Propagation d'une onde de choc sur une ligne de transmission protégée par des parafoudres : résolution d'un modèle non linéaire par Recuit Simulé

Résumé

Le but des parafoudres est de détourner les courants transitoires potentiellement dommageables en toute sécurité vers la terre, grâce au changement des propriétés conductrices de leur varistance. Dans le secteur de l'énergie, ils sont souvent utilisés pour protéger des équipements précieux, connectés à des lignes de transmission, contre les surtensions dues à la foudre. Un parafoudre a une résistance très élevée pendant le fonctionnement normal du système, qui devient relativement très faible pendant les surtensions transitoires, permettant la déviation du courant de choc vers la terre. Par conséquent, la caractéristique de tension en fonction du courant du parafoudre est non linéaire. L’analyse transitoire d'un circuit contenant des éléments non linéaires est habituellement réalisée dans le domaine temporel, ces éléments étant le plus souvent représentés via des fonctions linéaires par morceaux. Les dépendances en fréquence des propriétés des conducteurs du circuit doivent toutefois être obtenues par d'autres méthodes; des approximations sont alors nécessaires dans le calcul des impédances équivalentes du circuit. (Fortin et al., 2002) proposent une approche où l'étude de la performance des parafoudres et la résolution du circuit sont effectuées dans le domaine fréquentiel. Les réponses du circuit incluant les parafoudres sont calculées, puis la tension et le courant à travers les parafoudres dans le domaine temporel sont obtenus en utilisant la transformée de Fourier inverse. Cette approche a l’avantage de permettre une prise en compte complète des dépendances en fréquence des conducteurs. Ce travail propose et évalue une méthode de résolution numérique alternative à celle de (Fortin et al., 2002), permettant d’assurer la résolution du système d’équations non linéaires conçu par les auteurs. Le problème de résolution du système est transformé en problème d’optimisation globale, par la formulation d’une fonction objectif à partir du système à résoudre; les minimums globaux de cette fonction seront alors également des solutions du système d'origine. La tâche d'optimisation globale est réalisée par la méthode stochastique du Recuit Simulé (RS).

Date	4 janv. 2017
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Alain April (Directeur(-trice)) & Jean-Marc Lina (Codirecteur(-trice))