ANNEXE 1. UTILISATION DES FONCTIONS DE FRÉQUENCE DU MIV
11. ANNEXE 1 UTILISATION DES FONCTIONS DE FRÉQUENCE
SUR LE MIV
11.1. INTRODUCTION
Lorsqu'un Système Éléctrique opère en situation normale, à fréquence nominale, la puissance mécanique totale des turbines sur les générateurs, est égale à l'addition de toutes les charges connectées, plus les pertes de puissance sur le Système. Toute variation aussi bien en charge que en génération, implique un changement sur la fréquence. Les énormes masses des appareils de génération sont les dépositaires de toute l'énergie cinétique, de façon à ce que lorsque il n'y a pas de puissance mécanique de génération suffisante, les rotors tournent plus lentement, essayant d'apporter la puissance manquante, et, aussi, lorsqu'il y a un excès d'énergie mécanique, les rotors accélèrents pour absorber l'excès d'énergie. Tout changement sur la vitesse de rotation des rotors sur les générateurs, implique une variation proporcionnelle de la fréquence.
Même si toutes ces variations peuvent être compensées par les appareils de régulation installés sur les générateurs, il existe des circunstances dans lesquelles le déficit ou l'excès de génération ne peut pas être compensé par les appareils à cause de la magnitude de la variation des charges. Dans ces cas, il se produit une variation rapide et prononcée de la fréquence qui,si elle se maintient, peut occasionner des problèmes sur le
Système Éléctrique.
Dans ces circunstances donc, il est évident qu'il faut réaliser une utilisation adécquate et rapide des charges installées (délestage ou replacement) pour ainsi maintenir l'intégrité du reste du Système.
LIMITES DES OPÉRATION DU SYSTÈME ÉLÉCTRIQUE
Une grande partie des appareils principaux d'un Système Éléctrique est conçue pour opérer à des fréquences nominales de 50 ou 60 Hz, avec un petit pourcentage de variation proche à ces valeurs nominales.
Principalement, les groupes générateurs sont les plus sensibles aux variations de fréquence et aux effets de celle-ci, ils peuvent être décrits comme il suit:
Les moteurs auxiliaires qui alimentent les pompes à eau de réfrigération ou les appareils de ventilation a fréquence réuite, réduisent leur vitesse et par conséquence leur puissance de sortie, provoquant une réduction de la Puissance maximum permise sur le générateur, par excès de réchauffement sur celui-ci.
La plupart des niveaux de génération à 60 Hz peuvent opérer dans ces conditions avec un rang de variation de 56,5 à 57,5 Hz.
Certains types de turbines, en particulier les turbines à gaz et celles à vapeur ont des aubes à base pression conçues pour opérer sans résonnance, à fréquence nominale seulement. Si une turbine de 60
Hz est opérée à 58,5 Hz ou moins, on a une condition sur laquelle la fréquence d'excitation de la vapeur se rapproche à la fréquence de résonnance des aubes, et provoque une vibration sévère et enfin, une fatigue mécanique. Cette situation sur la plupart des cas ne doit pas être maintenue plus de 10 minutos pendant la vida entière de la turbine, car de l'autre façon il se produirait la destruction de celle-ci, de plus que la fatigue mécanique est accumulative. Dans ces cas, il faut prendre toutes les précautions possibles afin d'éviter d'opérer sur la bande de 58 à 58,5 Hz.
GEK-106323J MIV Protection Numérique de Tension et Fréquence 11-1
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11.2. DÉLESTAGE DE CHARGES
Les élévations de charge sur le Système Éléctrique, si elles sont dans les limites de la capacité de génération de celui-ci, son contrôlés par les éléments de régulation qui produisent l'utilisation de la résèrve rotative de génération.
Lorsque la magnitude de l'élévation de la charge est telle qu'elle dépasse la puissance de la résèrve rotative du
Système, les régulateurs ont atteint la limite et dans ces circunstances, lorsque l'on dépasse la puissance des charges sur la génération, il se produit une baisse de la fréquence du Système.
Dans le cas d'un changement rapide sur la fréquence, produit par une sévère surcharge, il est nécessaire de réaliser plusieurs fois un délestage sélectif des charges non prioritaires, afin que le Système Éléctrique retrouve sa fréquence nominale d'opération. La situation normalisée, le pas suivant est de connecter pas à pas les différentes charges (selon la génération disponible) pour ainsi retrouver la situation normale d'opération.
La fréquence est l'indicateur le plus fiable d'une condition de surcharge. Ainsi, la fréquence est le paramètre qui est utilisé pour détecter cette situation et pour réaliser la désconnexion automatique des charges programmées.
L'objectif du délestage de charges est de balancer la charge avec la génération sur le point d'équilibre aux paramètres en valeurs normales d'opération. Puisqu'il est impossible de mesurer la quantité de la surcharge produite, le délestage de charges est réalisé par séquences, par blocs et à des niveaux différents de fréquence, jusqu'à que celle-ci récupère au moins la valeur minimum d'opération normale. Dans le cas d'un Système
Éléctrique à 60 Hz, le premier bloc est délesté entre 59,4 et 59,7 Hz. Si le délestage du premier bloc n'est pas suffisant et la fréquence continue à chuter, l'on procède à délester un second bloc et poursuivre ainsi jusqu'à arriver à stabiliser le Système.
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