Les réseaux d'énergie électrique. 1 , Modélisation des éléments du réseau triphasé

Auteur(s) :

Crastan, Valentin Découvrir l'auteur

Résumé

Rappel des bases de l'électrotechnique et de la technique des hautes tensions qui sont essentielles pour les réseaux d'énergie électrique. Présentation de la structure des réseaux de transport et de distribution d'énergie, du principe de fonctionnement et de la modélisation détaillée de ses éléments.

Éditeur(s)
- Hermès science publications
Date
- 2006
Notes
- Bibliogr. Glossaire. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- XIII-417 p. : ill. ; 24 x 16 cm
Collections
- Collection dirigée par Jean-Claude Sabonnadière
Sujet(s)
- Réseaux électriques (circuits)
ISBN
- 2-7462-1373-7
Indice
- 621.31 Énergie électrique (production, transport, distribution)
Quatrième de couverture
- Les réseaux d'énergie électrique présente des systèmes techniques complexes dont le comportement peut être prédit de façon fiable par des processus de simulation. Ces derniers sont aujourd'hui implémentés dans de courts délais grâce aux progrès des méthodes par ordinateur. L'ouvrage présente une modélisation rigoureuse de la dynamique de toutes les parties de l'installation.
  La libéralisation du marché de l'énergie électrique et la forte concurrence qui l'accompagne conduisent les entreprises à exploiter les réseaux jusqu'à leurs limites.
  Ce premier volume donne un rappel précis des bases de l'électrotechnique et de la technique des hautes tensions qui sont essentielles pour les réseaux d'énergie électrique. Il traite ensuite de la structure des réseaux de transport et de distribution d'énergie, du principe de fonctionnement et de la modélisation détaillée de ses éléments.
Tables des matières
- - Les réseaux d'énergie électrique 1
  - modélisation des éléments du réseau triphasé
  - Valentin Crastan
  - hermes Science
  - Lavoisier
  - Partie I Introduction, bases1
  - Chapitre 1. Introduction, UCTE3
  - 1.1 Structure de base des réseaux d'énergie électrique4
  - 1.2 Organisation de l'économie électrique en Europe (aperçu historique, jusqu'à environ 1995)6
  - 1.3 Échanges d'énergie électrique en Europe10
  - 1.3.1 UCPTE (1951-1999)10
  - 1.3.2 UCTE (depuis 1999)12
  - Chapitre 2. Bases électrotechniques15
  - 2.1 Courant triphasé, puissance triphasée15
  - 2.1.1 Courant alternatif ou courant continu15
  - 2.1.2 Courant triphasé15
  - 2.1.3 Courant triphasé ou courant monophasé17
  - 2.1.4 Puissances apparente, active et réactive en circuit triphasé17
  - 2.1.5 Puissance momentanée de phase18
  - 2.1.6 Puissance momentanée triphasée20
  - 2.2 Grandeurs nominales, systèmes p.u.21
  - 2.3 Systèmes triphasés symétriques24
  - 2.3.1 Schéma équivalent24
  - 2.3.2 Quadripôles (biportes)26
  - 2.3.3 Calcul de la chute de tension et des pertes28
  - 2.4 Phaseurs et composantes en triphasé30
  - 2.4.1 Phaseurs en alternatif monophasé30
  - 2.4.2 Représentation de phénomènes dynamiques31
  - 2.4.3 Représentation du système triphasé avec phaseur spatial32
  - 2.4.4 Phaseur spatial et composantes symétriques34
  - 2.4.5 Phaseur spatial et composantes alphabêta035
  - 2.4.6 Phaseur et composantes de Park36
  - 2.5 Le champ électromagnétique39
  - 2.5.1 Équations du champ39
  - 2.5.2 Énergie du champ41
  - 2.5.3 Potentiels du champ42
  - 2.5.4 Champ dans un diélectrique42
  - 2.5.5 Champ de conduction42
  - 2.5.6 Champ magnétique43
  - 2.5.7 Champ magnétique de conducteurs filiformes44
  - 2.5.8 Circuit électromagnétique technique48
  - 2.5.9 Forces électromagnétiques50
  - Chapitre 3. Bases de la technique des hautes tensions53
  - 3.1 Hautes tensions dans les réseaux d'énergie53
  - 3.1.1 Tensions normalisées, tensions d'essais et de tenue53
  - 3.1.2 Décharge de la foudre57
  - 3.1.3 Surtensions internes60
  - 3.1.4 Objet de la technique des hautes tensions60
  - 3.2 Rigidité diélectrique de la matière isolante61
  - 3.2.1 Claquage, décharges partielles61
  - 3.2.2 Comportement dans le champ uniforme62
  - 3.2.3 Comportement dans le champ non-uniforme63
  - 3.3 Calcul des champs électriques64
  - 3.3.1 Bases64
  - 3.3.2 Méthode des éléments finis66
  - 3.3.2 Méthodes par superposition69
  - 3.3.4 Configurations simples avec deux électrodes71
  - 3.3.5 Effets des charges d'espace79
  - 3.4 Schéma équivalent du diélectrique81
  - 3.4.1 Modèle élémentaire81
  - 3.4.2 Phénomènes de polarisation et modèles plus exacts82
  - 3.5 Isolations hétérogènes85
  - 3.5.1 Mise en série d'isolants85
  - 3.5.2 Mise en parallèle d'isolants87
  - 3.5.3 Couches cylindriques et sphériques88
  - 3.5.4 Isolants poreux imprégnés89
  - 3.6 Décharges disruptives dans les gaz90
  - 3.6.1 Les gaz dans les petits champs électriques (V/cm)90
  - 3.6.2 Comportement aux grandes intensités de champ (kV/cm)91
  - 3.6.3 Explication physique de la fonction de ionisation par chocs93
  - 3.6.4 Mécanisme de l'amorçage94
  - 3.6.5 Calcul du claquage en champ uniforme97
  - 3.6.6 Calcul de l'amorçage en champ non-uniforme102
  - 3.6.7 Comportement après amorçage107
  - 3.7 Décharges disruptives dans les gaz en champ fortement non-uniforme108
  - 3.7.1 Décharges partielles108
  - 3.7.2 Mécanisme de claquage109
  - 3.7.3 Influence de la distance entre les électrodes sur la tension de claquage113
  - 3.7.4 Influence de la pression115
  - 3.7.5 Influence du temps de décharge117
  - 3.8 Isolants liquides et solides118
  - 3.8.1 Isolants liquides118
  - 3.8.1.1 Types et applications118
  - 3.8.1.2 Décharges disruptives dans l'huile minérale118
  - 3.8.2 Isolants solides119
  - 3.8.2.1 Types et emploi119
  - 3.8.2.2 Caractéristiques mécaniques et thermiques119
  - 3.8.2.3 Propriétés électriques121
  - 3.8.2.4 Comportement au claquage121
  - 3.9 Claquage par contournement et glissement124
  - Partie II Éléments du réseau triphasé et leur modélisation129
  - Chapitre 4. Transformateurs131
  - 4.1 Construction131
  - 4.2 Modes de couplage des transformateurs triphasés134
  - 4.3 Modèles du transformateur136
  - 4.3.1 Physique du transformateur136
  - 4.3.2 Schémas équivalents137
  - 4.4 Détermination des paramètres du transformateur141
  - 4.4.1 Essai à vide141
  - 4.4.2 Essai en court-circuit142
  - 4.4.3 Paramètres du transformateur143
  - 4.5 Matrices stationnaires et modèles dynamiques145
  - 4.5.1 Matrices stationnaires145
  - 4.5.2 Modèles dynamiques146
  - 4.6 Comportement à l'enclenchement et en régime permanent148
  - 4.6.1 Enclenchement148
  - 4.6.2 Chute de tension150
  - 4.6.3 Rendement152
  - 4.6.4 Marche en parallèle154
  - 4.7 Autotransformateurs155
  - 4.7.1 Principe155
  - 4.7.2 Schéma équivalent156
  - 4.8 Transformateurs à rapport variable157
  - 4.8.1 Transformateurs ajustables157
  - 4.8.2 Transformateurs réglables158
  - 4.9 Transformateurs des réseaux d'énergie159
  - 4.9.1 Transformateurs de centrale et de sous-station159
  - 4.9.2 Transformateurs de couplage de réseaux160
  - 4.9.3 Transformateurs de distribution160
  - 4.9.4 Transformateurs spéciaux162
  - 4.9.4.1 Transformateurs à trois enroulements162
  - 4.9.4.2 Transformateurs déphaseurs163
  - 4.9.4.3 Transformateurs de mesure (réducteurs)165
  - Chapitre 5. Lignes électriques167
  - 5.1 Types et structure167
  - 5.1.1 Lignes aériennes168
  - 5.1.2 Câbles170
  - 5.2 Théorie des lignes173
  - 5.2.1 Bases physiques173
  - 5.2.2 Équations de la ligne173
  - 5.2.3 Interprétation de la solution, propagation d'ondes177
  - 5.3 Schémas équivalents180
  - 5.3.1 Ligne longue du point de vue électrique180
  - 5.3.2 Ligne courte du point de vue électrique181
  - 5.4 Caractéristiques des lignes184
  - 5.4.1 Résistance linéique par phase184
  - 5.4.2 Inductance des systèmes à plusieurs conducteurs185
  - 5.4.3 Inductance linéique (cyclique) de la ligne triphasée simple188
  - 5.4.4 Inductance linéique de la ligne aérienne à deux ternes189
  - 5.4.5 Inductance linéique du câble triphasé191
  - 5.4.6 Capacités des systèmes à plusieurs conducteurs191
  - 5.4.7 Coefficients de potentiel des lignes aériennes194
  - 5.4.8 Capacités linéiques des lignes aériennes à un terne196
  - 5.4.9 Capacités linéiques des lignes aériennes à deux ternes198
  - 5.4.10 Influence des fils de garde199
  - 5.4.11 Capacité linéique des câbles200
  - 5.4.12 Conductance linéique200
  - 5.4.13 Exposant de propagation et impédance caractéristique200
  - 5.5 Matrices du biporte en p.u.209
  - 5.6 Modèles dynamiques210
  - 5.6.1 Modèles à paramètres constants pour valeurs momentanées210
  - 5.6.2 Fonction de transfert et fréquences propres de la ligne214
  - 5.6.3 Approximation rationnelle de la ligne sans distorsion216
  - 5.6.4 Modèles dynamiques de la ligne électriquement courte218
  - 5.6.5 Modèle avec phaseurs de la ligne sans distortion220
  - Chapitre 6. Générateurs synchrones223
  - 6.1 Structure et principe de la machine synchrone (MS)223
  - 6.2 Marche à vide229
  - 6.2.1 Enroulement d'excitation et circuit magnétique229
  - 6.2.2 Champ dans l'entrefer229
  - 6.2.3 Flux polaire et résistance magnétique principale231
  - 6.2.4 Tension induite à vide (tension polaire)231
  - 6.2.5 Caractéristiques et schéma équivalent stationnaire à vide232
  - 6.2.6 Dynamique de l'enroulement d'excitation233
  - 6.3 Charge stationnaire235
  - 6.3.1 Champ tournant statorique235
  - 6.3.2 Champ résultant236
  - 6.3.3 Flux principal de la machine à rotor lisse idéale237
  - 6.3.4 Tension induite principale de la machine à rotor lisse idéale238
  - 6.3.5 Diagramme vectoriel stationnaire de la machine à rotor lisse idéale239
  - 6.3.6 Théorie des deux axes de la MS réelle240
  - 6.3.7 Diagramme vectoriel de la MS réelle242
  - 6.3.8 Couple moteur et puissance active245
  - 6.3.9 Effet de la saturation, caractéristique en charge, cosphi = 0246
  - 6.4 Dynamique de la MS247
  - 6.4.1 Machine théorique sans effets amortisseurs248
  - 6.4.1.1 Schémas équivalents248
  - 6.4.1.2 Schémas fonctionnels251
  - 6.4.1.3 État transitoire253
  - 6.4.1.4 Comportement de la tension sous charge254
  - 6.4.1.5 Représentation p.u.254
  - 6.4.2 MS avec rotor feuilleté et enroulement amortisseur255
  - 6.4.2.1 Schémas équivalents255
  - 6.4.2.2 Schémas fonctionnels260
  - 6.4.2.3 États subtransitoire et transitoire261
  - 6.4.2.4 Comportement de la tension à la suite d'un choc de charge réactive263
  - 6.4.3 MS avec pôles massifs263
  - 6.4.4 Comportement en court-circuit264
  - 6.4.4.1 Court-circuit partant de vide, sans réglage de tension264
  - 6.4.4.2 Courant de court-circuit avec charge préliminaire267
  - 6.4.4.3 Effet du réglage de tension268
  - 6.5 Fonctionnement en îlot et réglage de la centrale269
  - 6.5.1 Marche en îlot de la MS270
  - 6.5.1.1 Comportement stationnaire270
  - 6.5.1.2 Comportement dynamique273
  - 6.5.1.3 Instabilité de la tension278
  - 6.5.2 Marche en parallèle de groupes et de centrales280
  - 6.5.2.1 Répartition de la puissance active280
  - 6.5.2.2 Centrales de réglage282
  - 6.5.2.3 Répartition de la puissance réactive282
  - 6.6 Marche en parallèle avec le réseau283
  - 6.6.1 Synchronisation283
  - 6.6.2 Puissance fournie par la MS à rotor cylindrique idéal284
  - 6.6.2.1 Puissance active284
  - 6.6.2.2 Analogie du ressort286
  - 6.6.2.3 Puissance réactive287
  - 6.6.2.4 Injection conjointe de puissances active et réactive288
  - 6.6.2.5 Stabilité statique289
  - 6.6.3 Diagramme de puissance de la MS à rotor cylindrique idéal289
  - 6.6.4 Puissance active et puissance réactive fournies par la machine synchrone réelle291
  - 6.6.5 Diagramme des puissances de la MS réelle292
  - 6.6.5.1 Limite de stabilité statique293
  - 6.6.5.2 Lieu à courant d'excitation constant294
  - 6.6.6 Effet d'une tension du réseau non rigide294
  - 6.6.7 Dynamique de la MS reliée au réseau rigide296
  - 6.6.7.1 Mouvement de la roue polaire296
  - 6.6.7.2 Dynamique des petites perturbations de la marche synchrone297
  - 6.6.7.3 Stabilité transitoire301
  - 6.7 Modèles p.u. dans l'espace d'état303
  - 6.7.1 Systèmes d'équations303
  - 6.7.1.1 Équations du stator304
  - 6.7.1.2 Équations du rotor305
  - 6.7.1.3 Équations du flux principal306
  - 6.7.1.4 Équation du couple307
  - 6.7.1.5 Équation mécanique307
  - 6.7.1.6 Systèmes d'équations p.u.308
  - 6.7.2 Modèle linéaire complet dans l'espace d'état310
  - 6.7.3 Détermination des paramètres312
  - 6.7.4 Modèle dans l'espace d'état avec t.t. externes314
  - 6.8 Comportement en court-circuit avec t.t.319
  - 6.9 Modèle du couplage de la MS au réseau323
  - Chapitre 7. Consommateurs, électronique de puissance325
  - 7.1 La machine asynchrone325
  - 7.1.1 Comportement stationnaire326
  - 7.1.2 Courant de court-circuit et démarrage329
  - 7.1.3 Dynamique de la MA330
  - 7.1.4 Puissances et couple334
  - 7.1.5 Modèle complet de la MA337
  - 7.1.6 Modèles sans t.t. statoriques340
  - 7.2 Modèles sommaires de la charge345
  - 7.3 Électronique de puissance347
  - 7.3.1 Pont triphasé à commutation assistée (non autonome)348
  - 7.3.2 Pont triphasé à commutation autonome350
  - 7.4 Qualité du réseau352
  - Chapitre 8. Postes de couplage357
  - 8.1 Appareils357
  - 8.1.1 Coupure des circuits357
  - 8.1.2 Transformateurs de mesure360
  - 8.1.3 Limiteurs de courant364
  - 8.1.4 Autres appareils et installations365
  - 8.2 Montages et formes de construction366
  - 8.2.1 Poste (tableau) de distribution basse tension366
  - 8.2.2 Station de transformation MT/BT366
  - 8.2.3 Schémas des barres collectrices des postes MT et HT368
  - 8.2.4 Postes à moyenne tension371
  - 8.2.5 Postes à haute tension372
  - 8.3 Technique de commande et de protection380
  - Annexes381
  - Annexe I Valeurs techniques pour les conducteurs des lignes électriques383
  - Annexe II Solutions des exercices389
  - Bibliographie401
  - Glossaire405
  - Index411
Origine de la notice:
- Electre