Modélisation et simulation du limiteur de courant supraconducteur

Abstract

L'augmentation des courants de défaut dans les grands réseaux électriques ravive l'intérêt pour les limiteurs de courant. Les limiteurs supraconducteurs de courant peuvent limiter quasi- anstantanément, sans contrôle ni détection de défaut, les courants de court-circuit. Ceci permet de réduire les contraintes à supporter par les installations électriques situées en amont du défaut. L’objectif principal de cette thèse est la modélisation des supraconducteurs à haut température critique, que nous appliquons particulièrement à la modélisation du limiteur de courant. Le développement d’un modèle de simulation qui décrit le comportement du limiteur de courant supraconducteur est la clé de cette application dans le domaine industriel. Il permet la conception et l’optimisation des performances du dispositif afin d’améliorer la qualité du produit en vue de son exploitation commerciale. Le contenu de cette thèse est répartie en deux parties distinctes : dans un premier temps, nous nous intéressons à la compréhension du phénomène de transition dans le limiteur de courant supraconducteur. Dans ce contexte un modèle électrique à été développé ; Le modèle à été validé en premier dans un réseau monophasé. Les résultats de simulation ont montré la simplicité et l’efficacité de ce modèle. Ensuit nous généralisons le modèle sur un système triphasé, en l’intégrant le dans la bibliothèque de Matlab simulink. Dans la deuxième partie, nous nous focalisons sur la modélisation électrothermique du limiteur de courant supraconducteur en régime de défaut. Pour cet effet un modèle thermique à été développé afin d’étudier les phénomènes d’échauffement du limiteur de courant. Ce modèle tient compte de la nouvelle génération des matériaux supraconducteurs en couches minces. Les résultats obtenus sont encourageant pour la conception et l’optimisation des performances du dispositif. C’est ainsi que nous avons proposé une modification de la géométrie permettant d’éviter un possible choc thermique qui pourrait conduire à la destruction du SFCL. Les résultats numériques obtenus offrent la possibilité d’analyser l’influence des paramètres géométriques ou physiques sans avoir recours à la réalisation de prototypes ou à une phase expérimentale.