Réseaux électriques monophasés et triphasés : Cours complet

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Reseauelectriquemonophasetriphasé
Quelquesoitlemodededistributionutilisé,lesgrandeursélectriques,tensionetcourant,sontsinusoïdales.
1‐Réseaudedistributionmonophasé
Ceréseaudedistributioncomportedeuxconducteurspermettantdedistribuerl’énergie.(L1:Phase;N:Neutre).
Latensiondélivréeestv(t)=VM.sintetlecourantcirculantenligne,i(t)=IM.sin(t‐).
VM:Valeurmaximaleouvaleurcrêtedelatensionv(t)(V)
IM:Valeurmaximaleouvaleurcrêteducouranti(t)(A)
:Anglededéphasageentrelatensionv(t)etlecouranti(t)(radianoudegré)
:Pulsationdelatensionv(t)etducouranti(t)(=2..favecenrd/s)
f:Fréquencedelatensionv(t)etducouranti(t)(f=1/TavecfenHzetT:périodedelatensionv(t)etducouranti(t)
enseconde)
Valeurefficaced’unegrandeur:Lavaleurefficaced’uncourantoud'unetensionvariablesaucoursdutemps,correspond
àlavaleurd'uncourantcontinuoud'unetensioncontinuequiproduiraitunéchauffementidentiquedansunerésistance.
Enrégimesinusoïdal:Vmax=Veff.2
Vmax
v(t)
t
L1
N
Réseau d’utilisation
de l’énergie
électrique
i(t)
v(t)
v(t)
i(t)
t
est équivalent à
IM
VM
v(t)
t
Vmax / 2

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PuissanceACTIVE
Lapuissancemiseenœuvreàchaqueinstant(puissanceinstantanée)estégaleauproduitdelatensiond’alimentationpar
l’intensitéabsorbée:p(t)=v(t).i(t)
Lapuissanceactiveestlavaleurmoyennedelapuissanceinstantanée.
P:PuissanceactiveabsorbéeparlachargeenWatt(W)
V:Valeurefficacedelatensionv(t)envolt(V)
I:Valeurefficaceducouranti(t)enampère(A)
Cos:Facteurdepuissance(enrégimesinusoïdal)
PuissanceAPPARENTE
Lapuissanceapparentepermetdedimensionnerlesinstallationsélectriques.
S:PuissanceapparentaabsorbéeparlachargeenVoltAmpere(VA)
Relationentrelespuissances
Facteurdepuissance
On appelle facteur de puissance le rapport entre la puissance active et la puissance apparente :
S
P
k
En régime sinusoïdal :
cos k avec 1cos1
²²² QPS 
tan
P
Q
Représentation de Fresnel :
S
Q
P
cos..IVP  avec );( VI
IVS .

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2‐Réseaudedistributiontriphasé
Unedistributiontriphaséecomportegénéralement4conducteurs(3conducteursdephase:L1,L2,L3etunconducteur
deneutre:N).
Latensionentreconducteursdephaseestappeléetensioncomposée.
Latensionentreunconducteurdephaseetleconducteurdeneutreestappeléetensionsimple.
Larelationentrelavaleurefficaced’unetensionsimpleetlavaleurefficaced’unetensioncomposéeestlasuivante:
Représentationtemporelledestensionssimplesd’unsystèmetriphasé
Puissancemiseenœuvresurl’utilisation
Enrégimesinusoïdaltriphasé,l’expressiondelapuissanceactiveestlasuivante:
P:PuissanceactiveabsorbéeparlachargeenrégimeéquilibréenWatt(W)
U:Valeurefficacedelatensioncomposéeu(t)(V)
I:Valeurefficaceducourantenlignei(t)(A)
Cos:Facteurdepuissance(enrégimesinusoïdal)
On remarque qu’en triphasé on véhicule 3 fois plus de puissance qu’en monophasé pour un même
courant I dans le câble
V1 U31
U23
U12
Réseau d’utilisation
de l’énergie
électrique
I1
L1
N
I2
I3
V2
V3
L2
L3
U12 = V1 – V2
U23 = V2 – V3
U31 = V3 – V1
t
P = U . I .3 . Cos
U = V . 3
Ptriph = U . I .3 . Cos =V. 3. I .3. Cos = 3 .V.I. Cos = 3 Pmonoph

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3–Couplageetplaqueàbornes
Laplaqueàbornessecomposetoujoursde6visavecécrousavecunentraxehorizontaletverticalégal.Chaqueborneest
repéréeparunelettreetunchiffre.Les3bornesduhautU1,V1etW1cellesdubasW2,U2etV2.
Méthodedecouplage:
Onsouhaiteconnecterunmoteurasynchronesurréseauélectrique3X400V–50Hz
 1)liresurlaplaquelapluspetitedestensions:230Voltsc’estlatensionquesupporteunenroulement.
 2)Représenterl’enroulement,puislemoteureteffectuerlecouplage
RESEAUMOTEUR
L1 L1 L2 L2 L3 L3
U1 V1 W1
U2 V2
U1 V1 W1
W2
U2
W2 V2
L1
L2
L3
V= 230 V
U= 400 V Encouplagetriangle
l’enroulementest
SURALIMENTER
L1
L2
L3
U / √3 =V= 230 V
U= 400 V EncouplageEtoile
l’enroulementest
CorrectementALIMENTER

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Inst. 3~
Pourquoiutilise‐t‐onlesréseauxtriphasésaulieuderéseauxmonophasés?
1) En production :
Amasseégale,unemachinetriphasée(synchroneouasynchrone)possèdeunepuissancenominalesupérieurede50à
100%etunmeilleurrendementqu’unemachinemonophasée.
2) En transport :
a) Considéronsles2installationsci‐dessous:
 MêmepuissanceP(W)consommée.
 Mêmecosφ;
 V1=V2=V3=V;(tensionssimples)
 MêmeR:résistancedesconducteursd’alimentationdes2installations.
 Mêmelongueurdeconducteur.
LS
LEROY
MOT. 3 ~ LS 71 L
SOMER
n° 116412 / 2 35 Kg
IP55
I cl. F 40 °C S1
V Hz Min-1 kW cos  A
50 1390 0.55 0.77 2.69
230 / 400
Y 50 1390 0.55 0.77 1.55
Moteur Leroy Somer