Usine Afourer Office National d'Electricité MAROC

 Dossier Appareil : Alternateurs

Usine Afourer

I.             Description générale

A)   Généralités sur les alternateurs 52 MVA

Toute machine électrique dont le principe de fonctionnement repose sur les phénomènes d’induction électromagnétique se compose de deux parties essentielles : partie fixe et une partie mobile.

La partie fixe appelée stator (Figure 1) est constituée par un circuit magnétique de configuration triphasé avec bobinage en parallèle et accouplement en étoile, chaque phase est constitué de 14 enroulements destinées à donner à tous les éléments du stator une position bien déterminée dans l’espace.

La partie mobile appelée rotor (Figure 2) comprend un circuit magnétique, constitué de 14 pôles et des pièces constructives destinées à permettre le déplacement, dans un sens déterminé, de la partie mobile par rapport à la partie fixe ainsi qu’à transmettre l’énergie mécanique. Le rotor de l’alternateur 52 MVA est composé d'un croisillon en acier laminé avec des bras soudés sur le noyau et qui font support de bobines inductives (N-S).

La transformation de l’énergie dans l’alternateur s’accompagne inévitablement de pertes de puissances qui se dégagent sous forme calorifique dans les parties actives et constructives de la machine. Ainsi malgré le très bon rendement de l’alternateur (environ 99%), 1% des pertes représentent 1150 W de pertes qu’il faut évacuer en dehors de la machine, on prévoit pour cela son refroidissement à l’aide d’un système de réfrigération constitué de 5 réfrigérants air alternateur.

Le système de refroidissement à circuit gravitaire, à écoulement direct vers la restitution, est alimenté à partir du collecteur principal de réfrigération. Au sein des réfrigérants air alternateur l’eau circule à un débit constant de 250 m³/s (à environ 4 bar de pression) permet la dissipation de la chaleur dégagé par l’alternateur.

Les alternateurs sont munis d’un système de protection contre l’incendie (CO₂), et plusieurs relais de protections veillent sur le bon fonctionnement de la machine.

Dans la partie suivante en présente les caractéristiques constructives et électriques des alternateurs des groupes principaux de l’usine Afourer.

I.             Découpage et constituants de l’alternateur

L’alternateur regroupe plusieurs constituants, chaque compartiment à un rôle bien déterminé dans le mécanisme de fonctionnement de l’alternateur. Un découpage technique de cet organe permet d’organiser les différentes tâches de suivi et de contrôle du fonctionnement et d’entretien. L’alternateur est constitué de 11 sous unités, ces dernières seront classées séparément dans le dossier appareil.

Le tableau II.1 présente les différentes sous unités des alternateurs de l’usine Afourer.

Tableau II.1 : Composantes des Alternateurs.

Repère	Sous unités de l’alternateur
1	Stator
2	Rotor
3	Arbre supérieur
4	Arbre inferieur
5	Palier alternateur
6	Pivot
7	Protections
8	Réfrigération d’air
9	Protection incendie
10	Cellule du joint neutre
11	Cellule des sorties des phases et barres

  

A) Excitation

A)   Définition

Comme la plus part des installations hydrauliques, les alternateurs des groupes sont excités à partir d'une chaîne d'excitation. Généralement, on distingue quatre types d’excitatrices :

Ø  Excitation indépendante ou séparée : la tension fournie est proportionnelle au courant d’excitation. Quand l’inducteur est un aiment permanent (magnéto) la tension est proportionnelle à la vitesse de rotation.

Ø  Excitation composé ou compound : la machine shunt est munie d’un indicateur en série de faible importance qui peut ajouter son flux au flux shunt (flux additif) ou au contraire le soustraire (flux soustractif).

Ø  Excitation shunt ou en dérivation : la tension appliquée a l’inducteur est prise aux balais de la machine, un rhéostat permet par variation du courant inducteur le réglage de la tension qui baisse un peu en charge.

Ø  Excitation en série : le flux inducteur obtenu par le courant débité varie avec la charge ; la tension n’est pas stable ; elle augmente avec le débit.

Les constituants du système d’excitation sont cités dans le tableau II.2.

Tableau II.2 : Composantes du système d’excitation.

Repère	Sous unités de l’excitation
1	Excitatrice pilote
2	Excitatrice principale
3	Rhéostat de réglage manuel
4	Contacteur d’excitation
5	Armoire d’excitation
6	Détection de défauts