Bibliographie & annexes
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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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Yannick VERNAY : Ingénieur expert électronique de puissance et simulation EMT Centre national expertise réseau - RTE - Campus Transfo, Jonage, France
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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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- Version archivée 1 de févr. 2006 par Eric JONCQUEL
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2. Fonctionnement des liaisons à convertisseurs à thyristors
2.1 Schéma macroscopique d’une liaison
L’étude du fonctionnement d’une liaison à courant continu repose sur l’analyse du pont de Graëtz qui en est la brique de base. Les détails concernant ce dernier sont donnés dans [D 3 210]. La configuration privilégiée pour les convertisseurs CCHT à thyristors est un convertisseur dodécaphasé, soit 12 interrupteurs statiques.
Une liaison comporte à minima deux convertisseurs dont l’un fonctionne en redresseur (transfert de puissance active du réseau alternatif vers la ligne continue) et l’autre en onduleur (transfert de puissance active dans l’autre sens). Ces deux convertisseurs sont identiques et c’est la polarité de la tension aux bornes du convertisseur qui déterminera le sens du transfert de puissance. Cette polarité est imposée par l’angle α de retard à l’amorçage : soit α < 90° en redresseur et α > 90° (ou γ < 90°, avec γ l’angle de garde) en onduleur. L’angle d’amorçage est la principale variable de contrôle du convertisseur en permettant de retarder le passage du courant dans un thyristor à partir de l’apparition d’une tension positive aux bornes de ce thyristor.
HAUT DE PAGE2.1.1 Schéma des convertisseurs dans le cas idéal
Dans ce paragraphe, on considère le cas idéal, c’est-à-dire des inductances nulles côté réseau alternatif.
On retiendra de l’article [D 3 210] que le redresseur fournit côté continu une tension redressée de valeur moyenne U d0R avec :
avec...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KIMBARK (E.W.) - Direct current transmission. - J. Wiley and Sons, vol. 1, bibl. (476 réf.), 508 p. (1971).
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(2) - UHLMANN (E.) - Power transmission by direct current. - Springer Verlag, bibl. (200 réf.), 389 p. (1975).
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(3) - ARRILLAGA (J.) - High voltage direct current transmission. - 2nd edition, IEE, 299 p. (1998).
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(4) - A summary of the report on survey of controls and control performance in HVDC schemes. - Brochure thématique Cigré, n° 00 (1994).
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(5) - Coordination of controls of multiple FACTS/HVDC links in the same system. - Brochure Cigré, n° 149, déc.1999.
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(6) - RUDERVALL (R.), JOHANSSON (J.) - Interconnexion de systèmes électriques en CCHT. - Séminaire...
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