Contribution à l’étude des performances des parafoudres à base d’oxyde de zinc soumis à des contraintes transitoires rapides dans les systèmes électriques

Abstract

L’objectif du travail exposé dans cette thèse concerne la modélisation et l’étude des performances de protection des parafoudres à oxyde métallique (ZnO) dans un réseau réel lorsque des surtensions transitoires à front rapide sont présentes. Pour réaliser cet objectif, une nouvelle technique basée sur les algorithmes génétiques pour l'identification des paramètres des modèles de parafoudres ZnO est développée. Elle a été testée sur une version modifiée du modèle recommandé par IEEE qu'on a proposé. Les résultats obtenus sont très satisfaisants et la technique développée est très prometteuse pour l'identification automatique des paramètres de n'importe quel circuit équivalent du parafoudre ZnO. Un calcul plus exact des inductances sur les structures de parafoudres à oxyde métallique est développé. Ce calcul d’inductances est basé sur des formules analytiques. Les formules présentées prennent en compte tous les arrangements pratiques possibles des installations de parafoudres. Cette étude a été faite pour palier aux insuffisances observées dans les travaux précédents où l'inductance était estimée en multipliant une inductance par unité de longueur par la longueur du conducteur ou par la hauteur du parafoudre. Un exemple d'application a été implanté dans l'EMTP (Electromagnetic transients program) et des résultats satisfaisants ont été obtenus. L'étude nous a permis de tenir compte de l'effet de l'angle entre le conducteur de connexion et le jeu de barres. L'effet de l'inductance des structures de parafoudres sur le problème de la protection contre les surtensions a été mis en évidence. L’analyse des performances dynamiques de protection des parafoudres ZnO sur un réseau HT a été réalisée. La version modifiée du modèle recommandé par IEEE a été introduite. Ses paramètres ont été identifiés en utilisant la technique développée dans cette thèse. Le poste de transformation opérationnel El-Hassi de la zone de Sétif qui a servi d'exemple a été représenté par un schéma complet triphasé. Les surtensions résultantes en plusieurs points fondamentaux ont été présentées et discutées. Le logiciel spécialisé EMTP (Electromagnetic transients program) a été utilisé à cet effet.