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Ces deux avantages expliquent le choix des lignes triphasées pour la distribution d’énergie.
On notera également que les pertes Joule sont inversement proportionnelles au carré de la tension et proportionnelles à la longueur de ligne, d’où l’intérêt d’utiliser des tensions élevées pour le transport de l’énergie électrique à longue distance. C’est ce qui explique l’échelonnement des tensions dans le réseau électrique. On distingue le réseau de transport et d’interconnexion partant des centrales électriques et dédié au transport longue distance de l’électricité, il est constitué de lignes très haute tension ( THT ) à 400 et 225 kV, ( pylônes « porte-manteau » portant deux lignes triϕ ) le réseau de répartition, réseau intermédiaire dédié aux distances moyennes ( quelques dizaines de kilomètres ) et constitué de lignes haute tension ( HT ) à 90 et 45 kV, le réseau de distribution amenant l’énergie électrique aux abonnés, il comporte des lignes moyenne tension ( MT ) à 20 kV, auxquelles peuvent être relié directement les utilisateurs industriels, et des lignes basse tension ( BT ) pour la distribution au particulier en monophasé à 220 V entre phase et neutre ( valeur efficace de la tension ) et parfois en triphasé à quatre fils ( réseau 220 / 380 V ).
C’est l’échelonnement des tensions dans le réseau électrique qui explique le choix du par rapport au régime continu, la conversion de tensions sinusoïdales étant relativement facile à mettre en œuvre au moyen de transformateurs. La conversion de tensions continus requiert l’utilisation de composants d’électronique de puissance et est plus difficile et coûteuse à réaliser ( cependant on notera que l’interconnexion sous-marine France – Angleterre est réalisée par des lignes en régime continu ).
Enfin le réseau électrique français opère à une fréquence de 50 Hz. Il en est de même en Europe et en Asie, tandis que l’Amérique du nord à choisi une fréquence de 60 Hz. ( la qualité de la lumière émise par les lampes n’est acceptable qu’à partir d’une quarantaine de Hertz, et la fréquence est limitée par la complexité des traitements électronique qui croît proportionnellement à celle-ci et par les pertes fer dans les transformateurs qui augmentes avec la fréquence ).
On rappellera enfin que l’énergie électrique ne se stocke pas 2. A chaque instant l’énergie produite doit être égale à celle utilisée par les consommateurs, tout en assurant la constance de la tension et de la fréquence du réseau (l’augmentation de la puissance active consommée entraîne principalement une diminution de la fréquence du réseau, et celle de puissance réactive une diminution de la tension). Cependant l’énergie électrique est facile à transporter à grande distance. Ainsi toutes les centrales productrices d’électricité sont elles interconnectées par des lignes THT (le réseau français est également interconnecté avec ceux des pays voisins) ce qui facilite la gestion de la production.
A titre indicatif en 2005 la production d’électricité en France a été assurée à 78,5% par des centrales nucléaires, à 10,4% par des centrales hydrauliques/voltaïques/éolienne et à 11,3% par des centrales thermiques.
Etude des systèmes triphasés équilibrés
Définition
Trois grandeurs sinusoïdales forment un système équilibré si elles ont même valeur efficace et si elles sont régulièrement déphasées entre elles (cette définition implique qu’elles aient la même pulsation).
Le système formé par ces trois grandeurs est dit direct si, en les ayant repérées par les indices 1, 2 et 3, la deuxième est déphasée en retard de 2π / 3 et la troisième de 4π / 3.
La distribution d’énergie par le réseau électrique se fait sur trois phases et un neutre, idéalement les tension simples des trois phases forment un système équilibré direct, elles sont données par rapport au neutre. Les schémas suivants représentent le réseau de distribution etla représentation de Fresnel 3 associée aux trois tensions simples entre phase et neutre.
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