Interet de transporter l'energie électrique en continu

[invite6cb6771b]

Bonjour à tous,
Svp je voudrais savoir s'il y'a un interet de transporter l'energie electrique en continu dans certaines circonstances. si oui, laquelle?
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[invitee05a3fcc]

1/ Echange d'électricité entre deux pays pour éviter de synchroniser les réseaux
2/ Alimentation par batterie d'un moteur DC
3/ Alimentation d'un poste S63 en 48V à partir du central téléphonique

[invite6cb6771b]

merci pour les reponses.
Au fait, par rapport à l'effet capacitif et inductif des lignes en AC est ce qu'il y'a pas aussi quelque chose à dire là dessus. j'ai aussi apris que lorsque les distances de transport deviennent imprtantes, il est économique de transporter en continu. pourquoi?

[Tropique]

Le continu permet aussi de gagner quelques pourcents de pertes dans le transport à longue distance. C'est du principalement aux pertes diélectriques, inexistantes pour le DC, et aux pertes par effet de peau, qui se manifestent pour les forts courant, donc les fortes puissances.
Le gain semble ridicule, mais quand il s'agit de transmettre des GWh, année après année, il devient techniquement intéréssant de se compliquer la vie avec des "thyristors stacks", pour hacher des centaines de Kv et les réinjecter sur un réseau à fréquence industrielle.
C'est la solution adoptée pour les connexions de réseau transcontinent, de champs éoliens, d'île éloignées, etc.
C'est à la mode, mais personnellement, je ne suis pas certain que ce soit véritablement avantageux si l'on tient compte de tous les coûts plus ou moins cachés liés à ces techniques.
Mais, ètant incompétent en la matière, et n'ayant fait aucune étude détaillée des mérites de l'une ou l'autre solution, je m'abstiendrai de toute conclusion: c'est juste une impression épidermique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[BastienBastien]

Hi all,

Voilà un extrait de l'article de Wikipedia sur le HVDC ( http://fr.wikipedia.org/wiki/HVDC ) :

Tout ce que dit Tropique y est, avec en plus :

"deux conducteurs sont nécessaires au lieu de trois en tension alternative (voire un seul, si l'on utilise la terre ou l'eau de mer comme deuxième conducteur), ce qui peut compenser le surcoût pour des liaisons longues ;"

"La réalisation de liaisons sous-marines par câble sur de longues distances (typiquement plus de 50 km) en courant alternatif impose de compenser l'effet capacitif des câbles, faute de quoi la tension de ce câble est mal contrôlée. À cet effet, on installe dans les liaisons classiques des réactances de compensation à des points intermédiaires (postes électriques) de la liaison. Dans une liaison sous-marine, on ne peut pas envisager un poste électrique à un point intermédiaire (sous la mer). En courant continu, cet effet capacitif n'existe pas, et justifie l'utilisation des HVDC pour ce type de liaison."

+

[YBaCuO]

Bonjour,

Comme il a été déjà dit, le transport d'électricité par câble en courant alternatif est confronté à des contraintes sévères.
En effet un câble se comporte comme un condensateur, par exemple un câble 400kV produit une puissance réactive de plus de 10 MVAr/km, en considérant que ce câble est dimensionné pour transporter 500MVA, on comprend qu'au bout de quelques dizaines de kilomètres cette technique n'est plus envisageable.
L'emploi d'un tel câble ne se justifie que pour l'approche des très grandes agglomérations urbaines.

Concernant les lignes aériennes, celles-ci ont aussi des limites, au delà de 150 km apparait des contraintes de stabilité statique.

Des lignes aériennes 400kV sont prévues pour transporter des puissances très importantes de l'ordre du millier de MVA.
On considérant qu'une ligne aérienne est une inductance, et en supposant que le niveau de tension est maintenu de chaque extrémité de la ligne par le contrôle local de la puissance réactive, on peut calculer que la puissance maximale pouvant transiter sur la ligne est V²/X avec X la réactance de la ligne.

Pour une ligne 400kV avec V=230kV et X=30 Ohm/100km, sur 100 km on peut faire transiter 1700MVA tandis que sur 200km plus que 800MVA.

Cette limite peut être réhaussé en compensant le long de la ligne à intervalle régulier la puissance réactive.

Si la puissance transitée approche la puissance maximale, le point de fonctionnement de la ligne approche un point critique qui fait basculer le point de fonctionnement sur une zone instable où la tension s'écroule. Par effet domino cet écroulement de tension se propage sur le reste du réseau et peut mener à sa perte.

Le courant continu s'affranchit de ces contraintes.

[invite0324077b]

pour les lignes aerienne la distance entre les fil est grande et l'effet capacitif est faible : pourtant ca limite deja la longueur maximum sans poste de compensation

pour les lignes sous marine ou enteré les conducteur sont beaucoup plus proche est les capacité plus forte : les distance maxi sont beaucoup plus limité :

le courant continu est un bon moyen d'eviter ces limites

[invite6cb6771b]

Merci beaucoup à vous pour ces renseignements si precieux et bonne journée

[invite4a501deb]

Bonjour à tous,

Voilà une question intéressante.
Je ne sais pas s'il vaut mieux créer un sujet exprès pour ça ou poser la question ici à la suite, mais ce que je me demandais c'est si avec l'utilisation du courant continu, cela ne diminuait pas la section du câble.

Par exemple si on véhicule un courant importante par exemple 300A au hasard, en continu et en alternatif, la section du câble en continu ne sera-elle pas plus petite que celle du câble en alternatif?

Merci.

[inviteeb160de1]

Par exemple si on véhicule un courant importante par exemple 300A au hasard, en continu et en alternatif, la section du câble en continu ne sera-elle pas plus petite que celle du câble en alternatif?

300A c'est 300A. Continu ou alternatif, le cable affectera de la meme manière le signal au niveau résistif (section). Concernant l'inductance, je ne sais pas dans quelle mesure elle varie en fonction de la section.

Aurélien

[invite0f178c4b]

Bonjour Lunch,

Comme évoqué plus haut, les grandes longueurs de câble (en plus de la charge du réseau) font apparaitre un courant réactif quand ils sont alimentés en alternatif. Les pertes par effet joule sont donc plus importantes (je pense que c'est la perte à laquelle faisait référence Tropique). De ce point de vue là, il est plus avantageux de passer en continu.

Concernant le courant maximum d'un câble, sur les longues distances, il est surtout limité par la chute de tension le long du câble par effet d'Ohm plutôt que par un problème d'échauffement de ce dernier (en gros, on ne craint pas qu'ils fondent, on craint que la tension de sortie soit trop basse). Il n'y a pas de ce point de vue là d'avantage à l'un ou à l'autre car, que ce soit par le biais d'un transformateur variable pour le courant alternatif ou d'un convertisseur statique en continu, je pense que la technologie d'élévation de tension est maitrisée dans les deux cas et les rendements doivent être proches à priori.

Par contre, il est en effet intéressant de considérer que l'on peut diviser par 2 la quantité de cuivre en utilisant la terre comme conducteur, ce qui est impossible avec un réseau triphasé dans le sens que la terre ne conduirait que le neutre et que le courant dans ce dernier est, sinon nul, très faible par rapport au courant dans les phases.

A suivre donc,

Bonne journée,
Mayonaise

[f6bes]

Bonjour à tous,

Voilà une question intéressante.
Je ne sais pas s'il vaut mieux créer un sujet exprès pour ça ou poser la question ici à la suite, mais ce que je me demandais c'est si avec l'utilisation du courant continu, cela ne diminuait pas la section du câble.

Par exemple si on véhicule un courant importante par exemple 300A au hasard, en continu et en alternatif, la section du câble en continu ne sera-elle pas plus petite que celle du câble en alternatif?

Merci.

Bjr à toi,
L'effet de peau peut effectivement etre pris en compte. Mais à 50 hertzs il est relativement important (pénétration) avant qu'apparaissent les pertes.
C'est la tenue "mécanique" qui conditionnent bien souvent la section des cables dont les tensions ( forces) de pose dépassent qq tonnes en général.
A+

[invite4a501deb]

Merci pour vos réponses rapides.

Donc si j'ai compris la différence entre un câble en alternatif et en continu serait due aux effets réactifs et autres pertes rencontrées en alternatif et qui font donc augmenter la chute de tension ainsi que la section du câble.

En fait la problématique j'ai, c'est la suivante, j'ai un pont redresseur triphasé qui alimente un moteur en courant continu. Le courant à la sortie du redresseur est élevée (environ 300A). La doc constructeur du pont redresseur préconise un câble en 180mm², hors après étude surun logiciel de calcul de section de câbles, celui-ci indique un câble en 95mm².

Je me demande donc pourquoi il y a une telle différence de section de câble.

[f6bes]

Bjr à toi,
300A certes, sous quelle tension, pour quelle longueur ?
Avec du 95 carré cela donne environ 3 A par mm2 environ.
Avec du 180 mm carré tu passes à une densité de 1.5 A par mm2 environ.

C'est un choix personnel suivant la densité que l'on désire.

A+

[xberger]

L’intérêt par rapport aux pertes dans les lignes a déjà bien été traité.
Le principal point qui n'avantage pas le transport d'énergie électrique sous la forme d'un courant continu est la conversion d'énergie.
Les principaux moyens de productions d'électricité sont basés sur des génératrices rotatives qui produisent un courant alternatif. Une conversion en courant continu engendrerait de grosses pertes.

Xavier

[Moinsdewatt]

1/ Echange d'électricité entre deux pays pour éviter de synchroniser les réseaux
.....

par exemple il y a une ligne en courant continu de grosse capacité sous la Manche entre la France et la Grande Bretagne.

[Tropique]

Le principal point qui n'avantage pas le transport d'énergie électrique sous la forme d'un courant continu est la conversion d'énergie.
Les principaux moyens de productions d'électricité sont basés sur des génératrices rotatives qui produisent un courant alternatif. Une conversion en courant continu engendrerait de grosses pertes.

Dans ce sens là, ce n'est pas vraiment un problème: les diodes sont depuis des dizaines d'années arrivées à maturité, et permettent de redresser n'importe quel courant ou tension (moyennant éventuellement une mise en parallèlle ou en série) avec un rendement de ~99.9% et une bonne fiabilité et simplicité.
Onduler, surtout à des dizaines ou des centaines de KV est beaucoup plus complexe, délicat et coûteux.
Mais le rendement n'est pas non plus un souci, même s'il est un peu moins bon que pour le redressement.

par exemple il y a une ligne en courant continu de grosse capacité sous la Manche entre la France et la Grande Bretagne.

L'aspect synchronisation est probablement secondaire devant le rendement (et le stress des isolants).

[polo974]

A courant efficace identique, la tension (crête) est plus élevée en alternatif, et les isolements doivent en tenir compte.

Dit autrement, à tension crête identique, le courant efficace est plus élevé en alternatif, donc les pertes aussi.

[xberger]

Bonjour,

C'est pour cela qu'il existe la notion de courant efficace pour le courant alternatif. C'est cette notion qu'il faut utiliser quand on parle de puissance électrique (en continue ou en altenatif)

Cordialement

Xavier

[inviteeb160de1]

Dit autrement, à tension crête identique, le courant efficace est plus élevé en alternatif, donc les pertes aussi.

Sauf que lorsque la tension est dans le creux de la sinusoide le courant baisse et les pertes aussi.
C'est pour ça qu'on parle de courant efficace, donc on se fiche des pertes en courant crête, on ne calcule qu'en efficace pour les pertes resistives.

Aurelien

[polo974]

Sauf que lorsque la tension est dans le creux de la sinusoide le courant baisse et les pertes aussi.
C'est pour ça qu'on parle de courant efficace, donc on se fiche des pertes en courant crête, on ne calcule qu'en efficace pour les pertes resistives.

Aurelien

Sauf que si tu intègres sur une (demi)période les pertes sont doubles (à tension crête identique) pour la même énergie transportée.

[inviteeb160de1]

J'aimerais bien voir le raisonnement mathématique qui t'amene à ce résultat..

[polo974]

tensions et courants efficaces pour un signal sinus et un cos phi à 1 (pas de déphasage courant/tension):
U_eff=U_crête*0.5^0.5 (soit * 0.707)
I_eff=I_crête*0.5^0.5 (soit * 0.707)

Si on veut la même tension crête en sinus qu'en continu, on est bien obligé de baisser la tension efficace de 0.5^0.5. (soit * 0.707)
Pour transporter la même énergie, il faut alors augmenter le courant de 2^0.5 (soit * 1.414).

Et comme la perte est en R.I²,
(2^0.5)² = 2

La perte est donc double pour un même transport d'énergie à tension crête identique.

[inviteeb160de1]

Si on veut la même tension crête en sinus qu'en continu

Mais qui te parle de tensions cretes ?
Si on veut transmettre une puissance donnée, on parle soit de courant continu soit de courant efficace, les deux valeurs devant être égale pour une puissance donnée.
Le courant crete n'a aucune importance ici.

Aurélien

[xberger]

Dans ce sens là, ce n'est pas vraiment un problème: les diodes sont depuis des dizaines d'années arrivées à maturité, et permettent de redresser n'importe quel courant ou tension (moyennant éventuellement une mise en parallèlle ou en série) avec un rendement de ~99.9% et une bonne fiabilité et simplicité.
Onduler, surtout à des dizaines ou des centaines de KV est beaucoup plus complexe, délicat et coûteux.
Mais le rendement n'est pas non plus un souci, même s'il est un peu moins bon que pour le redressement.


L'aspect synchronisation est probablement secondaire devant le rendement (et le stress des isolants).

Quand je parlait de conversion d'énergie, je parlais principalement des conversion BT/HT et aujourd'hui le plus simple et le plus sur reste le transformateur qui lui ne fonctionne qu'en alternatif

Cordialement

Xavier

[Antoane]

Mais qui te parle de tensions cretes ?
Si on veut transmettre une puissance donnée, on parle soit de courant continu soit de courant efficace, les deux valeurs devant être égale pour une puissance donnée.
Le courant crete n'a aucune importance ici.n

C'est la tension crête qui va déterminer l'isolement nécessaire entre conducteurs :

A courant efficace identique, la tension (crête) est plus élevée en alternatif, et les isolements doivent en tenir compte.

[inviteeb160de1]

Oui bien evidemment. Mais ça n'a pas de rapport avec des puissance ou des pertes.

[polo974]

Mais qui te parle de tensions cretes ?

C'est moi qui en ai parlé dans le message 18, car la tension crête détermine l'isolation comme l'a dit Antoane.
Et c'est une grosse contrainte en HT.
(C'est toi qui n'a pas lu en entier mes messages, car j'ai à chaque fois précisé la chose.)

Si on veut transmettre une puissance donnée, on parle soit de courant continu soit de courant efficace, les deux valeurs devant être égale pour une puissance donnée.
Le courant crete n'a aucune importance ici.

Aurélien

En sinus (et sans déphasage):
P = U_crête * I_crête / 2
P = U_crête² / 2R
P = R * I_crête² / 2
La valeur efficace n'est qu'une vue de l'esprit inventée pour répartir la différence de puissance transmise par rapport au produit U_crête*I_crête...

[inviteede7e2b6]

La valeur efficace n'est qu'une vue de l'esprit inventée pour répartir la différence de puissance transmise par rapport au produit U_crête*I_crête...

vue de l'esprit.....

c'est un peu rapide à mes yeux.

la "valeur efficace" est la valeur de la tension (et du courant) continu correspondant à la même puissance dissipée dans une résistance.

c'est donc une valeur physique bien concrète, correspondant à l'intégration (surface) d'une sinusoïde.

[inviteeb160de1]

la tension crête détermine l'isolation comme l'a dit Antoane.
(C'est toi qui n'a pas lu en entier mes messages, car j'ai à chaque fois précisé la chose.)

Je l'ai bien lu, mais il n'y a aucun rapport entre la tension crete qui est bien necessaire pour le calcul de la distance d'isolement, et le calcul de la puissance des pertes.

En sinus (et sans déphasage):
P = U_crête * I_crête / 2
P = U_crête² / 2R
P = R * I_crête² / 2
La valeur efficace n'est qu'une vue de l'esprit inventée pour répartir la différence de puissance transmise par rapport au produit U_crête*I_crête...

Merci de me rappeler les formules de base, ce n'est pas necessaire.
Mais a quoi te sert de calculer une puissance instantanée max sur un courant alternatif ?
C'est un dialogue de sourd, on est bien d'accord sur la distance d'isolement mais je ne vois absolument pourquoi tu viens comparer des puissances en courant continu et des puissances alternatives en te basant sur une tension crete.

Aurélien