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Responsable(s) Pierre Jean Lagacé

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Pierre Jean Lagacé


PLAN DE COURS

Hiver 2021
ELE653 : Transport de l'énergie (3 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2021


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2021, les modalités suivantes seront appliquées :


La plupart des cours de la session d'hiver seront donnés à distance. Les autres seront donnés en présence si la situation socio-sanitaire le permet. Cette information est disponible sur l’horaire de la session d’hiver diffusé sur le site de l’ÉTS ainsi que sur Cheminot.

L’étudiant inscrit à un cours à distance doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. L’étudiant doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours à distance pourraient être enregistrés, à la discrétion de l’ÉTS, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits aux cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l'ÉTS.


Les examens intra se feront normalement à distance. Les examens finaux se feront normalement en présence si la situation socio-sanitaire le permet.


Pour les examens (intra, finaux) qui devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.

Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’hiver 2021, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour tout ou partie de la session d’hiver 2021.

Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.

En vous inscrivant ou en demeurant inscrit, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2021.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 17 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 31 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Programme(s) : 7694
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    ELE105    
             
Programme(s) : 7483, 7883
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    ELE105 ET ELE312    
             
Programme(s) : 7694
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    ELE312    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 66,7 % 33,3 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours

Au terme de ce cours, l'étudiant sera familier avec les principales composantes d'une centrale de production d'énergie, les principales caractéristiques d'un réseau de transport d'énergie à haute tension courant alternatif et d'un réseau de transport d'énergie à haute tension courant continu.

Centrales de production d'énergie : hydraulique, thermique et nucléaire. Interconnexions entre réseaux. Puissance de pointe. Transport d'énergie à haute tension courant alternatif : construction et arrangement des conducteurs. Inductance et capacité d'une ligne. GMR et GMD. Circuit équivalent d'une ligne. Compensation réactive et puissance transmise. Écoulement de puissance. Protection. Régulation de tension. Transport d'énergie à haute tension courant continu : historique. Étude comparative HTCA et HTCC. Systèmes dos à dos, point à point et multiterminaux. Structure et commande des convertisseurs. Compensation réactive et filtrage des harmoniques. Protection. Visites industrielles. Conférences.

Séances de laboratoire dont l'objectif est de maîtriser les calculs inhérents à la conception des réseaux de haute tension.




Objectifs du cours

Ce cours a pour but d'apprendre à l'étudiant(e) :

  • les principaux composants d'un réseau de production d'énergie électrique;
  • les divers types de production d'énergie électrique;
  • les principales caractéristiques d'un réseau de transport d'énergie à haute tension à courant alternatif et à courant continu.



Stratégies pédagogiques
  • Un (1) cours magistral par semaine.
  • Deux (2) heures par semaine de laboratoire.



Utilisation d’appareils électroniques

Calculatrices et ordinateurs. Logiciel Matlab.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Jeudi 08:30 - 12:30 Laboratoire aux 2 semaines



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Pierre Jean Lagacé Activité de cours PierreJean.Lagace@etsmtl.ca A-2480
01 Pierre Jean Lagacé Laboratoire aux 2 semaines PierreJean.Lagace@etsmtl.ca A-2480



Cours

1. Les composantes d’un réseau  (3 heures)

  • Vue d’ensemble du réseau
  • Génération, transport, répartition et distribution
  • Considérations électriques, mécaniques et environnementales
  • Lignes de transport d’énergie

2. Paramètres des lignes  (9 heures)

  • Construction et arrangement des conducteurs
  • GMR et GMD
  • Résistance, inductance et capacité d’une ligne
  • Effet du sol
  • Circuit équivalent d’une ligne transposée et non transposée

3. Études des lignes en régime permanent  (9 heures)

  • Matrice de transmission
  • Modèle de ligne courte, moyenne et longue
  • Caractéristiques des câbles
  • Rendement et régulation
  • Stabilité de tension
  • Transfert de puissance active et réactive
  • Écoulement de puissance
  • Compensation shunt et série
  • Courbes PV et QV

4. Études des lignes en régime transitoire  (9 heures)

  • Court circuit en régime transitoire
  • Propagation des transitoires dans le réseau
  • Diagramme de Bewley
  • Protection

5. Transport d’énergie à courant continu  (9 heures)

  • Composantes d’un lien à courant continu
  • Structure et commande des convertisseurs
  • Filtrage des harmoniques
  • Interconnections

Note : Tous les cours sont d'une durée de 3 heures 30 minutes par semaine.




Laboratoires et travaux pratiques

Laboratoires  (24 heures)

Transfert de puissance à une charge  (4 heures)

Détermination du transfert de puissance active et réactive pour une charge balancée et pour une charge déséquilibrée. Vérification à l’aide des instruments de mesure : l’écoulement de puissance dans le circuit, la tension aux nœuds et le courant de branches.

Effet de la puissance à la charge sur le potentiel  (4 heures)

Détermination de l’effet de la puissance d’une charge balancée sur le potentiel à la réception de la ligne de transport. Mesure de l’écoulement de puissance active et réactive et de la tension à la charge. Analyse de différentes charges sur le profil de potentiel du réseau.

Synchronisation de deux réseaux électriques  (4 heures)

Mise en charge du réseau selon une procédure de synchronisation. Mesure de l’effet de variations de tension et de phase aux bornes d’une ligne de transport sur la puissance transitée.

Écoulement de puissance  (4 heures)

Identification des paramètres permettant de contrôler l'écoulement de puissance dans un réseau électrique. Mesure de l'effet de variations de tensions et de phases aux bornes des machines.

Modélisation d'une ligne longue  (4 heures)

Identification des paramètres permettant de modéliser une ligne longue. Mesure des effets de la résonance et du comportement d'une ligne longue sous diverses charges.

Convertisseur ca-cc à six thyristors  (4 heures)

Étude du fonctionnement d'un redresseur triphasé à six impulsions d'un lien cc. Évaluation de l'effet du délai d'allumage sur la tension redressée et la puissance transitée par le lien cc.




Utilisation d'outils d'ingénierie

Calculatrices et ordinateurs. Logiciel Matlab.




Évaluation

- 20%: Travaux pratiques

- 20%: Laboratoires

- 30%: Examen de mi-session (16 février 2021)

- 30%: Examen final (date de l'examen à déterminer)




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 16 février 2021



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Travaux à remettre

  • Cinq (5) devoirs et six (6) rapports de laboratoire.
  • Les devoirs sont effectués sur une base individuelle.
  • Les rapports de laboratoire sont effectués par groupe de deux (2) étudiant(e)s.
  • Retard de remise des travaux: 10% de pénalité par jour jusqu'à concurrence de 5 jours.



Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Aucune référence obligatoire.




Ouvrages de références

GLOVER J.D., OVERBYE, T.,  SARMA, M.S., Power Systems Analysis and Design, 6e Edition, Cengage Learning US, 2016. ISBN 9781305636187.

BERGEN, A.R., VITTAL, V., Power Systems Analysis, 2nd Ed., Upper Saddle River, N.J., Prentice Hall, 2000. ISBN 0-13-691990-1

GRAINGER, J.J., STEVENSON, W.D. Jr., Power System Analysis, New York, McGraw-Hill, 1994. ISBN 0-070-61293-5

KIMBARK, E.W., Direct Current Transmission. New York, John-Wiley and Sons, Inc. 1971. ISBN 0-471-47580-7

WILDI, T., SYBILLE, G., Électrotechnique, 3e édition, Sainte-Foy, Les Presses de l'Université Laval, 2000. ISBN 2-7637-7593-4

MATLAB and Simulink Student Version Release 2013a. ISBN: 978-0-9825838-8-3.

SYBILLE, G., DESSAINT, L.A., CHAMPAGNE, R. and all., SimPower Systems Users Guide, The MathWorks Inc., 2013.

WOOD, A.J., WOLLENBERG, B.F., Power Generation Operation and Control, 2nd Edition, John-Wiley and Sons, Inc., 1996. ISBN 0-471-58699-4.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/course/view.php?id=13517




Autres informations

REMARQUE:

Seulement la partie théorique des rapports sera considérée pour les séances pour lesquelles l'école est fermé. Il pourrait être possible d'effectuer des mesures en laboratoire durant la session dépendamment de la disponibilité des laboratoires. La prise de mesure demeure cependant facultative pour tous les laboratoires.