PLAN DE COURS Automne GEL-4150 8843 - Réseaux électriques Informations générales Crédits : 3 Temps consacré : 3-3-3 Mode d'enseignement : Présentiel Site Web : http://gel4150.gel.ulaval.ca Intranet Pixel : https://pixel.fsg.ulaval.ca Enseignant(s) : Le-Huy, Hoang hoang.le-huy@gel.ulaval.ca Responsable : à déterminer Date d'abandon sans échec avec 14 Septembre à 3h59 remboursement : Date d'abandon sans échec sans 09 Novembre à 3h59 remboursement : Description sommaire Ce cours traite des aspects techniques fondamentaux des réseaux de transport de l'énergie électrique à courant alternatif et à courant continu. Méthodes d'analyse de réseaux : analyse par phase, système par unité, composantes symétriques. Lignes de transport : paramètres de lignes, modèles et circuits équivalents, analyse en régime permanent, puissance transportable d'une ligne, compensation série et parallèle. Écoulement de puissance : équations du réseau, matrice d'admittance, solution par itération successive. Analyse de défauts symétriques et asymétriques dans un réseau électrique. Stabilité transitoire : analyse par modèle simple, critère des aires égales. Protection de réseaux : transformateurs de mesure, disjoncteurs, relais de protection, protection de lignes et de transformateurs. Liens avec le(s) programme(s) Ce cours participe à la poursuite des objectifs suivants : connaître les technologies pertinentes aux divers champs d'application du génie électrique; acquérir une dextérité de base dans la manipulation d'appareils et l'assemblage de dispositifs et être capable d'encadrer le personnel technique qui en a la charge; Objectifs 1/7
À la fin de ce cours, l'étudiant devra être en mesure de : Comprendre le fonctionnement des différents types de réseaux électriques. Déterminer les paramètres et établir le modèle d'une ligne de transport. Analyser le fonctionnement des lignes de transport à courant alternatif et à courant continu. Comprendre les méthodes de commande et de compensation utilisées dans les réseaux électriques. Contenu Introduction (1h): Historique des réseaux électriques. Structure et fonctionnement d'un réseau électrique. Présent et futur des réseaux électriques. Notions fondamentales (5 h): Systèmes triphasés. Méthodes d'analyse de réseaux électriques. Système per-unit. Composantes symétriques. Lignes de transport en régime permanent (6 h): Calcul des paramètres RLCG d'une ligne de transport. Équations de ligne à paramètres distribués. Paramètres ABCD et circuit équivalent en PI. Lignes sans pertes. Limite de stabilité statique et puissance transportable d'une ligne. Méthodes de compensation série et parallèle. Écoulement de puissance (6 h): Équations du réseau et matrice des admittances Ybarre. Solution des équations d'écoulement de puissance par la méthode d'itération successive Newton-Raphson. Méthode de calcul rapide. Défauts (6 h): Étude des défauts symétriques et asymétriques dans un réseau. Calcul de courants de court-circuit. Matrice d'impédance [Zbarre]. Réseaux de séquence. Stabilité transitoire (6 h): Équations électromécaniques d'un réseau. Modèle simplifié de machines synchrones et systèmes équivalents. Analyse de stabilité transitoire. Critère des aires égales. Protection des réseaux électriques (6 h): Composants de protection: transformateurs de mesure, relais de sur-intensité, fusibles, relais directionnels, relais différentiels. Système de protection radial. Zones de protection. Protection de lignes avec des relais d'impédance. Protection de transformateurs avec des relais différentiels. Consignes sur les travaux Les travaux pratiques comprennent des simulations sur ordinateur. TP 1: Paramètres d'une ligne de transport TP : Simulation des réseaux électriques avec Simulink et SimPowerSystems /7
TP 3: Réseau à compensations série TP 4: Compensateur statique triphasé TP 5: Étude de cas d'écoulement de puissance TP 6: Étude de cas de défauts TP 7: Étude de cas de stabilité TP 8: Étude de cas de protection Modalités sur les laboratoires - La présence aux laboratoires de simulation est obligatoire. Un rapport écrit est exigé pour chaque travail. - L'utilisation des logiciels MATLAB/Simulink et PowerWorld pour simuler les réseaux électriques est obligatoire Déroulement du cours Trois heures de cours par semaine. Exercices. Travaux pratiques (huit séances). Détails sur les modalités d'évaluation L'évaluation est basée sur les épreuves suivantes: deux examens écrits (35% chaque), et huit travaux pratiques (30% total). La note de passage est de 50%. Les révisions de notes seront faites conformément à la procédure officielle du Règlement des études et des règles de la Faculté seulement. La cote ne sera disponible qu'à la sortie du relevé de notes. Échelle des cotes (cycle 1) Échelle des cotes A+ [ 90.00-100 ] A [ 86.00-89.99 ] A- [ 8.00-85.99 ] Réussite B+ [ 78.00-81.99 ] B [ 74.00-77.99 ] B- [ 70.00-73.99 ] Réussite C+ [ 66.00-69.99 ] C [ 6.00-65.99 ] C- [ 58.00-61.99 ] Réussite 3/7
D+ [ 54.00-57.99 ] D [ 50.00-53.99 ] Réussite E [ 0.00-49.99 ] X Échec Abandon sans échec (dans les délais prévus) Bibliographie Obligatoire : Le-Huy, H., Réseaux électriques, Notes de cours, Université Laval. Livre recommandé: Glover J.D., Sarma M.S., Overbye T.J., Power System Analysis and Design, 5e édition, Cengage Learning, 01. Autres livres: Grainger J.J., Stevenson W.D., Power System Analysis, McGraw-Hill, 1994. Song Y.H., Johns A.T., Flexible AC Transmission Systems, IEE, 1999. Cory B.J., Weedy B.M., Electric Power Systems, John Wiley & Sons, 1998. Modalités d'évaluation Examen Date Heure Pondération de la note finale Document(s) autorisé(s) Examen partiel Jeudi octobre à 15h30 35.00% Une feuille manuscrite recto-verso Examen final Jeudi 17 décembre à 15h30 35.00% Une feuille manuscrite recto-verso Travail Équipes Date d'échéance Heure Date d'activité Heure Pondération de la note finale TP1 Paramètres d'une ligne de transport Lundi 8 septembre Lundi 1 septembre 4/7
TP Simulation des réseaux électriques avec Simulink et SimPowerSystems Lundi 5 octobre Lundi 8 septembre TP3 Réseau à compensation série Mardi 13 octobre Lundi 5 octobre TP4 Étude de cas d'écoulement de puissance Lundi novembre Lundi 19 octobre TP5 Compensateur statique Lundi 16 novembre Lundi 9 novembre TP6 Étude de cas de défauts Lundi 3 novembre Lundi 16 novembre TP7 Étude de cas de stabilité Lundi 7 décembre Lundi 30 novembre TP8 Étude de cas de protection Lundi 14 décembre Lundi 7 décembre Horaire et disponibilités Atelier : Lundi 11h30 à 1h0 PLT-750 Cours en classe : Jeudi à 16h0 PLT-546 Laboratoire : Lundi à 16h0 PLT-0105 Disponibilité de l'enseignant : Mardi 09h00 à 1h00 PLT-315 (du 31 août au 11 déc.) Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques pendant une séance d'évaluation L'utilisation d'appareils électroniques (cellulaire ou autre appareil téléphonique sans fil, pagette, baladeur, agenda électronique, etc.) est interdite au cours d'une séance d'évaluation et de toute autre activité durant laquelle l'enseignant l'interdit. De plus, seuls certains modèles de calculatrices sont autorisés durant les séances d'évaluation. Les modèles suivants sont autorisés : Hewlett Packard HP 0S, HP 30S, HP 3S, HP 33S, HP 35S Texas Instrument TI-30Xa, TI-30XIIB, TI-30XIIS, TI-36X, BA35 Sharp EL-531*, EL-535-W535, EL-546*, EL-510 R, EL-50* FX-60, FX-300 MS, FX-350 MS, FX-300W Plus, FX-991MS, Casio FX-991ES * Calculatrices Sharp: sans considération pour les lettres qui suivent le numéro 5/7
Dans tous ces cas, la calculatrice doit être validée par une vignette autocollante émise par la COOP étudiante ZONE. Information spécifique aux étudiants de l'école d'actuariat Les calculatrices autorisées lors des examens sont uniquement les modèles répondant aux normes de la Society of Actuaries et de la Casualty Actuarial Society pour leurs examens, soit les modèles Texas Instruments suivants : BA-35 (solaire ou à pile) BA II Plus BA II Plus Professional TI-30Xa TI-30X II (IIS ou IIB) TI-30X MultiView (XS ou XB) Politique sur le plagiat et la fraude académique Règles disciplinaires Tout étudiant qui commet une infraction au Règlement disciplinaire à l'intention des étudiants de l'université Laval dans le cadre du présent cours, notamment en matière de plagiat, est passible des sanctions qui sont prévues dans ce règlement. Il est très important pour tout étudiant de prendre connaissance des articles 8 à 3 du Règlement disciplinaire. Celui-ci peut être consulté à l'adresse suivante: http://www.ulaval.ca/fileadmin/secretaire_general/reglements/reglement_disciplinaire.pdf Plagiat Tout étudiant est tenu de respecter les règles relatives au plagiat. Constitue notamment du plagiat le fait de: 1. copier textuellement un ou plusieurs passages provenant d'un ouvrage sous format papier ou électronique sans mettre ces passages entre guillemets et sans en mentionner la source;. résumer l'idée originale d'un auteur en l'exprimant dans ses propres mots (paraphraser) sans en mentionner la source; 3. traduire partiellement ou totalement un texte sans en mentionner la provenance; 4. remettre un travail copié d'un autre étudiant (avec ou sans l'accord de cet autre étudiant); 5. remettre un travail téléchargé d'un site d'achat ou d'échange de travaux scolaires. L'Université Laval étant abonnée à un service de détection de plagiat, il est possible que l'enseignant soumette vos travaux pour analyse. Étudiants ayant un handicap, un trouble dapprentissage ou un trouble mental Les étudiants qui ont une lettre d'attestation d'accommodations scolaires obtenue auprès d'un conseiller du secteur Accueil et soutien aux étudiants en situation de handicap (ACSESH) doivent impérativement se conformer à la politique d'accommodations scolaires 6/7
aux examens de la Faculté des sciences et de génie qui peut être consultée à l'adresse : http://www.fsg.ulaval.ca/fileadmin/fsg/documents/pdf/politique-facultaire-accommodements.pdf 7/7