Les centrales électriques utilisent fréquemment des groupes électrogènes comme sources d'alimentation de secours pour pallier les coupures de courant sur le réseau, les défaillances des équipements d'alimentation et les opérations de maintenance. En cas de coupure de courant, le groupe électrogène doit démarrer automatiquement en quelques secondes pour alimenter l'armoire de distribution et les équipements électriques, puis couper l'alimentation principale raccordée au réseau. Dès le rétablissement du courant, afin d'assurer une transition fluide sans interruption, le groupe électrogène doit fonctionner en parallèle avec le réseau et s'en déconnecter immédiatement après la connexion. Ce fonctionnement en parallèle est crucial. Un raccordement non synchrone du groupe électrogène générerait un courant d'impact important, compromettant non seulement la sécurité du groupe électrogène lui-même, mais aussi la stabilité du réseau. Il est donc impératif que le dispositif et les systèmes de contrôle et de protection soient complets et fiables.
1. Système d'exploitation parallèle
Pour que le générateur puisse fonctionner en parallèle, les conditions suivantes doivent être remplies :
① La séquence de phase de l'alimentation électrique générée par le générateur est identique à celle du réseau électrique. Dans le cas contraire, non seulement le générateur ne pourra pas se synchroniser, mais un courant d'oscillation important sera également généré, soumettant l'enroulement du générateur à une force électrique excessive, ce qui entraînera une déformation de la bobine et un court-circuit de l'isolant.
② La valeur effective de la tension du générateur est égale ou proche de celle de la barre omnibus du réseau (différence de tension < 10), sinon, en raison de la différence de potentiel, une circulation de courant réactif interne se produira, générant une grande force d'impact électromagnétique.
③ La fréquence du générateur doit être fondamentalement égale à la fréquence de la source d'alimentation du système électrique (la différence de fréquence ne peut pas dépasser 0,5 – 1 Hz), sinon, en raison de la composante active du courant d'oscillation et de la tension d'oscillation sur l'arbre du générateur, des vibrations mécaniques se produiront, endommageant le générateur et affectant la stabilité du réseau.
④ La phase de tension du générateur est égale à celle de la tension du système électrique (différence de phase < 10°), sinon il y aura un impact de courant réactif et actif, provoquant la destruction du générateur.
⑤ Les formes d'onde sont identiques, et le générateur et le réseau sont tous deux des formes d'onde sinusoïdales.
Lorsqu'un générateur fonctionne en parallèle avec le réseau, la capacité de ce dernier étant bien supérieure à celle du générateur, les variations de son état de fonctionnement n'affectent ni la tension ni la fréquence du réseau. Par conséquent, une fois le générateur connecté au réseau, on peut considérer que la tension et la fréquence de ce dernier restent constantes. La tension de sortie du générateur est ajustée en modifiant le courant d'excitation, et la vitesse de la turbine à gaz permet d'ajuster la fréquence. La vitesse instantanée est ajustée pour compenser le déphasage. Lorsque les conditions de fonctionnement en parallèle sont réunies, le disjoncteur principal du générateur est fermé pour l'intégrer au système. Tel est le processus de fonctionnement en parallèle d'un générateur.
Pour vérifier visuellement la conformité aux conditions de mise en parallèle, l'écran du générateur est équipé d'un voltmètre différentiel, de deux voyants lumineux et d'un compteur pour le contrôle et la surveillance. Un dispositif de mise en parallèle synchrone automatique est également intégré. Le voltmètre différentiel permet de mesurer la différence de potentiel entre la tension aux bornes du générateur à connecter et la barre omnibus du réseau. L'état des voyants lumineux (allumés ou éteints) permet de contrôler la fréquence et la séquence de phase du générateur et de la barre omnibus du réseau. Lorsque la fréquence du générateur est supérieure à la fréquence de fonctionnement du réseau, l'aiguille du compteur tourne rapidement dans le sens horaire ; dans le cas contraire, elle tourne dans le sens antihoraire. Plus la différence de potentiel est importante, plus la vitesse de rotation de l'aiguille est élevée ; inversement, plus la différence de potentiel est faible, plus la vitesse de rotation est lente. Lorsque la différence de potentiel entre les deux côtés atteint un certain seuil, la position de l'aiguille et l'angle entre les points indiquent le déphasage entre les potentiels des deux côtés. Lorsque les instruments mentionnés ci-dessus signalent que les conditions de fonctionnement en parallèle sont réunies, la mise en service manuelle synchrone en parallèle peut être effectuée.
2. Système de protection contre les fissures
Afin de garantir le fonctionnement fiable et stable du groupe électrogène après son raccordement au réseau, celui-ci est équipé d'un dispositif de protection complet et sécurisé. En cas de défaillance, le groupe se déclenchera automatiquement, se déconnectera du réseau et s'arrêtera automatiquement.
① Défaut de surcharge : Si la puissance de sortie du groupe électrogène dépasse 10 % de sa puissance nominale en fonctionnement, le générateur risque d'être endommagé par une surcharge. Des capteurs de charge sont installés sur site. En cas de surcharge importante, le groupe s'arrête automatiquement. ② Défaut de survitesse : Si le groupe électrogène fonctionne à une vitesse supérieure à sa vitesse nominale, la fréquence du réseau électrique s'écarte de celle du réseau. Un relais de vitesse a donc été installé. Lorsque la vitesse de fonctionnement du générateur dépasse deux fois sa vitesse nominale, cela est considéré comme un défaut et le générateur s'arrête automatiquement.
③ Défaut de pression d'huile : Le bon fonctionnement du système de lubrification du groupe électrogène est assuré par la pression d'huile. Une pression d'huile anormale indique un dysfonctionnement du groupe électrogène. Dans les cas les plus graves, le relais peut déclencher l'arrêt automatique du générateur.
④ Défauts de température et de niveau d'eau : L'eau circulant à l'intérieur du groupe électrogène sert à son refroidissement. Une absence d'eau, un niveau d'eau insuffisant ou une température d'eau excessive indiquent un dysfonctionnement du système de refroidissement, susceptible d'endommager le groupe électrogène. Des capteurs de température et de niveau d'eau ont été installés et arrêtent automatiquement le groupe électrogène en cas d'anomalie.
⑤ Défaut de batterie : La batterie assure l’auto-excitation du stator du groupe électrogène. La qualité du système d’excitation influe directement sur le bon fonctionnement du groupe électrogène. C’est pourquoi un relais de tension de batterie a été conçu. En cas de défaillance de ce relais, le groupe électrogène s’arrête automatiquement.
⑥ Défaut de sens de rotation : En fonctionnement normal, le groupe électrogène injecte de l'énergie électrique dans le réseau. En cas de dysfonctionnement, le réseau alimente le groupe électrogène, qui se comporte alors comme un moteur électrique et consomme de l'énergie. Un relais de sens de rotation a donc été conçu pour que le groupe électrogène injecte uniquement de l'énergie dans le réseau. Dès que le sens de rotation est inversé, il se déconnecte du réseau et s'arrête automatiquement.
⑦ Dispositif d'arrêt d'urgence : Lorsque le groupe électrogène rencontre une situation d'urgence, le bouton d'arrêt d'urgence peut être enfoncé pour déconnecter instantanément le groupe électrogène du réseau et arrêter le fonctionnement du groupe électrogène.
III. Système d'excitation et circuit secondaire du générateur
3.1 Système d'excitation
Le système d'excitation est un composant essentiel du générateur synchrone à courant alternatif. Sa qualité influe directement sur le comportement et le fonctionnement du générateur. Le générateur synchrone installé à la centrale électrique de Chaozhou Datang est un générateur sans balais, à tension constante et à excitation automatique, équipé d'un système d'excitation composite. La puissance d'excitation du générateur est fournie par ses composants internes. Ce système d'excitation composite présente d'excellentes performances dynamiques. Lors de variations brusques de la charge nominale (charge ou décharge), la variation de tension est faible, la durée du régime transitoire est courte, la capacité de surcharge atteint 2,5 fois le courant nominal et le courant de court-circuit peut être supporté jusqu'à 3 fois le courant nominal. Grâce au régulateur AVR, il offre un taux de régulation de tension en régime permanent élevé et d'autres avantages remarquables.
3.2 Circuit secondaire
Le circuit secondaire du générateur est composé de différents circuits fonctionnels de base, notamment le circuit de régulation de tension du générateur, le circuit de régulation de vitesse du générateur, le circuit de commande automatique de mise en parallèle synchrone, le circuit de commande automatique de mise en parallèle, de mise en parallèle manuelle et de déconnexion, le circuit de mesure, le circuit de commande des équipements auxiliaires du générateur, le circuit de limitation de la puissance de sortie du générateur, le circuit de commande de puissance inverse, le circuit d'alimentation et de charge CC 24 V, le circuit de démarrage et d'arrêt du moteur et le circuit de protection par relais.
Pour toute question concernant le groupe électrogène, veuillez contacter l'équipe Beidou Power. Forte de plus de dix ans d'expérience dans la production et la vente d'équipements de production d'énergie, Beidou Power met à votre service une équipe d'ingénieurs hautement qualifiés. Choisir Beidou Power, c'est choisir la sérénité. Visite de notre usine bienvenue.
Date de publication : 9 février 2026