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Caractérisation et modélisation du comportement diélectrique des systèmes d'isolation statorique des grandes machines tournantes lors d'essais PDT et RT

Nair, Abdelkader (2017). Caractérisation et modélisation du comportement diélectrique des systèmes d'isolation statorique des grandes machines tournantes lors d'essais PDT et RT. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Pour évaluer l’état du système d’isolation d’un enroulement statorique, des méthodes en courant continu dites non destructives sont couramment employées [18]. Deux méthodes feront l’objet de notre travail, en l’occurrence l’essai de polarisation et de la dépolarisation (PDT) et l’essai de montée progressive en tension (RT). Ces deux méthodes ont fait l’objet de plusieurs publications et d’une attention particulière au cours de ces deux dernières décennies [40]. Notre travail sera principalement axé sur la mise en œuvre de ces deux méthodes par le biais des mesures de laboratoire sur des barres ou bobines statoriques et des mesures sur le terrain sur l’enroulement statorique au complet. L’application de ces deux méthodes conjointement ou séparément pour la détection de défauts dans le système d’isolation de masse de différents fabricants sera mise en examen. Une instrumentation de mesure, en l’occurrence le prototype RT/PDT développé au bénéfice d’Hydro-Québec, est présentée. Ce prototype permet la réalisation des deux essais RT et PDT. L’analyse de ces mesures passe par une modélisation du courant de charge mesuré pour pouvoir séparer la contribution du courant de fuite du courant total mesuré. La détermination de ce courant de fuite donne une idée sur l’état d’isolation et aide à définir les éventuelles actions d’entretien. Dans ce sens deux modèles seront présentés. Un modèle linéaire tenant en compte seulement la réponse diélectrique de la partie droite de la barre ou de l’enroulement statorique et un deuxième modèle non linéaire tenant en compte de la réponse diélectrique de l’ensemble de la barre statorique incluant la partie développante (partie hors fer). La détermination des paramètres inconnus de la modélisation est réalisée en utilisant un calcul numérique par le biais du logiciel Matlab. Ceci va permettre d’éviter de faire des approximations et contourner les difficultés rencontrées dans les calculs. L’effet non linéaire de la résistance et l’effet Snaking, observés lors d’un essai RT, seront analysés aussi.

Titre traduit

Characterization and modelization of the dielectric response of stator winding insulation systems of rotating machines by using PDT and RT tests

Résumé traduit

Periodic maintenance testing of large generator and motor stator windings is generally conducted to assess the condition of groundwall insulation, identify maintenance needs and operating restrictions, and ultimately to guard against unexpected in-service failures [18]. Thus, non-destructive diagnostic tests are important tools to determine the condition of stator winding insulation. Our main interest will focus on implementation of two DC methods, in this case, the Ramp Test (RT) and the Polarization and Depolarization Test (PDT). These two methods have been the subject of several publications and special attention in the last decade [40]. In order to evaluate the performance of these two methods, laboratory and site tests were conducted on stator bars and a complete stator winding respectively of different manufacturers. For the measuring system, the RT/PDT prototype developed for the benefit of Hydro-Québec, is used and presented. In order to separate the contribution of leakage current from the measured total current, the modelization of the measured current is needed for analysis purpose. Hence, two models of the measured current will be presented. The first model is linear taking into account only the dielectric response of the straight part of the bar or the stator winding. The second model is nonlinear taking into account the dielectric response of the whole bar including the end winding parts. The determination of the unknown parameters of the modelling is performed using a numerical calculation through the Matlab software. This will allow us to avoid making some approximations and circumventing the difficulties encountered in the calculations. The nonlinear resistance and the Snaking effects observed during RT tests will also be presented and analyzed.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de doctorat en génie". Bibliographie : pages 281-289.
Mots-clés libres: Machines tournantes. Dispositifs d'enroulement. Diélectriques. Isolation électrique Défauts. Contrôle non destructif. Courants électriques Modèles mathématiques. Courants vagabonds. dépolarisation, essai, montée, polarisation, stator, statorique, tension, machine tournante, isolation haute tension, réponse diélectrique
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
David, Éric
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 28 mars 2017 20:43
Dernière modification: 28 mars 2017 20:43
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1851

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