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Chute de tension

Posté par
Elc2020
13-12-20 à 15:24

Bonjour,
j'ai un DM à faire en physique à propos d'une chute de tension due à une ligne triphasée (je suis en 1ère année de BTS Electrotechnique).

Voici la situation:
une ligne triphasée moyenne tension alimente un récepteur triphasé équilibré qui consomme une puissance active de 4,20 MW et avec un facteur de puissance de 0,85.
Chaque fil de ligne a pour résistance R = 2,43 Ohms et pour inductance L = 11,2 mH.
La tension efficace entre phases à l'arrivée de la ligne est de 20 kV.
La fréquence de la tension est de 50 Hz.
Le but est de calculer la chute de tension due à la ligne.

Les questions:

1. Calculer l'intensité efficace du courant dans un fil de ligne.
J'ai utilisé la formule P = SQRT(3) x U x I x cos(phi) (avec U = 20 kV et cos(phi) = 0,85); j'ai fait sortir le I et je trouve une valeur de 143 A.
NB: SQRT = racine.

2. Pour la ligne, calculer:
- la puissance active consommée: j'ai utilisé la formule P = RI² (I = 143 A) et je trouve 47 kW.
- la puissance réactive consommée: j'ai utilisé Q = L x oméga x I² et je trouve 72 kVAR.

3. Pour l'ensemble ligne + récepteur, calculer:
- la puissance active consommée: j'ai utilisé Boucherot et je trouve environ 4250 kW.
- la puissance réactive consommée: idem et je trouve 72 kVAR.
- la puissance apparente: j'ai utilisé Pythagore et je trouve 4,25 kVA.

4. En déduire la tension efficace entre phases au départ de la ligne.
J'ai utilisé S = SQRT(3) x U x I, j'ai isolé le U et je trouve une valeur de... 17 V.

Du coup ma question: est-ce que je m'y suis bien pris pour répondre (du moins) aux 3 premières questions ?
Je vous remercie d'avance.
Cordialement.

***Le site a détecté un multicompte***Situation à régulariser***cf Q29 de la FAQ : [lien]

Posté par
gts2
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:02

Bonjour,

Quelques remarques :

2) Il y a trois fils.
3) Dans votre Pythagore, il y a manifestement des 10x qui se sont perdus
Vous avez oublié la puissance réactive du récepteur.

Posté par
Elc2020
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:06

Merci pour votre réponse !
Ah bah oui... Si j'oublie le SQRT(3)...

Mais est-ce que le 1), c'est bon ? Je me demande si je n'aurais pas mieux fait de faire P/S = cos(phi), isoler S et en déduire I.

Posté par
gts2
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:10

Bonjour,

Le 1) a l'air correct avec 1 calcul, ce que vous proposez est identique avec un calcul intermédiaire supplémentaire.

Je ne vois pas le rapport entre mes remarques et  "Si j'oublie le SQRT(3)..."  

Posté par
Elc2020
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:11

Et pour ce qui est de la puissance réactive du récepteur... Ah il faudrait que je fasse P/S = cos(phi); déterminer S et en déduire son Q ?

Posté par
Elc2020
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:12

Pour le "si j'oublie SQRT(3)" je faisais référence à votre remarque du 2) (il y a 3 fils).

Posté par
gts2
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:18

Il y a trois fils, donc on multiplie par 3, je ne vois toujours pas de  SQRT(3).

Posté par
Elc2020
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:19

Normalement c'est P = 3VIcos(phi) ou alors SQRT(3)UIcos(phi) non ?

Posté par
gts2
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:22

Vous avez calculé la puissance consommée par UN fil, dans TROIS fils, on consomme 3 fois plus, non ?

Posté par
Elc2020
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:29

J'ai décidé de reprendre ces questions:

1) cos(phi) = P/S ; S = P/cos(phi) = 4,20/0,85 = 4,9 MVA.
D'où S = SQRT(3) x U x I; I = P/(SQRT(3) x U) (avec U = 20 kV).
I = 141 A (déjà: valeur différente de celle que j'ai trouvée avec l'autre méthode).

2) P = SQRT(3) x R x I² (I = 141 A); P = 83,7 kW.
Q = SQRT (3) x L x oméga x I² (oméga = 314); Q = 121 kVAR.

3) A l'aide de Boucherot:
Ptotale = 4,28 MW.

Je détermine la puissance réactive du récepteur: Qr = SQRT(S² - P²) (avec S = 4,9 MVA et P = 4,20 MW); Qr = 2,52 MVAR.
D'où Qtotale = 2,64 MVAR.
On en déduit S: S = 5MVA.

4) S = SQRT(3)UI.
U = 20,4 kV.
Voilà une valeur moins aberrante.

Que pensez-vous de ces nouveaux résultats ?

Posté par
Elc2020
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:32

gts2: il me semble que l'on doit utiliser SQRT(3) x U x I (U est la tension entre phases) ou alors 3 x V x I (V: tension entre phase et neutre).
A moins que je sois complètement à côté de la plaque...

Posté par
Elc2020
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:37

Euh oh purée... Oui ça doit être vous qui avez raison... Pardon pour cette énorme bourde...

Posté par
gts2
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:41

1) On trouve rigoureusement les mêmes valeurs par les deux méthodes (heureusement !) ! Faites les calculs en une seule  fois au lieu de prendre des résultats intermédiaires avec accumulation d'erreurs d'arrondi.

2) Je répète P=3 RI2. Ptot vaut toujours n x P et P vaut toujours "U" "I" cos phi. Le problème de cette formule est que c'est bien sûr le "U" aux bornes et le "I" qui circule. Le sqrt(3) du triphasé vient du fait que le I en ligne n'est pas le I qui circule dans votre récepteur, mais que c'est ce I là qu'il est facile de mesurer. Quand j'ai dit I c'est peut l'inverse : le bon courant mais pas la bonne tension.

3 et 4 c'est mieux, il faudra simplement faire des calculs corrects pour la ligne.

Posté par
Elc2020
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:53

Merci pour vos renseignements !
Ah et dernière question:

5) On désire maintenant relever le facteur de puissance du récepteur à 0,93.
Calculer la capacité d'un des condensateurs couplés, en triangle en arrivée de la ligne, qui permet d'obtenir cette valeur.

Pour ce faire, je pensais utiliser la formule de la puissance réactive du condensateur: Q = - U x I (car le déphasage est de -90°). Sachant que I = C x oméga x U.
D'où: Q = - U² x C x oméga.

Sauf que je ne sais plus quoi faire après.

Posté par
gts2
re : Chute de tension 13-12-20 à 16:58

Tenir compte du fait qu'il y a 3 condensateurs.
Et calculer Q avec la même règle que 3) : Boucherot.

Posté par
Elc2020
re : Chute de tension 13-12-20 à 17:01

Ah voilà, c'est ce que je me disais pour Boucherot ! Merci encore pour ces renseignements !

***Le site a détecté un multicompte***Situation à régulariser***cf Q29 de la FAQ : [lien]



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