Fonctionnement parallèle des alternateurs

Définition de l'alternateur

Un alternateur est défini comme un générateur à courant alternatif qui induit une force électromotrice (FEM) dans un fil stationnaire en utilisant un champ magnétique rotatif, conformément à la loi d'induction de Faraday.

Conditions pour le fonctionnement en parallèle

• La séquence de phase de la tension de la machine entrante doit correspondre à celle de la barre de liaison.

• La tension efficace (tension aux bornes) de la barre de liaison ou de la machine déjà en fonctionnement et de la machine entrante doit être la même.

• L'angle de phase des deux systèmes doit être égal.

• La fréquence des deux tensions aux bornes (machine entrante et barre de liaison) doit être pratiquement la même. De grandes transitoires de puissance se produiront si les fréquences ne sont pas pratiquement égales.

 Processus de synchronisation

La synchronisation implique l'ajustement des tensions aux bornes et la vérification des séquences de phase à l'aide d'un synchroscope ou de la méthode à trois lampes.

Adaptation de la tension et de la fréquence

Assurez-vous que les tensions aux bornes et les fréquences sont pratiquement identiques pour éviter les surtensions et les dommages aux équipements.

Procédure générale pour le parallélisme des alternateurs

Le schéma ci-dessous montre un alternateur (générateur 2) qui est parallélisé avec un système de production d'énergie en fonctionnement (générateur 1). Ces deux machines sont sur le point de se synchroniser pour alimenter une charge. Le générateur 2 va être parallélisé à l'aide d'un interrupteur, S1. Cet interrupteur ne doit jamais être fermé sans satisfaire les conditions ci-dessus.

 Pour égaliser les tensions aux bornes, ajustez la tension aux bornes de la machine entrante en modifiant son courant de champ. Utilisez des voltmètres pour la faire correspondre à la tension de ligne du système en fonctionnement.

 Il existe deux méthodes pour vérifier la séquence de phase des machines. Elles sont les suivantes

• La première consiste à utiliser un synchroscope. Il ne vérifie pas réellement la séquence de phase mais il est utilisé pour mesurer la différence d'angles de phase.

• La deuxième méthode est la méthode à trois lampes (Figure 2). Ici, nous pouvons voir trois ampoules connectées aux bornes de l'interrupteur, S1. Les ampoules deviennent brillantes si la différence de phase est grande. Les ampoules deviennent ternes si la différence de phase est petite. Les ampoules montreront toutes ensemble une lumière ténue et brillante si la séquence de phase est la même. Les ampoules s'allumeront en progression si la séquence de phase est opposée. Cette séquence de phase peut être rendue égale en inversant les connexions sur deux phases de l'un des générateurs.

Ensuite, vérifiez que les fréquences des systèmes entrant et en fonctionnement sont pratiquement les mêmes. Cela peut être fait en observant l'assombrissement et l'éclaircissement des lampes.

Lorsque les fréquences sont pratiquement égales, les deux tensions (alternateur entrant et système en fonctionnement) modifieront progressivement leur phase. Ces changements peuvent être observés et l'interrupteur, S1, peut être fermé lorsque les angles de phase sont égaux.

Avantages du fonctionnement en parallèle

• Lorsqu'il y a un entretien ou une inspection, une machine peut être retirée du service et les autres alternateurs peuvent maintenir la continuité de l'alimentation.

• L'alimentation de la charge peut être augmentée.

• Lors de charges légères, plus d'un alternateur peut être arrêté tandis que l'autre fonctionnera presque à pleine charge.

• Haute efficacité.

• Le coût d'exploitation est réduit.

• Assure la protection de l'alimentation et permet une génération rentable.

• Le coût de génération est réduit.

• La panne d'un générateur ne cause aucune interruption dans l'alimentation.

• La fiabilité de l'ensemble du système de production d'énergie augmente.