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Références

Etude d’harmoniques, d’enclenchements de bancs de condensateurs et analyse des Tensions Transitoires de Rétablissement

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Courants à travers le disjoncteur durant l’enclenchement d’un condensateur
Courants à travers le disjoncteur durant l’enclenchement d’un condensateur
Besoin :
Le projet porte sur la conception et la construction en Israël d’une centrale photovoltaïque de 52.7MW crête raccordée au réseau THT (très haute tension, 161kV) du pays.

Dans ce contexte, CAPSIM a été sollicitée afin de faire les analyses suivantes sur le futur parc PV :
  • Vérifier les niveaux de distorsion harmonique au sein du parc PV au point de livraison, dans les différentes configurations possibles de la future installation,
  • Observer l’impact des enclenchements des bancs de condensateurs (en termes de courants d’enclenchement et surtensions) sur le réseau et sur les composants du réseau de la centrale PV,
  • Quantifier les TTR (tension transitoire de rétablissement) aux bornes des disjoncteurs lors de leurs ouvertures suite à des manœuvres ou à des défauts type court-circuit.


Réalisation :
CAPSIM a construit un modèle numérique du réseau de la future installation PV sous le logiciel Powerfactory. Ainsi, tous les calculs (statiques : calculs d’harmoniques et transitoires : enclenchements des condensateurs) ont été réalisés sous le même logiciel.

Une fois construit et validé (via load-flow) ce modèle a permis les analyses suivantes :
  • Etude d’harmoniques : cela a permis d’évaluer les harmoniques de tension et de courant injectés par le parc PV au PDL 161kV et de les comparer aux limites acceptables par le gestionnaire du réseau. Avec la présence des bancs de condensateurs, les différentes configurations possibles ont été prises en compte dans les calculs afin d’analyser les risques d’antirésonances.
  • Analyse d’enclenchement de bancs de condensateurs : l’impact de mise sous tension des condensateurs a été quantifié en observant les surtensions et les courants d’enclenchements produits. Le cas de « back-to-back switching » (le fait d’enclencher un condensateur avec la présence d’autres condensateurs déjà mis sous tension) a été particulièrement analysé puisque c’est celui-ci qui produit le les courants les plus importants. Des disjoncteurs à commande synchrone ont été testés et validés pour les enclenchements par simulation. Les tenues des équipements par rapport aux surtensions maximales ont été vérifiées et validées (IEC 60071).
  • Analyse des tensions transitoires de rétablissement (TTR) : Il s’agissait d’évaluer les TTR aux bornes des disjoncteurs afin de vérifier si ces derniers pourront bien s’ouvrir suite à un manœuvre ou à un défaut. Ces disjoncteurs ont été vérifiés et validés via la norme IEC 62271.


Bilan :
Cette étude a permis au client :
  • De connaître les contributions maximales d’harmoniques du parc PV au PDL,
  • D’avoir une préconisation d’inductance anti-harmonique à mettre en série des condensateurs afin de limiter les harmoniques au PDL et les rendre acceptable par le gestionnaire du réseau,
  • De régler les protections de manière à ne pas les faire déclencher durant les enclenchements des bancs de condensateurs,
  • De valider les équipements sur place par rapport aux surtensions (IEC 60071 – surtensions dues à la mise sous tension des bancs de condensateur) et aux TTR (IEC 62271 – TTR produits aux disjoncteurs durant leurs ouvertures lors des manœuvres ou suite à des défauts dans le réseau).


Modèle numérique HT de la centrale PV sous PowerFactory
Modèle numérique HT de la centrale PV sous PowerFactory

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