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Couplage des alternateurs
Nécessité du couplage
Modèle électrique de l’alternateur U = k.N. Z
U = k.N. = 0 Z Alternateur à l’arrêt, N = 0
U = k.N. = 0 Z Alternateur à l’arrêt, N = 0 Fermeture du disjoncteur de couplage
Z Alternateur à l’arrêt, N = 0 Fermeture du disjoncteur de couplage I
Z Alternateur à l’arrêt, N = 0 I
Z
Nécessité du couplage n Sous peine de faire circuler des courants destructeurs, il faut que l’alternateur soit en ''opposition'' avec le réseau.
Quand fermer le disjoncteur de couplage ? A2A2
Les sinusoïdes de chaque phase doivent se superposer
Pour superposer 2 sinusoïdes, il faut : n Égalité des fréquences. n Égalité des tensions. n Égalité des phases.
réseau alternateur Nécessité de l’égalité des fréquences
réseau alternateur Nécessité de l’égalité des tensions
I
réseau alternateur Nécessité de l’égalité des phases
I
Quand coupler ?
Feux ''battants'' évolution des tensions simples
A2A2
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A2A2
Régulateur de vitesse Pour alternateur ou turbine
Vapeur ou combustible
Vapeur ou combustible
Vapeur ou combustible
Vapeur ou combustible Modification de la position de l’axe de rotation Modification de la caractéristique mécanique
Caractéristique mécanique
puissance Vitesse de rotation N0N0 P max N1N1 Statisme = N 0 - N1N1 ( N 0 +N1N1 )/2
puissance Vitesse de rotation N0N0 P max N1N1 Statisme positif : N 0 > N1N1
puissance Vitesse de rotation N0N0 P max N1N1 Pour une position donnée de l’axe de rotation coulisseau/vanne, les variations de puissance demandée à l’alternateur se traduisent par une translation verticale de la caractéristique méca
Vapeur ou combustible
Vapeur ou combustible
puissance Vitesse de rotation N0N0 P max N1N1 Pour une position donnée de l’axe de rotation coulisseau/vanne, les variations de puissance demandée à l’alternateur se traduisent par une translation verticale de la caractéristique méca P
puissance Vitesse de rotation N0N0 P max N1N1 Pour une position donnée de l’axe de rotation coulisseau/vanne, les variations de puissance demandée à l’alternateur se traduisent par une translation verticale de la caractéristique méca P
Vapeur ou combustible
puissance Vitesse de rotation N0N0 P max N1N1 Pour une vitesse donnée du diesel ou de la turbine, une variation de hauteur de l’axe de rotation se traduit par une variation de la pente de la caractéristique méca
Vapeur ou combustible
puissance Vitesse de rotation N0N0 P max N1N1 Pour une vitesse donnée du diesel ou de la turbine, une variation de hauteur de l’axe de rotation se traduit par une variation de la pente de la caractéristique méca
Vapeur ou combustible
puissance Vitesse de rotation N0N0 P max N1N1 Pour une vitesse donnée du diesel ou de la turbine, une variation de hauteur de l’axe de rotation se traduit par une variation de la pente de la caractéristique méca
puissance Vitesse de rotation N0N0 P max N1N1 Statisme négatif : N 0 < N1N1
puissance Vitesse de rotation N0N0 P max N1N1 Statisme positif pente de la droite
Stabilité du couplage de deux machines
puissance Vitesse de rotation N0N0 N P1P1 machine 1 P2P2 machine 2 La loi de répartition d’une puissance P entre les 2 machines est parfaitement déterminée
N P P N1=N1= N2N2 P1P1 P2P2
N P P N1=N1= N2N2 P’ 1 P2P2
N P P N’ 1 N2N2 P’ 1 P2P2
N P P N’ 1 N2N2 P1P1 P’ 2
N P P N’ 1 N’ 2 P’ 1 P’ 2
P1P1 N1N1 P’ 1 N’ 1 P’ 1 N 1 or P=Cx2 N P’’ 1 car C cte
P1P1 N1N1
N P P N1=N1= N2N2 P1P1 P2P2
N P P N1N1 N2N2 P1P1 P2P2
P1P1 N1N1 P’ 1 <P 1 et N’ 1 <N 1 P=Cx2 N P’’ 1
N P P P1P1 P2P2 N1=N1= N2N2 P 1 +P 2 à vide statisme < 0 instabilité
N P P P1P1 P2P2 N1=N1= N2N2 statisme = 0 astabilité P’ 1 P’ 2
Il faut du statisme positif !
Diagrammes vectoriels de marche en parallèle
Alternateur A 1 : E = U + L I 1 Alternateur A 2 : E = U + L I 2 jL I 1 I1I1 U1U1 E1E1 I2I2 U2U2 jL I 2 E2E2
jL I 1 I1I1 U1U1 E1E1 90°-
P1P1 = jL I 1 I1I1 U1U1 E1E1 L I 1 cos L I 1 cos = LL U x UI 1 cos = LL U x P 1
Q1Q1 = jL I 1 I1I1 U1U1 E1E1 L I 1 sin L I 1 sin = LL U x UI 1 sin = LL U x Q 1
jL I 1 I1I1 U1U1 E1E1 0 P P fournie ALTERNATEUR
jL I 1 I1I1 U1U1 E1E1 0 P P absorbée MOTEUR
Q fournie par l’alternateur jL I 1 I1I1 U1U1 E1E1 0 Q
Q consommée par l’alternateur jL I 1 I1I1 U1U1 E1E1 0 Q
Diagramme vectoriel du couplage d’un alternateur
Égalisation des puissances actives
jL I 1 I1I1 U1U1 E1E1 P consommée Q consommée
I1I1 U1U1 E1E1 Instant après la fermeture du disjoncteur de couplage
I1I1 U1U1 E1E1 P consommée P/2
I1I1 U1U1 E1E1 P consommée P/2 Action sur le '‘moins vite''
I1I1 U1U1 E1E1 P/2 Action sur le '‘moins vite''
I1I1 U1U1 E1E1 P/2 Action sur le '‘moins vite''
I1I1 U1U1 E1E1 P/2 Action sur le '‘moins vite''
I1I1 U1U1 E1E1 P/2 Action sur le '‘plus vite''
I1I1 U1U1 E1E1 P/2 Action sur le '‘plus vite''
I1I1 U1U1 E1E1 P/2 Action sur le '‘plus vite''
I1I1 U1U1 E1E1 P/2 Action sur le '‘plus vite''
I1I1 U1U1 E1E1 P consommée P/2 Les deux actions '‘plus vite'‘ et '‘moins vite'' doivent être effectuée simultanément
I1I1 U1U1 E1E1 P/2 Les deux actions '‘plus vite'‘ et '‘moins vite'' doivent être effectuée simultanément
I1I1 U1U1 E1E1 P/2 Les deux actions '‘plus vite'‘ et '‘moins vite'' doivent être effectuée simultanément
I1I1 U1U1 E1E1 P/2 Les deux actions '‘plus vite'‘ et '‘moins vite'' doivent être effectuée simultanément
Égalisation des puissances réactives
I1I1 U1U1 E1E1 Q = 0 Q fournie Q absorbée E2E2 U2U2
I1I1 U1U1 E1E1 E2E2 U2U2 Q = 0 On diminue l’excitation de l’alternateur A 1 Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A 2 Q totale absorbée par l’installation Q totale /2
I1I1 U1U1 E1E1 E2E2 U2U2 Q = 0 On diminue l’excitation de l’alternateur A 1 Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A 2 Q totale /2
I1I1 U1U1 E1E1 E2E2 U2U2 Q = 0 On diminue l’excitation de l’alternateur A 1 Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A 2 Q totale /2
I1I1 U1U1 E1E1 E2E2 U2U2 Q = 0 On diminue l’excitation de l’alternateur A 1 Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A 2 Q totale /2
I1I1 U1U1 E1E1 E2E2 U2U2 Q = 0 On diminue l’excitation de l’alternateur A 1 Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A 2 Q totale /2
I1I1 U1U1 E1E1 E2E2 U2U2 Q = 0 On diminue l’excitation de l’alternateur A 1 Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A 2 Q totale /2
I1I1 U1U1 E1E1 E2E2 U2U2 Q = 0 On diminue l’excitation de l’alternateur A 1 Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A 2 Q totale /2
Mode opératoire du couplage
Mode opératoire n Dégrossissage de la vitesse : consigne du régulateur de vitesse, contrôle au fréquencemètre. n Réglage de l’excitation à vide, contrôle au voltmètre. n Vérification déphasage nul, contrôle au synchronoscope ou aux lampes.
Mode opératoire n Couplage à midi moins 10 (synchro) ou lampes éteintes. n Réglage puissance active avec +vite –vite, contrôle avec wattmètre. n Réglage puissance réactive avec l’excitation, contrôle à l’ampèremètre.
That’s all Folks !