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TS CRSA COURS+EXERCICES

Physique

Appliquée Chap 1: Distribution de l’énergie électrique

M 2.2: ENERGIE ELECTRIQUE 2

Partie 0 : Le monophasé

I.Le réseau de distribution 50Hz

De 1kV à 33kV De 33kV à 800 kV De 1kV à 33kV HTA >1kV

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II.Distribution triphasées équilibrées

II.1. Avantage

- Les machines triphasées ont des puissances de plus de 50% supérieures aux machines monophasées

de même masse. Leurs prix sont donc moins élevés.

- Lors du transport de l’énergie électrique, les pertes en ligne du réseau triphasé sont moins élevées

qu’en monophasé pour la même puissance transportée.

II.2. Les tensions simples en basse tension

a) Présentation

On appelle tension simple, la tension entre une phase et le neutre. Elle est notée v.

b) Représentation temporelle de v1(t) , v2(t) et v3(t).

c) Propriétés des tensions simples d’un réseau triphasé équilibré

Tension efficace : Tension crête :

Les tensions simples d’un système triphasé équilibré ont _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Un réseau triphasé équilibré est composé de trois tensions déphasées consécutivement de

_ _ _ _ _ _ ° = _ _ _ _ _ rad entres elles.

t

……

.t

…… …… ……

…

…

…

…

…

…

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d) Vecteurs de Fresnel et valeurs instantanées.

II.3. Les tensions composées

a) Présentation

On appelle tension composée, la tension entre deux phases. Elle est notée u.

On remarque que : u12(t)=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

u23(t)= _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

u31(t)= _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

0 230v

v1(t) = _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

v2(t) = _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

v3(t) = _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

___VVV 321

v1(t) + v2(t) + v3(t) = _ _ _

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b) Représentation temporelle de u12(t) , u23(t) et u31(t). (Exemple réseau triphasé 400V 50Hz)

c) Propriétés des tensions composées

Tension efficace : Tension crête :

Les tensions composées d’un système triphasé équilibré ont _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

On retrouve entre les tensions composée un déphasage de _ _ _ _ _° = _ _ _ _ _ rad.

Déphasage de u12 par rapport à v1 : radUV ________; 121

d) Vecteurs de Fresnel et valeurs instantanées.

t

……. ……. ……. …

… …… …… ……

.t

…

…

…

…

…

…

…

…

u12(t) = _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

u23(t) = _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

u31(t) = _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

___UUU 312312

u12(t) + u23(t) + u31(t) = _ _ _

230 V 400 V 0

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II.4. Relation entre tension composée U et tension simple V

230 V 400 V 0

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III.Récepteur triphasée équilibrés

III.1. Définition

Un récepteur triphasé équilibré est constitué de 3 dipôles électriques identiques.

Convention : On appelle par la lettre :

i : les intensités des courants fournis par les lignes du réseau triphasé.

j : Les intensités des courants traversant les 3 éléments du récepteur

III.2. Couplage étoile de trois impédances complexes Z

Réaliser le couplage ; nommer les courants et les tensions

Dans un couplage étoile :

-

- La tension aux bornes d’un élément est la tension _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.

- La loi d’ohm en valeur efficace s’écrit :

Récepteur triphasé Réseau triphasé

L1

L2

L3

N

L1

L2

L3

N

J =

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III.3. Couplage triangle de trois impédances complexes Z

Réaliser le couplage ; nommer les courants et les tensions

Dans un couplage triangle :

-

- La tension aux bornes d’un élément est la tension _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.

- La loi d’ohm en valeur efficace s’écrit :

J =

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IV. Puissances en triphasé

IV.1. Les définitions

Puissance active pour un élément (monophasé) : Puissance active pour un élément (monophasé) :

Puissance active pour 3 éléments : Puissance active pour 3 éléments :

Couplage étoile : Couplage triangle :

Puissance active :

Puissance active (W) :

Puissance réactive (VAr) :

Puissance Apparente (VA) :

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IV.2. Mesure de la puissance active

a) Récepteur triphasé équilibré avec neutre

b) Récepteur triphasée équilibré sans neutre

Récepteur

Triphasé

Équilibré

L1

L2

L3

N

P1 : Puissance absorbée par une phase

P : Puissance absorbée par le récepteur

P =

Récepteur

Triphasé

Équilibré

L1

L2

L3

Méthode des deux wattmètres

P =

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Partie 0 : Le monophasé EXERCICE 1 :

Un réseau triphasé 230/400V, 50Hz alimente des charges résistives.

Calculer les intensités efficace efficaces I’’, I’ et I des courants.

EXERCICE 2 : On branche un chauffage électrique triphasé équilibré sur un réseau triphasé 400V-50Hz.

Le chauffage est constitué de trois résistances de 10.

L’objectif de l’exercice est de déterminer le couplage qui fournira le plus de puissance.

I.Couplage étoile

1) Réaliser le couplage au réseau sur le schéma ci-contre.

2) Déterminer l’intensité efficace du courant J dans une des

résistances.

3) Calculer la puissance dissipée par effet joule par une résistance.

4) En déduire la puissance dissipée par effet joule pour tout le

couplage.

5) Déterminer l’intensité efficace du courant en ligne I.

II.Couplage triangle

1) Réaliser le couplage au réseau sur le schéma ci-contre.

2) Déterminer l’intensité efficace du courant J dans une des

résistances.

3) Calculer la puissance dissipée par effet joule pour une

résistance.

4) Calculer la puissance dissipée par effet joule par le chauffage.

5) Calculer l’intensité efficace du courant en ligne I.

III. Comparer les courants en ligne, puis les puissances. Conclure.

200

100

400

i i’

i’’

200 200 100 100

1

2

3

N

1

2

3

N

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EXERCICE 3 :

Sur un réseau (230V/400 :50Hz) sans neutre, on branche en triangle trois éléments identiques. Chacun des

éléments est composée d’une résistance R=20Ω en série avec une bobine d’inductance de L=0,5H.

1. Représenter le couplage, en précisant les noms des tensions et des courants.

2. Déterminer l’impédance complexe Z.

3. En déduire l’impédance Z et le déphasage.

4. Calculer le courant en ligne.

5. Calculer les puissances active, réactive et apparente.

EXERCICE 4 :

On alimente un récepteur inductif de facteur de puissance 0,6 par un réseau triphasé 400V/50Hz.

1) Compléter le schéma pour mesurer la puissance active par la méthode des deux Wattmètres.

2) On mesure PA=361W et PB=47W. En déduire la puissance active.

3) Calculer le courant efficace en ligne I.

4) Calculer la puissance apparente et la puissance réactive.

5) Proposer une méthode pour diminuer la puissance réactive. Compléter le schéma.

6) A l’aide de la formule vue en monophasé, calculer la capacité d’un condensateur pour obtenir un

facteur de puissance de 1.

Récepteur

triphasé

1

2

3

N

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