Synchronisation du Générateur

Un générateur stationnaire ne doit jamais être connecté à des barres de collecteur sous tension, car la force électromotrice (FEM) induite est nulle à l'arrêt, ce qui provoquerait un court-circuit. La procédure de synchronisation et l'équipement utilisé pour la vérifier sont identiques, qu'il s'agisse de connecter un alternateur en parallèle avec un autre alternateur ou d'un alternateur à un bus infini.

Synchronisation via des Lampes de Synchronisation

Un ensemble de trois lampes de synchronisation peut être utilisé pour vérifier les conditions de parallélisme ou de synchronisation d'une machine entrante avec une autre. La méthode de la lampe sombre, utilisée en conjonction avec un voltmètre pour la synchronisation, est illustrée ci-dessous. Cette approche est adaptée aux machines de faible puissance.

Processus de Synchronisation Utilisant des Lampes de Synchronisation

• Moteur Principal et Ajustement de Tension

• Démarrer le moteur principal de la machine entrante et l'accélérer jusqu'à sa vitesse nominale.

• Ajuster le courant d'excitation de la machine entrante jusqu'à ce que sa tension de sortie corresponde à la tension du bus.

• Détection de Fréquence et de Phase

• Les trois lampes de synchronisation clignoteront à un taux proportionnel à la différence de fréquence entre la machine entrante et le bus.

• Vérification de la Séquence de Phase : Si toutes les lampes s'allument et s'éteignent simultanément, les connexions de phase sont correctes. Sinon, la séquence de phase est mal alignée.

• Actions Correctives et Fermeture du Disjoncteur

• Pour corriger la séquence de phase, intervertir deux conducteurs de ligne de la machine entrante.

• Ajuster finement la fréquence de la machine entrante jusqu'à ce que les lampes clignotent à un taux d'une période sombre par seconde ou moins.

• Après l'ajustement final de la tension, fermer le disjoncteur de synchronisation au milieu de la période sombre pour minimiser la différence de tension.

Avantages de la Méthode de la Lampe Sombre

• Moins coûteuse par rapport à d'autres techniques de synchronisation.

• Permet une vérification simple de la séquence de phase correcte.

Inconvénients de la Méthode de la Lampe Sombre

• Les lampes apparaissent sombres à environ 50% de leur tension nominale, risquant la fermeture du disjoncteur en présence de différences de phase résiduelles.

• Les fluctuations de tension fréquentes peuvent causer la rupture du filament.

• Le comportement de clignotement ne indique pas si la fréquence entrante est supérieure ou inférieure à la fréquence du bus.

Méthode des Trois Lampes Lumineuses

• Schéma de Connexion : Les lampes sont connectées en croix entre les phases (par exemple, A1-B2, B1-C2, C1-A2).

• Indication de Synchronisation : Si toutes les lampes s'allument et s'éteignent en unisson, la séquence de phase est correcte.

• Fermeture Optimale : Fermer le disjoncteur au sommet de la période lumineuse.

Méthode des Deux Lampes Lumineuses et d'une Lampe Sombre

• Configuration de Connexion : Une lampe est connectée entre les phases correspondantes (par exemple, A1-A2), tandis que les deux autres sont connectées en croix (par exemple, B1-C2, C1-B2), comme illustré ci-dessous.

• Indication de Phase : La séquence de phase correcte est confirmée lorsque une lampe reste sombre tandis que les deux autres alternent entre luminosité et obscurité.

Configuration de Connexion et Étapes de Synchronisation

Dans cette configuration, A1 est connecté à A2, B1 à C2, et C1 à B2. Le moteur principal de la machine entrante est démarré et accéléré à sa vitesse nominale. L'excitation de la machine entrante est ajustée de manière que les tensions induites \(E_{A1}, E_{B2}, E_{C3}\) correspondent aux tensions du bus \(V_{A1}, V_{B1}, V_{C1}\). Le diagramme correspondant est illustré ci-dessous.

Fermeture Optimale du Disjoncteur et Vérification de la Séquence de Phase

Le moment idéal pour fermer le disjoncteur de synchronisation est lorsque la lampe directement connectée (A1-A2) est complètement sombre tandis que les lampes connectées en croix (B1-C2, C1-B2) sont également lumineuses. Si la séquence de phase est incorrecte, cette condition ne sera pas remplie, et toutes les lampes resteront soit sombres, soit clignoteront hors de phase.

Pour corriger la séquence de phase, échanger deux connexions de ligne de la machine entrante. Comme la plage sombre des lampes incandescentes couvre un intervalle de tension significatif (généralement 40-60% de la tension nominale), un voltmètre (V1) est connecté à travers la lampe directement connectée. Le disjoncteur doit être fermé lorsque le voltmètre indique zéro, signalant une différence de tension minimale entre la machine entrante et le bus.

Modes Opérationnels et Automatisation

Une fois synchronisée, la machine entrante "flotte" sur le bus et peut commencer à fournir de l'énergie en tant que générateur. Si le moteur principal est déconnecté tout en étant connecté, la machine fonctionnera en tant que moteur, absorbant de l'énergie du réseau.

• Synchronisation à Petite Échelle : Dans les applications de faible puissance, les méthodes à trois lampes sont souvent complétées par un synchroscope pour vérifier la concordance de fréquence.

• Automatisation à Grande Échelle : Pour les générateurs de grande capacité dans les centrales électriques, des systèmes informatisés exécutent l'ensemble du processus de synchronisation de manière autonome, assurant précision et sécurité.