Utilisation des parafoudres à faible tension résiduelle pour limiter les surtensions dans les réseaux THT CA
Les Ultra Hautes Tensions (UHT) désignent les tensions des niveaux égaux ou supérieurs à ± 800 kV en courant continu (CC), et à 1000 kV en courant alternatif (CA). La technologie de transport d'électricité UHT peut apporter une réponse à certains des problèmes qui ont préoccupé l'industrie de l'électricité pendant de longues années. Cette technologie est très efficace et le coût unitaire résultant de transport d'électricité est faible. Dans des zones ou des pays qui connaissent un déséquilibre entre sources d'énergie et consommations d'énergie, elle permet de transporter de grande quantité d'électricité sur de longues distances. Les réseaux UHT ont démontré qu'ils étaient une réponse au problème de l'accès aux énergies nouvelles. Ils permettent le développement de ces énergies nouvelles, et peuvent ainsi contribuer à la réduction de la pollution et des émissions de carbone.
Membres
Chef de file (CN)
J.L. HE
Secrétaire (CN)
J. HU
Secrétaire (CN)
P.F. MENG
M.Z.A. AB KADIR (MY), A. ANDREOTTI (IT), X.J. CHEN (CN), T. CHIBA (JP), W.A. CHISHOLM (CA), K. CHRISTOPHER (US), C. GOMES (ZA), A.M. HADDAD (UK), W. JONATHAN (US), K. KLEINHANS (ZA), P.N. MIKROPOULOS (GR), H. MOTOYAMA (JP), C. A. NUCCI (IT), D. PAUL (US), A. PIANTINI (BR), L.R. ROBERT (IE), J. TAYLOR (SE), T.E. TSOVILIS (GR), Q.Y. XIE (CN), B.Y. ZHANG (CN), C. FANG (CN), J.M. HE (CN), Y. LI (CN), W. H. LU (CN), H. B. SHE (CN), W.D. SHI (CN), E.W. TIAN (CN), L.M. WANG (CN), G.S. WEI (CN), X. YANG (CN), M.X. YU (CN), Z.K. YUAN (CN), J. ZHANG (CN), K. ZHOU (CN)
Introduction
Des réseaux UHT CA à 1000 kV et au-delà ont été construits dans plusieurs pays comme la Russie, le Japon et l'Italie, et sont en exploitation commerciale en Chine depuis 2009. En 2021 la Chine avait construit un total de 30 lignes UHT CA et UHT CC, pour une longueur totale cumulée de 40 000 km.
Le niveau des surtensions influe sur le choix et la conception des appareillages UHT et par là fixe les coûts et les limitations techniques des réseaux UHT. Comme cela a été le cas pour les réseaux THT, il a été nécessaire, pour réduire les coûts de leur construction, de trouver des moyens pratiques de réduire fortement les surtensions dans les réseaux UHT.
L'amélioration des performances des parafoudres conduit à une protection et à une réduction globale des niveaux de surtension dans les réseaux électriques qui est plus forte que la réduction apportée par les solutions classiques des résistances adaptées à l'impédance insérées à la fermeture et à l'ouverture dans les disjoncteurs. On a pu constater certains avantages liés à l'évolution des niveaux d'isolement des appareillages électriques quand les anciens parafoudres à oxyde de zinc (ZnO) ont remplacé la technologie à carbure de silicium (SiC). Des avantages supplémentaires peuvent découler de l'utilisation de matériaux ZnO, et de configurations améliorés pour les parafoudres et ainsi répondre aux objectifs de conception en UHT.
La tension résiduelle est un paramètre clé des parafoudres lorsque s'intéresse à leur capacité à limiter les surtensions. Si la tension résiduelle d'un parafoudre est réduite, la surtension va être limitée à un niveau plus faible, et le coût de fabrication des équipements électriques à haute tension diminuera, et tout spécialement pour les équipements UHT. Au cours des dernières années la Chine et le Japon ont développé des parafoudres à faible tension résiduelle, avec en particulier des parafoudres à varistances à oxydes métalliques (MOV) à faible tension résiduelle, des parafoudres à faible tension nominale et des parafoudres contrôlables.
Des travaux considérables ont été menés, par le CE A3 de CIGRE, sur les varistances et les parafoudres, et ont été rapportés dans les Brochures Techniques (BT) 693 et 696. En ce moment le Groupe de Travail (GT) A3.39 étudie le comportement en exploitation des parafoudres UHT à oxydes métalliques. Ces travaux précédents on constitué la base de départ des activités du GTC C4/A3.53.
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