Synchronisation du générateur

Un générateur stationnaire ne doit jamais être connecté à des barres de collecteur sous tension. Lorsqu'un générateur est à l'arrêt, la force électromotrice (FEM) induite est nulle, ce qui entraînerait un court-circuit s'il était connecté à des barres de collecteur sous tension. Le processus de synchronisation et les équipements associés pour la vérification restent cohérents, que l'on connecte un alternateur en parallèle avec un autre ou qu'on relie un alternateur à un bus infini.

Sommaire

• Synchronisation par lampes de synchronisation

• Avantages de la méthode de la lampe sombre

• Inconvénients de la méthode de la lampe sombre

• Méthode des trois lampes lumineuses

• Méthode des deux lampes lumineuses et une lampe sombre

Les méthodes suivantes sont couramment utilisées pour la synchronisation des machines électriques :

Synchronisation par lampes de synchronisation

Un ensemble de trois lampes de synchronisation peut être utilisé pour évaluer les conditions requises pour paralléliser une machine entrante avec une autre machine ou pour atteindre la synchronisation. La méthode de la lampe sombre, souvent utilisée en conjonction avec un voltmètre, est illustrée ci-dessous. Cette approche particulière est généralement appliquée aux machines électriques de faible puissance.

Tout d'abord, démarrez le moteur principal de la machine entrante et portez sa vitesse près de la valeur nominale. Ensuite, ajustez le courant de champ de la machine entrante afin que sa tension de sortie corresponde à la tension du bus. À mesure que la machine entrante s'approche de la synchronisation, les trois lampes de synchronisation clignoteront à un taux correspondant à la différence de fréquences entre la machine entrante et le bus. Lorsque les phases sont correctement connectées, les trois lampes s'allumeront et s'éteindront simultanément. Si cela ne se produit pas, cela indique une séquence de phase incorrecte.

Pour corriger la séquence de phase, il suffit d'inverser deux des conducteurs de ligne de la machine entrante. Ensuite, affinez la fréquence de la machine entrante jusqu'à ce que les lampes clignotent très lentement, avec un taux inférieur à un cycle complet sombre par seconde. Une fois la tension entrante correctement ajustée, fermez l'interrupteur de synchronisation précisément au milieu de la période sombre des lampes.

Avantages de la méthode de la lampe sombre

• Coût-efficace : Cette méthode est relativement peu coûteuse à mettre en œuvre.

• Détermination facile de la séquence de phase : Elle permet d'identifier facilement la séquence de phase correcte.

Inconvénients de la méthode de la lampe sombre

• Risque de synchronisation fausse : Les lampes apparaissent sombres lorsque la tension à leurs bornes est d'environ la moitié de leur valeur nominale. Cela peut conduire à la fermeture prématurée de l'interrupteur de synchronisation, même si une différence de phase existe encore entre les machines.

• Vulnérabilité des filaments des lampes : Les filaments des lampes sont susceptibles de brûler pendant l'exploitation.

• Limitation de l'indication de fréquence : Le clignotement des lampes ne fournit pas d'information sur quelle source (la machine entrante ou le bus) a une fréquence plus élevée.

Méthode des trois lampes lumineuses

Dans la méthode des trois lampes lumineuses, les lampes sont connectées en croix entre les phases : A1 est lié à B2, B1 à C2, et C1 à A2. Lorsque les trois lampes s'allument et s'éteignent simultanément, cela confirme que la séquence de phase est correcte. Le moment optimal pour fermer l'interrupteur de synchronisation est au pic de la période lumineuse des lampes.

Méthode des deux lampes lumineuses et une lampe sombre

Dans cette approche, une lampe est connectée entre les phases correspondantes, tandis que les deux autres lampes sont connectées en croix entre les deux phases restantes, comme illustré dans la figure ci-dessous.

Dans cette méthode, les connexions sont faites comme suit : A1 est connecté à A2, B1 à C2, et C1 à B2. Tout d'abord, démarrez le moteur principal de la machine entrante et accélérez-le à sa vitesse nominale. Ensuite, ajustez l'excitation de la machine entrante. Grâce à cet ajustement, la machine entrante induira des tensions \(E_{A1}\), \(E_{B2}\), \(E_{C3}\), qui devraient correspondre aux tensions du bus \(V_{A1}\), \(V_{B1}\), et \(V_{C1}\) respectivement. Le diagramme de connexion correspondant est présenté ci-dessous.

Le moment optimal pour fermer l'interrupteur se produit lorsque la lampe directement connectée est sombre et que les lampes connectées en croix ont la même luminosité. Si la séquence de phase est incorrecte, ce moment spécifique ne se produira pas ; au lieu de cela, toutes les lampes s'éteindront simultanément.

Pour changer le sens de rotation de la machine entrante, deux de ses connexions de ligne sont interchangées. Étant donné que l'état sombre de la lampe peut se produire sur une plage de tension relativement large, un voltmètre \(V_1\) est connecté à travers la lampe directement connectée. L'interrupteur de synchronisation est ensuite fermé précisément lorsque la lecture du voltmètre atteint zéro.

Une fois l'interrupteur fermé, la machine entrante est maintenant connectée au busbar en état "flottant", prête à fonctionner comme un générateur et à assumer la charge. Inversement, si le moteur principal est déconnecté, la machine fonctionnera comme un moteur électrique.

Dans les centrales électriques, lors de la mise en parallèle de petites machines, une combinaison de trois lampes de synchronisation et d'un synchroscope est généralement utilisée. Pour la synchronisation de très grandes machines, cependant, tout le processus est automatisé et exécuté par un système informatique, assurant une grande précision et fiabilité.