Bonjour,
Je suis en 1ere année de cycle ingénieur et ma moyenne du semestre électrotechnique dépend d'un bureau d'étude que je dois faire avec mes binômes.
L'étude porte sur un immeuble alimenté par un réseau triphasé. Sur ce réseau sont branchés 27 appartements (en monophasé) remplis d'appareils électriques dont j'ai fait les bilans de puissance.
Mon but est maintenant d'établir les valeurs des puissances P, S et Q pour l'ensemble des appartements qu'on me dit modélisé par 3 impédances complexes branchées en triangle.
Seulement voilà j'ai un problème : je ne sais pas du tout comment m'y prendre. J'étais partie sur l'idée de simplifier le schéma électrique de 1 appartement pour établir l'expression de l'impédance équivalente, puis de les multiplier par 27 ou quelque chose comme ça, mais ça ne me parait pas faisable, je pense que je n'ai pas assez de données pour déterminer toutes les inductances par exemple.
Je vous mets une image des données que j'ai jugé utiles, s'il en manque dites-le moi et je verrai si j'en ai d'autres à vous communiquer !
Merci par avance pour votre aide !
Bonjour
Je pense qu'il faut commencer par l'étude d'un appartement en monophasé. Tu dois pouvoir trouver son modèle équivalent : P, Q, S. Ensuite imaginer leurs branchements en triphasé équilibré.
Un peu plus de précision. On suppose les appartements identiques. Pour obtenir une installation équilibrée, tu peux regrouper les appartements en trois groupes de 9. Grâce au théorème de Boucherot, tu peut trouver les valeurs de P, Q et S correspondant à chaque groupe de 9 appartements. Chaque groupe de 9 appartements est branché entre le neutre et une phase. Cela conduit à un montage équilibré en étoile.
Le schéma 1 évoque le chauffage des parties communes, qui se modélise si je comprends bien à un branchement équilibré en triangle. Tu ne précises pas ses caractéristiques
Tu ne dis rien non plus du MAS ( moteur asynchrone triphasé je suppose...).
Tu ne précises pas non plus ce qu'il faut déterminer précisément au final ...
Merci pour vos réponses !
Je n'ai rien dit concernant le moteur et le chauffage car je ne demande aucune aide à leur sujet (j'ai déjà calculé leurs bilans de puissance, et ils n'influent pas sur celui de l'ensemble des appartements donc pas besoin de vous en occuper !)
Selon l'énoncer, on me dit précisément ceci :
Le réseau triphasé de l'immeuble alimente également en électricité des récepteurs
triphasés : un moteur d'ascenseur, un système chauffage pour les parties communes
et les appartements.
Il alimente donc :
● Un moteur asynchrone triphasé 230V d'une puissance de 15kW et d'un
facteur de puissance de 0,886 AR. Ce moteur triphasé sera modélisé par
trois impédances complexes (𝑍𝑀𝐴𝑆 = 𝑅𝑀𝐴𝑆 + 𝑗𝑋𝑀𝐴𝑆) . [i](donc ça on s'en fiche pour ma question)
● Un système de chauffage modélisé par 3 résistances identiques alimentés
sous 400V. La puissance totale est de 14kW. (ça aussi on s'en fihe pour ma question)
● 27 appartements : nous modéliserons pour le bilan de puissance du
système triphasé les appartements par 3 impédances complexes
(𝑍𝑎𝑝𝑝 = 𝑅𝑎𝑝𝑝 + 𝑗𝑋𝑎𝑝𝑝) couplées en triangle.[/i]
Donc ce n'est pas un couplage en triangle mais en étoile.
En réalité je pense avoir trouvé comment faire. Voici le protocole que je pensais suivre :
- à l'aide de Ptot et Qtot (puissances totales pour 1 appartement que j'ai calculées (cf le tableau plus haut)) , et en utilisant P=U²cos()/R et Q=U²sin()/X, calculer Rapp et Xapp
-en déduire l'expression de Zapp l'impédance globale d'un appartement
-le couplage étant en triangle, utiliser U=Z*J pour déduire la valeur de J dans le circuit
-puis en utilisant I=(3) * J, en déduire la valeur de I
-déduire la valeur de() en utilisant
-calculer S=U*I, P=(3)*U*I*cos(), Q=(3)*U*I*sin()
Pourriez-vous me confirmer que ma méthode de résolution du problème est bonne? Je rappelle que mon objectif est de calculer P, Q et S les puissances de l'ensemble des appartements.
*j'ai écrit "Donc ce n'est pas un couplage en triangle mais en étoile.", my bad c'est l'inverse. Les appartements sont couplés en triangle, pas en étoile.
La première chose à faire consiste à regrouper les appartement en trois groupes de 9. Tu peux trouver, par application du théorème de Boucherot, les valeurs de P, Q et S caractérisant chaque groupe de 9, chaque groupe étant équivalent à un dipôle. Ton énoncé parle de couplage en étoile mais cela ne me parait pas réaliste pour deux raisons :
1° : regarde bien le schéma 1 : les 9 premiers appartements sont branchés entre la phase 1 et le neutre, les 9 suivants sont branchés entre la phase 2 et le neutre, les 9 derniers entre la phase 3 et le neutre.
2° : les appareils électroménagers en France sont prévus pour fonctionner sous une tension efficace nominale de 230V, pas de 2303400V !
Quelle est le but de l'étude exactement ? Déterminer les intensités efficaces des courants de lignes ? Si oui, couplage étoile ou triangle, le théorème de Boucherot peut suffire sans passer par les impédances complexes.
En fait il s'agit d'u bureau d'étude assez long avec une soutenance dans 2 semaines) qui doit servir d'évaluation pour le semestre, faute d'examens en présentiel. Même si il est possible de ne pas passer par le bilan de puissance, je pense que les professeurs veulent vérifier que nous maîtrisons tout ce qui a été vu ce semestre.
Pour cette partie la consigne est la suivante :
Une fois le bilan de puissance effectué sur un appartement, nous allons nous intéresser
au bilan de puissances sur le réseau triphasé alimentant l'immeuble.
a) Vous devez donc, à partir des informations données en section 2, calculer
l'ensemble des puissances actives, réactives et apparentes des équipements et
appartements connectés au réseau de l'immeubles.
Vous déterminerez également le courant total absorbé dans une ligne du réseau
triphasé alimentant l'immeuble.
As-tu réussi à trouver le dipôle équivalent à un groupe de 9 appartement (valeurs de P, Q, S, facteur de puissance ? Ton énoncé dit clairement qu'il faut modéliser les 27 appartements par trois impédances complexes, chaque impédance complexe correspondant donc à un groupe de 9 appartements.
Ensuite, pour le couplage triangle ou étoile, je t'ai donné mon avis... entre un schéma bien fait ainsi que la réalité de tous les jours sur la tension nominale dans un appartement d'une part, entre le mot triangle qui a pu par étourderie remplacer le mot étoile d'autre part... Pour moi, il n'y a pas photo !
Je viens de vérifier ton tableau 1.1 sur le bilan des puissances sur un appartement. Il y a une grosse erreur. Selon le théorème de Boucherot, Ptotal et Qtotal représentent bien les sommes des puissances actives et réactives consommées par les divers appareils mais la puissance apparente totale n'est pas la somme des puissances apparentes des divers appareils.
Je me penche seulement maintenant sur l'application pratique de la méthode de résolution à laquelle j'ai pensé.
Je vous remercie pour votre remarque sur le couplage triangle ou étoile de ces appartements mais je pense que c'est plutôt le schéma qui n'est pas clair (la façon dont sont représentés les appartements est elle-même bizarre (il est censé y avoir 9 apparts branchés par ligne mais la numérotation n'y correspond pas)) et je crois me souvenir avoir posé la question à ma prof lors de la première séance où nous travaillions dessus de quel était le couplage des impédances pour le moteur asynchrone triphasé et dans sa réponse elle avait évoqué le couplage triangle pour les appartements, il me semble.
Peut-être que ça ne correspond pas à la réalité mais ce n'est qu'un exercice, il y a peut être un décalage.
Merci beaucoup de m'avoir notifié l'erreur sur Stot ! Je suppose donc que Stot=racine(Ptot²+Qtot²), est-ce bien cela ?
Voici un exemple d'alimentation de plusieurs maisons ou appartement trouvé sur le net. Comme sur ton schéma 1, les logement sont branchés entre phase et neutre pour avoir une tension efficace de 230V. Il s'agit bien d'un branchement en étoile, pas en triangle ! Les études de ce genre abondent sur le net !
Merci pour votre aide !
je vais poser la question à mes professeurs pour savoir s'il y a une erreur dans le sujet, même si à vrai dire ça m'arrange d'avoir un couplage en triangle puisqu'on a alors une relation qui lie directement l'impédance à la tension U, tandis que pour un couplage en étoile je ne vois pas du tout comment l'on pourrait procéder (je n'ai aucune relation entre l'impédance et une autre grandeur dans mon cours pour ce couplage) et comme le sujet impose implicitement de calculer R et X de l'impédance j'imagine que c'est pour nous aider à calculer les puissances derrière en exploitant des relations propres au couplage.
En tout cas je vous remercie pour votre temps et vos conseils !
Si tu n'as aucune formule dans ton cours sur les intensités correspondant à un couplage en étoile , c'est sans doute parce que ton professeur juge cela tellement simple qu'il ne juge pas nécessaire d'en parler. L'étoile étant équilibrée, chaque fil de phase est parcourue par un courant d'intensité (S/V) où S est la puissance apparente correspondant à un groupe de 9 appartement et V=230V.
Ces trois intensités ont même amplitude mais sont déphasées de 2/3 les unes par rapport aux autres. L'intensité instantanée dans le fil neutre correspond à la somme des trois valeurs instantanées précédente et vaut donc zéro. C'est là tout l'intérêt de la distribution triphasée équilibrée. Seuls trois fils sont parcourus par des courants alors qu'il y en aurait 6 pour alimenter trois installations monophasés identiques indépendantes. Cela réduit d'un facteur 2 les pertes en ligne !
Bonjour,
Je sais qu'il existe une formule reliant la puissance réactive Q à la partie imaginaire de l'impédance X dans un circuit monophasé. Toutefois la version que j'en ai est fausse et ne sachant pas d'où prvient la formule exatement je ne sais pas la retrouver. Je ne trouve pas non plus cette formule dans mon cours ni sur le net. Je sais pourtant qu'elle existe car mes professeurs nous en ont parlé en TP (par visioconférence).
J'ai bien retenu la formule liant P à R la partie réelle de l'impédance :
P=U.I.cos(phi) avec I=U/R => P=U²cos(phi)/R
De mémoire la formule reliant Q et X ressemblait à celle là, mais je ne parviens pas à la retrouver.
Je vous remercie d'avance pour votre aide !! J'ai vraiment besoin de cette formule !
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Bonjour,
Si vous raisonnez en impédance R+jX, cela revient à considérer un circuit série R, jX et dans ce cas .
Par contre I se conserve, donc il est simple d'écrire P=RI^2 et Q=XI^2.
Vous tenez à une expression en U ?
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Oui, en fait pour être précise je veux déterminer l'impédance complexe d'un appartement en connaissant seulement son bilan de puissance et la tension qu'il reçoit (230V) donc il me faut U et non pas I que je ne connais pas.
Grâce à la formule que j'ai écrite plus haut j'arrive à avoir R en fonction de P et U mais pour connaître la valeur de X il me manque la formule qui le relie à Q et U.
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Bonjour,
Il y a un lien avec "BILAN DE PUISSANCE SUR UN RÉSEAU TRIPHASÉ" ?
J'ai déjà indiqué que la formule avec R était fausse.
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Oh attendez j'ai parlé trop vite je crois. En soit je ne connais en effet pas I mais je peux facilement le calculer connaissant P, Q et S pour un appartement !
Et ayant I c'est bon si j'utilise les formules dont vous parlez ? Il n'y a pas de condition particulière pour les appliquer ?
Et oui c'est toujours le même bureau d'étude que dans mon poste sur le bilan de puissance en triphasé !
En revanche pourriez-vous m'expliquez d'où viennent exactement les 2 formules que vous proposez ?
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Une fois trouvé P, Q et S pour un groupe de 9 appartements, tu obtiens facilement l'intensité efficace connaissant S et V la tension efficace d'alimentation. Facile ensuite d'obtenir R et X connaissant P et Q.
Attention, cela s'apparente à du multi-post et il vaudrait mieux reposer la question dans le post initial.
Sinon il n'y a pas de contraintes particulières.
Pour la première relation, c'est simplement la loi de Joule, quand à la deuxième en partant de l'expression de QUI sin(phi) et en appliquant la loi d'Ohm, on la trouve facilement.
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Ah d'accord comme la question était différente j'ai pensé que je pouvais faire un poste à part. Désolée !
d'accord pour P c'était évident, pour Q j'ai plus de mal à voir (pourquoi remplace-t-on U par Im(Z)*I dans son expression plutot que par Re(Z)*I ?) mais je crois que je vais e contenter de l'admettre et avancer dans mon étude...
Merci beaucoup pour votre aide !
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Non en fait non ça ne va pas. J'ai exactement le même problème que j'avais déjà à savoir :
Ces deux expression imposent que R et X soient égaux ce qui ne va pas du tout. J'ai peut-être mal compris ce que vous m'avez dit mais ça ne peut pas être ça.
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ok alors j'ai ressorti mon cours, j'ai réfléchis et je suis ressortie avec ça :
je pense que c'est juste donc je vais partir sur ces formules.
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Bonjour,
C'est du multi-post !
Posez vos questions dans le post initial.
Je n'ai jamais écrit P=RI2 cos(phi) !
Vous devez connaitre la loi de Joule : puissance consommée par une résistance.
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oui bien sur que je la connais mais la loi de joule vient de P=UI or en alternatif ce n'est pas vrai.
Pouvez-vous me confirmer que les bonnes formules sont P=RI² et Q=XI² ?
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Bonsoir à tous,
@LaLaPTSI : je ne vois pas ce qui t'es passé par la tête, tu connais les règles, tu as de la chance d'avoir eu une aide de qualité de la part de vanoise, pourquoi ne pas poursuivre sur le même sujet et lui dire si tu n'as pas compris quelque chose ?
Relire attentivement ceci :
Bonsoir vanoise,
Je réponds à la question posée et je m'éclipse.
La définition de la valeur efficace est telle que la loi de Joule a la même expression en alternatif et en continu. En continu I est l'intensité du courant, en alternatif I est la valeur efficace du courant.
Ecrivez en instantanée la loi de Joule et faites la moyenne sur une période.
Je confirme les deux formules.
Bonjour LalaPTSI, je travail actuellement sur un sujet très similaire au tient mais je bloque sur mon sujet. Je dois passer en rattrapage, ton aide me serait d'une grande utilité car je suppose que tu as passé l'examen depuis le temps. Serait-il possible ******
Bien à toi!
Salut !
Malheureusement je ne pense pas être d'une grande utilité. Nous n'avions pas eu d'examen écrit, seulement le projet pour lequel j'avais posté ma question initiale sur ce fil, et surtout je n'ai pas touché à de l'élec depuis l'année dernière. J'ai bien peur de ne pas pouvoir aider, désolée ! Tout ce que je peux te conseiller c'est de chercher des ressources sur internet (MOOC, exercices de TD etc) mais c'est certainement ce que tu fais déjà :/ Navrée et bonne chance pour ton examen !
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