Écarts de tension admissibles dans les réseaux électriques

L'écart de la tension dans le réseau électrique est la différence entre sa valeur réelle actuelle dans un état de fonctionnement stable et la valeur nominale pour un réseau donné. La raison de l'écart de tension en tout point du réseau électrique réside dans la variation de la charge du réseau, en fonction des graphiques des différentes charges.

La déviation de tension affecte le fonctionnement de l'équipement. Ainsi, dans les procédés technologiques, la réduction de la tension d'alimentation entraîne une augmentation de la durée de ces procédés et, par conséquent, une augmentation des coûts de production. Et l'augmentation de la tension raccourcit la durée de vie de l'équipement car l'équipement commence à fonctionner avec une surcharge, ce qui augmente le risque d'accidents. Si la tension s'écarte considérablement de la norme, le processus technologique peut être complètement perturbé.

En utilisant l'exemple des systèmes d'éclairage, nous pouvons souligner le fait qu'avec une augmentation de tension de seulement 10%, le temps de fonctionnement des lampes à incandescence diminue quatre fois, c'est-à-dire que la lampe s'éteint beaucoup plus tôt! Et avec une réduction de 10% de la tension d'alimentation, le flux lumineux d'une lampe à incandescence diminuera de 40%, tandis que le flux lumineux des lampes fluorescentes sera de 15%. Si, lors de l'allumage de la lampe fluorescente, la tension s'avère être à 90% de la valeur nominale, elle clignotera et à 80%, elle ne démarrera pas du tout.

Les moteurs asynchrones sont très sensibles à la tension d'alimentation de l'appareil. Ainsi, si la tension sur l'enroulement du stator chute de 15%, le couple de l'arbre diminuera d'un quart et le moteur s'arrêtera très probablement, ou si nous parlons de démarrage, le moteur à induction ne démarrera pas du tout. Avec une tension d'alimentation réduite, la consommation de courant augmentera, les enroulements du stator chaufferont davantage et la durée de vie normale du moteur sera considérablement réduite.

Si le moteur fonctionne pendant une longue période à une tension d'alimentation de 90% de la valeur nominale, sa durée de vie sera réduite de moitié. Si la tension d'alimentation dépasse la valeur nominale de 1%, la composante réactive de la puissance consommée par le moteur augmentera d'environ 5% et le rendement global d'un tel moteur diminuera.

En moyenne, les réseaux électriques délivrent régulièrement les charges suivantes : 60 % de l'énergie tombe sur les moteurs électriques asynchrones, 30 % sur l'éclairage, etc., 10 % sur des charges spécifiques, par exemple, le métro de Moscou représente 11 %.Pour cette raison, GOST R 54149-2010 réglemente la valeur maximale autorisée de l'écart établi aux bornes des récepteurs électriques à ± 10% du réseau nominal. Dans ce cas, l'écart normal est de ± 5 %.

Il existe deux façons de répondre à ces exigences. Le premier est de réduire les pertes, le second est de réguler la tension.

Moyens de réduire les pertes

Optimisation R - sélection de la section des conducteurs de la ligne électrique conformément aux règles dans les conditions de pertes minimales possibles.

Optimisation de X - l'utilisation de la compensation longitudinale de la réactance de ligne, qui est associée au danger d'augmentation des courants de court-circuit lorsque X → 0.

La méthode de compensation Q est l'utilisation d'installations KRM pour réduire la composante réactive lors de la transmission à travers les réseaux électriques, en utilisant directement des blocs de condensateurs ou en utilisant des moteurs électriques synchrones fonctionnant sous surexcitation. En compensant la puissance réactive, en plus de réduire les pertes, il sera possible de réaliser des économies d'énergie, puisque les pertes électriques totales dans les réseaux diminueront.

Façons d'ajuster la tension

À l'aide de transformateurs dans le centre d'alimentation, la tension Utsp est régulée. Les transformateurs spéciaux sont équipés de dispositifs automatiques permettant de régler le rapport de transformation en fonction de la valeur actuelle de la charge. Le réglage est possible directement sous charge. 10% des transformateurs de puissance sont équipés de tels dispositifs. La plage de contrôle est de ± 16 %, avec un pas de contrôle de 1,78 %.

Les transformateurs des sous-stations intermédiaires Utp, les enroulements avec différents rapports de transformation, qui sont équipés de prises de commutation sur eux, peuvent également effectuer une régulation de tension. La plage de contrôle est de ± 5 %, avec un pas de contrôle de 2,5 %. La commutation se fait ici sans excitation — avec déconnexion du réseau.

L'organisation de l'alimentation électrique est responsable du maintien constant de la tension dans les limites réglementées par GOST (GOST R 54149-2010).

En fait, R et X peuvent être sélectionnés même au stade de la conception du réseau électrique, et une modification opérationnelle ultérieure de ces paramètres est impossible. Q et Utp peuvent être ajustés lors des changements saisonniers des charges du réseau, mais il est nécessaire de contrôler de manière centralisée les modes de fonctionnement des unités de compensation de puissance réactive, conformément au mode de fonctionnement actuel du réseau dans son ensemble, c'est-à-dire l'alimentation l'organisation devrait le faire.

En ce qui concerne la régulation de la tension Utsp - directement à partir du centre d'alimentation, c'est le moyen le plus pratique pour l'organisation de l'alimentation, qui vous permet d'ajuster rapidement la tension exactement en fonction du programme de charge du réseau.

Le contrat de fourniture d'électricité définit les limites de variation de tension au point de raccordement de l'utilisateur ; pour le calcul de ces limites, il faut se baser sur la chute de tension entre ce point et le récepteur électrique. Comme mentionné ci-dessus, GOST R 54149-2010 réglemente les valeurs admissibles des écarts dans l'état stable des bornes du récepteur électrique.