Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article constitue une introduction aux transitoires électromagnétiques dans les réseaux électriques. Il débute par des rappels théoriques et des définitions et se poursuit par une présentation des principes de modélisation. Le cas particulier des lignes et des câbles est abordé avec plus de détails. La dernière partie s'appuie sur des exemples pour décrire les phénomènes transitoires et présenter des résultats de simulation. La gamme des phénomènes transitoires susceptibles d'apparaître sur un réseau étant très vaste, cet article se concentre principalement sur ceux dont les enjeux paraissent aujourd'hui les plus importants.
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This article provides an introduction to electromagnetic transients in electrical networks. It begins with a theory review and definitions and follows with a presentation of modeling principles. The specific case of lines and cables is treated in more depth. The final part provides examples in order to describe transient phenomena and provides simulation results. The range of transient phenomena that is likely to appear in a network is vast, this article focuses mainly on the issues that seem to have most importance today.
Auteur(s)
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Jean MAHSEREDJIAN : Professeur École Polytechnique de Montréal
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Alain XÉMARD : Ingénieur Expert Électricité de France R&D
-
Bahram KHODABAKHCHIAN : Ingénieur en chef Sim Tech International
INTRODUCTION
Ce dossier constitue une introduction aux transitoires électromagnétiques dans les réseaux électriques. Il débute par des rappels théoriques et des définitions et se poursuit par une présentation des principes de modélisation. Le cas particulier des lignes et des câbles est abordé avec plus de détails. La dernière partie s'appuie sur des exemples pour décrire les phénomènes transitoires et présenter des résultats de simulation.
La gamme des phénomènes transitoires susceptibles d'apparaître sur un réseau étant très vaste, ce dossier se concentre principalement sur ceux dont les enjeux paraissent aujourd'hui les plus importants. L'objectif est aussi d'apporter une vision nouvelle et en accord avec la sophistication actuelle des outils de simulation et des modèles.
L'analyse des transitoires électromagnétiques est un sujet important dans l'étude des réseaux électriques. Les phénomènes transitoires doivent être analysés dans les étapes de conception des réseaux pour assurer leur optimisation et garantir leur robustesse. Optimisation implique opération proche des limites techniques et réduction des coûts. Robustesse sous entend continuité de service, fiabilité, sécurité et qualité. Par ailleurs, la compréhension des phénomènes transitoires est essentielle dans les analyses menées quand surviennent des défaillances d'équipement ou des fonctionnements anormaux.
La simulation des régimes transitoires électromagnétiques dans les réseaux électriques fait l'objet du dossier [D 4 130].
Le lecteur, peu familiarisé avec l'étude des réseaux électriques en général, peut consulter les dossiers :
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Étude des surtensions temporaires5. Défaut proche en ligne
Quand un disjoncteur coupe un courant de court-circuit, il est soumis à ses bornes à la tension transitoire de rétablissement (TTR). Celle-ci a une influence majeure sur la coupure du courant.
Quand le réseau est inductif, la coupure du courant a lieu à un instant où la tension est proche de son maximum. Si le défaut est proche du début de la ligne, l'ouverture du disjoncteur provoquera le long de la portion de ligne située entre le disjoncteur ouvert et le défaut des oscillations de tension rapides à cause des fréquences naturelles élevées de la portion de ligne. Ces oscillations vont provoquer, juste après l'ouverture du disjoncteur une augmentation très rapide de la TTR. Les conséquences de ce phénomène sur les caractéristiques du disjoncteur sont explicitées dans les dossiers [D 4 690], réf. [14], et [D 4 692], réf. [15].
5.1 Exemple de TTR
Le cas de la figure 11 est utilisé ici pour simuler le phénomène de TTR. Un défaut monophasé (sur la phase a) apparaît sur la ligne L4 à 1 km du poste A. Le défaut est inséré en coupant le modèle de ligne en deux parties, l'une de 1 km et l'autre de 99 km. La demi-période des oscillations apparaissant à l'ouverture du disjoncteur correspond au temps mis par l'onde pour parcourir le segment de ligne jusqu'au défaut et revenir. Il est donc possible d'estimer la fréquence des...
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Défaut proche en ligne
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BORNARD (P.), PAVARD (M.), TESTUD (G.) - Réseaux d'interconnexion et de transport : fonctionnement. - [D 4 091], Réseaux électriques et applications, Techniques de l'Ingénieur, août 2005.
-
(2) - MEYER (B.), JEROSOLIMSKI (M.), STUBBE (M.) - Outils de simulation dynamique des réseaux électriques. - [D 4 120], Éditions techniques de l'Ingénieur, nov. 1998.
-
(3) - Guidelines for Representation of Network Elements when Calculating Transients. - CIGRE WG 33.02 (1990).
-
(4) - International Electrotechnical Commission standard IEC TS 60071-1 - * - Insulation co-ordination – Part 1 : Definitions, principles and rules, janv. 2006.
-
(5) - International Electrotechnical Commission standard IEC TS 60071-4 - * - Insulation co-ordination – Part 4 : Computational guide to insulation co-ordination and modelling of electrical networks, juin 2004.
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