Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les composants élémentaires ainsi que le fonctionnement des liaisons à courant continu à thyristors sont ici présentés. Les convertisseurs à thyristors, disponibles sous de fortes valeurs de puissance et des tensions continues élevées, nécessitent une bonne puissance de court-circuit, consomment de la puissance réactive et engendrent des harmoniques. Cet article décrit les composants constituants ces convertisseurs dans un première partie, puis, dans une seconde partie, les fonctionnalités, les caractéristiques, les avantages et inconvénients de ce type de convertisseurs.
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This document describes the component and the theory of High Voltage Direct Current Line Commutated Convertors (HVDC-LCC) links. By using thyristors, these convertors can achieve a high power transfer at very high voltage but requires a minimum short-circuit level, absorb reactive power and generates harmonics. The first part of the article describes the main components of a HVDC LCC link and the second part is dedicated to the functionalities, characteristics, advantages and disadvantages of HVDC-LCC technology.
Auteur(s)
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Yannick VERNAY : Ingénieur expert électronique de puissance et simulation EMT Centre national expertise réseau - RTE - Campus Transfo, Jonage, France
-
Sébastien DENNETIERE : Ingénieur expert électronique de puissance et simulation EMT Centre national expertise réseau - RTE - Campus Transfo, Jonage, France
INTRODUCTION
Une liaison à courant continu est constituée d’une ligne à courant continu reliant au moins deux réseaux alternatifs par l’intermédiaire de stations de conversion. Deux types de convertisseurs alternatif/continu sont actuellement utilisés dans les stations de conversion.
Les premiers, apparus dans les années 1970 en remplacement des convertisseurs utilisant des valves à vapeur de mercure, sont les convertisseurs à thyristors. Ils font l’objet du présent article. Ces convertisseurs sont disponibles sous de grandes puissance et tension continue (jusqu’à 12 000 MW et 1 100 kV en Chine avec la liaison Zhundong–Wannan) ; leur coût s’est stabilisé et ils disposent d’un bon retour d’expérience. Ils consomment de la puissance réactive, génèrent des harmoniques, nécessitent une bonne puissance de court-circuit et sont sensibles aux creux de tension alternative.
Les seconds, apparus en 1997 et issus de l’industrie des convertisseurs pour moteurs à vitesse variable, sont les convertisseurs autonomes dits « sources de tension ».
Le présent article décrit les composants constituants les convertisseurs à thyristors dans un première partie. Dans une seconde partie, il décrit les fonctionnalités, les caractéristiques, les avantages et inconvénients de ce type de convertisseurs.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
high voltage | reactive power | power system | HVDC
VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 2006 par Eric JONCQUEL
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Fonctionnement des liaisons à convertisseurs à thyristors
En anglais
1. Conception des stations de conversion à thyristors
1.1 Schéma général
Schématiquement, l’énergie, sous forme de tensions et de courants alternatifs à fréquence industrielle, est convertie dans les unités de conversion en énergie sous forme de tension(s) et de courant redressés. Ce processus s’effectue avec un rendement très proche de l’unité, au prix toutefois de la génération de deux sous-produits gênants :
-
la puissance réactive absorbée par les unités de conversion doit être compensée sur place ;
-
les harmoniques générés par les commutations internes aux unités doivent être filtrés pour ne pas pénétrer dans le réseau alternatif avec une amplitude intolérable.
Une station de conversion (figure 1) a pour schéma général celui donné à la figure 2. Elle comporte :
-
un poste à courant alternatif tout à fait conventionnel dont la fonction est de raccorder les unités de conversion au réseau alternatif. Le poste est organisé en jeux de barres et en travées ou cellules, de façon à pouvoir effectuer différentes combinaisons de connexions entre les lignes et les unités de conversion. Cela a pour but d’augmenter la fiabilité de l’alimentation, une portion défaillante du poste ou du réseau pouvant ainsi être isolée au moyen de disjoncteurs (élimination très rapide et automatique d’une portion en défaut) et de sectionneurs (reconfiguration d’un nouveau schéma d’exploitation). Le poste peut aussi comporter d’autres transformateurs, s’il assure une fonction annexe de changement de tension, par exemple, pour alimenter une zone de consommation ;
-
les lignes à courant alternatif, les filtres d’harmonique, les bancs de compensation de puissance réactive et les unités de conversion sont raccordés au même jeu de barres ;
-
des réducteurs de mesure (transformateurs de courant et transformateurs ou réducteurs de tension) délivrent des signaux nécessaires au comptage de l’énergie, aux protections et aux dispositifs de contrôle-commande ;
-
un poste à courant continu comporte un système de lissage du courant continu et de filtrage de la tension redressée, et tout l’appareillage nécessaire aux mesures...
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Conception des stations de conversion à thyristors
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KIMBARK (E.W.) - Direct current transmission. - J. Wiley and Sons, vol. 1, bibl. (476 réf.), 508 p. (1971).
-
(2) - UHLMANN (E.) - Power transmission by direct current. - Springer Verlag, bibl. (200 réf.), 389 p. (1975).
-
(3) - ARRILLAGA (J.) - High voltage direct current transmission. - 2nd edition, IEE, 299 p. (1998).
-
(4) - A summary of the report on survey of controls and control performance in HVDC schemes. - Brochure thématique Cigré, n° 00 (1994).
-
(5) - Coordination of controls of multiple FACTS/HVDC links in the same system. - Brochure Cigré, n° 149, déc.1999.
-
(6) - RUDERVALL (R.), JOHANSSON (J.) - Interconnexion de systèmes électriques en CCHT. - ...
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