Analyse des effets néfastes d'une charge triphasée déséquilibrée et mesures d'amélioration
◴ 2024-08-28
Que se passe-t-il si le triphasé n'est pas équilibré ?
Le déséquilibre de charge dans les systèmes électriques triphasés peut entraîner un certain nombre de problèmes liés à la sécurité et à l'économie des équipements électriques. Les risques les plus importants liés au déséquilibre triphasé sont les suivants :
1. Augmentation de la perte de puissance des transformateurs de distribution
Les équipements centraux du réseau électrique à basse tension sont les transformateurs de distribution, et le déséquilibre de la charge triphasée augmente leurs pertes. Pertes du transformateur sont classées en deux catégories : les pertes de fer, également connues sous le nom de pertes à vide, et les pertes de cuivre, appelées pertes de charge. En cas de déséquilibre, les changements de charge entraînent une augmentation de la perte de cuivre. Les conséquences explicites sont les suivantes :
● La surchauffe du bobinage : Le taux de vieillissement du matériau isolant augmente, et les performances de l'isolation diminuent.
● Durée de vie réduite : Pour chaque augmentation de 8°C de la température, la durée de vie du transformateur peut être réduite de moitié.
2. Réduction de la puissance des transformateurs de distribution
Les transformateurs de distribution sont conçus selon le principe de l'équilibrage des charges. Un déséquilibre triphasé se traduira par une faible charge sur l'une des phases et une capacité excédentaire sur l'autre. Cette situation se répercute sur la puissance maximale autorisée du transformateur, ce qui peut entraîner les problèmes suivants :
● Elle réduit également la capacité de production. La capacité de sortie ne peut pas être produite à la valeur nominale et diminue également la capacité de réserve.
● Risque de surcharge : Le transformateur est surchauffé en raison d'éventuelles conditions de surcharge, ce qui peut déclencher des brûlures.
3. Génération de courant homopolaire
Pour une charge triphasée déséquilibrée, le transformateur produit un courant homopolaire dont l'ampleur est proportionnelle au niveau de déséquilibre. La présence d'un courant homopolaire entraîne les problèmes suivants :
Génération de flux de séquence zéro : Le flux homopolaire produit dans le noyau de fer du transformateur augmente et provoque une hausse locale de la température.
Vieillissement de l'isolation : La surchauffe accélère le vieillissement du matériau d'isolation du bobinage. Elle augmente donc la réduction de la durée de vie de l'équipement.
4. augmentation de la perte de puissance dans la ligne
Dans un système d'alimentation triphasé à quatre fils, l'impédance entraîne une perte de puissance chaque fois que le courant traverse la ligne. Cette perte est proportionnelle au carré du courant. Chaque fois qu'il y a un déséquilibre dans la charge triphasée, le courant commence à circuler vers la ligne neutre, ce qui augmente encore la perte de ligne dans le réseau électrique. Plus le niveau de déséquilibre est élevé, plus le courant circule, plus la perte dans la ligne est importante.
5. Influencer le fonctionnement sûr de l'équipement électrique
Une tension de phase déséquilibrée entraîne plusieurs problèmes tels que :
● Dérive du point neutre : La tension de la phase fortement chargée diminue et celle de la phase faiblement chargée augmente, ce qui entraîne un fonctionnement instable de l'équipement.
● Dommages aux équipements : le déséquilibre de tension peut endommager les équipements, plus particulièrement la phase qui présente une tension élevée.
Le phénomène de déséquilibre menace sérieusement la sécurité et la stabilité de l'équipement électrique.
6. Réduit l'efficacité du moteur
● La charge triphasée équilibrée créera une entrée de tension déséquilibrée à l'extrémité du moteur. L'effet de la tension séquentielle négative fait fonctionner le moteur comme des freins, qui ont les effets suivants .
● Inefficacité : La puissance de sortie plus faible à l'extrémité du moteur résultant d'un rendement global plus faible du moteur.
● Une montée en température et une perte de puissance réactive plus rapides : L'élévation de température ainsi que la perte de puissance réactive du moteur augmentent avec la tension triphasée déséquilibrée qui peut endommager les équipements sans aucun souci.
● Par conséquent, il devient économiquement peu judicieux pour le moteur en même temps que dangereux d'être utilisé lorsque les tensions triphasées persistent à être déséquilibrées.
Quels sont les moyens d'améliorer le déséquilibre triphasé ?
1. les charges triphasées doivent être réparties de manière appropriée
Les travailleurs du secteur de l'électricité doivent collecter très soigneusement les données relatives à la charge et les enregistrer afin de prévoir l'état de la puissance de la charge. Dans le triphasé à quatre fils, en particulier à basse tension, après l'utilisation de l'équipement d'équilibrage, les compensateurs réactifs peuvent modifier de manière appropriée les courants déséquilibrés transformés. En outre, dans des conditions différentes, la méthode de câblage du moment du courant change de manière appropriée, selon laquelle cette méthode est également une mesure appropriée pour la distribution de la charge triphasée de manière raisonnable.
2. Contrôle du courant déséquilibré
Tout type de charge déséquilibrée, à l'exception de la charge mise à la terre, peut être connecté en parallèle avec certaines résistances et certains condensateurs, sur la base du principe de compensation du courant déséquilibré. Les principes suivants doivent guider le contrôle du courant déséquilibré :
● Compensation du facteur de puissance et régulation du déséquilibre sur le courant triphasé.
● Pour éviter une surcompensation, il convient d'embrasser le contrôle capacitif intégral.
● Le montant de la compensation devrait également être ajusté à temps.
● Réduction du nombre d'appareils de commutation et d'équipements de compensation pour assurer une gestion maximale tout au long de la journée.
3. Vérification et réglage de routine des charges triphasées
Il est nécessaire de tester régulièrement les charges triphasées. Selon les normes nationales, les résultats des tests doivent être documentés et vérifiés afin d'identifier et d'étalonner rapidement les déséquilibres. Dans les parties où il n'y a pas de défaut, la vigilance est également de mise. Une fois les tests effectués, les données doivent être triées et introduites dans le système pour permettre de déduire les ajustements nécessaires et les possibilités d'application technique.
Résumé
Le déséquilibre de la charge triphasée a un impact significatif sur le système électrique. Non seulement il augmente la consommation d'énergie des transformateurs et des lignes de distribution, mais il provoque également une surchauffe des équipements et réduit leur durée de vie, ce qui compromet la sécurité d'exploitation. L'efficacité des moteurs est également gravement affectée. Par conséquent, des mesures efficaces doivent être prises pour prévenir les déséquilibres de charge triphasés.
L'utilisation d'un stabilisateur de tension triphasé déséquilibré est une solution efficace. En même temps, il peut mesurer la tension en temps réel pour permettre une charge équilibrée sur les trois phases et, par conséquent, réduire la consommation d'énergie et l'efficacité de tous les équipements. Par ailleurs, le caractère raisonnable de la charge d'un courant déséquilibré peut être accompagné d'un contrôle visant à prévenir ce phénomène. Enfin, le stabilisateur de tension triphasé qui accompagne toutes les mesures d'amélioration ci-dessus a un rôle important à jouer pour optimiser et stabiliser le système électrique.
Nouvelles connexes
FR 
EN 
ES 
PT 
IT 
RO 
RU 
JA 
NL 
DA 
PL 
EL 
HU 
SV 
FI 
CS 
TR 
AR