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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

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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  = LL U x UI 1 cos  = LL U x P 1

Q1Q1 = jL  I 1 I1I1 U1U1 E1E1   L  I 1 sin  L  I 1 sin  = LL U x UI 1 sin  = LL 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 !