Mesure du courant et de la tension pour les générateurs synchrones

Transmission précise des valeurs mesurées dans les systèmes d’excitation

Les centrales thermiques et hydroélectriques contribuent significativement à satisfaire les énormes besoins énergétiques du monde entier. Un des composants essentiels de ces installations est le générateur synchrone qui assure la stabilité de nos réseaux électriques. Sa tâche n'est pas facile, étant donné que les variations de fréquence et de tension qui apparaissent dans le réseau requièrent des systèmes d’excitation dynamiques du côté du générateur, qui doivent réagir immédiatement aux variations de puissance. En cas d’échec, il en résulte des risques considérables pour l’exploitation de la centrale électrique allant de graves dommages au niveau des générateurs jusqu’à la panne complète de l’installation.

Exigences élevées posées aux systèmes d’excitation actuels

Dans les machines synchrones, les systèmes d’excitation accomplissent des tâches exigeantes pour, d’une part, optimiser la puissance du générateur et, d’autre part, éviter les dommages et les pannes : ils alimentent les enroulements rotoriques des générateurs modernes avec jusqu’à 10 000 A. En raison de la force de ces courants, les systèmes d’excitation nécessitent une isolation suffisante conforme à la norme IEEE 421. De plus, ils présentent une dynamique de régulation élevée, pour pouvoir compenser très rapidement les brusques changements de charge en activant et en désactivant des consommateurs importants. Afin de réussir à commander la machine synchrone de manière précise et réactive, les systèmes d’excitation surveillent en outre toutes les grandeurs pertinentes, telles que les courants d’excitation et les tensions aux bornes du générateur.

Why Knick ?
Les convertisseurs haute tension de la gamme P40000 ont fait leurs preuves depuis de nombreuses années dans le domaine de la mesure du courant et de la tension. Leur isolation de base résiste à des tensions continues allant jusqu’à 3 600 V CC ainsi qu’à des surtensions transitoires allant jusqu’à 20 000 V. De plus, ils permettent des mesures précises jusqu’à 20 000 A. Cette famille de produits jouit d’un MTBF exceptionnellement élevé de 2 700 ans – sur la base de données recueillies de manière indépendante sur le terrain. En plus de leurs excellentes caractéristiques techniques, les P41000 et P42000 peuvent être montés sur des rails DIN de 35 mm, et sont extrêmement compacts grâce à leur faible largeur respective de 22,5 mm et de 45 mm.

Solutions stables à long terme pour produire du courant sans interruption

Pour surveiller les courants d’excitation, il convient d’utiliser les convertisseurs de mesure de la série P41000. La mesure du courant est ici effectuée par le biais de la chute de tension au niveau de la résistance shunt, dont les câbles sont en permanence contrôlés pour détecter des ruptures de fil éventuelles. Une erreur de gain < 0,1 % de la valeur mesurée ainsi qu’un temps de réponse T₉₀ < 110 μs assurent une transmission précise et quasiment sans délai du signal normalisé sortant. Cela permet à la régulation du champ d’excitation de réagir rapidement aux éventuelles variations de charge et de commander le générateur de manière optimale.

La tension aux bornes du générateur est mesurée par des convertisseurs haute tension de la série P42000. L’amplificateur séparateur détermine la tension de sortie du générateur puis transmet, sans distorsion, un signal normalisé au système de régulation – avec une erreur de gain < 0,3 % ainsi qu’un temps de réponse T₉₀ < 110 μs. La régulation du champ d’excitation est ainsi capable de corriger les erreurs de mesure au moyen de la tension des enroulements rotoriques et de maintenir la tension de sortie de la machine synchrone à un niveau constant.

Produits correspondants

P41000 Amplificateur séparateur haute tension / Convertisseur de mesure | À commutation calibrée

Réf. produit :

P41000

P42000 Amplificateur séparateur haute tension / Convertisseur de mesure | À commutation calibrée

Réf. produit :

P42000

Industries et applications connexes

Production d’énergie

Les convertisseurs de mesure et les amplificateurs séparateurs de Knick sont utilisés dans de multiples applications de l’industrie énergétique depuis de nombreuses décennies