Analyse de la qualité de tension en fonction de la variation de l'inductance de terre

Analyse de la qualité de tension en fonction de la variation de l’inductance de terre

Fonctionnement d’un réseau à CnGI

Il s’agit d’ alimenter les charges le long de la ligne HT au moyen de transformateurs de distribution MTIBT qui sont raccordés entre les câbles de garde et la terre. Le coût de l’isolation du câble de garde est négligeable comparé à celui d’ une ligne MT conventionnelle. Mais, les aspects techniques suivants doivent faire l’ objet d’ une attention particulière:
a) Le câble de garde isolé doit assurer une protection contre la foudre comme prévu dans sa fonction primaire;
b) Des éclateurs de protection à tiges doivent être montés afin de décharger à la terre les courants de foudre de grande intensité;
c) En régime permanent, le câble de garde est soumis à des tensions induites à partir de la ligne HT (par couplage capacitifet magnétique) qui se superposent à la chute de tension due à la circulation de la puissance dans le câble de garde;
d) Les courants de court-circuit dissymétriques de la ligne HT peuvent induire des surtensions relativement importantes dans le câble de garde, qui doivent être maintenues dans les limites acceptables;
e) Les surtensions induites par les manœuvres de la ligne HT dans le câble de garde doivent être étudiées et l’ isolement coordonné en conséquence;
f) Les électrodes de mise à la terre soumises à un courant permanent doivent être vérifiées du point de vue de la température du sol (stabilité thermique) et de la sécurité.

Surtensions de manœuvre et ferro résonance

Après une manœuvre les énergies électriques et magnétiques emmagasinées dans un circuit peuvent se libérer à travers un régime transitoire formé ·d’oscillations libres amorties dans ce circuit. Leurs oscillations entre capacités et inductances à noyau de fer du circuit entraînent un changement de la valeur de celles-ci. Si les capacitances existant dans les réseaux ont généralement une valeur indépendante de la tension, il n’ en est pas de même des inductances lorsqu’ elles ont un noyau de fer. Les résonances à 50 Hz feront donc apparaître cette non linéarité des circuits magnétiques; on les dénomme sous le terme général de Ferro résonance. En effet, l’ inductance à noyau de fer se sature dès que le flux qui la traverse dépasse son coude de saturation. Dans notre cas, la réactance des transformateurs et la capacité du câble de garde peuvent s’ accorder à 50 Hz et provoquer la circulation d’ une surintensité très importante dans le circuit et donc l’apparition d’ une surtension de Ferro résonance. Pour éliminer ces effets, on peut d’ une part installer un condensateur de rephasage entre le câble de garde et la terre. Ce condensateur empêche le phénomène et ramène les surtensions à des valeurs acceptables. Et d’ autre part, détermine la charge minimale des transformateurs de distribution pour éviter le phénomène. De manière générale, les techniques employées pour protéger les circuits contre les surtensions de Ferro résonance consistent en une application dès l’ apparition des surtensions d’ une charge d’ amortissement judicieusement placée dans les circuits. Son rôle est d’ absorber l’ énergie réactive qui était emmagasinée.

Procédure générale de compensation

Afin de compenser le déséquilibre sur un réseau CDGI avec une impédance de mise à la terre Ze (R, L) et la capacité de shunt entre les câbles de garde Csw1 ,sw2 , la procédure suivante peut être appliquée:

a) Choisir le point de connexion de la capacité de compensation de l’installation. En bout de ligne ou au centre des charges le long de la ligne CDGI.
b) En tenant compte du réseau CDGI à vide calculer conformément au paragraphe 3.4.1 la capacité CSW1 ,SW2 ‘ c’est à dire la partie imaginaire de Yc .
c) Après avoir connecté Csw1 ,sw2calculée à l’étape b), évaluer l’impédance de compensation Zc .
d) Raccordé la borne à la terre qui est placé à l’aide du calcul de Zc dans l’étape c. Répéter l’étape b pour avoir une autre fois Cww .
e) Avec les valeurs finales de Zc et CSW1 ,SW2 ‘ effectuer l’étude du comportement du réseau CDGI sous des charges variables et avec différentes conditions de la ligne HT afin de vérifier que la séquence des tensions négatives aux bornes des transformateurs MTIBT sont généralement inférieurs à 1 % en aucun cas supérieur à 2 %. Si cette limite est dépassée à un transformateur MT/BT quelconque pour une charge spécifique, l’addition d’une impédance locale R, L de mise à la terre peut être envisagée.

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Table des matières

Résumé
Avant-propos
Table des matières
Liste des tableaux
Liste des symboles
Chapitre 1 – Introduction
1.1-Mise en contexte
1.2-Problématique
1.3-0bjectif
1.4-Méthodologie
1.5-Structure du rapport
Chapitre 2 – Réseaux à câble de garde isolé
2.1-Principe théorique
2.2-Fonctionnement d’ un réseau à CDGI
2.3-Protection de la ligne HT
2.4-Surtensions induites par les courts-circuits de la ligne HT
2.5-Surtensions de manœuvre et ferro résonance
2.6- Retour du courant par la terre
2.7-Différents types de réseau à CDGI
2.7.1-Réseau à CDGI monophasé
2.7.2-Réseau à CDGI triphasé
2.8-Exemples de réseaux à CDGI dans le monde
2.8.1- Réseau à CDGI du Ghana
2.8.2-Réseau à CDGI du Laos
2.8.3-Réseau à CDGI de l’ Éthiopie et du Burkina Faso
2.9- Conclusion
Chapitre 3 – Théories mathématiques de calcul des valeurs d’ impédances à insérer dans le circuit de la troisième phase
3.1-Méthode de réduction par réactances capacitives et inductances simples
3.1. l-Équilibrage des résistances du réseau à CDGl
3.1.2-Équilibrage des réactances de série
3.1.3-Cas de charge repartie le long de la ligne
3.2-Méthode de réduction par impédance dans le circuit de retour à la terre et des capacités entre les deux câbles de garde
3.2.1-Les impédances installées dans le circuit de retour à la terre
3.2.2-Evaluation des capacités d’ équilibrage
3.3-Méthode de compensation par l’impédance du circuit de terre et capacités shunt
3.4-Approche générale pour calculer l’impédance de compensation et la capacité
3.4.1-Calcul de la capacité de compensation
3.4.2-Calcul de l’impédance de compensation Zc
3.5-Procédure générale de compensation
3.6-Conclusion
Chapitre 4 – Caractéristiques contractuelles des réseaux électriques et études du déséquilibre d’ amplitude et de phase des tensions sur un réseau CDGI
4.1.1-Fréquence
4.1.2-Amplitude de la tension
4.1.3-Forme d’onde
4.1.4-Symétrie
4.2-Étude du déséquilibre d’amplitude et de phase des tensions sur un réseau à câble de garde isolé
4.2.1- Caractéristiques du réseau CDGI à étudier
4.2.1.1-Réseau de transport HT
4.2.1.2-Le Réseau à CDGI MT/BT
4.2 .2- Étude du déséquilibre d’ amplitude et de phase en fonction de la
charge
4.2.2.1-Matériel et méthodes
4.2.2.2-Résultat et analyse
4.2.3-Etude du déséquilibre d’ amplitude et de phase en fonction de la valeur de la résistance de l’ impédance
4.2.3.1-Matériels et méthodes
4.2.3.2-Résultats et analyse
4.2.4-Analyse de la qualité de tension en fonction de la variation de l’inductance de terre
4.2.4.1-Matériels et méthodes
4.2.4.2-Résultats et analyse
4.3-Conclusion
Chapitre 5 – Conclusion générale
Références