Contribution à la modélisation des transformateurs de puissance et de leur comportement en haute fréquence

par Ahmad Ahmad

Thèse de doctorat en Sciences. Génie électrique

Sous la direction de Philippe Auriol.

Soutenue en 1992

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon , en partenariat avec CEGELY - Centre de génie électrique de Lyon (Rhône) (laboratoire) .

mots clés

• Électronique de puissance
• Transformation de Laplace
• Analyse modale (ingénierie)

Résumé

La connaissance et la maitrise de nombreux regimes transitoires qui apparaissent et se propagent sur les reseaux et dans les materiels qui y sont connectes (transformateurs, parafoudres,. . . ) est un probleme d'actualite. Un transformateur de puissance relie a un reseau moyenne tension ou tres haute tension est soumis a differents types de surtension dont la connaissance permet d'evaluer les contraintes auxquelles sont soumises les isolations internes. D'une part, nous avons elabore un nouveau modele de transformateur cuirasse valable sur une tres large gamme de frequences, issu du principe de la dualite magnetique electrique afin de connaitre son comportement interne (frequences de resonance, coefficients de surtension). Ce modele est destine a etre introduit dans des codes de calcul de reseaux, par exemple l'emtp. Le modele prend en compte les pertes dans le cuivre et dans le noyau magnetique. Des methodes ont ete egalement developpees pour un calcul fiable des parametres du modele. D'autre part, une methode d'analyse modale permettant d'illustrer le comportement oscillatoire d'un transformateur a ete developpee. Cette methode conduit a un schema equivalent qui sert a etudier les interactions du transformateur avec le reseau. Dans ces precedents modeles, les resultats calcules de simulation sont en bon accord avec ceux obtenus par la mesure, tant sur modele reduit que sur transformateur tht reel. Par ailleurs, un algorithme de calcul de reseaux electriques fonde sur l'inversion de la transformee de laplace a ete developpe. Il permet l'inversion de la transformee de laplace de plusieurs fonctions a la fois, en y adaptant la methode nodale. Les resultats de calcul sont en tres bon accord avec ceux des mesures et permettent d'esperer une meilleure simulation du systeme ligne-transformateur

Titre traduit

Power transformer behaviour in high frequency and modelling

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