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Ecole Centrale de Lyon (07/05/1992), Philippe Auriol et Noël Burais (Dir.)
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CONTRIBUTION A LA MODELISATION DES TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE ET DE LEUR COMPORTEMENT EN HAUTE FREQUENCE
Ahmad Ahmad1

La connaissance et la maîtrise de nombreux régimes transitoires qui apparaissent et se propagent sur les réseaux et dans les matériels qui y sont connectés (transformateurs, parafoudres, ...) est un problème d'actualité. Un transformateur de puissance relié à un réseau moyenne tension ou très haute tension est soumis à différents types de surtension dont la connaissance permet d'évaluer les contraintes auxquelles sont soumises les isolations internes. D'une part, nous avons élaboré un nouveau modèle de transformateur cuirassé valable sur une très large gamme de fréquences, issu du principe de la dualité magnétique électrique afin de connaître son comportement interne (fréquences de résonance, coefficients de surtension). Ce modèle est destiné à être introduit dans des codes de calcul de réseaux, par exemple EMTP. Le modèle prend en compte les pertes dans le cuivre et dans le noyau magnétique. Des méthodes ont été également développées pour un calcul fiable des paramètres du modèle. D'autre part, une méthode d'analyse modale permettant d'illustrer le comportement oscillatoire d'un transformateur a été développée. Cette méthode conduit à un schéma équivalent qui sert à étudier les interactions du transformateur avec le réseau. Dans ces précédents modèles, les résultats calculés de simulation sont en bon accord avec ceux obtenus par la mesure, tant sur modèle réduit que sur transformateur THT réel. Par ailleurs, un algorithme de calcul de réseaux électriques fondé sur I'inversion de la transformée de Laplace a été développé. II permet l'inversion de la transformée de Laplace de plusieurs fonctions à la fois, en y adaptant la méthode nodale. Les résultats de calcul sont en très bon accord avec ceux des mesures et permettent d'espérer une meilleure simulation du système ligne-transformateur.
1:  CEGELY - Centre de génie électrique de Lyon
Transformateur de puissance – Transformation de Laplace – Surtension transitoire – Pertes diélectriques – Haute fréquence – Analyse modale – Modélisation numérique

The knowledge and the control of many transient states which appear and propagate on the networks and in the materials which are connected there (transformer, lightning protectors,...) is a current problem. A transformer of power connected to a Medium Average network or very high voltage is subjected to various types of overpressure whose knowledge makes it possible to evaluate the constraints to which are subjected the internal insulations. On the one hand, we worked out a new model of valid transformer shell on a very broad frequency band, resulting from the principle of the electric magnetic duality in order to know its internal behavior (frequencies of resonance, over-tension coefficients). This model is intended to be introduced into computer codes of networks, for example EMTP. The model takes into account the losses in copper and the magnetic core. Methods were also developed for a reliable calculation of the parameters of the model. In addition, a method of modal analysis making it possible to illustrate the oscillatory behavior of a transformer was developed. This method leads to an equivalent diagram, which is used to study the interactions of the transformer with the network. In these preceding models, the calculated results of simulation are in concord with those obtained by measurement, as well on small-scale model as on real transformer VHV. In addition, a calculation algorithm of electrical supply networks founded on I' inversion of the transform of Laplace was developed. II the inversion of the transform of Laplace of several functions allows at the same time, by adapting the nodal method to it. The computation results are in very good agreement with those of measurements and make it possible to hope for a better simulation of the system line-transformer.

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