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Conception d'un compensateur actif multifonctions corrigeant toutes les pertubations en tension générées par les charges non linéaires et les fours à arc

Sakkou, Hakim (2007). Conception d'un compensateur actif multifonctions corrigeant toutes les pertubations en tension générées par les charges non linéaires et les fours à arc. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L'électronique de puissance a donné naissance à de nombreuses nouvelles applications, offrant aux clients un confort, une flexibilité et une bonne efficacité. Mais, sa prolifération au cours de la dernière décennie est devenue préoccupante et se trouve à l'origine de plusieurs défauts. Ces derniers se manifestent sous forme de différentes perturbations affectant, un ou plusieurs, paramètres suivants: la fréquence du système, l'amplitude des trois tensions aux points de raccordement, la forme d'onde qui doit être la plus proche possible d'une sinusoïde et enfin la symétrie du système triphasé, caractérisée par l'égalité des modules des trois tensions et de leur déphasage relatif. En outre, les tensions perturbatrices dans un réseau électrique basse tension sont principalement les surtensions, les creux de tension, les tensions harmoniques et les tensions déséquilibrées. Ces deux dernières sont généralement causées par la circulation des courants harmoniques et/ou déséquilibrés pouvant ainsi causer plusieurs effets néfastes. Le passage de ces courants harmoniques dans les impédances du réseau électrique peut entraîner des tensions harmoniques aux points de raccordement et alors polluer les consommateurs alimentés par le même réseau électrique. Parmi les effets que peut causer les tensions harmoniques, nous citons: l'échauffement, l'interférence avec les réseaux de télécommunication, les défauts de fonctionnement de certains équipements électriques ainsi que le risque d'excitation de résonance. Quant aux creux de tension, ils sont à l'origine de deux types de phénomènes: le premier est dit aléatoire, comme la foudre ou les courts-circuits accidentels, le deuxième est dit intrinsèque et il est dû au fonctionnement d'appareils à charge fluctuante ou à la mise en service d'appareils appelant un courant élevé au démarrage. Les creux de tension sont susceptibles de perturber et dégrader le fonctionnement de certaines installations et pouvant ainsi aller jusqu'à la destruction totale de certains équipements.

Mon projet de recherche met en oeuvre une approche simple et facile pour contourner, en même temps et à la fois, tous les effets néfastes mentionnés auparavant via l'utilisation et l'implantation d'un compensateur actif de puissance, à structure tension, entre le point de livraison (PCC) et la charge à protéger. La technique utilisée dans ce projet est sans doute la plus facile à utiliser, la plus flexible, la plus efficace et la plus rentable. Elle a montré une bonne efficacité, un bon fonctionnement et elle a donné de bons résultats pour corriger toutes les perturbations générées par les fours à arc électrique ainsi, elle pourra être auto-adaptative comme elle pourra être utilisée pour corriger les défauts d'harmoniques et de creux de tensions générés par de nombreux types de récepteurs triphasés non équilibrés.

Résumé traduit

Modem power electronics gave rise to many new applications, offering to the customers comfort, flexibility and good efficiency. But its increasing proliferation during the last decade has caused many power quality problems. The latter appear in the form of various disturbances affecting one or more following parameters: The frequency of the system, the amplitude of the three voltages at point of common coupling, the waveform which must be nearest possible to a sinusoid and finally the symmetry of the three-phase system, characterized by the equality of the modules of the three voltages and their relative dephasing. The perturb voltages in an electrical distribution network are mainly the voltage swell, the voltage sag, the harmonic voltages and the unbalanced voltages. The last two are
generally caused by the flow of the harmonic and/or unbalanced currents thus being able to cause severe effects. The passage of these harmonic currents in the impedances of the electric feeder system may generate harmonic voltages at points of common coupling and then pollute the consumers connected to the same electrical distribution network. Among the effects which can cause the harmonic voltages, we quote: the heating, the interference with the telecommunications networks, the malfunctions of certain electric components as well as sub synchronous resonance. As for the voltage sags, they are caused by two types of phenomena: first is known as random, like the lightning or the accidental short-circuits, second is known as intrinsic and it is due to the operation of apparatus with fluctuating load or to the start up of apparatus needing a high starting current. The voltage sags are likely to disturb and degrade the operation of certain installations and thus being able to damage certain equipments.

This research project suggests a simple and easy approach to avoid at the same time all the effects mentioned before through the use and the installation of an active compensator between the point of common coupling (PCC) and the load to be protected. The technique used in this project is easy to use, very flexible and very effective. It shows a good efficiency and it gives good results to correct all the disturbances generated by arc furnaces. It is self-adapting as it could be used to correct the defects of harmonics and voltage sags/swells generated by many types of unbalance three-phase loads.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie électrique". Bibliogr.: f. [165]-170. Chap. 1. Perturbations des réseaux électriques et principes de compensations -- Chap. 2. Solutions de dépollution des réseaux électriques -- Chap. 3. Modélisation et simulation d'une charge four à arc électrique -- Chap. 4. Compensateur actif multifonctions, stratégie de commande et dimensionnement -- Chap. 5. Simulations, discussions et interprétation des résutats.
Mots-clés libres: Actif, Arc, Charge, Commande, Compensateur, Compensation, Conception, Depollution, Dimensionnement, Electrique, Four, Generalise, Lineaire, Modelisation, Multifonction, Non, Non-Lineaire, Perturbation, Reseau, Simulation, Tension
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Chandra, Ambrish
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 13 avr. 2011 15:19
Dernière modification: 01 déc. 2016 02:31
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/604

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