Fréquence du secteur !!!

[bijop]

Bonjour,

j'ai cherché sur internet mais je n'ai pas trouvé de réponse à ma question.

Je crois que quelle que soit la technologie employée (centrale thermique, hydraulique ou nucléaire) l'énergie électrique est finalement créée par une turbine qui entraîne un alternateur,
le nombre de pôle de l'alternateur déterminant le nombre de phase.

Voici mon interrogation :
La taille et la vitesse de rotation de cet alternateur déterminent-ils
la fréquence de la tension créée ?

merci pour vos réponses
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[BastienBastien]

Hello,

Un alternateur de centrale électrique tourne à 3000 RPM, soit 50 Hz.

Oui, c'est bien une turbine qui fait tourner cet alternateur.

Avant de se connecter au réseau électrique, il faut synchroniser l'alternateur par rapport à ce grid (réseau) ; les paramètres suivants doivent être égaux :

- fréquence,
- phase,
- tension.

REMARQUE : la ligne d'arbre d'une centrale électrique est prévue pour une certaine fréquence, en terme de résonnance et de commande, mais elle pourrait être adaptée pour une autre fréquence. Il suffirait d'en modifier la logique de contrôle ainsi que déplacer la fréquence de résonnance de la ligne d'arbre. Le tout étant d'être, évidemment, à la même fréquence que le grid.

[bijop]

comment fait-on pour assurer une rotation de 3000 RPM ?

Est-ce un calcul fin sur l'ouvrage dans le cas hydraulique ?
Hauteur d'eau, taille des conduites etc.

Comment fait-on pour faire cette multi synchronisation Freq. phase et tension ?

merci

[inviteede7e2b6]

peu de GROS alternateurs tournent à cette vitesse !

le rotor de plusieurs tonnes serait centrifugé depuis longtemps.

mais on multiplie le nombre de pôles.

la methode de synchro la plus simple est.... de laisser faire !

quant l'alternateur "pousse" dans le réseau , son couple résistant freine la source mécanique et le système s'auto équilibre.

[A voir en vidéo sur Futura]

[bijop]

comment le fait de multiplier le nombre de pôles influe sur la fréquence ?

Pour le deuxième point, ça veux dire qu'il n'y a pas de synchro particulière à faire alors ?

[BastienBastien]

Hi,

la methode de synchro la plus simple est.... de laisser faire !

quant l'alternateur "pousse" dans le réseau , son couple résistant freine la source mécanique et le système s'auto équilibre.

Yep. Mais tout ça se calcule.

Un cas ou cet équilibre peut dénégérer est le cas ou on envoie trop de gaz dans la turbine, ou trop de vapeur, ou trop d'eau, alors que l'excitation de l'alternateur est trop faible. Alors le rotor glisse puis la ligne d'arbre part en survitesse. Ca, c'est pas bon du tout. Mais il y a des protections très fiables pour prévenir ce problème, en plus du calcul, qui fait que ce cas ne devrait pas arriver.

Pour relever la fréquence du réseau, on peut - tout en ayant une excitation suffisante - augmenter le gaz ou vapeur ou eau dans la turbine. Ainsi, grace au synchronisme, on tend à augmenter la fréquence du réseau.

[BastienBastien]

Pour le deuxième point, ça veux dire qu'il n'y a pas de synchro particulière à faire alors ?

Si, il y a un calculateur rien que pour ça, qui agit sur l'excitation et la quantité de gaz ou vapeur ou eau envoyé dans la turbine.

Avant de se connecter au réseau, la turbine monte en vitesse, puis, à une certaine fréquence, on accélère moins vite. On est dans toute cette phase en régulation de vitesse.
Puis, on autorise une vitesse très légèrement supérieure à 50 Hz pour avoir une phase identique à celle du réseau.
Puis on ralentie progressivement.
Le but étant d'être non seulement à la même fréquence mais aussi à la bonne phase.

On règle également l'excitation ainsi que le transformateur (le rapport de transformation est légèrement varible grace à un "tap changer") pour avoir une quasi identique.

[bijop]

ok merci beaucoup

Le fait d'augmenter la fréquence permet de limiter la taille des transformateurs.
Pourquoi avoir choisi 50 Hz alors : bien sûr il y a une limite technique à la rotation de la turbine et de l'alternateur, mais pourquoi 50 Hz ou 60 Hz ? 30000RPM sont mécaniquement impossible par exemple ?

[BastienBastien]

Hi,

Je te conseille la lecture de la page "Réseau Electrique" de wikipedia : http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9...C3%A9lectrique

Tu verras qu'il y a encore très peu de temps, dans certaines villes, il y avait plusieurs réseaux électriques de fréquences variées.

[bijop]

oui merci, je l'ai lu mais j'en arrive à la conclusion, peut-être fausse d'ou mon topic, que le choix de 50 ou 60 Hz n'est pas forcément judicieux et dicté par des lobbies industriels ?

[BastienBastien]

Hi,

Pour les transformateurs, oui, plus on augmente la fréquence, mieux c'est.

Mais je ne crois pas que ce soit les cas pour tous les récepteurs.

Mais là, c'est au dessus de mes connaissances.

[inviteede7e2b6]

personne n'a d'argument VALABLE pour le choix 50/60.

perso j'y verrai bien une conséquence de la non utilisation du système métrique par les US à l'époque.

[BastienBastien]

30000RPM sont mécaniquement impossible par exemple ?

Je pense qu'à ces vitesses on aurait des problèmes. Mais je ne suis pas mécanicien et ne vois pas lesquels. Usure prématurée des paliers/ coussinets ? Usure des charbons prématurées (sans doute) ?

Et puis en ce qui concerne le générateur, il faudrait combien de paires de poles pour sortir du 50 Hz ?

[f6bes]

le choix de 50 ou 60 Hz n'est pas forcément judicieux et dicté par des lobbies industriels ?

Bsr à toi,
Ce choix date de plus de dizaines et de dizaines d'années.
Il fut une époque (en France) c'était du 25 hertzs, , il y a meme eu de la distribution en courant continu.

Je vois mal comment ACTUELLEMENT on pourrait déroger à ce qui existe dans de mutiples pays. De plus l'électricité n'as pas de frontiére.
Les échanges se font dans tous les sens. Faut donc avoir les memes "références".

Les lobbies n'ont rien à voir là dedans.


Tu te vois entrains de remplacer les MULTIPLES millions de transfos existants.
Ca ne se ferais pas en 1 jour. Donc nécessité de MAINTENIR "l'ancien" (50 hertzs) pendant le passage à "autre chose".
Dons deux réseaux en maintenir en service.
Te reste à en calculer le prix !!

Le meme genre de probléme existe en aviation qui utilise TOUJOURS la "modulation AM" pour ses liaisons radio. Et pourtant la modulation AM, c'est ce qu'il y a de plus désuet en tant qu'efficassité.
Là aussi c'est un "virage" qui n'a pas été pris et maintenant on fait avec et les ....lobbies n'ont rien à y voir !!

A+

[invitee05a3fcc]

50 ou 60 Hertz, c'est kif kif et cela provient de deux développements simultanés en Europe et aux USA du temps où il fallait 10 jours pour traverser l'Atlantique. Sur les avions, c'est du 400 Hertz (transfo plus petit et meilleurs résolutions des Selsyns)

[inviteede7e2b6]

Le meme genre de probléme existe en aviation qui utilise TOUJOURS la "modulation AM" pour ses liaisons radio. Et pourtant la modulation AM, c'est ce qu'il y a de plus désuet en tant qu'efficassité.
A+

il y a , aussi et surtout , une raison de sécurité des liaisons, l'effet de masque de la modulation FM étant gênant dans ce cas , mais j'va pas me lancer dans un développement assez abscon

[bijop]

merci pour toutes vos réponses

[invitea3c675f3]

... De plus l'électricité n'as pas de frontiére.
Les échanges se font dans tous les sens. Faut donc avoir les memes "références"...

Que nenni ! Nous sommes de gros exportateurs d’électricités avec nos voisins du sud. À ce que j’ai entendu dire, notre 60Hz est redressé avant d’être offert aux Étatsuniens, lesquels le reconvertissent en… 60Hz.

Pour ce qu’il en est du 50 ou 60Hz, je crois que ce sont des querelles de clocher. En 60Hz le transfo doit être un peu plus petit… mais pour les alims à découpage ça ne change pas grand-chose.

Pour ce qui est de la stabilité de la fréquence du réseau, j’ai fait le pari avec un prof qu’entre 5h et 7h où tout Québécois qui se respecte cuit sa pizza congelée au microonde, la fréquence allait baisser de quelques dixièmes de Hz. Ça m’a valu vingt pompes.

[invitee05a3fcc]

Pour ce qui est de la stabilité de la fréquence du réseau,

il y a un site qui donne l'écart en temps réel pour l'Europe. Evidemment, il est Suisse !