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Le maintien du niveau de la tension expliqué simplement
Le maintien du niveau de la tension consiste à réguler et à maintenir la tension électrique dans des limites définies. Cette fonction est importante dans les réseaux de transport et de distribution. Elle permet ainsi d'assurer une alimentation fiable et d'éviter les surtensions ou les sous-tensions.
Points clés
- Le maintien du niveau de la tension est un élément essentiel de la qualité de l'alimentation électrique.
- Le photovoltaïque, la mobilité électrique, les bornes de recharge et les pompes à chaleur augmentent les exigences dans le réseau basse tension.
- Les mesures décrites comprennent le renforcement du réseau, la limitation de l'injection, le stockage d'énergie, la puissance réactive et LVRSys®.
- Le maintien statique de la tension concerne le fonctionnement normal. En revanche, le soutien dynamique intervient lors de défauts.
Importance du maintien du niveau de la tension dans les réseaux électriques
Pourquoi le maintien du niveau de la tension est-il important aujourd'hui ?
Le maintien du niveau de la tension est un élément essentiel de l'approvisionnement en énergie. Il garantit que la tension électrique disponible pour les consommateurs reste dans des limites précisément définies. Cette exigence concerne les réseaux de transport à très haute tension. Elle concerne également les réseaux de distribution à moyenne et basse tension.
Une défaillance peut avoir des conséquences importantes. Par exemple, les surtensions peuvent endommager les équipements. Les sous-tensions peuvent, quant à elles, perturber leur fonctionnement. Par conséquent, un maintien fiable de la tension contribue directement à la qualité de l'alimentation électrique.
Quels sont les défis pour le maintien du niveau de la tension en basse tension ?
L'injection croissante d'énergies renouvelables rend le maintien du niveau de la tension plus complexe à tous les niveaux du réseau. Cette évolution est particulièrement importante dans les réseaux basse tension. En effet, les installations photovoltaïques produisent de manière fluctuante. Parallèlement, la mobilité électrique et les pompes à chaleur modifient la consommation.
Les fournisseurs d'énergie et les gestionnaires de réseau doivent donc faire face à de nouveaux défis. En période de faible charge, une injection élevée peut faire augmenter la tension. À l'inverse, une hausse de la charge peut faire baisser la tension vers les limites définies par EN 50160. Des mesures adaptées sont donc nécessaires pour maintenir la tension dans les limites prévues.
Quelles directives s'appliquent au maintien du niveau de la tension dans le réseau basse tension ?
En Allemagne, les gestionnaires de réseau doivent respecter certaines limites de tolérance. Selon EN 50160, la tension des petits consommateurs doit rester dans une plage de +/- 10 % pendant 95 % de la semaine. Pour une tension nominale de 230 V, cela correspond à une plage comprise entre 207 V et 253 V.
En outre, la tension doit rester entre 85 % et 110 % de la tension nominale pendant 100 % du temps. Cela correspond à une plage de 195,5 V à 253 V. Tous les appareils doivent donc fonctionner correctement dans cette plage de tension.
Des tolérances plus étroites pourraient être avantageuses pour certains consommateurs. Cependant, elles augmenteraient fortement les efforts nécessaires au maintien du niveau de la tension. Le rapport coûts-bénéfices deviendrait alors moins favorable.
Quels phénomènes ne relèvent pas du maintien de la tension ?
Ces directives concernent les écarts à long terme des valeurs efficaces de la tension par rapport aux valeurs nominales. Le texte fait référence à 230 V ainsi qu'à 400 V pour les applications industrielles. Les phénomènes de courte durée sont considérés séparément.
Par exemple, les variations transitoires de tension ne relèvent pas du maintien de la tension. Il en va de même pour les écarts par rapport à une forme d'onde sinusoïdale dus aux harmoniques. Ces phénomènes peuvent être mesurés avec des analyseurs mobiles et portables ou des analyseurs installés de façon permanente.
Le réglage de la fréquence constitue également une tâche distincte. Il ne relève donc pas du maintien du niveau de la tension.
Méthodes pour le maintien du niveau de la tension dans le réseau basse tension
Quelles méthodes permettent de maintenir le niveau de la tension ?
Le respect des directives nécessite déjà des mesures et des technologies adaptées dans de nombreux réseaux. Parallèlement, les énergies renouvelables et la mobilité électrique continuent de se développer. La transparence et la capacité de régulation du réseau basse tension deviennent donc de plus en plus importantes.
Ces mesures aident les gestionnaires de réseau à relever les défis de la transition énergétique. Elles contribuent également au maintien du niveau de la tension et à une alimentation fiable. Les principales solutions décrites dans cet article sont présentées ci-dessous.
Renforcement du réseau et extension des lignes
Renforcement du réseau/extension des lignes : cette approche constitue une solution classique aux problèmes de tension. Des conducteurs supplémentaires ou des câbles plus puissants augmentent la capacité du réseau. Ils améliorent également sa stabilité et réduisent les chutes de tension.
Cependant, cette solution nécessite des investissements importants en matériel et en temps de travail. Sa mise en œuvre peut durer plusieurs mois, voire plusieurs années. De plus, les lignes renforcées offrent peu de flexibilité pour des adaptations ultérieures.
Limitation de l'injection
Limitation de l'injection : une réduction temporaire de l'injection peut être utilisée lorsque la tension est trop élevée. Cette mesure est relativement simple et rapide à mettre en œuvre. Cependant, une partie de l'énergie renouvelable disponible est alors perdue.
En outre, cette solution agit uniquement en cas d'augmentation de la tension. Elle ne constitue donc qu'une réponse limitée aux problèmes de tension dans le réseau basse tension.
Batteries et stockage d'énergie
Batteries et stockage d'énergie : les systèmes de stockage peuvent absorber les pics de production. Ils peuvent ensuite restituer l'énergie ultérieurement. Cependant, ces systèmes sont coûteux et entraînent des pertes d'énergie liées à leur rendement.
De plus, les systèmes de stockage restent encore très chers. Les matières premières nécessaires limitent également leur déploiement à grande échelle.
Injection de puissance réactive
Injection de puissance réactive : les installations de compensation, comme les bobines de réactance et les condensateurs, peuvent produire ou absorber de la puissance réactive. Elles contribuent ainsi à stabiliser la tension du réseau. Ces installations peuvent être centralisées ou décentralisées.
Cette méthode est également utilisée de plus en plus avec les onduleurs photovoltaïques. Cependant, la production et l'injection de puissance réactive peuvent être techniquement complexes. Elles nécessitent aussi une maintenance et une surveillance régulières.
En outre, cette méthode entraîne une consommation d'énergie supplémentaire. Par conséquent, l'efficacité globale de la distribution électrique peut diminuer. Les installations de compensation peuvent également générer des interactions avec le réseau. Celles-ci peuvent avoir un effet négatif sur la Power Quality.
Régulation basse tension avec LVRSys®
Système de régulation basse tension LVRSys® d'A. Eberle : le système LVRSys® a été conçu pour résoudre les problèmes de tension dans le réseau basse tension. Ces problèmes peuvent notamment résulter du photovoltaïque, de la mobilité électrique et du nombre croissant de pompes à chaleur.
LVRSys® constitue une alternative économique, flexible sur le plan local et nécessitant peu d'entretien. Il peut remplacer des approches telles que l'extension des lignes, le stockage d'énergie ou la compensation de puissance réactive. De plus, le système peut être utilisé comme régulateur de branche ou directement au niveau du poste local.
Vous trouverez de plus amples informations sur le système de régulation basse tension LVRSys® ici.
LVRSys®
Le »LVRSys®-Low-Votage Regulation System« a été développé pour résoudre les problèmes de stabilité de la tension dus à l'intégration de l'électromobilité, du photovoltaïque et des pompes à chaleur dans le réseau basse tension. Il représente une alternative économique et flexible aux extensions de lignes coûteuses et fastidieuses.
Quelle est la différence entre le maintien statique et le soutien dynamique de la tension ?
1. Maintien statique de la tension
Fonctionnement normal : le maintien statique veille à conserver la tension dans la plage autorisée pendant le fonctionnement normal. Plusieurs mesures peuvent être utilisées. Elles comprennent notamment la mise à disposition de puissance réactive, le réglage par prises des transformateurs et les régulateurs de tension.
Cas d'application : cette méthode est essentielle pour l'exploitation quotidienne du réseau électrique. Elle contribue ainsi au bon fonctionnement des équipements raccordés.
2. Soutien dynamique de la tension
En cas de défaut : le soutien dynamique de la tension intervient lors de défauts, par exemple en cas de court-circuit. Il doit permettre au système de continuer à fonctionner de manière stable. Une puissance de court-circuit suffisante est donc nécessaire pour limiter localement les creux de tension.
De plus, une puissance de court-circuit suffisante contribue à garantir la stabilité des machines électriques.
Cas d'application : cette méthode est particulièrement importante lors de défauts. Elle aide à réduire leurs effets et à ramener rapidement le réseau dans un état stable.
Exemples d'applications pratiques et rapports techniques
Solutions aux problèmes de tension dans le réseau basse tension
Analyse de rentabilité : LVRSys® vs. extension de ligne
La transition énergétique modifie les réseaux de distribution. Elle crée donc de nouveaux défis pour les gestionnaires de réseau. L'extension des lignes nécessite notamment des investissements importants. Sa mise en œuvre demande également beaucoup de temps.
Projet pilote : aire d'autoroute avec LVRSys®
Au PWC « Auergründel », sur l'autoroute A6, les pompes d'eau fraîche et d'eaux usées connaissaient des pannes répétées. La direction de l'autoroute soupçonnait des charges trop élevées sur le câble basse tension. Par conséquent, la puissance de court-circuit pouvait être insuffisante pour assurer un fonctionnement stable des pompes.
LVRSys® dans le réseau basse tension à Malte
Ce rapport d'application présente l'intégration du système de régulation basse tension LVRSys® dans le réseau basse tension de Malte.
LVRSys® - L'alternative économique et rapide à l'extension des lignes
Économique, rapide, facile à intégrer, flexible et nécessitant peu d'entretien
FAQ - Questions fréquentes sur le maintien du niveau de la tension
Qu’est-ce que la régulation de la tension ?
La régulation de la tension regroupe les mesures techniques et opérationnelles permettant de maintenir la tension électrique dans la plage admissible. Elle concerne les réseaux de transport ainsi que les réseaux de distribution moyenne et basse tension.
Pourquoi la régulation de la tension devient-elle plus complexe dans les réseaux basse tension ?
L’injection photovoltaïque peut entraîner une élévation de la tension, tandis que les charges supplémentaires dues aux infrastructures de recharge et aux pompes à chaleur peuvent provoquer des chutes de tension. Ces variations rendent plus difficile le maintien de la tension dans la plage admissible.
Quelle norme encadre les caractéristiques de la tension dans les réseaux publics basse tension ?
La norme EN 50160 constitue la référence centrale pour l’évaluation des caractéristiques de la tension dans les réseaux publics de distribution. La conformité est évaluée selon des grandeurs de mesure, des périodes d’évaluation et des conditions d’exploitation définies ; il ne convient donc pas d’indiquer une plage valable pendant 100 % du temps sans préciser les conditions de l’édition applicable.
Quelles mesures permettent de réguler la tension ?
Les mesures possibles comprennent le renforcement du réseau, la gestion de l’injection, le stockage d’énergie, la régulation de la puissance réactive et l’utilisation d’un système de régulation basse tension tel que LVRSys®. La solution appropriée dépend de la cause, de l’emplacement et de la durée de l’écart de tension.
Quels phénomènes ne relèvent pas de la régulation stationnaire de la tension ?
Le réglage de la fréquence constitue une tâche distincte. Les événements transitoires de tension et la distorsion harmonique relèvent de la qualité de l’électricité, mais pas de la régulation stationnaire de la tension.
Quelle est la différence entre la régulation stationnaire et le soutien dynamique de la tension ?
La régulation stationnaire maintient la tension dans la plage admissible en fonctionnement normal, par exemple au moyen de la puissance réactive, du réglage des transformateurs ou de régulateurs de tension. Le soutien dynamique intervient pendant et immédiatement après un défaut afin de limiter les creux de tension et de contribuer à la stabilité du système.
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