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ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 1 QUE

ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 1 QUELQUES DATES IMPORTANTES QUELQUES DATES IMPORTANTES POURQUOI DE L’ ALTERNATIF SINUSOIDAL POURQUOI DE L’ ALTERNATIF SINUSOIDAL TRIPHASÉ A 50 HZ OU A 60 HZ TRIPHASÉ A 50 HZ OU A 60 HZ ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 2 QUELQUES DATES IMPORTANTES (1) QUELQUES DATES IMPORTANTES (1) 1799 : invention de la pile par Alessendro VOLTA (1745-1827) 1831 : loi de Michael FARADAY (1791-1867) 1834 : loi de Heinrich LENZ (1804-1864) 1869 : invention de la dynamo par Zénobe GRAMME (1826-1901) 1879 : invention de l’ ampoule à incandescence par Thomas Alva EDISON (1847-1931) 1882 : Nicolas TESLA (------) invente l’alternateur triphasé ??????? 1884 : invention du premier “transformateur” par Lucien GAULARD (1850-1888) et John Dixon GIBBS. En 1886, le circuit magnétique ouvert est remplacé par un circuit magnétique fermé ce qui sera le point de départ du transformateur type core. ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 3 QUELQUES DATES IMPORTANTES (2) QUELQUES DATES IMPORTANTES (2) 1884 : première transmission à courant alternatif par L. GAULARD (U=2000 V, f=133 Hz, L=80 km) 1885 : mise au point d’un transformateur avec circuit magnétique annulaire par Karoly ZIPERNOWSKY (1853-1942), Miksa DERY (1854- 1938) et Otto Titus BLATHY (1860-1939) et commercialisation de ce transformateur par la firme GANZ à Budapest 1885 : construction par William STANLEY (1858-1916) d’un transformateur qui sera le point de départ du transformateur type shell 1886 : création de la Westinghouse Electric Corporation par Georges WESTINGHOUSE (1846-1914) 1906 : tôle magnétique au silicium 1907 : bornes condensateur ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 4 QUELQUES DATES IMPORTANTES (3) QUELQUES DATES IMPORTANTES (3) 1924 : premier changeur de prises en charge 1928 : début des essais de choc de foudre 1932 : tôle Hipersil 1937 : premier turbo alternateur refroidi à l’ hydrogène (100 MVA) 1947 : Emmanuel PAUWELS débute la fabrication de transformateurs de distribution 1953 : transformateur 345 kV 1956 : première centrale nucléaire commerciale en Angleterre (200 MW) 1965 : New York reste 13 heures sans électricité ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 5 QUELQUES DATES IMPORTANTES (4) QUELQUES DATES IMPORTANTES (4) 1966 : première ligne 380 kV en RFA 1967 : interconnexion des réseaux 380 kV entre la France, la RFA et la Suisse 1978 : grave incident dans la centrale nucléaire de Three Mile Island 1986 : catastrophe dans la centrale nucléaire de Tchernobyl 2003 : 50 millions de personnes sans électricité durant deux jours (USA) 2003 : 57 millions de personnes sans électricité durant deux jours (Italie) ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 6 LE TRANSFORMATEUR INVENTÉ PAR LUCIEN GAULARD LE TRANSFORMATEUR INVENTÉ PAR LUCIEN GAULARD (MODÈLES DE 1884 ET 1886) (MODÈLES DE 1884 ET 1886) ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 7 Le transformateur construit par William STANLEY en 1885 Le transformateur construit par William STANLEY en 1885 ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 8 Le transformateur construit par Zipernowsky, Dery et Le transformateur construit par Zipernowsky, Dery et Blathy en 1885 Blathy en 1885 ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 9 Pourquoi de l’alternatif sinuso Pourquoi de l’alternatif sinusoïdal triphasé ïdal triphasé Alternatif • Le transport d’ une puissance importante sur une longue distance impose une tension élevée • Le transformateur ne fonctionnant qu’ en alternatif et non pas en continu, on utilisera donc une tension alternative Alternatif sinusoïdal • L’ alternateur entraîné par une turbine à vitesse de rotation constante produit naturellement à ses bornes une tension alternative sinusoïdale ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 10 Pourquoi de l’alternatif sinuso Pourquoi de l’alternatif sinusoïdal triphasé ïdal triphasé Triphasé • La puissance instantanée d’un système monophasé est "fluctuante" car elle passe par 0 à chaque passage par 0 de la tension ou du courant • Un alternateur de forte puissance ne peut donc pas fonctionner en monophasé car la puissance fluctuante qui en résulte provoquerait une destruction de l’ arbre de liaison entre l’ alternateur et la turbine • On démontre mathématiquement que la puissance instantanée d’ un système triphasé équilibré ne varie pas en fonction du temps. La puissance en triphasé n' est donc pas fluctuante comme en monophasé d' où l' usage d' alternateur triphasé pour le transfert de puissance importante ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 11 Pourquoi de l’alternatif sinuso Pourquoi de l’alternatif sinusoïdal triphasé ïdal triphasé Triphasé • Le transport d’ une puissance donnée en monophasé nécessite 2 fils de section S, soit une section totale de 2 x S • Le transport de la même puissance en triphasé nécessite 3 fils de section S/√3 soit une section totale de √3 x S • A quantité de matière égale, un alternateur triphasé donne une puissance d’ environ 50 % supérieure à celle d’un alternateur mono • Si on augmente encore le nombre de phases, il est prouvé que le gain de puissance qui en résulte est de 57 % par rapport à l' alternateur monophasé et ce pour un nombre infini de phases d’ où l’ utilisation universelle d' alternateur triphasé ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 12 Pourquoi du 50 Hz ou du 60 Hz ? (1 Pourquoi du 50 Hz ou du 60 Hz ? (1) ) Le choix de la fréquence influence les caractéristiques de fonctionnement de l' éclairage, des moteurs, des transformateurs, des alternateurs et des lignes de transport Une lampe fluorescente, une lampe à incandescence, à arc ou à vapeur de mercure alimentée par une tension de fréquence trop faible présentera une modification perceptible de sa luminosité L' oeil humain percevra cette modification jusqu' à une fréquence de 20 à 30 Hz ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 13 Pourquoi du 50 Hz ou du 60 Hz ? (2) Pourquoi du 50 Hz ou du 60 Hz ? (2) Les moteurs universels (donc à collecteur) ne fonctionnent pas correctement à des fréquences élevées (inductance trop élevée) Les moteurs asynchrones (donc à induction) fonctionne mieux à des fréquences basses (50 ou 60 Hz est préférable à 133 Hz) Une fréquence élevée permet de compacter les dimensions d' un transformateur mais augmente les pertes fer et les pertes supplémentaires ainsi que le niveau de bruit La transmission du courant dans une ligne est plus efficace à basse fréquence qu' à haute fréquence car la capacitance est plus élevée et l’ inductance est plus faible et de plus, cela induit moins de pertubations dans les lignes téléphoniques ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 14 Pourquoi du 50 Hz ou du 60 Hz ? (3) Pourquoi du 50 Hz ou du 60 Hz ? (3) Le choix de la fréquence est donc un compromis entre différents paramètres et à la fin du XIXe siècle, chacun va donc choisir une fréquence en fonction de ce qui lui convient le mieux. On va donc rencontrer des fréquences comprises entre 16 Hz et 133 Hz. Une pléthore de celles-ci seront utilisées jusque ± 1950 et certaines existent encore de nos jours En 1884, les essais de transmission du courant alternatif sur une distance de 80 km effectués par L. Gaulard utilisent une tension de 2000 V à une fréquence de 133 Hz En 1891, la première ligne triphasée expérimentale de 175 km entre la Suisse et l’ Allemagne utilise une tension de 15000 V avec une fréquence de 40 Hz En 1896, la première ligne industrielle de 32 km pour transmettre une puissance de 75 Mw de Niagara falls à Buffalo utilise une fréquence de 25 Hz ENERGY IS OUR BUSINESS, QUALITY IS OUR MISSION 2008 PAUWELS TRAFO SERVICE 15 Pourquoi du 50 Hz ou du 60 Hz ? (synthèse) Pourquoi du 50 Hz ou du 60 Hz ? (synthèse) Vers 1892, G. Westinghouse aux USA optait pour du 60 Hz sous l’ influence de N. Tesla, ce qui permettait au moteur à induction de tourner à la même vitesse que les machines à vapeur standard, machines courantes au XIXe siècle Vers 1899, AEG en Allemagne optait pour du 50 Hz. Il est difficile d’ établir ce qui a poussé AEG à effectuer ce choix : avoir un chiffre “rond” ou être incompatible avec les autres fréquences Une pléthore d’ autres fréquences de 25 Hz à 133 Hz va cependant subsister jusqu’ au milieu du XXe siècle Après ± 1950, on peut dire que le monde se partage entre deux fréquences • 50 Hz : Europe, Asie, Afrique et Australie • 60 Hz : Amérique du Nord et une grande partie de l' Amérique du Sud Cas particulier des chemins de fer et de l’aviation • 16 2/3 uploads/Industriel/ pourquoi-de-l-x27-alternatif-sinusoidal-tri-50-ou-60-hz.pdf