Modernisation De La Protection Des Autotransformateurs Contre Les Surtensions Atmosphériques

Résumé: La production, le transport et la distribution de l’énergie électrique, s’effectue principalement sous forme de tension et de courant alternatif. Il est difficile de produire ou de distribuer cette énergie à haute tension. Par contre un transport économique de cette énergie à grandes distances ne peut être réalisé qu’en haute tension. Ce problème est résolu à l’aide du transformateur. Ce dernier est un composant Fondamental en électrotechnique, son étude constitue l’un des piliers de cette discipline. Rappelons que le Transformateur industriel a été inventé par Lucien Gaulard et John-Dixon Gibbs en 1883 et qu’il a en un rôle décisif dans le développement de l’énergie électrique et plus particulièrement en courant alternatif. Ce convertisseur est une machine statique capable de recevoir l’énergie électrique sous une tension et un courant à fréquence donnée, et la restituer avec une autre tension et un autre courant à la même fréquence. On outre, Le transformateur ou l’autotransformateur dans un réseau peut être soumis à des surtensions en provenance du réseau. Elles sont dues à des manoeuvres en amont (ouverture d’appareils de commutation, fermetures ouvertures d’appareils de commandes...). Ces surtensions sont dangereuses pour le matériel. Les plus dangereuses sont les surtensions de chocs de foudres directs ou indirects. Les décharges nuage sol directes ou au voisinage des structures sont à l’origine, chaque année, de nombreuses dégradations et de catastrophes humaines. La foudre qui atteint un fil de ligne produit des ondes de tension dans le temps au point d’impact. Ces ondes se propagent de part et d’autre du point d’impact avec une vitesse voisine de celle de la lumière et une certaine déformation. Lorsque l’onde de surtension arrive en un point de raccordement d’un transformateur son amplitude augmente et continue à se propager dans l’enroulement du transformateur. Cette situation peut provoquer des amorçages dans le transformateur, éventuellement des incendies et même des accidents de personnes se trouvant au poste. La protection des transformateurs contre les surtensions présentaient un intérêt exceptionnel. Ces protections peuvent être intérieures ou extérieures. Les mesures de protection internes sont le renforcement adéquat de l’isolation des bobines d’entré et d’extrémité, ou peuvent apparaitre les plus grands gradients de tension. Les mesures de tension extérieurs ont pour but d’atténuer l’onde qui arrives dans le transformateur en diminuant son amplitude et en la rendant moins raide, au moyen d’élément capable d’absorber une grande partie de l’énergie transporter par la surtension en l’écoulant vers la terre. On distingue les deux types rependus : les parafoudres et les éclateurs. Notre étude est basée essentiellement sur la simplification de la protection de l’enroulement haute tension et moyen tension contre les surtensions pour bute d’assurer leur exploitation normale. Le problème est étudié par la modélisation mathématique et pour le calcul numérique, nous avons choisi le logiciel P-SPICE (ORCAD 16.3) pour sa rapidité et sa précision.

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