Soutenance de thèse : Somya ANAND

Study and characterization of insulating material using partial discharge measurements for power electronics application in HVDC and MVDC

Doctorant : Somya ANAND

Laboratoire INSA : Ampère
Ecole doctorale : ED160 : Électronique, Électrotechnique et Automatique

Pour les futures infrastructures de réseaux intelligents, le réseau MVDC peut servir d'épine dorsale en intégrant les sources renouvelables distribuées, en connectant les charges à distance, en interconnectant les sous-stations existantes et en convertissant les sous-stations CA en CC pour limiter les impacts environnementaux. L'utilisation des capacités des dispositifs WBG peut réduire considérablement le poids, le volume et le coût de maturation des applications de puissance. Cependant, la présence de ces dispositifs dans le réseau électrique introduit une contrainte électrique différente sous la forme de formes d'ondes de tension carrées répétitives à montée rapide. Dans ces circonstances, il devient nécessaire d'étudier la fiabilité des équipements de conversion de puissance du futur réseau de transmission, tels que les transformateurs à moyenne fréquence (MFT). Pour les applications à haute puissance, le système d'isolation du MFT sera principalement incorporent un liquide diélectrique comme milieu d'isolation primaire. Cependant, le mécanisme de décharge du liquide diélectrique sous une tension carrée répétitive rapide n'est pas très clair aujourd'hui.
Par conséquent, cette thèse vise à étudier le système d'isolation en utilisant des mesures de décharge partielle pour les applications électroniques de puissance telles que le MFT sous forme d'onde de tension carrée. Pour ce faire, les spécifications d'un banc d'essai ont été définies puis développées au cours de cette thèse afin de reproduire les contraintes électriques sous forme d'onde carrée et de fréquences de commutation supérieures à 50 Hz. En raison des résidus sous forme d'onde carrée, la mesure de DP par détection optique a été choisie. Dans un premier temps, la technique de détection optique a été validée sous AC 50 Hz en la comparant à la mesure électrique standard telle que définie par IEC 60270 avec une isolation huile/barrière qui représente le système d'isolation du transformateur. Ensuite, des mesures de DP ont été effectuées sous des formes d'onde de tension carrée et les résultats ont été comparés à ceux de la forme d'onde sinusoïdale CA pour comprendre l'impact de la contrainte non sinusoïdale. Par conséquent, la tension d'initiation d DP dans tension carrée unipolaire s'est avérée plus faible que celle du courant alternatif 50 Hz.