[email protected] Extrait de l’ouvrage « LA PRATIQUE DES REGIMES DE NEUTRE » 1.1.1 Cas de la mise sous tension d’un transformateur (phénomène dit de BALARUC) Le 13 Octobre1986, au poste 90/20kV du Buquet, la mise sous tension du transformateur Tr 411 a provoqué l’excitation du détecteur de terre résistance du transformateur Tr 412 en service et le déclenchement d’un départ 20 kV en RSE. Les caractéristiques des matériels mis en cause sont les suivantes: Puissance de court-circuit au moment des essais 270 MVA en 90 kV mesuré par la méthode de l’injection 175 Hz. Transformateurs Tr 411 et 412 90/20kV Sn = 36 MVA Yyn 0 Neutre HTB au poste de Buquet isolé Neutre HTA au poste de Buquet mis à la terre par RPN 40 Détecteur de terre résistante Réglés à 1 A associé à un automate de recherche de terre Le 6 Novembre 1987, les essais à l’aide d’un perturbographe et un analyseur d’harmoniques ont montré que la mise sous tension d’un transformateur créait un courant dans le neutre HTA du transformateur en service accompagné d’un bruit intense de saturation. Description du phénomène Ce graphique représente la variation du courant de neutre du transformateur 412 lors de la mise sous tension du transformateur 411. La montée à la valeur max est très rapide, la descente jusqu’à la valeur de 1 A peut atteindre plusieurs dizaines de secondes. 25 20 15 Intensité Le spectre du courant transitant par le neutre du Tr 412 montre une forte composante harmonique et confirme la saturation du circuit magnétique. Malgré le filtrage aux harmoniques le détecteur peut rester exciter durant une dizaine de secondes. La composante 50 Hz n’est que de quelques Ampères. 10 5 0 h1 h2 h3 h4 h5 h6 h7 harmoniques h8 h9 h10 h11 h12 [email protected] Extrait de l’ouvrage « LA PRATIQUE DES REGIMES DE NEUTRE » Explication du phénomène A la mise sous tension du Tr 411 de, le courant magnétisant présente un transitoire dont l’amplitude atteint plusieurs fois le courant nominal primaire du transformateur. Cet appel de courant provoque des creux de tension apériodiques et déséquilibrées qui se propagent à l’ensemble des transformateurs raccordés au nœud électrique. Ces perturbations peuvent affecter l’ensemble des postes sources raccordés à la boucle HTB et provoquer une dissymétrie magnétique dans les transformateurs d’autant plus importante que la puissance de court-circuit du réseau HTB est faible. Le schéma équivalent est le suivant Le générateur de courant homopolaire est créé par le déséquilibre de flux engendré dans les colonnes. L’excitation du système étant transitoire, la durée de vie de ce générateur dépendra de la constante de temps du circuit constitué des impédances homopolaires en présence. Cette durée dépendra donc de la réactance homopolaire du transformateur et du capacitif du réseau HTA. L’amplitude du courant homopolaire dépend quant à lui de l’excitation, donc des creux de tension qui sont d’autant plus fort que la puissance de court-circuit est faible. Le neutre HTB du transformateur étant isolé, le courant homopolaire ne peut transiter par le réseau 90kV1. Ces anomalies ont été observées pour la première fois avec l’apparition des transformateurs de 36MVA. Les phénomènes étaient d’autant plus violents que la puissance de court-circuit était faible. Les perturbations dépendent donc essentiellement de la puissance du transformateur, de la performance des tôles constituant le circuit magnétique, et surtout de la puissance de court-circuit sur les barres HTB du poste. On a rencontré des cas où la mise sous tension de transformateurs de 20 MVA perturbait les postes raccordés à une boucle HTB présentant une puissance de court-circuit inférieure à 200 MVA. Les solutions Il est difficile et coûteux d’agir sur les paramètres précédemment évoqués. Augmenter la puissance de court-circuit en HTB revient en effet à créer des points d’injection à partir des réseaux 400 kV et 225 kV et intervenir sur la topologie des réseaux 90 kV ou 63 kV avec les difficultés d’implantation et d’environnement que l’on connaît. La réduction de la puissance des transformateurs n’est pas non plus une solution réaliste. Il faut noter que l’apparition de ce phénomène a influencé EDF dans le choix du palier technique des transformateurs devant équiper les réseaux ruraux2. Les différents essais qui ont été réalisés ont montrés que la solution la plus pratique et la plus économique3 résidait dans la création d’un point neutre HTA artificiel par un générateur homopolaire. L’exploitation à neutre isolé du transformateur empêche en effet la circulation du courant magnétisant homopolaire à l’extérieur de celui-ci .Cette disposition ne supprime pas pour autant la saturation du circuit magnétique, le spectre des tensions comporte un taux d’harmonique important mais la valeur du courant de neutre devient négligeable. 1 2 3 On se reportera au livret concernant la modélisation du transformateur en régime déséquilibré. EDF GDF SERVICES utilise par exemple des transformateurs de 20 MVA pour équiper les postes sources ruraux. Environ 8000 €, d’installation comprise. [email protected] Extrait de l’ouvrage « LA PRATIQUE DES REGIMES DE NEUTRE » Le générateur homopolaire 4 est constitué d’une bobine triphasée couplée en zigzag. Il est associé avec la Résistance d’origine5 L’intégration d’un tel matériel implique la modification du plan de protection6. 4 Ce dispositif est étudié dans le livret concernant les matériels de mise à la terre des neutres. Un plan de protection utilisant des relais à « Max de Ir » doit être associé avec une impédance de neutre résistive. 6 On se reportera aux chapitres précédents. 5