Réseaux d'énergie électrique

Exercice proposé S05-1 : Etude d'une ligne triphasée simple

On considère la ligne de transport d'énergie dont le schéma unifilaire est donné à la figure ci-dessous.

Figure S05-10 : schéma unifilaire d'une ligne de transmission triphasée.

Sa tension nominale est de 360 kV (tension de ligne). La ligne est relativement courte, seulement 80 km, et a une impédance de par phase.

Supposons que l'amplitude de la tension aux deux jeux de barres (buses), i et j, puisse être contrôlée (La façon de le faire en pratique sera discutée plus tard, mais la solution de cet exercice donnera déjà une indication). Nous supposons maintenir les tensions aux extrémités aux niveaux suivants : U_i = 360.0 kV et U_j = 375.0 kV (tensions de ligne).

Supposons aussi que devance de 10° . En accord avec le diagramme phasoriel de la figure et l'équation

(S05-18)

qui y correspond, nous avons donc d = 10° (La façon de contrôler cet angle en pratique sera discutée plus tard, mais la solution de cet exercice donnera déjà une indication).

Quels sont les faits importants pour la gestion des lignes que vous pouvez constater sur les résultats de cet exercice ?

Indications

• Exprimez toutes les puissances en valeurs totales triphasées.
• Dans les applications terrestres, ce que l'on appelle la tension de ligne est dans le cas triphasé la tension composée.
• Dans l'utilisation du circuit unifilaire ci-dessus, on ne suit pas les règles auxquelles vous avez été habitués pour les circuits équivalents monophasés. C'est ainsi que les tensions indiquées sont des tensions de ligne et non des tensions de phase. Cette façon de faire facilite l'utilisation du schéma dans un contexte technique. En outre, comme nous l'avons déjà constaté la semaine passée, utiliser les tensions de ligne dans les calculs évite souvent de devoir calculer des facteurs . Pour cette raison (et d'autres plus théoriques), il est fréquent d'utiliser des phaseurs dont le module est égal à la tension de ligne plutôt qu'à la tension de phase (mais sans changer la définition le l'argument).

Exercice proposé S05-2 : Occurence de l'effet couronne

Si l'occurence de l'effet couronne dans l'air se produit quand la norme du champ électrique E atteint en un point 30 kV/cm, calculez la tension maximum à laquelle une ligne aérienne triphasée peut opérer sans effet couronne si elle a des conducteurs de 1.25 cm de diamètre, avec un espacement entre les phases prises deux à deux de 2.5 m.

• Considérez que la distance de 2.5 m est mesurée entre les centres des câbles. Faites l'hypothèse (en la justifiant) que les charges se répartissent de façon uniforme à la surface des conducteurs.
• En ce qui concerne le champ produit au voisinage d'un conducteur par les charges situéees sur les autres conducteurs, calculez d'abord le champ qu'il y aurait à l'endroit du premier conducteur en supposant que celui-ci est absent. Calculez ensuite le champ au voisinage du conducteur lorsqu'il est plongé dans un champ qui, à grande distance du conducteur, serait uniforme et de valeur égale à celle calculée à la valeur calculée comme indiqué ci-dessus.

Exercice proposé S05-3 : Ligne Gramme-Courcelles

Une ligne triphasée de 72 km a les paramètres suivants :

• R = 0.03 W/km
• X = 0.306 W/km
• wC/2 = 1.93 10^-6 S/km

a) Calculez l'impédance caractéristique, la constante de propagation et la puissance naturelle de cette ligne pour une tension de 400 kV à l'extrémité réceptrice.

b) Evaluez l'importance de l'effet Ferranti en calculant la tension à vide côté Courcelles pour une tension de source de 400 kV côté Gramme. Calculez le courant à vide.

c) Calculez la tension de source et le rendement de la ligne si l'on doit alimenter une charge de 1000 MVA sous 400 kV avec un facteur de puissance de 0.9 inductif.

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Dernière mise à jour le 10-10-2002