Optimisation du transit d’énergie sur la ligne d’interconnexion 132 kv niamey-birnin kebbi

II.ii Installation des compensateurs synchrones :

II.ii-i Description et principe de fonctionnement

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Les compensateurs synchrones sont des moteurs synchrones tournant à vide, dont l'excitation est réglée pour fournir ou absorber la puissance réactive qui permet, par son transit en un point du réseau, d'ajuster la tension de ce point. Avec les performances dynamiques qu'exige un haut niveau de sûreté du réseau, les compensateurs synchrones sont des moyens d'actions privilégiés. Ces compensateurs synchrones assurent le maintien de la stabilité dynamique par leurs caractéristiques mieux adaptées à ce rôle que celles des condensateurs (inertie, réactance transitoire faible, régulation rapide d'excitation) et en plus ils ont un programme d'échange d'énergie réactive. Ils sont branchés entre phase et terre, contrôlent la tension grâce à l'injection de l'énergie réactive. Le compensateur agit comme une énorme capacitance ou inductance variable dont la valeur est réglable en faisant varier le courant d'excitation de son rotor. Le moteur et l'alternateur synchrone se diffèrent par leur sens de l'écoulement d'énergie, ils forment un convertisseur qui si un courant continu est injecté sur les balais du rotor, ceux-ci le conduiront sur le rotor en rotation, ainsi le rotor à bobine excitée (électroaimant) génère un champ unidirectionnel dans la bobine du stator qui produira un système de tensions triphasées décalées de 120° (alternateur synchrone) et si son stator est alimenté par une source des tensions triphasées alternatives, sa bobine produit un champ tournant à 120f/p (moteur synchrone). Donc il faudra démarrer les moteurs synchrones au moyen d'un autre moteur ou encore de combiner une cage d'écureuil (moteur asynchrone) avec une bobine alimentée avec du courant continu (moteur synchrone). Cet exemple (figures 11 et 12) nous éclaircie les deux modes du convertisseur synchrone (alternateur / moteur synchrone).

Source d'énergie primaire

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Figure 18 : Alternateur synchrone

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Charge mécanique

Figure 19 : Moteur synchrone

II.ii-ii Interaction du compensateur synchrone avec le réseau

U

Ui = Ui cs

Xd : Réactance longitudinale

UCS : Tension du compensateur synchrone.

EQ = f.é.m. du compensateur synchrone

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Figure 20 : schéma récapitulatif de transfert entre le réseau et le compensateur synchrone Le branchement du compensateur synchrone au réseau met en interaction sa f.é.m. avec la tension du réseau. Leur différence définit le sens du courant et sa valeur dans la réactance (Xd). On a la relation suivante : Ii = IⁱE - Ii??, autrement dit I = EQ-Ucs

.

Xd

Du fait que la tension du réseau est constante, le courant résultant du compensateur synchrone varie avec la variation de la (f.é.m.) obtenue par la variation du courant

d'excitation rotorique (iEx).

Si le courant d'excitation est tel que : ÉQ = ÙJ cs ? Ii = 0 ;

En désignant pour ce cas : IⁱEx = Ii0,Ex ;

on peut définir : Iⁱex # Iⁱ0,Ex ? EⁱQ # Ui cs ? Ii = 0

Si Iⁱex < Iⁱ0,Ex ? EQ < ti cs ? Ii < 0 le rotor est alors sous-excité.

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Cependant si I^?ex > I^?O,???? ? ????? > ??? ???? ? I ? > O le rotor du compensateur est surexcité.

(?????-??? ????)

La puissance réactive du compensateur synchrone : ?????? = v?? ??? ???? I Ù????

????

En fait, le compensateur synchrone fait face à trois sortes d'états, ainsi on a : Premier état : Cas où ????? < ??? ????

Dans cet état, le courant circule I du noeud du réseau vers le compensateur, c'est un régime de consommation du réactif. Dans ce régime la valeur maximale consommée peut être atteinte.

.

Xd

Si tEX = 0 est ? ????? = O alors QCS = U? Cs2

Deuxième état : Cas où ????? = ??? ???? Dans cette situation ?????? = O Troisième état : Cas ????? > ??? ????

Ici le courant I circule du compensateur vers le noeud du réseau. Dans ce régime le compensateur injecte la puissance réactive dans le noeud et cette puissance réactive produite augmente avec l'augmentation du courant d'excitation jusqu'à atteindre sa valeur nominale.

II.ii-iii Les avantages et inconvénients

Comme tout autre équipement industriel, le compensateur synchrone présente tant des avantages mais aussi quelques faiblesses :

Avantages	Inconvénients
- Excellent rendement (un facteur de	- Machine tournante qui demande des entretiens
puissance voisin de 1)	- Pertes actives relativement importantes
- Peut être placé près des	- la force motrice, n'est pas toujours compatible
consommateurs
	avec la demande instantanée de puissance réactive
- Facile à régler comme producteur ou	- Il a besoin d'un générateur à courant continu
consommateur de puissance réactive
	pour assurer son excitation. Cet organe
- Effet autorégulateur	supplémentaire augmente le prix du moteur...

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