couplage des alternateurs

Couplage des Couplage des alternateursalternateurs

Nécessité du couplageNécessité 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

Alternateur à l’arrêt, N = 0

Nécessité du couplageNécessité du couplage

Sous peine de faire circuler des Sous peine de faire circuler des courants destructeurs, il faut que courants destructeurs, il faut que l’alternateur soit en l’alternateur soit en ''opposition'' ''opposition'' avec le réseau.avec le réseau.

Quand fermer le disjoncteur de couplage ?

A2

Les sinusoïdes de chaque phase doivent se superposer

Pour superposer 2 Pour superposer 2 sinusoïdes, il faut :sinusoïdes, il faut :

Égalité des fréquences.Égalité des fréquences. Égalité des tensions.Égalité des tensions. Égalité des phases.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 ?Quand coupler ?

Feux Feux ''battants''''battants''évolution des tensions évolution des tensions

simplessimples

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

Feux Feux ''battants''''battants''évolution des tensions évolution des tensions

simplessimples

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

A2

Régulateur de Régulateur de vitessevitesse

Pour alternateur ou turbinePour alternateur ou turbine

Vapeur oucombustible

Vapeur oucombustible

Vapeur oucombustible

Vapeur oucombustible

Modification de la position de l’axe de rotation Modification de la caractéristique mécanique

Caractéristique mécaniqueCaractéristique mécanique

puissance

Vitesse derotation

N0

Pmax

N1

Statisme =N0 - N1

( N0 + N1 )/2

puissance

Vitesse derotation

N0

Pmax

N1

Statisme positif : N0 > N1

puissance

Vitesse derotation

N0

Pmax

N1

Pour une position donnée de l’axe de rotationcoulisseau/vanne, les variations de puissancedemandée à l’alternateur se traduisent par unetranslation verticale de la caractéristique méca

Vapeur oucombustible

Vapeur oucombustible

puissance

Vitesse derotation

N0

Pmax

N1

Pour une position donnée de l’axe de rotationcoulisseau/vanne, les variations de puissancedemandée à l’alternateur se traduisent par unetranslation verticale de la caractéristique méca

P

puissance

Vitesse derotation

N0

Pmax

N1

Pour une position donnée de l’axe de rotationcoulisseau/vanne, les variations de puissancedemandée à l’alternateur se traduisent par unetranslation verticale de la caractéristique méca

P

Vapeur oucombustible

puissance

Vitesse derotation

N0

Pmax

N1

Pour une vitesse donnée du diesel ou de la turbine, une variation de hauteur de l’axe de rotationse traduit par une variation de la pente de la caractéristique méca

Vapeur oucombustible

puissance

Vitesse derotation

N0

Pmax

N1

Pour une vitesse donnée du diesel ou de la turbine, une variation de hauteur de l’axe de rotationse traduit par une variation de la pente de la caractéristique méca

Vapeur oucombustible

puissance

Vitesse derotation

N0

Pmax

N1

Pour une vitesse donnée du diesel ou de la turbine, une variation de hauteur de l’axe de rotationse traduit par une variation de la pente de la caractéristique méca

puissance

Vitesse derotation

N0

Pmax

N1

Statisme négatif : N0 < N1

puissance

Vitesse derotation

N0

Pmax

N1

Statisme positif pente de la droite

Stabilité du couplageStabilité du couplagede deux machinesde deux machines

puissance

Vitesse derotation

N0

N

P1

machine 1

P2

machine 2

La loi de répartition d’une puissance Pentre les 2 machines est parfaitement déterminée

N

PP

N1=N2

P1 P2

N

PP

N1=N2

P’1 P2

N

PP

N’1 N2

P’1 P2

N

PP

N’1 N2

P1 P’2

N

PP

N’1 N’2

P’1 P’2

P1

N1P’1

N’1

P’1<P et N’1>N1

or P=Cx2N P’’1 car Ccte

P1

N1

N

PP

N1=N2

P1 P2

N

PP

N1N2

P1 P2

P1

N1

P’1<P1 et N’1<N1

P=Cx2N P’’1

N

PP P1 P2

N1=N2

P1+P2

à vide

statisme < 0 instabilité

N

PP P1 P2

N1=N2

statisme = 0 astabilité

P’1 P’2

Il faut du statisme positif !

Diagrammes vectoriels Diagrammes vectoriels dede

marche en parallèlemarche en parallèle

Alternateur A1 : E = U + LI1

Alternateur A2 : E = U + LI2

jLI1

I1

U1

E1

I2

U2

jLI2

E2

jLI1

I1

U1

E1

90°-

90°-

P1

=

jLI1

I1

U1

E1

LI1cos

LI1cos = L

Ux UI1cos =

L

Ux P1

Q1

=

jLI1

I1

U1

E1

LI1sin

LI1sin = L

Ux UI1sin =

L

Ux Q1

jLI1

I1

U1

E1

0

P

P fournie

ALTERNATEUR

jLI1

I1

U1

E1

0

P

P absorbée

MOTEUR

Q fournie parl’alternateur

jLI1

I1

U1

E1

0 Q

Q consommée parl’alternateur

jLI1

I1 U1

E1

0 Q

Diagramme vectoriel duDiagramme vectoriel ducouplage d’un alternateurcouplage d’un alternateur

Égalisation des puissances Égalisation des puissances activesactives

jLI1

I1

U1

E1

P consommée

Q consommée

I1

U1

E1

Instant après la fermeture du disjoncteur de couplage

I1

U1

E1

P consommée

P/2

I1

U1

E1

P consommée

P/2

Action sur le '‘moins vite''

I1

U1

E1P/2

Action sur le '‘moins vite''

I1

U1

E1P/2

Action sur le '‘moins vite''

I1

U1

E1P/2

Action sur le '‘moins vite''

I1

U1

E1P/2

Action sur le '‘plus vite''

I1

U1

E1P/2

Action sur le '‘plus vite''

I1

U1

E1P/2

Action sur le '‘plus vite''

I1

U1

E1P/2

Action sur le '‘plus vite''

I1

U1

E1

P consommée

P/2

Les deux actions '‘plus vite'‘ et '‘moins vite'' doiventêtre effectuée simultanément

I1

U1

E1P/2

Les deux actions '‘plus vite'‘ et '‘moins vite'' doiventêtre effectuée simultanément

I1

U1

E1P/2

Les deux actions '‘plus vite'‘ et '‘moins vite'' doiventêtre effectuée simultanément

I1

U1

E1P/2

Les deux actions '‘plus vite'‘ et '‘moins vite'' doiventêtre effectuée simultanément

Égalisation des puissances Égalisation des puissances réactivesréactives

I1

U1

E1

Q = 0

Q fournieQ absorbée

E2

U2

I1

U1

E1E2

U2

Q = 0

On diminue l’excitation de l’alternateur A1

Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A2

Q totale absorbée parl’installation

Qtotale/2

I1

U1

E1E2

U2

Q = 0

On diminue l’excitation de l’alternateur A1

Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A2

Qtotale/2

I1

U1

E1E2

U2

Q = 0

On diminue l’excitation de l’alternateur A1

Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A2

Qtotale/2

I1

U1

E1E2

U2

Q = 0

On diminue l’excitation de l’alternateur A1

Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A2

Qtotale/2

I1

U1

E1E2

U2

Q = 0

On diminue l’excitation de l’alternateur A1

Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A2

Qtotale/2

I1

U1

E1E2

U2

Q = 0

On diminue l’excitation de l’alternateur A1

Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A2

Qtotale/2

I1

U1

E1E2

U2

Q = 0

On diminue l’excitation de l’alternateur A1

Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A2

Qtotale/2

Mode opératoire du Mode opératoire du couplagecouplage

Mode opératoireMode opératoire

Dégrossissage de la vitesse : Dégrossissage de la vitesse : consigne du régulateur de vitesse, consigne du régulateur de vitesse, contrôle au fréquencemètre.contrôle au fréquencemètre.

Réglage de l’excitation à vide, Réglage de l’excitation à vide, contrôle au voltmètre.contrôle au voltmètre.

Vérification déphasage nul, Vérification déphasage nul, contrôle au synchronoscope ou contrôle au synchronoscope ou aux lampes.aux lampes.

Mode opératoireMode opératoire

Couplage à midi moins 10 (synchro) Couplage à midi moins 10 (synchro) ou lampes éteintes.ou lampes éteintes.

Réglage puissance active avec +vite Réglage puissance active avec +vite –vite, contrôle avec wattmètre.–vite, contrôle avec wattmètre.

Réglage puissance réactive avec Réglage puissance réactive avec l’excitation, contrôle à l’ampèremètre.l’excitation, contrôle à l’ampèremètre.

That’s all Folks !That’s all Folks !