Transcript Matériéles éléctriques - Université technique de Sofia

SEE - I
MATÉRIELS ÉLECTRIQUES
DANS LES CENTRALES ET LES
POSTES ÉLECTRIQUES

MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES
ET LES POSTES ÉLECTRIQUES

Les différentes branches des R. (lignes
aériennes, souterraines, transformateurs)
sont interconnectées au niveau d’un
certain nombre de nœuds dénommés
“postes”.

(Подстанции)
MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES
ET LES POSTES ÉLECTRIQUES
Les sources d’énergie électrique, ce sont
 * les générateurs,
 * les installations distributives à tension génératrice
dans les centrales électriques et
 * les installations distributives des postes.
Une source indépendante d’énergie électrique c’est une
source dont la tension se réserve en cas de perte de la
tension des autres sources (s’il y en a).
MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES ET LES
POSTES ÉLECTRIQUES

La partie électrique des centrales et des
postes électriques:

- des matériels fondamentaux et

- une ou plusieurs installations distributives
MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES ET LES
POSTES ÉLECTRIQUES

Circuits primaires :

les matériels des circuits primaires sont classés en quelques groupes:

a) matériels de commutation - disjoncteurs, sectionneurs,
interrupteurs, dispositifs de court-circuitage, commutateurs,
contacteurs, etc.

b) appareils de protection - fusibles, parafoudres, etc.;

c) transformateurs de mesure: de tension et de courant;

d) réactances (inductances) de protection, inductances limitant
le courant, résistances, etc.
e) les barres,
f) les conducteurs actifs
g) les lignes entre eux.
MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES
ET LES POSTES ÉLECTRIQUES

Circuits secondaires
 a)
matériels (appareils) de mesure, signalisation et
gestion;
 b) appareils de protection par relais et automatisation
 c) les systèmes de contrôle technique,
 d) les conducteurs et les câbles qui les connectent.

Les matériels englobés dans les circuits secondaires sont alimentés
généralement par une source de courant continu, indépendant du
SÉÉ.
Matériels principaux:

générateurs synchrones à courant
triphasé alternatif,

les compensateurs synchrones,

les transformateurs de puissance et
autotransformateurs
Matériels principaux
Les alternateurs synchrones triphasés
 tourbo-alternateurs - machines à grande vitesse et
à pôles lisses (неявнополюсен) à arbre horizontal.


générateurs hydroélectriques - machines
à lente vitesse à pôles saillants (явнополюсен)
à arbre horizontal ou vertical .
 générateurs
Diesel
Matériels principaux
les alternateurs comportent :



- une partie magnétique
- une partie électrique
- une partie mécanique
Matériels principaux
la partie magnétique - l’inducteur mobile
appelé rotor ou roue polaire et stator.
 Il en existe deux types :
 l’inducteur des turbo-alternateurs (3000
tr/min)
 L’inducteur à pôles saillants
 La partie fixe du circuit magnétique, logée
dans la carcasse, est identique à celle de
toutes les machines d’induction.

Matériels principaux




la partie électrique - elle comporte:
les bobines inductrices alimentées en courant
continu (logées dans les rainures du rotor);
les bobines induites (placées dans les encoches
du stator). une plaque à bornes en rapport avec
la puissance et la tension de la machine.
la partie mécanique est composée de plusieurs
parties.
Matériels principaux
Les générateurs hydroélectriques sont
des machines électriques à vitesse lent de 50 à 750 min-1.
 Avec l’accroissement de la puissance du
groupe hydraulique et la diminution de sa
pression de la chute d’eau, la fréquence
de rotation diminue.

Matériels principaux

Selon la position de l’arbre de l’hydraugénérateur :

verticaux - les générateurs à grande puissance

horizontaux - les générateurs à petite puissance
Matériels principaux

La
construction
hydraugénérateurs
considérablement
turbogénérateurs ;
des
stators
ne se diffèrent
de
ceux
des
pas
des

Le rotor d’un hydraugénérateur a des pôles
saillants d’un grand nombre. La différence la
plus considérable c’est l’existence d’un
enroulement amortisseur qui a pour objet de
tranquilliser les fluctuations du rotor.
Matériels principaux

Les générateurs Diesel sont destinés au
couplage direct aux moteurs diesels et ils
ont des rotors horizontaux à pôles
saillants. Le rotor a un moment d’inertie
élevé à cause du moment tournant non
uniforme du moteur diesel.
Paramètres nominaux des alternateurs synchrones
(indiqués sur leurs plaques et dans leur dossier )

Tension nominale (assignée) - 3,15; 6,3; 10,5 (13,8);
(15,75); 18; 20; 21; 24 kV

Courant nominal du stator
Puissance nominale apparente

Snom = √3 .Unom Inom , MVA.

Puissance nominale active

Pnom = Snom . cos nom , MW


Courant nominal du rotor
Facteur de la puissance nominal - cos  nom

0,8; 0.85 ; 0,9 ; 1.

Matériels principaux

Les compensateurs synchrones - sont surtout
des machines à pôles saillants (apparents)
(явнополюсен) à arbre horizontal.
 pendant
la sous-excitation ils consomment de
l’énergie électrique réactive,
 pendant la surexcitation ils sont des sources
d’énergie réactive.

Leur destination est de régler le facteur de
puissance et d’assurer un niveau normal de la
tension dans des régions données du réseau
électrique .
Matériels principaux


Transformateurs de puissance et
autotransformateurs
Ce sont des machines électriques sans
pièces mobiles qui transforment la tension
alternative et le courant en d’autres tension
et courant à même fréquence selon le
principe de l’inertie électromagnétique
3
Matériels principaux

Les paramètres principaux des transformateurs :

La puissance nominale - Snom = √3. Unom .Inom

La tension nominale des enroulements

Le rapport de transformation


Les courants nominaux
La fréquence nominale - fnom
La tension du court-circuit - ucc %
Le courant à vide - Iv
Les pertes à vide - Pv
Les pertes de court-circuit -  Pcc

Le rendement




-
-
k = UHT nom / UBT nom = w1 / w2
 = S2 / S1 .100 %.
Matériels principaux

Les autotransformateurs ont une vaste
application dans les postes électriques à
tension de 110 kV ou plus grande .

Ce sont :

des autotransformateurs triphasés à trois enroulements
ou

des groupes triphasés de trois autotransformateurs
monophasés à trois enroulements.
Matériels principaux





La puissance totale que l’autotransformateur est capable de
transmettre du réseau HT au réseau MT ou en direction inverse et à
l’enroulement BT coupé s’appelle puissance traversante
Strav = UHT .IHT  UMT .IMT
la puissance transportée par voie électromagnétique s’appelle
puissance de transformateur :
Strans = (UHT - UMT ).IHT = UMT .Io (Io
est induit dans l’enroulement commun
)
Dans des conditions nominales de travail la puissance
du transformateur Snom égale sa puissance traversante
Snom = Strav
 et la puissance de transformation Strans s’appelle
puissance type Stype :
Strans = Stype .
Matériels principaux
Appareils électriques dans les réseaux primaires
Appareils électriques dans les réseaux primaires








Disjoncteurs à HT
Disjoncteurs à coupure en charge /interrupteurs
Interrupteurs-sectionneurs
Courts-circuiteurs
Coupe-circuits / fusibles
Transformateurs de mesure de courant
Transformateurs de mesure de tension
Inductances (réactances) de limitation du courant
Appareils électriques dans les réseaux primaires
Disjoncteurs à HT

Ce sont des appareils de commutation les plus
responsables et les plus coûteux dans les
installations distributives, munis de dispositifs
d’extinction, ayant un pouvoir de fermeture et
destinés au branchement et débranchement des
réseaux électriques pendant tous les régimes
d’exploitation.
Appareils électriques dans les réseaux primaires
Disjoncteurs à coupure en charge
/interrupteurs/ :

Ils branchent et débranchent les réseaux
électriques quand des courants de charge
les parcourent (courants de charge).

Ils ne peuvent pas couper les courants de
courts-circuits.
Appareils électriques dans les réseaux primaires
Interrupteurs-sectionneurs :

Ce sont des appareils de commutation sans
des dispositifs d’extinction de l’arc (soufflage).
Ils sont destinés à coupler et découpler les
réseaux électriques quand des courants ne
les parcourent pas ou quand le courant est
petit (de quelques ampères).

Ils rendent l’interruption du réseau évidente
.
Appareils électriques dans les réseaux primaires
Courts-circuiteurs

Ce sont des appareils de commutation
utilisés pour la création d’un court-circuit
artificiel dans le réseau électrique .
Appareils électriques dans les réseaux primaires
Coupe-circuits / fusibles :
 Ce sont des appareils de protection à
action unique qui peuvent être classés
comme des appareils de commutation.

Ils représentent la partie la plus faible du circuit du
courant. Ils protègent les circuits de la surcharge et des
courts-circuits.
Appareils électriques dans les réseaux primaires


Transformateurs de mesure de courant
Ils transforment le courant primaire du réseau
dans lequel ils sont branchés en courant
secondaire à valeur normalisée (normalement
de 5 ou 1 A), avec lequel les enroulements des
relais, des dispositifs de mesure et des organes
automatiques sont alimentés .
Appareils électriques dans les réseaux primaires
Transformateurs de mesure de tension
 Ils transforment la haute tension primaire
en basse tension secondaire (le plus
souvent de 100 ou 100/√3, V) à laquelle
les enroulements de tension des
dispositifs énumérés ci-dessus sont
branchés .
Appareils électriques dans les réseaux primaires
Inductances (réactances) de limitation du courant

Ce sont des bobines inductives sans noyaux
magnétiques, donc leur inductance ne dépend pas
de la valeur du courant qui les parcourt. Ils servent
à limiter le courant de court-circuit et ils permettent
de maintenir un niveau déterminé de la tension sur
les barres de l’installation distributive quand il y a
un court-circuit après elles.
Matériels principaux
Appareils électriques dans les réseaux secondaires
Appareils électriques dans les réseaux secondaires

Les moyens pour :

réglage opérationnel,

commande télémécanique,

mesure,

signalisation,

blocage,

protection par relais et

automatisation .
Appareils électriques dans les réseaux secondaires






Le réglage opérationnel des équipements électriques peut être
non automatique - manuel ou à distance, ou automatique –
à distance ou télémécanique ;
La commande télémécanique est utilisée en cas de grandes
distances - de centaines de kilomètres ;
Le mesurage est nécessaire pour contrôler les paramètres
essentiels des différents éléments et parties des installations
distributives ;
La signalisation met en évidence le changement d’état des
matériels (branché ou débranché) et informe le personnel des
pannes;
Les blocages dans les ID sont opérationnels ou de protection;
L’automatique du système : réenclenchement automatique,
dispositif automatique de reprise de service, délestage
automatique à baisse de fréquence .
MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES
ET LES POSTES ÉLECTRIQUES
Conducteurs
 conducteurs non isolés et isolés;
 câbles
 barres
ayant de différentes caractéristiques,
paramètres, endroit et rangement.
MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES
ET LES POSTES ÉLECTRIQUES
Isolateurs
pour la fixation et l’isolement l’un de l’autre et de la
terre des conducteurs non isolés des matériels
électriques, des ID et des lignes aériennes.
 Ils doivent avoir de bonnes rigidité diélectrique
et robustesse et être à caractéristiques
indépendantes de l’influence du milieu
environnant (chaleur, humidité, pollution, etc.)
MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES
ET LES POSTES ÉLECTRIQUES

FIN