La majeure partie de la population mondiale (Europe, Afrique, Asie, Australie, Nouvelle-Zélande) et une grande partie de l’Amérique du Sud utilisent une alimentation qui se situe à moins de 6% de 230 V. Au Royaume-Uni et en Australie, la tension d’alimentation nominale est de 230 V +10%/-6% pour tenir compte du fait que la plupart des transformateurs sont en fait toujours réglés sur 240 V. La norme 230 V s’est généralisée de sorte que les équipements 230 V peuvent être utilisés dans la plupart des régions du monde à l’aide d’un adaptateur ou d’un changement de la prise de l’équipement à la norme du pays spécifique.Les États-Unis et le Canada utilisent une tension d’alimentation de 120 volts ± 6%. Le Japon, Taïwan, l’Arabie saoudite, l’Amérique du Nord, l’Amérique centrale et certaines parties du nord de l’Amérique du Sud utilisent une tension comprise entre 100 V et 127 V. Le Brésil a la particularité de disposer de systèmes 127 V et 220 V à 60 Hz et d’autoriser des fiches et des prises interchangeables. L’Arabie saoudite et le Mexique ont des systèmes de tension mixte ; dans les bâtiments résidentiels et commerciaux légers, les deux pays utilisent le 127 volts, et le 220 volts dans les applications commerciales et industrielles. Le gouvernement saoudien a approuvé en août 2010 des plans de transition du pays vers un système totalement à 230/400 volts, mais le Mexique ne prévoit pas de transition.
Mesurer la tensionModifier
Il faut distinguer la tension au point d’approvisionnement (tension nominale au point d’interconnexion entre le service public d’électricité et l’utilisateur) et la tension nominale de l’équipement (tension d’utilisation). En général, la tension d’utilisation est de 3 à 5 % inférieure à la tension nominale du système ; par exemple, un système d’alimentation nominal de 208 V sera connecté à des moteurs dont la plaque signalétique indique « 200 V ». Cela permet de tenir compte de la chute de tension entre l’équipement et l’alimentation. Les tensions mentionnées dans cet article sont les tensions d’alimentation nominales et les équipements utilisés sur ces systèmes porteront des tensions de plaque signalétique légèrement inférieures. La tension des systèmes de distribution d’énergie est presque sinusoïdale par nature. Les tensions sont exprimées en tension efficace (RMS). Les tolérances de tension correspondent à un fonctionnement en régime permanent. Des charges lourdes momentanées, ou des opérations de commutation dans le réseau de distribution électrique, peuvent provoquer des écarts à court terme hors de la bande de tolérance et les orages et autres conditions inhabituelles peuvent provoquer des variations transitoires encore plus importantes. En général, les alimentations électriques dérivées de grands réseaux avec de nombreuses sources sont plus stables que celles fournies à une communauté isolée avec peut-être un seul générateur.
Choix de la tensionEditer
Le choix de la tension d’alimentation est davantage dû à des raisons historiques qu’à l’optimisation du système de distribution de l’énergie électrique – une fois qu’une tension est utilisée et que les équipements utilisant cette tension sont répandus, changer de tension est une mesure drastique et coûteuse. Un système de distribution de 230 V utilisera moins de matériau conducteur qu’un système de 120 V pour fournir une quantité donnée de puissance car le courant, et par conséquent la perte résistive, est plus faible. Si les gros appareils de chauffage peuvent utiliser des conducteurs plus petits à 230 V pour la même puissance, peu d’appareils ménagers utilisent la pleine capacité de la prise à laquelle ils sont connectés. La taille minimale des fils pour les appareils portatifs est généralement limitée par la résistance mécanique des conducteurs. Les appareils électriques sont largement utilisés dans les foyers des pays dotés d’un système de 230 V ou de 120 V. Les codes nationaux de l’électricité prescrivent les méthodes de câblage à utiliser. Les codes électriques nationaux prescrivent des méthodes de câblage destinées à minimiser les risques de chocs électriques et d’incendie.
De nombreuses régions, comme les États-Unis, qui utilisent (nominalement) 120 V, font appel à des systèmes 240 V à trois fils et à phases séparées pour alimenter les gros appareils. Dans ce système, une alimentation de 240 V a un neutre à prise centrale pour donner deux alimentations de 120 V qui peuvent également fournir 240 V aux charges connectées entre les deux fils de ligne. Les systèmes triphasés peuvent être connectés pour donner diverses combinaisons de tension, adaptées à différentes catégories d’appareils. Lorsqu’un système électrique dessert à la fois des charges monophasées et triphasées, il peut être étiqueté avec les deux tensions, par exemple 120/208 ou 230/400 V, pour indiquer la tension ligne-neutre et la tension ligne-ligne. Les grandes charges sont connectées à la tension la plus élevée. D’autres tensions triphasées, jusqu’à 830 volts, sont parfois utilisées pour des systèmes à usage spécial tels que les pompes de puits de pétrole. Les gros moteurs industriels (par exemple, plus de 250 hp ou 150 kW) peuvent fonctionner en moyenne tension. Sur les systèmes de 60 Hz, une norme pour les équipements de moyenne tension est de 2 400/4 160 V (2 300/4 000 V aux États-Unis) alors que 3 300 V est la norme commune pour les systèmes de 50 Hz.
NormalisationEdit
Jusqu’en 1987, la tension du secteur dans une grande partie de l’Europe, notamment en Allemagne, en Autriche et en Suisse, était de 220 ( ± 22 ) V {\displaystyle 220(\pm 22)\,\mathrm {V} }
tandis que le Royaume-Uni utilisait 240 ( ± 24 ) V {\displaystyle 240(\pm 24)\,\mathrm {V}}. }
. La norme ISO CEI 60038:1983 a défini la nouvelle tension européenne standard comme étant de 230 ( ± 23 ) V {\displaystyle 230(\pm 23)\,\mathrm {V} }
.
À partir de 1987, on passe progressivement à 230 – 23 + 13,8 V {\displaystyle 230_{-23}^{+13.8}\,\mathrm {V}}. }
a été mis en œuvre. A partir de 2009, la tension est autorisée à 230 ( ± 23 ) V {\displaystyle 230(\pm 23)\,\mathrm {V} }
. Aucun changement de tension n’a été requis par le système d’Europe centrale ou du Royaume-Uni, car les 220 V et 240 V se situent tous deux dans les bandes de tolérance inférieures de 230 V (230 V ±6%). Certaines régions du Royaume-Uni ont encore des tensions de 250 volts pour des raisons historiques, mais elles se situent également dans la bande de tolérance de 10% de 230 volts. Dans la pratique, cela permet aux pays d’être alimentés à la même tension (220 ou 240 V), au moins jusqu’au remplacement des transformateurs d’alimentation existants. Les équipements (à l’exception des ampoules à filament) utilisés dans ces pays sont conçus pour accepter n’importe quelle tension dans la plage spécifiée. Aux États-Unis et au Canada, les normes nationales spécifient que la tension nominale à la source doit être de 120 V et autorisent une plage de 114 V à 126 V (RMS) (-5% à +5%). Historiquement, 110 V, 115 V et 117 V ont été utilisés à différentes époques et en différents endroits en Amérique du Nord. On parle parfois de 110 V pour l’alimentation secteur ; cependant, 120 V est la tension nominale.
En 2000, l’Australie s’est convertie à 230 V comme norme nominale avec une tolérance de +10%/-6%, ceci remplaçant l’ancienne norme 240 V, AS2926-1987. Comme au Royaume-Uni, 240 V est dans les limites autorisées et « 240 volt » est un synonyme de « mains » en anglais australien et britannique. Au Japon, l’alimentation électrique des ménages est à 100 V. Les parties orientale et septentrionale de Honshū (y compris Tokyo) et Hokkaidō ont une fréquence de 50 Hz, tandis que l’ouest de Honshū (y compris Nagoya, Osaka et Hiroshima), Shikoku, Kyūshū et Okinawa fonctionnent à 60 Hz. La frontière entre les deux régions contient quatre sous-stations à courant continu à haute tension (CCHT) dos à dos qui interconnectent l’électricité entre les deux systèmes de réseau ; il s’agit de Shin Shinano, Sakuma Dam, Minami-Fukumitsu et du convertisseur de fréquence Higashi-Shimizu. Pour s’adapter à cette différence, les appareils sensibles à la fréquence commercialisés au Japon peuvent souvent être commutés entre les deux fréquences.