance in a polyphase system, condition in which the r.m.s values of the phase voltages or the phase angles between consecutive phases are not all equal [IEV 161-08-09] –8– 61000-4-27 © IEC:2000+A1:2009 Table – Test levels Test number Test Test level Class Test level for Class Test Test NOTE NOTE Amplitude % UN Angle k u2 Time Amplitude % UN Angle ° % s Ua 100 0° Ua 100 0° Ub 95,2 125° Ub 93,5 127° Uc 90 240° Uc 87 240° Ua 100 0° Ua 100 0° Ub 90 131° Ub 87 134° Uc 80 239° Uc 74 238° Ua 110 0° Ua 110 0° Ub 66 139° Ub 66 139° Uc 71 235° Uc 71 235° Phase No test required Test level for Class 13 25 30 15 0,1 Phase k u2 Time % s 60 17 15 25 Test level for Class X U N is the nominal voltage U b is lagging against U a , and U c is leading against U a Tests are respectively specified for equipment in relation to levels and in IEC 61000-2-4 The product committee may specify any test level; however, for equipment connected to public supply systems, it is recommended that the levels should not be lower than those defined for class 6.1 Test equipment Test generators The generator shall have provisions to prevent the emission of disturbances which, if injected in the power supply network, may influence the test results The output voltage shall be adjusted to ±1% of U N and the phase to ±0,3° Table – Characteristics of the generator Characteristic Performance specification Output voltage capability U N +15, −40 % Output voltage accuracy ±2 % of U N Output current capability Sufficient to supply the EUT under all test conditions Overshoot/undershoot of the actual voltage, generator loaded with 100 Ω resistive load Less than % of the change in voltage Voltage rise (and fall time) during voltage changes, generator loaded with 100 Ω resistive load μs to μs Total harmonic distortion of the output voltage Less than % Phase shifting 0°, 120° and 240° ± 30° Phase accuracy 1° between any two phases Frequency accuracy 0,5 % of f (50 Hz or 60 Hz) ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - – 30 – 61000-4-27 © CEI:2000+A1:2009 Procédures d’essai 8.1 Conditions de référence en laboratoire Afin de minimiser l’impact des paramètres liés l’environnement sur les résultats des essais, ceux-ci doivent être réalisés dans les conditions de référence climatiques et électromagnétiques indiquées en 8.1.1 et 8.1.2 8.1.1 Conditions climatiques A moins qu'il en soit spécifié autrement par le comité responsable d'une norme générique ou d'une norme de produit, les conditions climatiques dans le laboratoire doivent être dans les limites spécifiées pour le fonctionnement de l'EST et des matériels d'essai par les constructeurs respectifs Les essais ne doivent pas être réalisés si l'humidité relative est telle qu'elle cause une condensation sur l'EST ou sur les matériels d'essai NOTE Lorsqu'il est estimé qu'il y a une évidence suffisante pour démontrer que les effets du phénomène couvert par la présente norme sont influencés par les conditions climatiques, il convient d'en informer le comité responsable de la présente norme 8.1.2 Conditions électromagnétiques Les conditions électromagnétiques du laboratoire ne doivent pas influencer les résultats des essais 8.2 Exécution des essais L’EST doit être placé dans des conditions de fonctionnement normal Les essais doivent avoir lieu conformément un programme d’essais qui doit indiquer: – le numéro d’essai (voir tableau 1); – le niveau d’essai; – la durée de l’essai; – les accès auxquels les essais doivent être appliqués; – les conditions de fonctionnement représentatives de l’EST; – les matériels auxiliaires L’alimentation, les signaux et les autres grandeurs électriques fonctionnelles doivent être appliquées dans les limites de leurs plages assignées Si les sources réelles des signaux d’exploitation ne sont pas disponibles, elles peuvent être simulées Pour chaque niveau d’essai, une succession de trois combinaisons de déséquilibre au minimum doit être appliquée, avec un intervalle de au moins entre deux combinaisons consécutives (voir figure 2) Les tensions d’essais appliquées doivent être obtenues par permutation circulaire comme indiqué ci-après: Première combinaison: Seconde combinaison: Troisième combinaison: U a sur L ; U b sur L ; U c sur L ; U a sur L ; U b sur L ; U c sur L ; U a sur L ; U b sur L ; U c sur L 61000-4-27 © CEI:2000+A1:2009 – 31 – ó U a , U b et U c sont les tensions du générateur (voir tableau 1); L , L et L sont les bornes d’alimentation de l’EST Les changements de tension d'alimentation doivent se produire aux passages zéro de U a Le générateur d’essai doit avoir en sortie une basse impédance en régime permanent et durant les périodes de transition Toute dégradation des performances doit être relevée pour chaque essai Il convient que le matériel d'enregistrement soit capable d'afficher l'état du mode opératoire de l'appareil en cours d’essai et après l’essai Une vérification fonctionnelle complète doit être effectuée après chaque groupe d’essai Evaluation des résultats d'essai Les résultats d'essai doivent être classés en tenant compte de la perte de fonction ou de la dégradation du fonctionnement du matériel soumis l'essai, par rapport un niveau de comportement défini par son constructeur ou par le demandeur de l'essai, ou en accord entre le constructeur et l'acheteur du produit La classification recommandée est comme suit: a) comportement normal dans les limites spécifiées par le constructeur, le demandeur de l'essai ou l'acheteur; b) perte temporaire de fonction ou dégradation temporaire du comportement cessant après la disparition de la perturbation, le matériel soumis l'essai retrouve alors son comportement normal sans l'intervention d'un opérateur; c) perte temporaire de fonction ou dégradation temporaire du comportement nécessitant l'intervention d'un opérateur; d) perte de fonction ou dégradation du comportement non récupérable, due une avarie du matériel ou du logiciel, ou une perte de données La spécification du constructeur peut définir des effets sur l'EST qui peuvent être considérés comme non significatifs et donc acceptables ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - Cette classification peut être utilisée comme un guide pour l'élaboration des critères de comportement, par les comités responsables pour les normes génériques, de produit et de famille de produits, ou comme un cadre pour l'accord sur les critères de comportement entre le constructeur et l'acheteur, par exemple lorsqu'aucune norme générique, de produit ou de famille de produit existe 10 Rapport d'essai Le rapport d'essai doit contenir toutes les informations nécessaires pour reproduire l'essai En particulier, ce qui suit doit être noté: – les points spécifiés dans le plan d'essai requis l'article de la présente norme; – l'identification de l'EST et de tous les matériels associés, par exemple marque, type, numéro de série; – l'identification des matériels d'essai, par exemple marque, type, numéro de série; – toutes les conditions d'environnement spéciales dans lesquelles l'essai a été réalisé, par exemple enveloppe blindée; – toutes les conditions spécifiques nécessaires pour permettre la réalisation de l'essai; – le niveau de comportement défini par le constructeur, le demandeur de l'essai ou l'acheteur; 61000-4-27 © CEI:2000+A1:2009 – le critère de comportement spécifié dans la norme générique, de produit ou de famille de produits; – tous les effets observés sur l'EST pendant et après l'application de la perturbation, et la durée pendant laquelle ces effets ont persisté; – la justification de la décision succès/échec (basée sur le critère de comportement spécifié dans la norme générique, de produit ou de famille de produits, ou dans l'accord entre le constructeur et l'acheteur); – toutes les conditions spécifiques d'utilisation, par exemple longueur ou type de câble, blindage ou raccordement la terre, ou les conditions de fonctionnement de l'EST, qui sont requises pour assurer la conformité ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - – 32 – 61000-4-27 © CEI:2000+A1:2009 – 33 – L1 | | L2 | | L3 | | ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - 400 200 Ua n Ub n Uc n 200 400 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 t | | | 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 n Changement au passage par zéro de la phase non perturbée IEC 1096/2000 Figure – Exemple de tension d'alimentation triphasée déséquilibrée (essai 3) L1 L2 L3 | | | | | | L2 L3 L1 | | | | | | 0 0.02 0.04 L3 L1 L2 | | | | | | 0 0.02 0.04 0.02 0.04 ←⎯⎯⎯⎯→←⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ minimum de 180 s séquence déséquilibrée de durée t IEC Figure – Succession de trois combinaisons de déséquilibre dans l’essai (les tensions U a , U b , U c sont alternées) NOTE Ces figures s'appliquent aux réseaux 50 Hz 1097/2000 – 34 – 61000-4-27 © CEI:2000+A1:2009 Trois phases d’alimentation Commande Générateur de Alimentation forme d'onde Amplificateur Voltmètre oscilloscope EST Neutre (si disponible) IEC Figure – Schéma de l’instrumentation d’essai au déséquilibre 1098/2000 ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - 61000-4-27 © CEI:2000+A1:2009 – 35 – Annexe A (informative) Sources, effets et mesure du déséquilibre A.1 Sources Le déséquilibre est principalement causé par les charges monophasées Dans les réseaux basse tension, les charges monophasées sont presque exclusivement connectées entre phase et neutre, mais elles sont rộparties de faỗon plus ou moins ộgale entre les trois phases Dans les réseaux moyenne et haute tension, les charges monophasées peuvent être connectées entre phases ou entre phase et neutre Les charges monophasées importantes sont par exemple les alimentations alternatives ferroviaires, les fours induction monophasés Certaines charges triphasées régime asymétrique telles que les fours arc sont aussi la cause de déséquilibre Dans les réseaux, des niveaux de déséquilibre importants mais de courte durée sont typiquement dus aux défauts Ces défauts se produisent principalement sur les réseaux basse tension, mais peuvent également se produire sur les réseaux moyenne et haute tension En fonction des caractéristiques des équipements de protection et de l’impédance de réseau, ces phénomènes engendrent les différentes conditions de défaut décrites dans le tableau A.2 Effets En situation de déséquilibre, l'impédance d'une machine induction triphasée est similaire celle qu'elle présente au démarrage (faible impédance), ce qui provoque un très fort appel de courant, l'intensité pouvant atteindre dix fois celle en fonctionnement En conséquence, une machine fonctionnant sur une alimentation déséquilibrée appelle un courant dont le degré de déséquilibre est plusieurs fois supérieur celui de l'alimentation C'est pourquoi les courants triphasés peuvent être très différents; l'effet de surchauffe des phases affectées par les intensités supérieures n'est que partiellement compensé par le moindre échauffement des autres phases L'échauffement peut conduire la déconnexion d'une phase, avec risque de destruction rapide de la machine Les moteurs et les alternateurs, en particulier les plus gros et les plus coûteux, peuvent être équipés de dispositifs de protection afin de détecter ces phénomènes et de couper l'alimentation de la machine Si le déséquilibre de l'alimentation est suffisant, la protection «monophasée» peut réagir aux courants de déséquilibre et déconnecter la machine Les convertisseurs polyphasés, dans lesquels les tensions des phases individuelles l'entrée contribuent tour tour la sortie continue, sont eux aussi affectés par une alimentation déséquilibrée, qui provoque l'apparition d'une composante sinusọdale indésirable du cơté continu, et des harmoniques non caractéristiques du côté alternatif Les équipements de commande peuvent également être perturbés, particulièrement ceux dont la conception suppose un réseau équilibré En outre, pour des raisons économiques, les capteurs ne sont souvent installés que sur une ou deux phases Il se produit alors des erreurs de commande ou de régulation pouvant conduire de graves dégradations de performances ``,,`,,,``,```,,`,`` – 36 – A.3 61000-4-27 © CEI:2000+A1:2009 Mesure A.3.1 Composantes symétriques La méthode des composantes symétriques décrite dans ce qui suit est présentée dans le contexte des systèmes triphasés, mais elle s'applique également aux systèmes polyphasés Un système d'alimentation triphasé est déséquilibré lorsque les trois vecteurs liés utilisés pour le représenter, par exemple la tension ou le courant, sont d'amplitude différente, ou lorsque l'angle de phase entre deux vecteurs consécutifs n'est pas de 120° Pour ces circuits déséquilibrés, la méthode des composantes symétriques permet de simplifier et de clarifier le calcul des défauts résultant du déséquilibre, les charges non équilibrées et les limites de stabilité dans un système d’alimentation triphasé Cette méthode réduit les trois vecteurs en déséquilibre (U a , U b et U c la figure A.1) trois ensembles de vecteurs équilibrés (U 1a , U 1b , U 1c ; U 2a , U 2b , U 2c ; U 0a , U 0b , U 0c la figure A.2) Les trois vecteurs de chaque ensemble sont d'amplitude égale, et espacés soit de 0° (figure A.2c) soit de 120° (figure A.2a et A.2b) Chaque ensemble (par exemple U 1a , U 1b , U 1c ), est une composante symétrique des vecteurs déséquilibrés d'origine, qualifiée de système de vecteurs direct, inverse ou nul Ce concept s'applique aux vecteurs tournants tels que ceux de tension et d'intensité, ainsi qu'aux vecteurs non tournants comme ceux d'impédance ou d'admittance Ce qui suit concerne les vecteurs tournants de tension L'exemple suivant montre des composantes symétriques d'amplitudes et de phases représentatives d'une condition de défaut En fonctionnement normal, dans un système soumis un déséquilibre, les tensions U et U sont en général égales un faible pourcentage de U N IEC 1099/2000 Figure A.1 – Vecteurs de tension déséquilibrée U Ua 1a U U2b U 1c U 0b U2a Ub U 0c U2c U c 0a U 1b IEC a) séquence directe b) séquence inverse 1100/2000 c) séquence homopolaire Figure A.2 – Composantes des vecteurs déséquilibrés de la figure A.1 Les trois ensembles de vecteurs ont le même sens de rotation (anti-horaire) que celui supposé pour les vecteurs de déséquilibre d'origine La séquence inverse ne tourne pas dans le sens opposé celui du système direct, mais la succession des phases est opposée la succession des phases de l'ensemble du système direct La succession des phases est, en fonction du temps, l’ordre dans lequel les valeurs maximales se produisent 61000-4-27 © CEI:2000+A1:2009 A.3.2 A.3.2.1 – 37 – Facteurs de déséquilibre inverse et homopolaire Facteur de déséquilibre inverse Une fois les composantes symétriques obtenues partir du système de tension déséquilibré, le degré de déséquilibre de tension inverse peut être déterminé l'aide du rapport entre la composante inverse et la composante directe Ce rapport est couramment appelé facteur de déséquilibre (k u2 ): k u2 = U /U où U est la tension inverse; U est la tension directe La propagation des tensions inverses depuis les réseaux basse tension vers les réseaux haute tension se produit avec une forte atténuation Dans le sens opposé (c’est-à-dire du niveau haut au niveau bas), l'atténuation éventuelle dépend de la présence de machines tournantes triphasées, qui ont un effet d'équilibrage Les tensions inverses dans un réseau proviennent principalement des courants inverses des charges déséquilibrées circulant sur le réseau en question A.3.2.2 Facteur de déséquilibre homopolaire De plus, il est possible de déterminer le déséquilibre de tension homopolaire par le rapport entre la composante homopolaire et la composante directe, le facteur de déséquilibre (k u0 ): k u0 = U /U où U est la tension homopolaire; U est la tension directe ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - La propagation de la tension de déséquilibre homopolaire est arrêtée par les transformateurs couplage en triangle Les tensions homopolaires proviennent principalement des courants homopolaires des charges déséquilibrées circulant sur le réseau en question Elles peuvent affecter les équipements triphasés raccordés de phase neutre, mais elles épargnent la plupart des appareils raccordés entre phases A.3.3 Précaution de mesure Il est nécessaire que les facteurs de déséquilibre de tension soient mesurés la fréquence fondamentale (50 Hz ou 60 Hz), sinon la contribution de la composante homopolaire, tension d’harmonique trois, par exemple, et/ou celle de la composante inverse, tension d’harmonique cinq par exemple, peuvent augmenter le facteur de déséquilibre mesuré, et être l'origine d'une erreur, puisque cette contribution n'a pas sur l'équipement les mêmes effets que le déséquilibre la fréquence fondamentale – 38 – 61000-4-27 © CEI:2000+A1:2009 Annexe B (informative) Calcul du taux de déséquilibre U cos (φ ) = UN UN [k a cos (φ a ) + k b cos (φ b ) + k c cos (φ c )] [k a sin (φ a ) + k b sin (φ b ) + k c sin (φ c )] U ⎡ 4π ⎞ 2π ⎞ ⎤ ⎛ ⎛ U cos (φ ) = N ⎢ k a cos (φ a ) + k b cos ⎜ φ b − ⎟ + k c cos ⎜ φ c − ⎟⎥ ⎣ ⎠ ⎠⎦ ⎝ ⎝ UN ⎡ 4π ⎞ 2π ⎞ ⎤ ⎛ ⎛ U sin (φ ) = ⎟ + k c sin ⎜ φ c − ⎟⎥ ⎢ k a sin (φ a ) + k b sin ⎜ φ b − ⎣ ⎠ ⎠⎦ ⎝ ⎝ U sin (φ ) = où k a est le pourcentage de tension sur la phase a, φ a déphasage de la phase a; k b est le pourcentage de tension sur la phase b, φ b déphasage de la phase b; 2π 4π ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ + φ b ⎟ , U c = k c U N cos ⎜ wt − + φc ⎟ U a = k a U N cos ( wt + φ a ), U b = k b U N cos ⎜ wt − 3 ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ Composante directe: U = U cos ( φ ) + jU sin ( φ ) Composante inverse: U = U cos ( φ ) + jU sin ( φ ) Déséquilibre k u2 : ku = U2 U1 = (U cos (φ ) ) + (U sin (φ ) ) (U 1cos (φ ) ) + (U 1sin (φ ) ) Ua Ub U2 U1 Uc 1 IEC 1101/2000 NOTE Des compléments d’informations sont disponibles dans l’ouvrage suivant: Wagner, C.F., and Evans R.D.: Symmetrical components, Edition R KRIEGER ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - k c est le pourcentage de tension sur la phase c, φ c déphasage de la phase c 61000-4-27 © CEI:2000+A1:2009 – 39 – Annexe C (informative) Informations sur les niveaux d’essai Les courants déséquilibrés provoqués par des déséquilibres de tension peuvent causer de graves dommages aux équipements électriques Un degré relativement important de déséquilibre peut appartre brièvement, notamment en cas de court-circuit entre deux phases Dans un tel cas, le très fort courant passant provoque une importante chute de tension et un déphasage des phases concernées Cette situation dure jusqu’à l’ouverture du disjoncteur La sévérité du court-circuit détermine la sévérité du déséquilibre de tension La durée du déséquilibre correspond au temps de réaction du disjoncteur qui est inversement proportionnel l’importance du court-circuit L'impédance complexe employée dans la CEI 60725 est Z i = 0,24 + j 0,15 (conducteur de phase) Les caractéristiques du disjoncteur, choisies pour la détermination des niveaux d’essais sont celles du type D, telles que spécifiées dans la CEI 60898 – 40 – 61000-4-27 © CEI:2000+A1:2009 Annexe D (informative) Classes d’environnement électromagnétique Les classes d’environnement électromagnétiques suivantes ont été résumées partir de la CEI 61000-2-4 Classe Cette classe s’applique des alimentations protégées et est caractérisée par des niveaux de compatibilité plus faibles que ceux du réseau public Elle se rapporte l’utilisation d’équipements très sensibles aux perturbations de l’alimentation, par exemple les instruments de laboratoire, certains dispositifs d’automatisation et de protection, certains ordinateurs, etc NOTE – La classe d’environnement contient normalement des équipements qui nécessitent une protection par des appareils tels qu’alimentation sans interruption (ASI), filtres ou parasurtenseurs – Dans certains cas, des équipements hautement sensibles peuvent nécessiter des niveaux de compatibilité plus bas que ceux de la classe d’environnement Les niveaux de compatibilité sont alors agréés cas par cas Classe Cette classe s’applique aux points communs de couplage (PCC pour les réseaux client) et aux points communs de couplage interne (PCI), plus généralement dans des installations industrielles Les niveaux de compatibilité de cette classe sont identiques ceux des réseaux publics; ainsi, les composants utilisés pour les applications dans les réseaux publics peuvent être utilisés aussi dans cette classe d’environnement industriel Classe Cette classe s’applique uniquement aux PCI dans un environnement industriel Le niveau de compatibilité y est plus élevé que celui de la classe pour certaines perturbations Par exemple, cette classe doit être retenue quand au moins l’une des conditions suivantes est rencontrée: – une part majeure de la charge est alimentée au travers de convertisseurs électroniques; – des machines de soudage sont présentes; – des moteurs puissants sont fréquemment démarrés; – les charges varient rapidement NOTE L’alimentation de charges fortement perturbatrices, tels que les fours arc et les gros convertisseurs de puissance, qui sont généralement alimentés partir d’un jeu de barre séparé, est souvent caractérisée par un niveau de perturbations dépassant celui de la classe (environnement sévère) Dans de telles situations particulières, il convient que les niveaux de compatibilité soient adaptés en conséquence La classe applicable pour des installations nouvelles et l’extension d’installations existantes doit être en rapport avec les types d’appareils et de procédures utilisés 61000-4-27 © CEI:2000+A1:2009 – 41 – Bibliographie CEI 60725, Considérations sur les impédances de référence utiliser pour la détermination des caractéristiques de perturbation des appareils électrodomestiques et les équipements analogues CEI 60898, Petit appareillage électrique – Disjoncteurs pour la protection contre les surintensités pour installations domestiques et analogues _ ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION 3, rue de Varembé PO Box 131 CH-1211 Geneva 20 ``,,`,,,``,```,,`,``,`,````,,`-`-`,,`,,`,`,,` - Switzerland Tel: + 41 22 919 02 11 Fax: + 41 22 919 03 00 info@iec.ch www.iec.ch