EP4169138A1 - Method for insulating a conductor of a continuous high voltage power drive line - Google Patents

Method for insulating a conductor of a continuous high voltage power drive line

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Publication number
EP4169138A1
EP4169138A1 EP21740595.0A EP21740595A EP4169138A1 EP 4169138 A1 EP4169138 A1 EP 4169138A1 EP 21740595 A EP21740595 A EP 21740595A EP 4169138 A1 EP4169138 A1 EP 4169138A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrical
link
fault
conductor
network unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21740595.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Pascal TORWELLE
bertrand Raison
Alberto BERTINATO
Marc Petit
Trung Dung LE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Grenoble Alpes
SuperGrid Institute SAS
Universite Paris Saclay
CentraleSupelec
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Grenoble Alpes
SuperGrid Institute SAS
Universite Paris Saclay
CentraleSupelec
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite Grenoble Alpes, SuperGrid Institute SAS, Universite Paris Saclay, CentraleSupelec filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP4169138A1 publication Critical patent/EP4169138A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/268Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for dc systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28The renewable source being wind energy
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/001Methods to deal with contingencies, e.g. abnormalities, faults or failures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Definitions

  • the invention relates to the field of electric current transmission and / or distribution infrastructure comprising at least one high voltage direct current electric current (HVDC) network unit.
  • HVDC high voltage direct current electric current
  • the invention relates to the strategies for power failure in such an HVDC network unit in the event of an electrical fault occurring in an electrical conductor of this network unit.
  • HVDC network units are in particular envisaged as a solution to the interconnection of disparate or non-synchronous electricity production sites, in particular to increase the capacity of energy transmission between countries (interconnections between countries), via what are called energy highways.
  • HVDC grid units are particularly considered for the transmission and distribution of energy produced by wind farms rather than alternating current technologies, due to lower line losses and no incidence of parasitic capacitances in the network unit over long distances.
  • Such HVDC network units typically have voltage levels on the order of 100 kV and above.
  • a high voltage device is considered to be a "high voltage A” device, in which the nominal operating voltage is continuous and greater than 1500 V, but less than or equal to 75000 V (75kV), ie a “high voltage B” device when the nominal operating voltage is continuous and greater than 75000 V (75kV).
  • the domain of direct high voltage includes the domain of "high voltage A” and that of "high voltage B”.
  • a network unit can have two or more electrical conductors which electrically connect two other separate points of the same HVDC network unit, so that the network unit has a link node, which can in this case be qualified as an external electrical node, since it is also connected to another network unit.
  • link node having at least three distinct links, all the links of this link node being connected to equipment or to electrical conductors belonging to the network unit considered. We can then refer to such a link node under the name of internal link node.
  • an electrical cut-off device capable of cutting off the flow of electrical current in the conductor, whether the current is the nominal current , which is the maximum current that the conductor is likely to conduct in steady state, or a fault current, which can exceed this nominal current.
  • HVDC high direct voltage
  • AC alternating voltage
  • the electrical network is designed to implement a network fault elimination strategy, aimed at interrupting the current in the faulty electrical conductor.
  • Some defect elimination strategies are said to be "non-selective". They are defined by CIGRE WG B4 / B5-59 considering an entire HVDC network unit as forming a single protection zone for fault elimination, i.e. without any selectivity for interrupting the fault current in the HVDC network. In the event of a fault in the HVDC grid unit, the entire HVDC grid unit is de-energized upon detection of the fault. With the use of “non-selective” fault suppression strategies, the requirements on protective components, especially electrical disconnecting devices, are lower. Consequently, the components allowing the implementation of these networks are less expensive. However, all electrical power flows through the entire network unit must be interrupted whenever a fault occurs in the network unit.
  • CIGRE WG B4 / B5-59 defines “fully selective” fault suppression as implementing protection zones that are defined to individually protect each electrical conductor and each link node under direct voltage. Slightly more broadly, this category includes strategies which aim to minimize the impact of faults on the AC network by generally allowing some continuity of operation of the HVDC network unit in the event of a fault. To do this, each conductor (and ideally each link node) must be individually protected. In the context of a fault occurring on an electrical conductor, this implies being able to isolate the fault by opening only the breaking devices located at the ends of the faulty conductor, leaving the other breaking devices closed in order to maintain other power flows in the network unit.
  • breaking devices be made in the form of fast-acting DC voltage circuit breakers, such as hybrid type circuit breakers, and generally also to put protective inductors in series at each end of the circuit. conductor in order to limit the speed of rise in the intensity of the current in the conductor when the fault appears.
  • protective inductors are considered expensive. It is also possible to implement “fully selective” defect elimination strategies with mechanical breaking devices, but this then requires placing, at each end of the conductors of the transmission lines, protective inductors having a very high value. high inductance, for example greater than or equal to 200 milli-henrys.
  • the impact of a fault is reduced compared to a non-selective strategy.
  • HVDC network units will use, as electrical conductors, buried or submarine cables, because the right of way for overhead conductors is difficult to obtain.
  • the overhead conductors of existing overhead lines, intended for the circulation of alternating currents could be upgraded and subsequently used in HVDC grid units as electrical conductors, which would be an attractive solution due to the both of its simplicity and its profitability.
  • Each of these two types of electrical conductors may, in service, experience electrical faults.
  • the occurrence of an electrical fault in an electrical conductor of a power transmission line often results in a short-circuit to earth situation, which causes the flow, in the electrical conductor, of a fault current. which very quickly exceeds, in a few milliseconds or less, the rated current for which the conductor and the elements adjacent to the conductor are sized.
  • the values given for the characteristic impedance and the propagation speed of an overhead conductor represent the overhead mode.
  • a propagation speed of 263 km / s and a characteristic impedance of 685 W can be considered.
  • the return to ground mode represents the interactions of the driver with the ground while the aerial mode represents the interactions between the drivers.
  • the characteristic high impedance of an overhead conductor leads, in the event of an electrical fault occurring in the overhead conductor, to a slower increase in current and to a lower discharge current of the adjacent conductors.
  • the probability of fault occurrence is higher for overhead conductors, especially due to their exposure to harsh weather conditions, such as lightning strikes or pollution, which cannot fail to affect the cut-off rate of the vehicle.
  • entire HVDC network unit when applying a non-selective fault elimination strategy. This leads to more frequent shutdown of the relevant HVDC grid unit.
  • the fault resistance of a buried or submarine cable is estimated to be very low, because it is mainly characterized by a dielectric breakdown of the insulation of the conductor.
  • the electrical faults likely to occur in an overhead conductor can have multiple reasons, some of which lead to a higher fault resistance.
  • this document is interested in the lapse of time between the detection that a fault appears and the identification of the driver in which this fault has appeared. If this period of time is long, that is to say it takes time to identify which of the conductors of the network is faulty, then the method sets up a non-selective cut-off procedure for the whole. from the network, by opening all the disconnecting devices of the network simultaneously. Indeed, this criterion of duration of identification of the faulty conductor can in no case be linked to a link node considered since, in principle, during this period, it is not known in which conductor the fault is located, and that 'it is therefore not possible in any case to determine the impact of this criterion with respect to a link node considered. This has the effect of forcing a complete shutdown of power flows throughout the network unit. The aim of this method is therefore, in a selective fault elimination strategy, to urgently compensate for a delay in the identification of the driver in which this fault has appeared.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for isolating a first conductor of a first power transmission line, in a considered HVDC electrical network unit, which makes it possible to limit the frequency of occurrence. complete shutdowns of the network unit, without requiring the generalization of fast-acting cut-off devices throughout the HVDC network unit, even if the HVDC network unit includes overhead transmission lines power, comprising electrical conductors incorporating at least one overhead conductor.
  • the invention provides a method of isolating a first conductor of a first power transmission line in a considered electrical network unit, the considered electrical network unit operating at a voltage of single nominal service which is a direct high voltage, in which the considered electrical network unit comprises at least one considered link node, comprising at least three separate links connected electrically between them continuously, with:
  • first link which is electrically connected to a proximal end of the first electrical conductor of the electrical network unit considered, with the interposition of a first electrical cut-off device associated with the first link, which has an open state and a closed state in which it allows the circulation of a first flow of power between the link node in question and the first conductor;
  • the method further comprises the monitoring of at least monitored parameter relating to the current and / or to the electric potential in the first electric conductor.
  • the method comprising a step of detecting the appearance of a defect in the first electrical conductor.
  • the method comprises, in addition to the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor, at least one step of determining the level of criticality of the fault, with respect to the node of link considered, returning information on the level of criticality of the fault.
  • the method proceeds, depending on the fault criticality information vis-à-vis the link node considered:
  • the method according to the invention can further include the following optional features, taken alone or in combination.
  • the first electrical cut-off device can be brought from its closed state to its open state after all the electrical power flows through the other links of the link node considered, other than the first link, have been discontinued.
  • the step of determining the level of criticality vis-à-vis the link node considered may include a comparison of at least one parameter monitored with respect to a fault criticality criterion.
  • the fault criticality criterion may have been determined in advance.
  • the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor may include a comparison of at least one monitored parameter against a conductor fault criterion.
  • the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor and the step of determining the level of criticality with respect to the link node considered can be carried out as a function of the value d 'the same monitored parameter. Conversely, the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor and the step of determining the level of criticality with respect to the link node considered can be carried out as a function of the value of two different monitored parameters.
  • the fault criticality information can be determined according to a prediction of the evolution of the current in the first electrical conductor following the appearance of the fault and according to the capacity of the first electrical switching device to cut this current.
  • Said at least one monitored parameter can be selected from among the intensity of the current in the first conductor, the derivative with respect to the time of the intensity of the current in the first conductor, the electric potential of the first conductor, and the time derivative of the electric potential of the first conductor, or combinations thereof.
  • Said at least one monitored parameter may be a value of the derivative, with respect to time, of the electric potential of the first conductor.
  • the second and / or the third link can be electrically connected to an electrical power converter to another electrical network unit, by means of a second, respectively third, electrical current cutting device under direct voltage .
  • the second and / or the third link can be electrically connected to an electrical power converter to another electrical network unit, the power converter also forming the second, respectively third, electrical switching device.
  • the second and / or the third link can be electrically connected to an electrical power converter to another electrical network unit, the second, respectively third, electrical cut-off device being interposed between the electrical power converter and said other electrical network unit.
  • the second, respectively third, electrical cut-off device interposed between the electrical power converter and said other electrical network unit, is a switching device. electric current cut off under alternating voltage.
  • the link node considered may include at least one other link, which is distinct from the first link, and which is electrically connected to a second electrical conductor of the electrical network unit considered by means of at least a second electrical cut-off device which is associated with said other link and which has an open state and a closed state.
  • the electrical network unit considered may include at least one other link node, separate from the first link node and comprising at least three separate links electrically connected to each other continuously, with:
  • first link which is electrically connected to a distal end of the first electrical conductor of the electrical network unit considered, with the interposition of a first electrical cut-off device associated with the first link, which has an open state and a closed state in which it allows the circulation of a first power flow between this other link node;
  • the method may include at least one step of determining the level of criticality of the fault with respect to this other link node, returning information on the level of criticality of the fault. default vis-à-vis this other link node; and, depending on the fault criticality information with respect to this other link node, the method can proceed:
  • fault vis-à-vis the other link node can be distinct and can return information on the level of criticality of the fault which can be different, leading to the possibility of having, for a given electrical fault, an opening action total for one of the two nodes, and a targeted opening action for the other of the two nodes.
  • the method can advantageously be implemented when the first electrical conductor comprises an overhead electrical conductor.
  • Figure 1 is a general schematic view of an electricity transmission and distribution infrastructure comprising an HVDC current network unit.
  • FIG. 2 shows a somewhat more detailed view, while remaining schematic, of part of the infrastructure 10, illustrating the environment of a considered link node of the HVDC network unit of FIG. 1.
  • Fig. 3 is a schematic view of the HVDC network unit of Fig. 1, if a non-selective strategy is implemented at the HVDC network unit level.
  • FIG. 4A shows a schematic view of the HVDC network unit of Fig. 1, in case of implementation of a full opening action vis-à-vis the link node shown in Fig. 2.
  • FIG. 4B shows a schematic view of the HVDC network unit of Fig. 1, in the event of implementation, in the context of a method according to the invention, of a targeted opening action vis-à-vis the link node illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 6 represents the diagram of a modeling with concentrated parameters of an electrical conductor in electrical fault with a view to the estimated calculation of certain parameters characteristic of this fault.
  • FIG. 7 represents a map indicating the criticality of a fault as a function of certain characteristic parameters of this fault.
  • Figure 8 shows the diagram of a distributed parameter modeling of an electrical conductor in electrical fault for the estimated calculation of the voltage change in the conductor at the time of the appearance of the fault.
  • FIG. 9 represents the diagram of a modeling of a link node and of its environment with a view to its modeling, to calculate a threshold for the evolution of the derivative of the voltage in an electrical conductor connected to this node of connection, at the time of the appearance of the fault in this electrical conductor.
  • FIG. 10 represents a map grouping together the threshold values for the evolution of the derivative of the voltage in an electrical conductor, making it possible to determine the criticality of a fault as a function of certain characteristic parameters of this fault.
  • FIG. 11 A represents a schematic view of an infrastructure for the transmission and distribution of electric current comprising an HVDC current network unit, if implemented, within the framework of a method according to the invention. , a targeted opening action vis-à-vis the two connecting nodes of the HVDC power grid unit.
  • FIG. 11 B shows a schematic view of the infrastructure for the transmission and distribution of electric current of FIG. 11 A, in the event of implementation, within the framework of a method according to the invention, of a total opening action vis-à-vis one of the connection nodes of the current network unit HVDC, and a targeted opening action vis-à-vis the other of the two connecting nodes of the HVDC power grid unit.
  • FIG. 1 shows an example of an infrastructure 10 for the transmission and distribution of electric current comprising a unit of a high-voltage direct current electric current network, hereinafter referred to as the HVDC network unit 12.
  • the HVDC network unit 12 has 4 terminals, in this case a first terminal 14.1, a second terminal 14.2, a third terminal 14.3 and a fourth terminal 14.4.
  • the HVDC network unit 12 includes, to electrically connect these 4 terminals, electrical conductors 21, 22, 23, 24, electrical buses 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, cut-off devices, etc ... which all operate at a single nominal operating voltage which is a continuous high voltage, for example a “high voltage B” in which the nominal operating voltage is continuous and greater than 75,000 V.
  • FIG. 11 A represents another example of an infrastructure 10 for the transmission and distribution of electric current comprising an HVDC network unit 12.
  • the HVDC network unit 12 has 2 pairs of terminals, in this case one first pair comprising two terminals 14.1 and 14.1b which are at the same electrical potential, and a second pair of terminals 14.2 and 14.2b which are at the same electrical potential.
  • the HVDC network unit 12 comprises, for electrically connecting these 4 terminals, an electric conductor 21 of a single electric power transmission line which extends electrically between two electric buses 26.1, 26.2, cut-off devices, etc. .. all of which operate at a single nominal operating voltage which is a high continuous voltage, for example a “high voltage B” in which the rated operating voltage is continuous and above 75,000 V.
  • an electrical conductor in an electrical network, the transmission of electrical power between two given points of the network is effected by a power transmission line which generally comprises several conductors, each of which corresponds to an electrical pole of the power transmission line.
  • an electrical conductor can be in the form of a single electrical conductor which extends between two distinct points of a network unit considered, or in the form of a set of electrical conductors which run in electrically parallel between two distinct points of a network unit considered, all the conductors of the set being, at all times, at the same electric potential.
  • the transmission of electrical power between two given points of the network is done by a power transmission line which, in many cases, has two electrical poles, each pole comprising an electrical conductor which extends between the two given points of the network.
  • the power transmission line therefore comprises two electrical conductors of different polarities, with, in charge, for example an electrical conductor which is at a positive potential and an electrical conductor which is at a negative or neutral potential.
  • the transmission of electrical power between two given points of the network can also be done by a three-pole electrical power transmission path comprising three electrical conductors, with, under load, an electrical conductor which is at a positive potential, an electrical conductor which is at a negative potential, and an electrical conductor which is at a neutral potential.
  • the transmission of electric power between two given points of the network can be done by a single electric pole power transmission line, with an electric conductor at the potential of the line and with an electric return through the earth.
  • the HVDC network unit 12 is connected to another network unit 16.1, 16.2, 16.3, 16.4.
  • each of these other grid units 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 is an AC grid unit, so each of the 4 terminals 14.1, 14.2, 14.3 and 14.4 is actually connected to the DC side d 'an AC-DC power converter 18.1, 18.2, 18.3, 18.4.
  • the same arrangement is found in the installation of Figs. 11 A and 11 B.
  • one or more of these other network units 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 could be of another nature, and could for example be another HVDC network unit .
  • Two HVDC network units can thus be electrically connected at a common terminal via a DC-DC power converter.
  • the network units 16.2 and 16.4 each comprise a field of electric generators, for example a field of wind turbines.
  • network units 16.1 and 16.3 represent units of electricity transmission and distribution networks.
  • the HVDC network unit 12 comprises several link nodes, in this case 3 link nodes, here made in the form of electric buses 26.1, 26.3 and 26.4, each of which has at least three separate links which are electrically connected between them continuously, that is to say without the possibility of an electrical cut between the links.
  • the HVDC network unit 12 includes 2 link nodes, here also made in the form of electric buses
  • link nodes 26.1, 26.2 One of these link nodes 26.1 of the example of FIG. 1 is illustrated more particularly in FIG. 2.
  • This link node 26.1 illustrated in FIG. 2 presents 4 links 26.11, 26.12, 26.13 and 26.14.
  • the connecting nodes 26. 3 and 26.4 visible in FIG. 1 have only 3 bonds.
  • the electric bus forming the link node 26.2 has only two links, and can therefore be considered as a simple connection point.
  • the link nodes 26.1, 26.2 can also each be qualified as an external link node insofar as, for each, two of the links of the node considered are electrically connected to at least one other electrical network unit 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 through an electric power converter.
  • the connection to the electric power converter is made by means of an electric cut-off device.
  • the connection to the electrical power converter is made without a specific electrical cut-off device, that is to say without the presence of a component separate from the electrical power converter which could act as an electrical cut-off device.
  • a network unit within the meaning of the invention could also comprise at least one link node which would be qualified as internal, in the form of a point of the network unit comprising three or more distinct links. which would all be electrically connected to each other in a continuous manner and which would each be connected to other distinct points or devices (for example electrical conductors) of the same network unit.
  • the link node 26.1 illustrated in Figs. 1 and 2 is made in the form of an electrical bus and has a first link 26.11 which is electrically connected to a proximal end of a first electrical conductor 21 of a first power transmission line of the network unit electrical considered, with the interposition of a first electrical switching device 28.11, associated with the first link 26.11, which has an open state and a closed state.
  • a first electrical switching device 28.11 associated with the first link 26.11, which has an open state and a closed state.
  • the first electrical cut-off device 28.11 allows the circulation of a first power flow P26.11 between the link node in question and the first conductor 21, in the first link 26.11.
  • This first power flow P26.11 corresponds, in normal service and the absence of a fault, to that which circulates in the first conductor 21.
  • the first electrical cut-off device 28.11 interrupts the flow of any electrical power between the link node considered and the first conductor 21, in the first link 26.11.
  • an electrical cut-off device may comprise one or more power cut-off devices, arranged in parallel and / or in series between an entry point of the device and an exit point of the device.
  • an electrical disconnect device prevents current flow through the device.
  • an electrical cut-off device allows electric current to flow through the device.
  • An electrical breaking device may include one or more circuit breaker type devices, optimized to interrupt an established current, and / or one or more disconnector type devices, optimized to maintain electrical isolation between its two terminals when it is in a state. open. Such devices can be mechanical, electronic or hybrid devices.
  • the first electrical cut-off device 28.11 is of the mechanical type, in which the electrical cut corresponds to a mechanical separation of two electrodes.
  • this first electrical conductor 21 is connected, by its distal end, to the fourth terminal 14.4 of the HVDC network unit 12, here by means of a fourth electrical bus 26.4 of the HVDC network unit 12.
  • an electrical switching device 28.41 is interposed between the distal end of the first electrical conductor 21 and a link 26.41 of the fourth electrical bus 26.4.
  • the electrical cut-off device 28.41 which ensures the interruption of the power flow in the fourth link of the node of the third electrical bus 26.3 is an electrical cut-off device of the mechanical type.
  • the first electrical conductor 21 is capable of being fully insulated, at each of its two ends, by means of an electrical switching device of mechanical type which ensures the interruption of the flow of power between the first electrical conductor. 21 and the rest of the infrastructure.
  • the fourth terminal 14.4 is electrically connected to a fourth further electrical network unit 16.4.
  • link node 26.4 is an external link node. In the example, but this is optional, an electrical cut-off device 28.43 is interposed between the fourth electrical bus 26.4 and the fourth terminal 14.4.
  • this first conductor 21 for example at each end of this first conductor, a protective inductance which can be produced in the form of a dedicated inductive component, such as a coil.
  • a protective inductance which can be produced in the form of a dedicated inductive component, such as a coil.
  • Such protective inductions play the role of inductive type current limiter, and could be provided in particular if the first conductor 21 in itself has a low equivalent inductance.
  • other parameters can be taken into account to determine the need for the presence of such a protection inductor, such as for example the type and / or the number of adjacent conductors connected to other connections of the node considered, and / or the number and / the power of the electrical power converter (s) connected to other links of the node considered.
  • the link node 26.1 illustrated in Figs. 1 and 2 comprises a second link 26.12 which, in this example, is electrically connected to a second electrical conductor 22, belonging to a second power transmission line of the HVDC network unit 12.
  • the second link 26.12 could be electrically connected to another electrical network unit, for example in the manner described in relation to the third link of the example of FIG. 1, or in the manner which will be described in relation to the example of FIGS. 11 A and 11 B. In both cases, the passage of a second flow of electrical power P26.12 is allowed through the second link 26.12.
  • This second flow of power P26.12 is controlled by at least a second electrical cut-off device 28.12, associated with the second link 26.12, which has an open state and a closed state.
  • the second electrical cut-off device 28.12 is interposed between the second link 26.12 and the second electrical conductor 22.
  • this second electrical conductor 22 is connected, by its distal end, to the third terminal 14.3 of the HVDC network unit 12, here by means of a third electrical bus 26.3 of the HVDC network unit 12.
  • an electrical switching device 28.31 is interposed between the distal end of the second electrical conductor 22 and a link 26.31 of the third electrical bus 26.3.
  • the third terminal 14.3 is electrically connected to a third other electrical network unit 16.3. Therefore, the third electric bus 26.3 is an external link node.
  • An electrical cut-off device 28.33 is interposed between the third electrical bus 26.3 and the third terminal 14.3.
  • this second conductor 22 it is possible to provide, at the ends of this second conductor 22, for example at each end of this second conductor, a protective inductance which can be produced in the form of a dedicated inductive component, such as a coil .
  • the link node 26.1 illustrated in Figs. 1 and 2 also includes a third link 26.13.
  • the third link 26.13 is electrically connected to another power grid unit.
  • the third link 26.13 could be electrically connected to another conductor of another electric power transmission line, for example as described above in relation to the second link.
  • the passage of a third flow of electrical power P26.13 is allowed through the third link 26.13.
  • This third power flow P26.13 is controlled by at least a third electrical cut-off device 28.13, associated with the third link, which has an open state and a closed state.
  • a third electrical cut-off device 28.13 associated with the third link, which has an open state and a closed state.
  • the third link 26.13 is electrically connected to a first among the other electrical network units 16.1, at the level of the first terminal 14.1. Therefore, link node 26.1 is an external link node. In this example, the third link 26.13 is therefore electrically connected to an electric power converter 18.1 to another electrical network unit. It can therefore be qualified as an external link.
  • the third electrical cut-off device 28.13 is produced in the form of a DC voltage current cut-off device which is interposed between the third link 26.13 and the electrical power converter 18.1.
  • the third electrical cut-off device 28.13 here comprises at least one electrical cut-off device separate from the electrical power converter 18.1. The same arrangement has been illustrated for all other external link nodes of the HVDC network unit 12 of FIG. 1.
  • an external link to be electrically connected to an electric power converter to another electrical network unit.
  • the power converter can also form the electrical cut-off device associated with the external link in question, here the third electrical cut-off device.
  • the power converter would be structured so as to be able to perform the power cut function, without it then being necessary to provide a separate device.
  • a current cut-off device 29.1 which will be termed an external cut-off device with respect to the HVDC network unit 12 considered, is electrically arranged between the electric power converter 18.1 towards the first other power grid unit 16.1 and this same other power grid unit 16.1 strictly speaking.
  • the control device external cut-off 29.1 is an AC voltage cut-off device.
  • the external cut-off device 29.1 can also be used to control the power flow P26.13 in the external link of the link node considered, therefore here in the third link of the first link node. This could in particular be implemented for cases where it is desired to be able to do without a DC voltage current cutting device in the external link of a link node, here the third link 26.13.
  • link node 26.1 could be an internal link node for which the third link 26.3 would be electrically connected to another electrical conductor of the electrical network unit considered, with in reality all the connections of the link node which would be connected to electrical conductors or electrical buses of the HVDC network unit 12 considered. In such a case, the third link 26.3 would not be considered as an external link, but as an internal link of the link node considered.
  • the link node 26.1 illustrated in Figs. 1 and 2 has a fourth link 26.14 which is electrically connected to a third electrical conductor 23 of the HVDC network unit 12.
  • the passage of a fourth flow of electrical power P26.14 is allowed through the fourth link 26.14.
  • This fourth power flow P26.14 is controlled by at least a fourth electrical cut-off device 28.14, associated with the fourth link 26.14, which has an open state and a closed state.
  • the fourth electrical switching device 28.14 is interposed between the fourth connection 26.14 and the third electrical conductor 23.
  • this third electrical conductor 23 is connected, by its distal end, to the second terminal 14.2 of the HVDC network unit 12, here via a second electrical bus 26.2 of the HVDC network unit 12.
  • the distal end of the third electrical conductor 23 is connected to a link 26.21 of the second bus electric 26.2, without the interposition of an electric cut-off device.
  • the second electric bus 26.2 also comprises a link 26.22 electrically connected to a second other electrical network unit 16.2, with the interposition of an electrical cut-off device. 28.22. Therefore, the second electric bus 26.2 is also an external link node. It is possible to provide, at the ends of this third conductor 23, for example at each end of this third conductor, a protective inductance which can be produced in the form of a dedicated inductive component, such as a coil.
  • each of the electrical cut-off devices which ensures the interruption of the power flow in each link of the node in question is an electrical cut-off device of the mechanical type.
  • the second terminal 14.2 is connected, within the HVDC network unit 12, only to the first terminal 14.1 and the HVDC network unit 12, here by the third electrical conductor 23.
  • the HVDC network unit 12 has a further electrical conductor 24 which is connected, at a first end, to the third terminal 14.3 of the HVDC network unit 12, here via the third electrical bus 26.3.
  • an electrical switching device 28.32 is interposed between the first end of this other electrical conductor 24 and a link 26.32 of the third electrical bus 26.3.
  • This other electrical conductor 24 is connected, by its second end, to the fourth terminal 14.4 of the HVDC network unit 12, here via the fourth electrical bus 26.4.
  • an electrical switching device 28.42 is interposed between the second end of this other electrical conductor 24 and a link 26.42 of the fourth electrical bus 26.4.
  • this other conductor 24 for example at each end, a protective inductor which can be produced in the form of a dedicated inductive component, such as a coil.
  • the two link nodes have an identical arrangement. Taking for example the first link node 26.1 illustrated in Figs. 11 A and 11 B, it can be seen that it has a second link 26.12 and a third link 26.13 which are each electrically connected respectively to one 16.1, 16.1b of the other electrical network units, each by its own electric power converter 18.1, 18.1b. From this indeed, link node 26.1 is an external link node. In this example each of the second link and of the third external link is an external link which is electrically connected to the electric power converter.
  • the power converter can advantageously be structured to be able to perform the power cut function, without it then being necessary to provide a separate device.
  • a current cut-off device 29.1, 29.1 b which will be referred to as an external cut-off device with respect to the HVDC network unit 12 considered, is electrically arranged in each of the other units. from the electrical network 16.1, 16.1b, between the electrical power converter 18.1, 18.1b to the electrical network unit
  • the external switching device 29.1 is an AC voltage switching device.
  • the external cut-off device 29.1, 29.1b can also be used to control the flow of power in each of the two external links of the link node considered, therefore here respectively in the second 26.12 and the third link 26.13 of the first link node . This eliminates the need for a DC voltage current cutting device in these two external links 26.12, 26.13 of the first link node 26.1.
  • the electrical cut-off device 28.11 associated with the first link 26.11 of the first link node, is controlled by an electronic control system 30.
  • the electronic control system 30 is arranged to control several cut-off devices belonging in particular to several separate connection nodes of the HVDC network unit 12.
  • the electronic control system 30 will be arranged to control all the cut-off devices of the HVDC network unit 12
  • the electronic control system 30 will be arranged to control, in addition, other equipment of the HVDC network unit 12, for example electric power converters.
  • the electronic control system 30 will be arranged to communicate with other electronic control systems, for example electronic control systems providing control of other network units, and / or a general control system. network electronics.
  • the electronic control system 30 comprises several electronic control units 30.1, 30.2, 30.3, 30.4, each of which is for example dedicated to a link node of the HVDC network unit 12, at the meaning that it controls the electrical equipment associated with this link node, including for example the breaking device (s) associated with this node.
  • Each electronic control unit 30.1, 30.2, 30.3, 30.4 can advantageously be located in the immediate vicinity of the link node to which it is dedicated.
  • an electronic control unit 30.1, 30.2, 30.3, 30.4 is dedicated to a single link node, but provision can be made for an electronic control unit to be dedicated to a grouping of several link nodes, for example a grouping of connecting nodes geographically close to each other.
  • the electronic control unit 30.1 can comprise several electronic control sub-units 30.11, 30.12, 30.13, 30.13, for example each dedicated to an item of equipment, for example each to an electrical cut-off device of the link node to which the electronic control unit 30.1 is dedicated.
  • Each electronic control sub-unit 30.11, 30.12, 30.13, 30.14 can advantageously be located in the immediate vicinity of the switching device 28.11, 28.12, 28.13, 28.14 to which it is unbound.
  • a control sub-unit 30.11, 30.12, 30.13, 30.14, and therefore a fortiori an electronic control unit, and therefore a fortiori the electronic control system 30, can comprise one or more computer processors, computer memory, inputs / computer outputs, one or more wired or wireless computer communication channels (for example serial links, parallel links, computer communication buses, etc.).
  • a control sub-unit 30.11, 30.12, 30.13, 30.14, and therefore a fortiori an electronic control unit, and therefore a fortiori the system electronic control 30, may include and / or be connected to electrical relays, to sensors, in particular electrical sensors such as voltmeters or ammeters, to actuators, etc.
  • a control sub-unit 30.11, 30.12 , 30.13, 30.14 and therefore a fortiori an electronic control unit, and therefore a fortiori the electronic control system 30, can include and / or be connected to man / machine interfaces, such as: display screens, indicator lights, keyboards , buttons, switches, pointers, etc ...
  • the HVDC network unit 12 of FIG. 1 is a network unit which is meshed, in the sense that it has at least two points, here two terminals, which are electrically connected by two electrical paths which are at least in part distinct.
  • the first terminal 14.1 and the fourth terminal 14.4 are connected by two separate electrical paths.
  • a first electrical path comprises the first electrical conductor, which here directly connects the first electrical bus 26.1 to the fourth electrical bus.
  • a second electrical path indirectly connects the first electrical bus 26.1 to the fourth electrical bus via the third electrical bus 26.3 and comprises the second electrical conductor 22 and the other electrical conductor 24 of the HVDC network unit 12.
  • the first, the third and fourth electric buses are therefore the vertices of an electric mesh of the HVDC network unit 12.
  • the HVDC network unit can take other configurations, for example a star network unit, or even, as in the example of Figs. 11 A and 11 B, take the form of a point-to-point network unit.
  • Figs. 3, 4A and 4B three configurations of the HVDC network unit 12 have been illustrated corresponding to different cut-off states of the HVDC network unit 12 in the event of a fault the first electrical conductor 21. It is noted here that it is by arbitrary choice that one chooses to describe the situation of a fault in the first electrical conductor 21, and that one could similarly describe the situation of a fault in one of the other electrical conductors of the unit of HVDC network 12, for example in the second electrical conductor 22.
  • Figs 1 to 4B as well as in Figs. 11 A and 11 B, the various breaking devices have been illustrated either in their closed state, letting the current flow, in which case they are represented in the form of a solid rectangle, or in their open state, interrupting the flow of current , in which case they are represented as a hollowed-out rectangle.
  • the HVDC network unit 12 is in its nominal operating state and all disconnecting devices are in their closed state.
  • the power flows at the level of the first link node 26.1 have been illustrated in the event of the appearance of an electrical fault of the earth leakage type somewhere in the first electrical conductor 21.
  • Such a fault can for example take the form of a short-circuit between the first electrical conductor 21 and the earth, or of a short-circuit between the first electrical conductor 21 and another conductor, for example another conductor of the first power transmission line to which belongs the first electrical conductor 21.
  • the first electrical conductor 21 is connected to this link node 26.1 by means of the associated electrical cut-off device 28.11 which is in its closed state allowing the passage of the running.
  • At least one other of the links of the link node is connected to another part of the network by means of the associated electrical cut-off device which is in its closed state allowing current to flow.
  • such a strategy applies the same type of action at the level of each of the nodes of the HVDC network unit 12, in any case at least of each of the external nodes of the HVDC network unit 12. It is therefore non-selective at the level of the HVDC network unit 12.
  • a so-called “partially selective” strategy in which the HVDC network unit is separated into several protection zones, would apply the same type of action at the level of each of the nodes of the protection zone of the HVDC network unit, in which the fault has appeared, in any case at least of each of the nodes external to this protection zone.
  • the invention proposes a fault isolation method which makes it possible, at least in certain cases, to implement a targeted opening action without requiring the use of fast-acting switching devices or oversized in relation to the breaking capacity that would be necessary for the isolation of the majority of faults.
  • the fault isolation method ensures a differentiated management of the opening actions at the level of different link nodes of the HVDC network unit, in particular at the level of different external link nodes of the HVDC network unit, in the form of opening actions of potentially different type at the level of different nodes, or even of potentially different type at the level of each node.
  • the fault isolation method which will be described below ensures a differentiated management of the opening actions at the level of each external link node of the HVDC network unit, or even at the level of each link node. of the HVDC network unit, in the form of potentially different type of opening actions at each node.
  • This differentiated management corresponds to the capacity of the fault isolation process to trigger opening actions of different types at the level of different link nodes, including at the level of two link nodes connected to two opposite ends of the same one. an electrical conductor exhibiting an electrical fault, for example by triggering a full opening action at one link node and a targeted opening action at another link node of the same HVDC network unit, including included when the two connecting nodes are each connected respectively to one of the two opposite ends of the same electrical conductor exhibiting an electrical fault.
  • this differentiated management does not prevent, for a given fault, the method leading to the implementation of opening actions of the same type, that is to say total opening actions or targeted opening actions, at the level of two different connecting nodes of the HVDC network unit, including at the level of two connecting nodes respectively each connected to one of the two opposite ends of the same electrical conductor having a electrical fault, or even at more than two different link nodes, or even at all link nodes of the HVDC network unit.
  • FIG. 4A This is illustrated in FIG. 4A where we see for example that all the breaking devices associated with the fourth link node 26.4 are maintained in their closed state, except that which is associated with the link to which is connected the faulty electrical conductor, which represents a targeted opening action at the level of this fourth link node, while the fault isolation process has triggered a full opening action at the level of the first link node 26.1, in causing an opening of a breaking device for each of the links of the node.
  • Such an isolation method therefore comprises local processes which each determine, for a given link node, the type of opening action to be implemented at the level of this link node.
  • Two local processes can of course be linked, one being able for example to have an influence on the other. However, provision could be made for the two processes to be independent of each other as regards the determination of the type of cut to be implemented at their respective link nodes.
  • each of the local processes, at the level of each of the nodes can lead, depending in particular on the characteristics of the fault, to the fact that, overall , this results in an opening action of the same type, total or targeted, at all the link nodes which are affected by the fault.
  • provision can be made not to interrupt the current at the level of the other link nodes, not directly affected by the fault, which is illustrated in FIG. 4A where we see for example that the breaking devices associated with the third link node are maintained in their closed state, while the fault isolation method has triggered a total opening action at the first link node 26.1.
  • the most favorable situation, in the event of a fault appearing in the first electrical conductor, is that of a selective cut-off as illustrated in FIG. 4B in which it can be seen that the fault in the first conductor is isolated by opening only the two switching devices 28.11, 28.41 arranged at both ends of the faulty electrical conductor.
  • This is implemented in each of the two link nodes which are arranged at both ends of the conductor in which the electrical fault has arisen, in the form of a targeted protective action in which, in each of the two nodes, only the flow power in the link which is connected to the faulty conductor is interrupted.
  • the implementation of such a targeted opening action required the implementation fast-acting or oversized breaking devices in relation to the breaking capacity that would be necessary for the isolation of the majority of faults, and therefore expensive.
  • the method comprises the monitoring of at least one monitored parameter relating to the current and / or to the electric potential in the first conductor 21.
  • the link node considered is the first link node 26.1.
  • first link node is also implemented for the opposite link node to which the faulty electrical conductor is connected, namely, in the example, the third link node.
  • the first link node is also implemented in yet other nodes of the HVCD network unit 12, in particular the nodes to which at least one conductor is connected in which a fault is likely to occur.
  • provision will be made for what is described here for the first link node is also implemented for all the nodes of the HVCD network unit 12, external and internal, to which at least one electrical conductor is connected in which a fault is likely to occur.
  • the method firstly comprises a step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor which is here taken as an example.
  • Various known methods can be used, for example methods as described in the document I. Jahn, N. Johannesson and S. Norrga, "Survey of methods for selective DC fault detection in MTDC grids", 13th IET International ConfInter on AC and DC Power Transmission (ACDC 2017), Manchester,
  • the method may for example include a first comparison of the at least one monitored parameter against a first conductor fault criterion for this monitored parameter.
  • the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor returns at least one item of information on the presence of a fault or the absence of a fault in this first conductor 21.
  • the information on the presence of a fault or d The absence of fault can be binary. However, we will see that it can have more than two levels.
  • the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor makes it possible to determine whether a cutting action must be implemented.
  • the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor makes it possible to determine whether at least the electrical breaking device 28.11 which associated with the first link 26.11 of the first link node 26.1 must be brought into its open state.
  • the method further comprises, in addition to the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor, at least one step of determining the level of criticality with respect to the link node. considered, here the first link node 26.1.
  • the purpose of this step is to determine which of at least two different opening actions should be implemented at the node in question.
  • This step returns information on the level of criticality of the fault with respect to the link node considered, that is to say information relating to the criticality of the fault with respect to the link node considered.
  • the fault criticality information may be binary (eg critical or non-critical) or may have more than two levels of criticality.
  • the criticality level determination step is a step which is associated with a link node to which the faulty electrical conductor is connected, and it can therefore form part of a process specific to this link node.
  • the step of determining the level of criticality can comprise a comparison of at least one monitored parameter with respect to a fault criticality criterion.
  • the fault criticality criterion can be determined in advance rather than during operation of the installation. We will see that there are different ways of determining this fault criticality criterion, for example by analytical methods, by simulation methods, by experimental methods or by analysis of pre-existing data.
  • the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor and the step of determining the level of criticality are implemented by computer, preferably in the electronic control system, for example in the 30.1 electronic control unit associated with the first link node 26.1.
  • the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor and / or the step of determining the level of criticality can for example be implemented by computer both, or both. or the other, in the electronic control sub-unit 30.11 associated with the electrical cut-off device 28.11 which is associated with the first link 26.11 of the first link node 26.1.
  • one of the step of detecting the occurrence of a defect in the first electrical conductor or the step of determining the criticality level may be implemented by computer in the electronic subunit.
  • control 30.11 associated with the electrical cut-off device 28.11 which is associated with the first link 26.11 of the first link node 26.1 while the other of the two steps can be implemented by computer in the electronic control unit 30.1 associated with the first link node 26.1, or even in the electronic control system 30, outside the electronic control sub-unit 30.11 associated with the electrical cut-off device 28.11 which is associated with the first link 26.11 of the first link node 26.1.
  • the fault criticality criterion may therefore be part of computer data recorded by computer in the electronic control system 30, or accessible to this system.
  • the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor, and the step of determining the level of criticality with respect to the link node considered can be carried out as a function of the value. of the same monitored parameter.
  • the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor, and the step of determining the level of criticality can be carried out as a function of the value of two different monitored parameters.
  • the monitored parameter can be selected from among the intensity of the current in the first conductor 21, the derivative with respect to time of the intensity of the current in the first conductor 21, the electric potential of the first conductor 21, and the derivative with respect to time of the electric potential of the first conductor 21, or their combinations.
  • the electrical potential of the first conductor 21 can typically be taken into account through the voltage between this first conductor 21 and the earth, or through the voltage between this first conductor 21 and another conductor, in particular another conductor of the same electric power transmission line.
  • the monitored parameter is measured, or determined from a measurement.
  • the first electrical conductor 21 is preferably fitted with a measuring device 32.11 delivering a measurement result used for determining the monitored parameter.
  • the measuring device may in particular include a voltmeter and / or an ammeter.
  • the monitored parameter for the first conductor 21 can be measured or be determined from a measurement of the first link 26.11 to which it is connected. This will for example be possible in cases in which the first conductor is not equipped with protective inductors at its ends.
  • the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor and the step of determining the level of criticality are carried out as a function of the value of the same monitored parameter, they can each include a comparison with two threshold levels for that parameter.
  • the two steps can return common information, the information then preferably having three levels or more than three levels, for example at least the following levels: absence of fault, non-critical fault and critical fault, or which can be interpreted in the form of three such levels.
  • the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor, and the step of determining the level of criticality can be successive steps, the step of determining the level of criticality being implemented after the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor.
  • the criticality level determination step is performed only after the step of detecting the occurrence of a fault in the first electrical conductor has returned fault presence information in the first electrical conductor. the first electrical conductor.
  • the step of detecting the occurrence of a fault in the first electrical conductor, and the step of determining the criticality level may be parallel steps.
  • the method implements either a targeted opening action, or full opening action, as described below.
  • the method triggers the triggering, at the level of the link node in question, of a total opening action of the link node in question.
  • the method is not satisfied, at the level of the link node considered, here the first link node 26.1, to open the electrical cut-off device associated with the first link , therefore associated with the electrical conductor which has the defect. Rather, in a link node comprising three links, the method causes all power flows in all links of the node to be interrupted.
  • the first electrical cut-off device 28.11 therefore the one which is interposed between the link node considered and the electrical conductor in which the fault occurs, is brought from its closed state to its open state after the electric power flows P26.12, P26.13, P26.24 through the other links of the link node under consideration, other than the first link 26.11, have been interrupted.
  • the first electrical cut-off device 28.11 is brought from its closed state to its open state after all the other electrical cut-off devices 28.12, 28.13, 28.14 associated with a link of the link node other than the first link 26.11 have been brought from their closed state to their open state.
  • the method not to trigger the opening of the first electrical breaking device 28.11, which is the one interposed between the link node in question and the electrical conductor in which the fault occurs, only after the interruption. electric current in all other links of the link node other than the first link.
  • the interruption of the electric current in a link can be measured, for example by an ammeter arranged in the link.
  • the goal is, in such an action of total staged opening of the node considered, to first interrupt any current flow in all the links other than the first link before triggering the opening of the first electrical cut-off device.
  • the step of determining the fault criticality may return non-critical or weakly critical fault information.
  • the method can then trigger, at the level of the link node considered, a targeted opening action, in which the method causes the passage of the first electrical breaking device 28.11 from its closed state to its open state, in order to electrically isolating the fault with respect to the link node considered, while maintaining at least the second and the third electrical cut-off device each in their closed state.
  • the method can thus maintain in their closed state all the electrical cut-off devices 28.12, 28.13, 28.14 which are associated with a link 26.11, 26.12, 26.13, 26.14 of the link node 26.1 considered. , other than the link of this link node considered to which the faulty electrical conductor is connected.
  • the targeted opening action is performed by causing, at the link node considered, only the opening of the electrical cut-off device 28.11 associated with the first link 26.11, but without causing the opening of the electrical cut-off devices 29.1 , 29.1b associated with each of the other two links 26.12, 26.13 of the link node 26.1 considered.
  • the targeted opening action therefore makes it possible to respectively maintain each of the other electrical network units 16.1, 16.1b which are connected to this node in electrical connection with the AC stage of the electric power converter 18.1, 18.1b that is associated with it. This makes it possible to limit the disturbances which are induced in these other electrical network units 16.1, 16.1b.
  • the flowchart of FIG. 5 is an illustration which describes the main steps of an example of a part of a method of insulating a first conductor of a first power transmission line in a considered electrical network unit.
  • the process can start with the step of determining the presence of a fault in an electrical conductor of the HVDC network unit 12.
  • the method may include a step of determining the electrical conductor in which the fault has appeared. The combination of these two steps forms the step of detecting the appearance of a defect in the first electrical conductor as described above.
  • the electrical conductor in which the fault has appeared is the first electrical conductor 21 within the meaning of the above description. When another fault appears in another conductor connected to the same node, this other conductor would then be considered as the first electrical conductor.
  • step 120 is a step of determining the level of criticality of the defect with respect to the link node considered.
  • this step 120 can be carried out, optionally in parallel, for several connection nodes, in particular for the connection nodes which are for example at each end of the electrical conductor in which the fault has appeared.
  • this step 120 therefore returns fault criticality information with respect to the link node considered. If this information leads to consider that the fault is not critical, the method can then continue at step 130 by triggering, at the level of the node considered, a targeted opening action in which, for the node considered, only the breaking device which is associated with the link to which the faulty conductor is connected, is brought from its closed state to its open state.
  • step 120 returns fault criticality information which leads to consider that the defect is critical with respect to the link node considered
  • the method can then continue by triggering in step 150 a total opening action of the node considered, as described above.
  • this step 150 may include a first step in which the method triggers the interruption of all the power flows in all the links of the link node considered other than the first link, for example by opening all of them.
  • step 150 it can be considered that the electrical conductor in which the fault has appeared is isolated from the rest of the HVDC network unit 12, and that the flow of a fault current has been interrupted.
  • the electric power flows in the HVDC network unit 12 may have been significantly disturbed.
  • timing step 160 the duration of which may be for example between 20 and 500 milliseconds, for example between 40 and 200. milliseconds.
  • This timing step makes it possible to ensure that the first breaking device, associated with the faulty conductor, has operated correctly.
  • this time delay can be useful to allow the breaking device to be ready for a possible reopening after closing in the event of non-isolation of the fault.
  • the isolation process can be considered to have been completed for the link node considered, which leads to the end step 140.
  • the criticality information and / or the type of opening action which results from it, total or targeted can be taken into account by other elements of the infrastructure, in particular by power converters associated with the nodes external links. For example a converter which would have been brought to a blocking situation can be released more or less quickly depending on the criticality information and / or the type of opening action that results from it. This information can circulate through the electronic control system 30.
  • the method When an opening action, total or targeted, is triggered at a connecting node to which a faulty electrical conductor is connected, therefore at one end of the conductor, the method also causes the opening of at least one device. electrical cutoff at the other end of the faulty electrical conductor. If this other end of the faulty electrical conductor is connected to another link node, the same process as that described above can be applied, but to this other node. Thus, depending on fault criticality information for this other node, we can trigger at this other node, a targeted opening action, or a total opening action of this other node. This is what is illustrated in Figs. 4A and 4B. It is illustrated in FIG.
  • FIG. 11 A A similar situation is illustrated in FIG. 11 A in which the isolation process led at the first and second link node to a targeted opening action in which the isolation process kept closed the external cut-off devices 29.1, 29.1b associated with the connection to which the electrical conductor exhibiting the defect is not connected, these other connections being external connections.
  • the fault criticality information returned by the fault criticality determination step, with respect to a link node considered can be determined as a function of a prediction, from the monitored parameter. , of the evolution of the current through the first electrical cut-off device following the appearance of the fault and of the capacity of the first electrical cut-off device to cut this current. Indeed, according to the nature of the fault, in particular according to its fault resistance, and according to the fault position in the electrical conductor, with respect to the link node considered, it is possible to calculate that the evolution of the current in the first link, and in particular the rate of change of the current in this first link will be different.
  • said at least one monitored parameter is a value of the derivative, with respect to time, of the electric potential of the first conductor.
  • said at least one monitored parameter is a value of the derivative, with respect to time, of the electrical potential of the first conductor at the proximal end of this first conductor, that is to say at that which is the most close to the link node considered.
  • This electric potential of the first conductor 21 can typically be taken into account by means of the voltage between this first conductor 21 and the earth, or through the voltage between this first conductor 21 and another conductor, in particular another conductor of the same electric power transmission line.
  • an electrical fault in an electrical conductor is highly critical with regard to with respect to a link node if it leads to the generation, in the electrical conductor in question, of a fault current which exceeds the capacity of the electrical breaking device which is interposed between the electrical conductor and the node link considered.
  • the breaking capacity of the electrical breaking device can be defined as depending on a maximum value of the intensity of the current that this breaking device can interrupt, and on an operating time of the device. In fact, in particular when the breaking device is a mechanical breaking device, it takes a certain time for the breaking device to reach its open state in which it is effectively capable of breaking a current having this maximum intensity.
  • a mechanical cut-off device reaches its open state in which it is effectively capable of cutting a current having this maximum intensity within a period, called the operating time, which is for example between 5 and 50 milliseconds, preferably between 5 and 50 milliseconds. and 15 milliseconds after triggering to switch from its closed state to its open state.
  • the operating time which is for example between 5 and 50 milliseconds, preferably between 5 and 50 milliseconds. and 15 milliseconds after triggering to switch from its closed state to its open state.
  • the current through the cut-off device will tend to increase rapidly. In the initial state when the fault appears, it can be assumed that the electric current in the first conductor, therefore through the breaking device, is equal to the nominal current in the conductor.
  • the intensity of the current through the breaking device is caused, by the appearance of the fault, to increase, it must be checked that the increase will not be so rapid that the value of the current exceeds, within this time. operation of the electrical cut-off device, maximum value of the intensity of the current that this cut-off device can interrupt. In order to be sure of being able to cut an increasing current, it is therefore necessary to be able to predict whether, before the end of the operating time of this electrical cut-off device, the intensity of the current at the through the breaking device remains below the maximum value of the intensity of the current that this breaking device can interrupt. It should be noted that one does not need to know the operating time in an exact manner since in practice, an increased value can be taken into account, for safety reasons.
  • An estimated value of the operating time can thus be determined for example by empirical tests or by simulation and this estimated value can then be assigned a safety coefficient and / or increased by a safety margin to take into account in the method as described.
  • a safety margin may be of the order of a few milliseconds.
  • the rule can be implemented according to which, if the fault criticality determination step returns fault criticality information signifying that the electrical fault detected is highly critical for a node link considered, the method will implement, at the level of this link node, a total opening action, of the type described above.
  • all the faults leading to the generation, in the electrical conductor in question, of a fault current which, in the operating time of this electrical breaking device, does not exceed the maximum value of the current of the current that can be interrupted by the electrical breaking device which is interposed between the electrical conductor and the node considered, could be considered as weakly critical or non-critical faults for the link node considered.
  • the rule can be implemented according to which, if the fault criticality determination step returns fault criticality information signifying that the detected electrical fault is non-critical for a link node considered , the method will implement, at this link node, a targeted opening action of the type described above.
  • this approach comprises the step of predicting, from the parameter monitored at the time of the appearance of the fault or immediately after, whether, before the end of the operating time of this electrical switching device , the intensity of the current through the first breaking device remains less than the maximum value of the intensity of the current that this breaking device can interrupt.
  • the first electrical conductor 21 can be modeled as a conductor having a linear resistivity r'21 and a linear inductance G21.
  • an electrical fault appears at a fault point df21 of the first electrical conductor which is located at a distance Ddf21 from the electrical breaking device 28.11 which is associated with the link 26.11 of the first link node 26.1.
  • the electrical fault can be modeled as the closing of an earth connection through a fault resistor Rdf, the closure corresponding to the closing of an Sdf switch at the time of the appearance of the fault.
  • i (t) iO + (Udc / R) x ( 1 -e L (- (R / L) xt)) where iO is the current before the fault.
  • FIG. 7 is an example of a map, in the plane defined by on the one hand the distance Ddf21 between the fault point df21 and the electrical breaking device 28.11 and on the other hand the fault resistor Rdf, which illustrates two zones C and NC separated by a border curve (Ddf21, Rdf) min.
  • the boundary curve (Ddf21, Rdf) min is formed from all the pairs of values (Ddf21, Rdf) for which the electrical breaking device 28.11 is at the maximum of its current breaking capacity.
  • This mapping is established upstream, for example during the design of the HVDC network unit 12. Of course, it can be enriched and / or specified with experimental data, possibly acquired during the operation of the. HVDC network unit 12.
  • the NC zone is the locus of all the pairs of values (Ddf21, Rdf) for which the electrical cut-off device 28.11 is able to cut the fault current which settles in the first electrical conductor 21 following the appearance of the fault.
  • the defects characterized by the pair of values (Ddf21, Rdf) can therefore be considered as not being critical with respect to the first link node, which will therefore make it possible, for such defects, to implement, at the level of the first link node, a targeted opening action.
  • the faults exhibiting a large distance Ddf21 between the fault point df21 and the electrical breaking device 28.11, or exhibiting a large fault resistance Rdf can be considered as being non-critical faults with respect to the first node. link.
  • zone C is the locus of all the pairs of values (Ddf21, Rdf) for which the electrical breaking device 28.11 is not able to cut the fault current which settles in the first. electrical conductor 21 following the appearance of the fault.
  • the faults characterized by the pair of values (Ddf21, Rdf) can therefore be considered as being critical with respect to the first link node.
  • the faults exhibiting a small distance Ddf21 between the fault point df21 and electrical breaking device 28.11 and also exhibiting a low fault resistance Rdf can be considered as being critical faults with respect to the first link node , for which it is preferable to implement, at the level of the first link node, a total opening action.
  • the step of determining the level of criticality can comprise the comparison of at least one monitored parameter with respect to a fault criticality criterion.
  • the monitored parameter is the derivative, with respect to time, of the voltage of the first link with respect to the earth.
  • This derivative with respect to time of the voltage can be evaluated from the measurement of the voltage in the first electrical conductor 21, near the first link node 26.11, for example with the voltmeter 32.11 illustrated in FIG. 2.
  • the voltage of the first conductor 21 will preferably be monitored upstream of the. protection inductance in the direction going from the first conductor 21 to the link node considered.
  • the first electrical conductor 21 is provided with a protective inductor Lp at its proximal end via which it is connected to the link node considered, we can choose to monitor the voltage between the two terminals of the protection inductor Lp.
  • SGF Savitzki-Golay filter
  • the calculation of the derivative of the voltage V32 is therefore done in real time in the installation, for example in the electronic control system 30, for example in the electronic control unit 30.1, dedicated to the first link node 26.1, possibly in an electronic control sub-unit 30.11 dedicated to the first electrical switching device 28.11.
  • the HVDC network unit 12 When designing the HVDC network unit 12, it is possible to establish a rule making it possible to determine a link between the instantaneous value, at the time of the appearance of the fault or immediately after, that is to say in the few milliseconds which follow the appearance of the fault, of the monitored parameter, and the capacity that the first breaking device will have to cut this current which is in the process of appearing.
  • the detection and discrimination of the faults are advantageously carried out during the transient phase which immediately follows the appearance of a fault in the electrical conductor.
  • the detection and discrimination of the faults are advantageously carried out in a period of time which is less than 3 ms, preferably less than 2 ms, for example in a period of one millisecond after the appearance of the first initial overvoltage wave. at the measuring point.
  • This transitional phase is characterized by the presence and circulation of traveling waves.
  • FIG. 8 the system can be modeled as illustrated in FIG. 8.
  • the first electrical conductor 21 has been modeled when a fault occurs at point df21.
  • An initial overvoltage Vf (0+) at the location of the fault can be described by the following equation, where Zc (s) represents the characteristic impedance, as a function of the frequency s in the Laplace domain, of the first electrical conductor 21 in which the fault appeared, Rdf the fault resistance and Vf (O-) is the voltage at point df21 just before the appearance of the fault:
  • Vf (0+) [Zc (s) / (Zc (s) +2 Rdf)] x Vf (0-)
  • Zc (s) square_root (G21 (s) / c'21 (s)) where 21 (s) is the linear inductance of the first conductor 21 and c'21 (s) its linear capacitance, as a function of the frequency s in the area of Laplace.
  • 21 (s) is the linear inductance of the first conductor 21 and c'21 (s) its linear capacitance, as a function of the frequency s in the area of Laplace.
  • Zb (s) s Lp + ⁇ Zconv (s) x (s Ladj + Zadj (s)) ⁇ / ⁇ Zconv (s) + s Ladj + Zadj (s) ⁇
  • the voltage at the end of the first electrical conductor is the superposition of the initial surge wave and its reflection, and can therefore be written, always in the domain of Laplace:
  • V32 (I, s) Vi (l, s) x [1 + K (s)]
  • the method can determine, very quickly after the appearance of the fault. fault, that the fault is a critical fault which requires a total opening action at the level of the link node considered.
  • the method can determine, very quickly after the appearance of the fault, that the fault is a non-critical fault with respect to the link node considered, here the first link node, which allows the method to implement, at the link node level considered, a targeted opening action.
  • the limit curve and / or the threshold value defined above are therefore examples of a fault criticality criterion used as an element of comparison in a step of determining the level of criticality with respect to the link node considered.
  • the method described below is a method in which one establishes, indirectly, a prediction of the evolution of the current in the first conductor following the appearance of the fault and of the capacity of the first device. power cut to cut this current.
  • the way of constructing the limit curve is based among other things on the equation of evolution of the current in the first conductor.
  • the analytical method described above for determining the fault criticality criterion makes it possible to obtain a fine fault criticality criterion, which makes it possible to approach the real limit of the breaking capacity of the electrical breaking device, and therefore to make the best use of the performance of the electrical breaking device to maximize the possibility of implementing a targeted opening action rather than having to resort to a total opening action at the node considered.
  • it will be possible to use a less precise fault criticality criterion which would still make it possible to have the assurance that the implementation of a targeted opening action guarantees an effective interruption of the system. current by the cut-off device considered (in the example, the first cut-off device considered).
  • the monitored parameter can consist of a combination of values representative of the current and / or of the voltage, and / or of their derivative with respect to time, in the first conductor.
  • an approach based on modeling can be used to define a threshold of the value of the derivative of the voltage with respect to time making it possible to discriminate critical faults from non-critical faults. Therefore, the system including the electrical conductor in which the fault occurred can be represented by a wideband model or by a frequency dependent model in an electromagnetic transient (EMT) program taking into account of the attenuation and distortion of the front modeling wave during its propagation in the transmission conductor.
  • EMT electromagnetic transient
  • a voltage sensor template is placed at one end of the conductor.
  • the adjacent conductors as well as a possible power converter and possible protection inductors will advantageously be taken into account in the model in order to sufficiently represent the configuration of the link node 26.1.
  • the architecture of the model is shown in Fig. 9.
  • the peak value of the derivative of the voltage of the first traveling wave can be recorded during parametric simulations with variation of the fault resistance Rdf and of the fault distance I.
  • a map as illustrated in fig. 10, which can be used to define the threshold of the derivative of the voltage V32 according to the values Rdfmin and Ddf21min that can be obtained according to the method explained above.
  • the definition of the fault criticality criterion aims to take into account an estimate of the fault resistance Rdf and of the fault distance I.
  • the definition of the criterion of Fault criticality aims to take into account an estimate of only one of these two fault parameters.
  • the fault criticality criterion could be based instead on an estimate of the fault distance I.
  • the method described is particularly advantageous in the context of an electrical conductor which is an overhead conductor or which comprises a section formed of an overhead conductor. Indeed, due to the characteristics of an overhead conductor, the probability that the fault is weakly critical or not critical, to the point of allowing a targeted opening action even with electrical cut-off devices whose action would not be particularly fast, becomes sufficiently high. Likewise, the nature of the electrical conductor and of the faults which are likely to occur therein is frequently non-critical. Thus, the method described above makes it possible to carry out cutting strategies of a selective nature, on a single electrical conductor, without requiring the use of rapid electrical cutting devices.
  • the invention can be implemented with a first electrical cut-off device 28.11 of mechanical type, in which the electrical cut-off is carried out by mechanical spacing of two electrodes, and this although this type of electrical cut-off device is generally considered as having a high operating time, in particular compared to electronic or hybrid type switching devices.
  • the invention can be implemented in an HVDC network unit in which the interruption of the power flow in each link of the node considered is operated by an electrical cut-off device of mechanical type,

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Abstract

The invention relates to a method for insulating a first conductor (21) of a first continuous high voltage power drive line connected to at least one link node in question comprising at least three distinct links each associated with at least one cut-off device, characterised in that the method comprises, according to an item of information on the criticality of the fault relative to the link node in question: - either, for a targeted opening operation, moving the electrical cut-off device (28.11) from its closed state to its open state, while maintaining each of the second (28.12, 29.1b) and the third (28.13; 18.1; 29.1) electrical cut-off devices in their closed state; - or, to fully open the node in question, interrupting all the power flows in all of the links of the node.

Description

Description Description
Titre de l'invention : Procédé d'isolation d'un conducteur d'une ligne de transmission de puissance haute tension continue Title of the invention: Method of insulating a conductor of a high voltage direct current power transmission line
Domaine Technique Technical area
[0001] L'invention concerne le domaine des infrastructures de transmission et / ou de distribution de courant électrique comprenant au moins une unité de réseau de courant électrique continu sous haute tension (HVDC). L'invention porte en particulier sur les stratégies de coupure de courant dans une telle unité de réseau HVDC en cas d’apparition d’un défaut électrique dans un conducteur électrique de cette unité de réseau. The invention relates to the field of electric current transmission and / or distribution infrastructure comprising at least one high voltage direct current electric current (HVDC) network unit. In particular, the invention relates to the strategies for power failure in such an HVDC network unit in the event of an electrical fault occurring in an electrical conductor of this network unit.
[0002] Les unités de réseaux HVDC sont notamment envisagées comme une solution à l'interconnexion de sites de production d'électricité disparates ou non synchrones, notamment pour augmenter la capacité de transport d’énergie entre les pays (interconnexions entre pays), via ce qu’on appelle des autoroutes de l’énergie. Les unités de réseaux HVDC sont notamment envisagées pour la transmission et la distribution d'énergie produite par des fermes éoliennes plutôt que des technologies de courant alternatif, du fait de pertes en ligne inférieures et d'absence d'incidence des capacités parasites dans l’unité de réseau sur de longues distances. De telles unités de réseaux HVDC ont typiquement des niveaux de tension de l'ordre de 100 kV et plus. HVDC network units are in particular envisaged as a solution to the interconnection of disparate or non-synchronous electricity production sites, in particular to increase the capacity of energy transmission between countries (interconnections between countries), via what are called energy highways. HVDC grid units are particularly considered for the transmission and distribution of energy produced by wind farms rather than alternating current technologies, due to lower line losses and no incidence of parasitic capacitances in the network unit over long distances. Such HVDC network units typically have voltage levels on the order of 100 kV and above.
[0003] Dans le présent texte, pour un dispositif sous tension continue, on considère comme dispositif à haute tension soit un dispositif à « haute tension A », dans lequel la tension de service nominale est continue et supérieure à 1500 V, mais inférieure ou égale à 75000 V (75kV), soit un dispositif à « haute tension B » lorsque la tension de service nominale est continue et supérieure à 75000 V (75kV). Ainsi, le domaine de la haute tension continue inclut le domaine de la « haute tension A » et celui de la « haute tension B ». In the present text, for a DC voltage device, a high voltage device is considered to be a "high voltage A" device, in which the nominal operating voltage is continuous and greater than 1500 V, but less than or equal to 75000 V (75kV), ie a “high voltage B” device when the nominal operating voltage is continuous and greater than 75000 V (75kV). Thus, the domain of direct high voltage includes the domain of "high voltage A" and that of "high voltage B".
[0004] La coupure du courant sous haute tension continue dans de tels réseaux ou unités de réseaux est un enjeu crucial conditionnant directement la faisabilité et le développement de tels réseaux. [0005] L’évolution des infrastructures de transmission et / ou de distribution de courant électrique tend aujourd’hui vers l’interconnexion des unités de réseaux pour aboutir à des réseaux maillés, ce qui implique des unités de réseaux HVDC comportant plusieurs cheminements possibles entre deux terminaux par lesquelles l’unité de réseau considérée est connectée à d’autres unités de réseau. Ainsi, en partant d’un terminal, une unité de réseau peut avoir deux ou plus conducteurs électriques qui relient électriquement deux autres points distincts de la même unité de réseau HVDC, de la sorte que l’unité de réseau présente un nœud de liaison, qui peut être dans ce cas être qualifié de nœud électrique externe, puisque relié aussi à une autre unité de réseau. Au sein même d’une unité de réseau on peut avoir un nœud de liaison présentant au moins trois liaisons distinctes, toutes les liaisons de ce nœud de liaison étant reliées à des équipements ou à des conducteurs électriques appartenant à l’unité de réseau considérée. On peut alors se référer à un tel nœud de liaison sous le nom de nœud de liaison interne. [0004] Cutting the current under high voltage direct in such networks or network units is a crucial issue directly conditioning the feasibility and development of such networks. The evolution of electricity transmission and / or distribution infrastructure today tends towards the interconnection of network units to lead to mesh networks, which involves HVDC network units comprising several possible paths between two terminals through which the network unit in question is connected to other network units. Thus, starting from a terminal, a network unit can have two or more electrical conductors which electrically connect two other separate points of the same HVDC network unit, so that the network unit has a link node, which can in this case be qualified as an external electrical node, since it is also connected to another network unit. Even within a network unit, there can be a link node having at least three distinct links, all the links of this link node being connected to equipment or to electrical conductors belonging to the network unit considered. We can then refer to such a link node under the name of internal link node.
[0006] Généralement, dans le domaine des hautes tensions alternatives, à chacune des deux extrémités d’un conducteur électrique, on trouve un dispositif de coupure électrique capable de couper la circulation de courant électrique dans le conducteur, que le courant soit le courant nominal, qui est le courant maximal que le conducteur est susceptible de conduire en régime permanent, ou un courant de défaut, qui peut excéder ce courant nominal. La coupure des courants électriques sous haute tension continue (HVDC) est plus complexe à réaliser que celle des courants sous tension alternative (AC). En effet, lors de la coupure d’un courant alternatif, on profite d’un passage par zéro du courant pour réaliser la coupure électrique, ce dont on ne peut pas bénéficier avec un courant sous tension continue, notamment HVDC. En cas de défaut, le réseau électrique est prévu pour mettre en œuvre une stratégie d’élimination de défauts du réseau, visant à interrompre le courant dans le conducteur électrique en défaut. Technique antérieure Generally, in the field of high alternating voltages, at each of the two ends of an electrical conductor, there is an electrical cut-off device capable of cutting off the flow of electrical current in the conductor, whether the current is the nominal current , which is the maximum current that the conductor is likely to conduct in steady state, or a fault current, which can exceed this nominal current. The cutting of electric currents under high direct voltage (HVDC) is more complex to achieve than that of currents under alternating voltage (AC). Indeed, when cutting an alternating current, we take advantage of a zero crossing of the current to achieve the power cut, which we cannot benefit from with a current under direct voltage, in particular HVDC. In the event of a fault, the electrical network is designed to implement a network fault elimination strategy, aimed at interrupting the current in the faulty electrical conductor. Prior art
[0007] Différents type de stratégies de protection sont connues. Dans le cadre du projet européen “PROgress on Meshed HVDC Offshore Transmission Networks ”, un document « D4.2 - Broad comparison of fault clearing strategies for DC grids » a été mis à disposition, avec une date du 4 Octobre 2017, qui définit différent types de stratégies. [0007] Different types of protection strategies are known. As part of the European project “PROgress on Meshed HVDC Offshore Transmission Networks”, a document “D4.2 - Broad comparison of fault clearing strategies for DC grids” was made available, with a date of October 4, 2017, which defines different types of strategies.
[0008] Certaines stratégies d’élimination de défauts sont dites « non-sélectives ». Elles sont définis par le CIGRE WG B4 / B5-59 en considérant une unité de réseau HVDC tout entière comme formant une zone de protection unique pour l'élimination des défauts, c'est-à-dire sans aucune sélectivité pour l'interruption du courant de défaut dans le réseau HVDC. En cas de défaut dans l’unité de réseau HVDC, l'ensemble de l’unité de réseau HVDC est mis hors tension dès la détection du défaut. Avec l'utilisation de stratégies de suppression des défauts « non sélectives », les exigences sur les composants de protection, notamment les dispositifs de coupure électrique, sont plus faibles. Par conséquent, les composants permettant la mise en oeuvre de ces réseaux sont moins coûteux. Cependant, tous les flux de puissance électrique au travers de l'ensemble de l’unité de réseau doivent être interrompus chaque fois qu'un défaut se produit dans l’unité de réseau. [0008] Some defect elimination strategies are said to be "non-selective". They are defined by CIGRE WG B4 / B5-59 considering an entire HVDC network unit as forming a single protection zone for fault elimination, i.e. without any selectivity for interrupting the fault current in the HVDC network. In the event of a fault in the HVDC grid unit, the entire HVDC grid unit is de-energized upon detection of the fault. With the use of “non-selective” fault suppression strategies, the requirements on protective components, especially electrical disconnecting devices, are lower. Consequently, the components allowing the implementation of these networks are less expensive. However, all electrical power flows through the entire network unit must be interrupted whenever a fault occurs in the network unit.
[0009] Les stratégies d’élimination de défauts les plus performantes sont dites « entièrement sélectives ». Le CIGRE WG B4 / B5-59 définit la suppression de défaut « entièrement sélective » comme mettant en oeuvre des zones de protection qui sont définies pour protéger individuellement chaque conducteur électrique et chaque nœud de liaison sous tension continue. De manière un peu plus large, entrent dans cette catégorie, les stratégies qui visent à minimiser l'impact des défauts sur le réseau AC en permettant généralement une certaine continuité de fonctionnement de l’unité de réseau HVDC en cas de défaut. Pour ce faire, chaque conducteur (et idéalement chaque nœud de liaison) doit être protégé individuellement. Dans le cadre d’un défaut survenant sur un conducteur électrique, cela implique d’être capable d’isoler le défaut en ouvrant seulement les dispositifs de coupure situés aux extrémités du conducteur en défaut, en laissant les autres dispositifs de coupure fermés afin de maintenir les autres flux de puissance dans l’unité de réseau. Ceci nécessite que les dispositifs de coupure soient réalisés sous la forme de disjoncteurs sous tension continue à action rapide, tels que des disjoncteurs de type hybride, et de généralement aussi de mettre des inductances de protection en série à chaque extrémité du conducteur afin de limiter la rapidité de montée de l’intensité du courant dans le conducteur au moment de l’apparition du défaut. Cependant, de tels composants sont considérés comme coûteux. Il est aussi possible de mettre en oeuvre des stratégies d’élimination de défauts « entièrement sélectives » avec des appareils de coupure mécaniques, mais cela impose alors de disposer, à chaque extrémité des conducteurs des lignes de transmission, des inductances de protection ayant une très forte inductance, par exemple supérieure ou égale à 200 milli-henrys. [0009] The most effective defect elimination strategies are said to be "fully selective". CIGRE WG B4 / B5-59 defines “fully selective” fault suppression as implementing protection zones that are defined to individually protect each electrical conductor and each link node under direct voltage. Slightly more broadly, this category includes strategies which aim to minimize the impact of faults on the AC network by generally allowing some continuity of operation of the HVDC network unit in the event of a fault. To do this, each conductor (and ideally each link node) must be individually protected. In the context of a fault occurring on an electrical conductor, this implies being able to isolate the fault by opening only the breaking devices located at the ends of the faulty conductor, leaving the other breaking devices closed in order to maintain other power flows in the network unit. This requires that the breaking devices be made in the form of fast-acting DC voltage circuit breakers, such as hybrid type circuit breakers, and generally also to put protective inductors in series at each end of the circuit. conductor in order to limit the speed of rise in the intensity of the current in the conductor when the fault appears. However, such components are considered expensive. It is also possible to implement “fully selective” defect elimination strategies with mechanical breaking devices, but this then requires placing, at each end of the conductors of the transmission lines, protective inductors having a very high value. high inductance, for example greater than or equal to 200 milli-henrys.
[0010] Il a aussi été proposé des stratégies intermédiaires, dites « partiellement sélectives » dans lesquelles l’unité de réseau HVDC est divisée en plusieurs zones de protection. En cas d’apparition d’un défaut électrique dans une zone, qui devient donc une zone défaillante, la perte de l'ensemble de l’unité de réseau HVDC est évitée en isolant rapidement les zones saines de la zone défaillante.Intermediate, so-called "partially selective" strategies have also been proposed in which the HVDC network unit is divided into several protection zones. If an electrical fault occurs in a zone, which therefore becomes a fault zone, the loss of the entire HVDC network unit is avoided by quickly isolating the healthy areas from the faulty zone.
En limitant l'impact d'un défaut à une partie seulement de l’unité de réseau HVDC, l'impact d'un défaut est diminué par rapport à une stratégie non sélective.By limiting the impact of a fault to only part of the HVDC grid unit, the impact of a fault is reduced compared to a non-selective strategy.
Il n’empêche qu’une zone entière de l’unité de réseau doit être mise hors service, ce qui peut être préjudiciable pour des unités de réseaux adjacentes, reliées à cette zone hors service de l’unité de réseau où survient le défaut. Dans le document WO2012123015, il est proposé de délimiter aux moins deux zones de protection dans une même unité de réseau HVDC en interposant des limiteurs de courant dans tous les conducteurs reliant ces deux zones. Le document ”DC fault protection strategy considering DC network partition” de M. Rahman, L. Xu, L.However, an entire area of the network unit must be taken out of service, which can be detrimental to adjacent network units connected to that out-of-service area of the network unit where the fault occurs. In document WO2012123015, it is proposed to delimit at least two protection zones in the same HVDC network unit by interposing current limiters in all the conductors connecting these two zones. The document ”DC fault protection strategy considering DC network partition” by M. Rahman, L. Xu, L.
Yao in IEEE PES GM, Boston, 2016, étudie la partition d’une unité de réseau HVDC multi-terminaux. Des disjoncteurs à action rapide ou des convertisseurs DC-DC bloquant les défauts peuvent être configurés à des emplacements stratégiques pour permettre à l'ensemble du système HVDC multi-terminaux d'être exploité de manière interconnectée mais partitionnée en zones de réseau. En cas d'événement de défaut dans l’une des zones de l’unité de réseau, les dispositifs de coupure ou les convertisseurs DC-DC des connexions de câbles stratégiques qui relient les différentes zones de l’unité de réseau HVDC sont ouverts ou bloqués de sorte que la zone défectueuse de l’unité de réseau HVDC est rapidement isolée du reste de l’unité de réseau HVDC. Ainsi, la partie saine de l’unité de réseau HVDC peut rester opérationnelle ou récupérer rapidement pour rétablir la transmission de puissance. Chaque zone de l’unité de réseau HVDC peut être protégée à l'aide de stratégies d’élimination de défaut de type sélective ou non sélective. Yao in IEEE PES GM, Boston, 2016, studies the partition of a multi-terminal HVDC network unit. Fast-acting circuit breakers or fault-blocking DC-DC converters can be configured in strategic locations to allow the entire multi-terminal HVDC system to be operated interconnected but partitioned into network zones. In the event of a fault event in one of the zones of the network unit, the disconnecting devices or DC-DC converters of the strategic cable connections that connect the different zones of the HVDC network unit are opened or blocked so that the faulty area of the HVDC network unit is quickly isolated from the rest of the HVDC network unit. Thus, the healthy part of the HVDC network unit can remain operational or recover quickly to restore power transmission. Each zone of the network unit HVDC can be protected using either selective or non-selective type fault elimination strategies.
[0011] La plupart des unités de réseau HVDC actuellement prévues utiliseront, en tant que conducteurs électriques, des câbles enterrés ou sous-marin, car le droit de passage pour les conducteurs aériennes est difficile à obtenir. Cependant, les conducteurs aériens des lignes aériennes existantes, prévus pour la circulation de courants alternatifs, pourraient être mis à niveau et utilisés par la suite dans les unités de réseau HVDC en tant que conducteurs électriques, ce qui serait une solution intéressante en raison à la fois de sa simplicité et de sa rentabilité. Most of the currently planned HVDC network units will use, as electrical conductors, buried or submarine cables, because the right of way for overhead conductors is difficult to obtain. However, the overhead conductors of existing overhead lines, intended for the circulation of alternating currents, could be upgraded and subsequently used in HVDC grid units as electrical conductors, which would be an attractive solution due to the both of its simplicity and its profitability.
[0012] Chacun de ces deux types de conducteurs électriques peut, en service, connaître des défauts électriques. La survenance d’un défaut électrique dans un conducteur électrique d’une ligne de transmission de puissance se traduit souvent par une situation de court-circuit à la terre, ce qui provoque la circulation, dans le conducteur électrique, d’un courant de défaut qui excède très rapidement, en quelques millisecondes ou moins, le courant nominal pour lequel le conducteur et les éléments adjacents au conducteur sont dimensionnés. Each of these two types of electrical conductors may, in service, experience electrical faults. The occurrence of an electrical fault in an electrical conductor of a power transmission line often results in a short-circuit to earth situation, which causes the flow, in the electrical conductor, of a fault current. which very quickly exceeds, in a few milliseconds or less, the rated current for which the conductor and the elements adjacent to the conductor are sized.
[0013] Or, en comparant les caractéristiques électriques pertinentes en cas de défaut, d’une part des câbles enterrés ou sous-marin et d’autre part des conducteurs aériens, des différences significatives peuvent être identifiées notamment en termes d'impédance caractéristique, de vitesse de propagation et de couplage mutuel. Cependant, d’autres caractéristiques, qui ne sont pas directement liées au conducteur, peuvent également être prises en compte en cas de défaut électrique, telles que par exemple la probabilité de survenance d’un défaut électrique, la persistance du défaut électrique et la résistance de défaut. Des valeurs habituelles de ces caractéristiques sont répertoriées dans le tableau 1 , d’une part pour des câbles enterrés ou sous-marin, et d’autre part pour des conducteurs aériens, à chaque fois dimensionnés pour une utilisation dans une unité de réseau sous haute tension continue. However, by comparing the relevant electrical characteristics in the event of a fault, on the one hand buried or submarine cables and on the other hand overhead conductors, significant differences can be identified in particular in terms of characteristic impedance, propagation speed and mutual coupling. However, other characteristics, which are not directly related to the conductor, can also be taken into account in the event of an electrical fault, such as for example the probability of occurrence of an electrical fault, the persistence of the electrical fault and the resistance. default. Usual values of these characteristics are listed in table 1, on the one hand for buried or submarine cables, and on the other hand for overhead conductors, each time dimensioned for use in a network unit under high continuous voltage.
[0014] [Tableau 1] [0014] [Table 1]
[0015] Les valeurs données pour l'impédance caractéristique et la vitesse de propagation d’un conducteur aérien représentent le mode aérien. Pour le mode de retour au sol d’une ligne aérienne multi-conducteurs, une vitesse de propagation de 263 km/s et une impédance caractéristique de 685 W peuvent être considérées. Le mode de retour au sol représente les interactions du conducteur avec le sol tandis que le mode aérien représente les interactions entre les conducteurs. [0015] The values given for the characteristic impedance and the propagation speed of an overhead conductor represent the overhead mode. For the return to ground mode of a multi-conductor overhead line, a propagation speed of 263 km / s and a characteristic impedance of 685 W can be considered. The return to ground mode represents the interactions of the driver with the ground while the aerial mode represents the interactions between the drivers.
[0016] La haute impédance caractéristique d’un conducteur aérien conduit, en cas de défaut électrique survenant dans le conducteur aérien, à une augmentation plus lente du courant et à un courant de décharge plus faible des conducteurs adjacents. La probabilité de survenance de défaut est plus élevée pour les conducteurs aériens, notamment du fait de leur exposition à des conditions météorologiques difficiles, telles que les impacts de foudre ou la pollution, ce qui ne peut manquer d’affecter le taux de coupure de l'ensemble de l’unité de réseau HVDC lors de l'application d'une stratégie d’élimination de défauts non sélective. Cela conduit à un arrêt plus fréquent de l’unité de réseau HVDC considérée. [0016] The characteristic high impedance of an overhead conductor leads, in the event of an electrical fault occurring in the overhead conductor, to a slower increase in current and to a lower discharge current of the adjacent conductors. The probability of fault occurrence is higher for overhead conductors, especially due to their exposure to harsh weather conditions, such as lightning strikes or pollution, which cannot fail to affect the cut-off rate of the vehicle. entire HVDC network unit when applying a non-selective fault elimination strategy. This leads to more frequent shutdown of the relevant HVDC grid unit.
[0017] La résistance de défaut d’un câble enterré ou sous-marin est estimée très faible, car elle est principalement caractérisée par une rupture diélectrique de l'isolation du conducteur. En revanche, les défauts électriques susceptibles de survenir dans un conducteur aérien peuvent avoir de multiples raisons, dont certaines conduisent à une résistance de défaut plus élevée. [0017] The fault resistance of a buried or submarine cable is estimated to be very low, because it is mainly characterized by a dielectric breakdown of the insulation of the conductor. On the other hand, the electrical faults likely to occur in an overhead conductor can have multiple reasons, some of which lead to a higher fault resistance.
[0018] On comprend que, dans une unité de réseau HVDC mettant en oeuvre une ou plusieurs conducteurs électriques comprenant un conducteur aérien, l’adoption d’une stratégie d’élimination de défauts de type « non-sélective », qui impose l’arrêt complet des flux de puissance dans l’unité de réseau en cas de défaut, peut être très pénalisante du fait de l’occurrence plus fréquente des défauts dans les conducteurs aériens. Il en va de même, certes à un degré moindre, en cas de mise en oeuvre de stratégies de types partiellement sélectives dans lesquelles une unité de réseau est divisée en plusieurs zones de protection avec des moyens d’interruption ou de limitation de courant entre les différentes zones. Et, on a vu plus haut que la mise en oeuvre de stratégies « entièrement sélectives » nécessitait la généralisation de dispositifs de coupures à action rapide, particulièrement onéreux. It is understood that, in an HVDC network unit implementing one or more electrical conductors comprising an overhead conductor, the adoption a "non-selective" type fault elimination strategy, which requires the complete stopping of power flows in the network unit in the event of a fault, can be very penalizing due to the more frequent occurrence faults in overhead conductors. The same applies, albeit to a lesser degree, in the case of the implementation of partially selective type strategies in which a network unit is divided into several protection zones with means for interrupting or limiting the current between them. different areas. And, we saw above that the implementation of “fully selective” strategies necessitated the generalization of fast-acting cut-off devices, which are particularly expensive.
[0019] Le document US-2019/199089 décrit une stratégie d’isolation « par l’extérieur »», en ce sens que ce sont les dispositifs de coupure extérieurs, reliés à un convertisseur, qui sont ouverts en priorité. Toutefois, ce document traite plus particulièrement de l’hypothèse dans laquelle l’un parmi les N dispositifs de coupure extérieurs ne fonctionne pas correctement et ne s’ouvre pas. Du fait de cette stratégie de privilégier une isolation « par l’extérieur », ce document prévoit que, dans un fonctionnement normal, on n’utilise pas les dispositifs de coupure de ligne liés aux conducteurs pour interrompre le courant. Les dispositifs de coupure de ligne liés aux conducteurs ne sont utilisés pour interrompre le courant qu’en cas de disfonctionnement d’un dispositif de coupure extérieur. De plus seuls les dispositifs de coupure de ligne liés au conducteur en défaut sont susceptibles d’être ouverts, pas les autres. De manière générale, pour un nœud de liaison considéré, c’est donc soit le dispositif de coupure extérieur qui est ouvert, soit, en cas de disfonctionnement de celui-ci, c’est le dispositif de coupure de ligne lié au conducteur en défaut qui est ouvert. Tout autre dispositif de coupure autre que ces deux-là n’est jamais ouvert. Dans ce document, une surveillance du courant dans la ligne en défaut peut être faite pour déterminer le moment auquel sera déclenchée l’ouverture, en attendant que la décrue du courant causée par l’ouverture des dispositifs de coupure extérieur ait fait son effet. Dans tous les cas, quel que soit le moment d’ouverture qui sera déterminé par cette surveillance, l’action entreprise sera la même : elle consistera en l’ouverture du dispositif de coupure attaché au conducteur en défaut. [0020] Le document CN105896488 décrit un procédé qui, par principe, met en place une stratégie d’élimination de défaut sélective. Toutefois, dans ce cadre, ce document s’intéresse au laps de temps qui s’écoule entre la détection qu’un défaut apparaît et l’identification du conducteur dans lequel ce défaut est apparu. Si ce laps de temps est long, c’est-à-dire que l’on met du temps à identifier lequel des conducteurs du réseau est en défaut, alors le procédé met en place une procédure de coupure non-sélective pour l’ensemble du réseau, en ouvrant tous les dispositifs de coupure du réseau simultanément. En effet, ce critère de durée d’identification du conducteur en défaut ne peut en aucun cas être lié à un nœud de liaison considéré puisque, par principe, pendant cette durée, on ne sait pas dans quel conducteur se trouve le défaut, et qu’on ne donc peut en aucun cas déterminer l’impact de ce critère vis-à-vis d’un nœud de liaison considéré. Cela a pour incidence d’imposer l’arrêt complet des flux de puissance dans toute l’unité de réseau. Cette méthode a donc pour but, dans une stratégie d’élimination de défaut sélective, de pallier en urgence à un retard dans l’identification du conducteur dans lequel ce défaut est apparu. Document US-2019/199089 describes an isolation strategy "from the outside"", in the sense that it is the external switching devices, connected to a converter, which are opened as a priority. However, this document deals more particularly with the hypothesis in which one of the N external cut-off devices does not operate correctly and does not open. Because of this strategy of favoring insulation "from the outside", this document provides that, in normal operation, the line breaking devices linked to the conductors are not used to interrupt the current. Line disconnecting devices linked to conductors are only used to interrupt the current in the event of a malfunction of an external disconnecting device. In addition, only the line cut-off devices linked to the faulty conductor are likely to be opened, not the others. In general, for a link node considered, it is therefore either the external breaking device which is open, or, in the event of its malfunction, it is the line breaking device linked to the faulty conductor. which is open. Any other cut-off device other than these two is never opened. In this document, the current in the faulty line can be monitored to determine the moment at which the opening will be triggered, while waiting for the decrease in the current caused by the opening of the external cut-off devices to have its effect. In all cases, whatever the opening moment that will be determined by this monitoring, the action taken will be the same: it will consist of opening the cut-off device attached to the faulty conductor. Document CN105896488 describes a method which, in principle, implements a selective defect elimination strategy. However, in this context, this document is interested in the lapse of time between the detection that a fault appears and the identification of the driver in which this fault has appeared. If this period of time is long, that is to say it takes time to identify which of the conductors of the network is faulty, then the method sets up a non-selective cut-off procedure for the whole. from the network, by opening all the disconnecting devices of the network simultaneously. Indeed, this criterion of duration of identification of the faulty conductor can in no case be linked to a link node considered since, in principle, during this period, it is not known in which conductor the fault is located, and that 'it is therefore not possible in any case to determine the impact of this criterion with respect to a link node considered. This has the effect of forcing a complete shutdown of power flows throughout the network unit. The aim of this method is therefore, in a selective fault elimination strategy, to urgently compensate for a delay in the identification of the driver in which this fault has appeared.
[0021] L’invention a donc pour but de proposer un procédé d’isolation d’un premier conducteur d’une première ligne de transmission de puissance, dans une unité de réseau électrique HVDC considérée, qui permette de limiter la fréquence d’occurrence des mises hors services complètes de l’unité de réseau, sans pour autant nécessiter la généralisation de dispositifs de coupure à action rapide dans toute l’unité de réseau HVDC, et ceci même si l’unité de réseau HVDC comporte des lignes aériennes de transmission de puissance, comprenant des conducteurs électriques incorporant au moins un conducteur aérien. The object of the invention is therefore to provide a method for isolating a first conductor of a first power transmission line, in a considered HVDC electrical network unit, which makes it possible to limit the frequency of occurrence. complete shutdowns of the network unit, without requiring the generalization of fast-acting cut-off devices throughout the HVDC network unit, even if the HVDC network unit includes overhead transmission lines power, comprising electrical conductors incorporating at least one overhead conductor.
Exposé de l’invention Disclosure of the invention
[0022] Dans ce but, l’invention propose un procédé d’isolation d’un premier conducteur d’une première ligne de transmission de puissance dans une unité de réseau électrique considérée, l’unité de réseau électrique considérée opérant sous une tension de service nominale unique qui est une haute tension continue, dans lequel l’unité de réseau électrique considérée comporte au moins un nœud de liaison considéré, comportant au moins trois liaisons distinctes connectées électriquement entre elles de manière continue, avec : To this end, the invention provides a method of isolating a first conductor of a first power transmission line in a considered electrical network unit, the considered electrical network unit operating at a voltage of single nominal service which is a direct high voltage, in which the considered electrical network unit comprises at least one considered link node, comprising at least three separate links connected electrically between them continuously, with:
- une première liaison qui est reliée électriquement à une extrémité proximale du premier conducteur électrique de l’unité de réseau électrique considérée, avec interposition d’un premier dispositif de coupure électrique associé à la première liaison, qui possède un état ouvert et un état fermé dans lequel il permet la circulation d’un premier flux de puissance entre le nœud de liaison considéré et le premier conducteur ; - a first link which is electrically connected to a proximal end of the first electrical conductor of the electrical network unit considered, with the interposition of a first electrical cut-off device associated with the first link, which has an open state and a closed state in which it allows the circulation of a first flow of power between the link node in question and the first conductor;
- une deuxième liaison qui est reliée électriquement à une autre unité de réseau électrique ou à un deuxième conducteur électrique de l’unité de réseau électrique considérée pour permettre le passage d’un deuxième flux de puissance électrique au travers de la deuxième liaison qui est commandé par au moins un deuxième dispositif de coupure électrique, associé à la deuxième liaison, qui possède un état ouvert et un état fermé ; - a second link which is electrically connected to another electrical network unit or to a second electrical conductor of the electrical network unit considered to allow the passage of a second flow of electrical power through the second connection which is controlled by at least one second electrical cut-off device, associated with the second link, which has an open state and a closed state;
- une troisième liaison qui est reliée électriquement à une autre unité de réseau électrique ou à un troisième conducteur électrique de l’unité de réseau électrique considérée pour permettre le passage d’un troisième flux de puissance électrique au travers de la troisième liaison qui est commandé par au moins un troisième dispositif de coupure électrique, associé à la troisième liaison, qui possède un état ouvert et un état fermé. [0023] Le procédé comporte par ailleurs la surveillance d’au moins paramètre surveillé relatif au courant et/ou au potentiel électrique dans le premier conducteur électrique. - a third link which is electrically connected to another electrical network unit or to a third electrical conductor of the considered electrical network unit to allow the passage of a third flow of electrical power through the third connection which is controlled by at least a third electrical cut-off device, associated with the third link, which has an open state and a closed state. [0023] The method further comprises the monitoring of at least monitored parameter relating to the current and / or to the electric potential in the first electric conductor.
[0024] Le procédé comportant une étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique. [0025] Le procédé comporte, en plus de l’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique, au moins une étape de détermination de niveau de criticité du défaut, vis-à-vis du nœud de liaison considéré, retournant une information de niveau de criticité du défaut. The method comprising a step of detecting the appearance of a defect in the first electrical conductor. The method comprises, in addition to the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor, at least one step of determining the level of criticality of the fault, with respect to the node of link considered, returning information on the level of criticality of the fault.
[0026] En présence d’une information de présence de défaut dans le premier conducteur électrique, le procédé procède, en fonction de l’information de criticité de défaut vis-à-vis du nœud de liaison considéré: In the presence of a fault presence information in the first electrical conductor, the method proceeds, depending on the fault criticality information vis-à-vis the link node considered:
- soit, dans une action d’ouverture ciblée, au passage du premier dispositif de coupure électrique de son état fermé à son état ouvert, en maintenant le deuxième et le troisième dispositifs de coupure électrique chacun dans leur état fermé ; - or, in a targeted opening action, when the first control device passes through electrical disconnection from its closed state to its open state, maintaining the second and third electrical disconnecting devices each in their closed state;
- soit, dans une action d’ouverture totale du nœud considérée, à l’interruption de tous les flux de puissance dans toutes les liaisons du nœud. - or, in an action of total opening of the node considered, with the interruption of all the power flows in all the links of the node.
[0027] Le procédé selon l’invention peut de plus comprendre les caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou en combinaison. [0027] The method according to the invention can further include the following optional features, taken alone or in combination.
[0028] Dans une action d’ouverture totale du nœud considéré, le premier dispositif de coupure électrique peut être amené de son état fermé à son état ouvert après que tous les flux de puissance électrique au travers des autres liaisons du nœud de liaison considéré, autres que la première liaison, ont été interrompus. In a total opening action of the node considered, the first electrical cut-off device can be brought from its closed state to its open state after all the electrical power flows through the other links of the link node considered, other than the first link, have been discontinued.
[0029] L’étape de détermination de niveau de criticité vis-à-vis du nœud de liaison considéré peut comprendre une comparaison d’au moins un paramètre surveillé par rapport à un critère de criticité de défaut. [0030] Le critère de criticité de défaut peut avoir été déterminé en avance. The step of determining the level of criticality vis-à-vis the link node considered may include a comparison of at least one parameter monitored with respect to a fault criticality criterion. The fault criticality criterion may have been determined in advance.
[0031] L’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique peut comporter une comparaison d’au moins un paramètre surveillé par rapport à un critère de défaut de conducteur. [0031] The step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor may include a comparison of at least one monitored parameter against a conductor fault criterion.
[0032] L’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique et l’étape de détermination de niveau de criticité vis-à-vis du nœud de liaison considéré peuvent être effectuées en fonction de la valeur d’un même paramètre surveillé. A contrario, l’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique et l’étape de détermination de niveau de criticité vis-à-vis du nœud de liaison considéré peuvent être effectuées en fonction de la valeur de deux paramètres surveillés différents. The step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor and the step of determining the level of criticality with respect to the link node considered can be carried out as a function of the value d 'the same monitored parameter. Conversely, the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor and the step of determining the level of criticality with respect to the link node considered can be carried out as a function of the value of two different monitored parameters.
[0033] L’information de criticité de défaut peut être déterminée en fonction d’une prédiction de l’évolution du courant dans le premier conducteur électrique suite à l’apparition du défaut et en fonction de la capacité du premier dispositif de coupure électrique à couper ce courant. [0034] Ledit au moins un paramètre surveillé peut être sélectionné parmi l’intensité du courant dans le premier conducteur, la dérivée par rapport au temps de l’intensité du courant dans le premier conducteur, le potentiel électrique du premier conducteur, et la dérivée par rapport au temps du potentiel électrique du premier conducteur, ou leurs combinaisons. The fault criticality information can be determined according to a prediction of the evolution of the current in the first electrical conductor following the appearance of the fault and according to the capacity of the first electrical switching device to cut this current. Said at least one monitored parameter can be selected from among the intensity of the current in the first conductor, the derivative with respect to the time of the intensity of the current in the first conductor, the electric potential of the first conductor, and the time derivative of the electric potential of the first conductor, or combinations thereof.
[0035] Ledit au moins un paramètre surveillé peut être une valeur de la dérivée, par rapport au temps, du potentiel électrique du premier conducteur. Said at least one monitored parameter may be a value of the derivative, with respect to time, of the electric potential of the first conductor.
[0036] La deuxième et/ou la troisième liaison peut être reliée électriquement à un convertisseur de puissance électrique vers une autre unité de réseau électrique, par l’intermédiaire d’un deuxième, respectivement troisième, dispositif de coupure électrique de courant sous tension continue. The second and / or the third link can be electrically connected to an electrical power converter to another electrical network unit, by means of a second, respectively third, electrical current cutting device under direct voltage .
[0037] La deuxième et/ou la troisième liaison peut être reliée électriquement à un convertisseur de puissance électrique vers une autre unité de réseau électrique, le convertisseur de puissance formant aussi le deuxième, respectivement troisième, dispositif de coupure électrique. The second and / or the third link can be electrically connected to an electrical power converter to another electrical network unit, the power converter also forming the second, respectively third, electrical switching device.
[0038] La deuxième et/ou la troisième liaison peut être reliée électriquement à un convertisseur de puissance électrique vers une autre unité de réseau électrique, le deuxième, respectivement troisième, dispositif de coupure électrique étant interposé entre le convertisseur de puissance électrique et ladite autre unité de réseau électrique. Dans ce cas, si l’autre unité de réseau opère sous une tension de service nominale alternative, le deuxième, respectivement troisième, dispositif de coupure électrique, interposé entre le convertisseur de puissance électrique et ladite autre unité de réseau électrique, est un dispositif de coupure électrique de courant sous tension alternative. The second and / or the third link can be electrically connected to an electrical power converter to another electrical network unit, the second, respectively third, electrical cut-off device being interposed between the electrical power converter and said other electrical network unit. In this case, if the other network unit is operating at an alternating nominal operating voltage, the second, respectively third, electrical cut-off device, interposed between the electrical power converter and said other electrical network unit, is a switching device. electric current cut off under alternating voltage.
[0039] Le nœud de liaison considéré peut comporter au moins une autre liaison, qui est distincte de la première liaison, et qui est reliée électriquement à un deuxième conducteur électrique de l’unité de réseau électrique considérée par l’intermédiaire d’au moins un deuxième dispositif de coupure électrique qui est associé à ladite autre liaison et qui possède un état ouvert et un état fermé. The link node considered may include at least one other link, which is distinct from the first link, and which is electrically connected to a second electrical conductor of the electrical network unit considered by means of at least a second electrical cut-off device which is associated with said other link and which has an open state and a closed state.
[0040] L’unité de réseau électrique considérée peut comporter au moins un autre nœud de liaison, distinct du premier nœud de liaison et comportant au moins trois liaisons distinctes connectées électriquement entre elles de manière continue, avec : The electrical network unit considered may include at least one other link node, separate from the first link node and comprising at least three separate links electrically connected to each other continuously, with:
- une première liaison qui est reliée électriquement à une extrémité distale du premier conducteur électrique de l’unité de réseau électrique considérée, avec interposition d’un premier dispositif de coupure électrique associé à la première liaison, qui possède un état ouvert et un état fermé dans lequel il permet la circulation d’un premier flux de puissance entre cet autre nœud de liaison ; - a first link which is electrically connected to a distal end of the first electrical conductor of the electrical network unit considered, with the interposition of a first electrical cut-off device associated with the first link, which has an open state and a closed state in which it allows the circulation of a first power flow between this other link node;
- une deuxième liaison qui est reliée électriquement à une autre unité de réseau électrique ou à un autre conducteur électrique de l’unité de réseau électrique considérée pour permettre le passage d’un deuxième flux de puissance électrique au travers de la deuxième liaison de cet autre nœud de liaison, ce deuxième flux étant commandé par au moins un deuxième dispositif de coupure électrique, associé à la deuxième liaison de cet autre nœud de liaison, qui possède un état ouvert et un état fermé ; - a second link which is electrically connected to another electrical network unit or to another electrical conductor of the electrical network unit considered to allow the passage of a second flow of electrical power through the second connection of this other link node, this second flow being controlled by at least one second electrical cut-off device, associated with the second link of this other link node, which has an open state and a closed state;
- une troisième liaison qui est reliée électriquement à une autre unité de réseau électrique ou à un autre conducteur électrique de l’unité de réseau électrique considérée pour permettre le passage d’un troisième flux de puissance électrique au travers de la troisième liaison de cet autre nœud de liaison, ce troisième flux étant commandé par au moins un troisième dispositif de coupure électrique, associé à la troisième liaison de cet autre nœud de liaison, qui possède un état ouvert et un état fermé. - a third link which is electrically connected to another electrical network unit or to another electrical conductor of the electrical network unit considered to allow the passage of a third flow of electrical power through the third connection of this other link node, this third flow being controlled by at least a third electrical cut-off device, associated with the third link of this other link node, which has an open state and a closed state.
[0041] En présence d’un tel autre nœud de liaisons, le procédé peut comporter au moins une étape de détermination de niveau de criticité du défaut vis-à-vis de cet autre nœud de liaison, retournant une information de niveau de criticité du défaut vis-à-vis de cet autre nœud de liaison ; et, en fonction de l’information de criticité de défaut vis-à-vis de cet autre nœud de liaison, le procédé peut procéder : In the presence of such another link node, the method may include at least one step of determining the level of criticality of the fault with respect to this other link node, returning information on the level of criticality of the fault. default vis-à-vis this other link node; and, depending on the fault criticality information with respect to this other link node, the method can proceed:
- soit, dans une action d’ouverture ciblée, au passage du premier dispositif de coupure électrique de cet autre nœud de liaison de son état fermé à son état ouvert, en maintenant, dans cet autre nœud de liaison, le deuxième et le troisième dispositifs de coupure électrique de cet autre nœud chacun dans leur état fermé ; - or, in a targeted opening action, when the first electrical cut-off device of this other link node goes from its closed state to its open state, while maintaining, in this other link node, the second and third devices electrical shutdown of this other node each in their closed state;
- soit, dans une action d’ouverture totale de cet autre nœud de liaison, à l’interruption de tous les flux de puissance dans toutes les liaisons de cet autre nœud de liaison, laquelle peut notamment comprendre le passage du premier dispositif de coupure électrique de cet autre nœud de liaison de son état fermé à son état ouvert. [0042] Dans un tel cas, pour un même défaut électrique dans le premier conducteur, l’étape de détermination de niveau de criticité du défaut vis-à-vis du nœud de liaison considéré et l’étape de détermination de niveau de criticité du défaut vis-à- vis l’autre nœud de liaison peuvent êtres distinctes et peuvent retourner une information de niveau de criticité du défaut qui peut être différente, conduisant à la possibilité d’avoir, pour un défaut électrique donné, une action d’ouverture totale pour l’un des deux nœuds, et à une action d’ouverture ciblée pour l’autre des deux nœuds. - or, in an action of total opening of this other link node, the interruption of all the power flows in all the links of this other link node, which may in particular include the passage of the first electrical cut-off device of this other link node from its closed state to its open state. In such a case, for the same electrical fault in the first conductor, the step of determining the level of criticality of the fault with respect to the link node considered and the step of determining the level of criticality of the fault. fault vis-à-vis the other link node can be distinct and can return information on the level of criticality of the fault which can be different, leading to the possibility of having, for a given electrical fault, an opening action total for one of the two nodes, and a targeted opening action for the other of the two nodes.
[0043] De manière générale, le procédé peut avantageusement être mis en œuvre lorsque le premier conducteur électrique comprend un conducteur électrique aérien. In general, the method can advantageously be implemented when the first electrical conductor comprises an overhead electrical conductor.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
[0044] [Fig. 1] La figure 1 est une vue générale schématique d’une infrastructure de transmission et de distribution de courant électrique comprenant une unité de réseau de courant HVDC. [0044] [Fig. 1] Figure 1 is a general schematic view of an electricity transmission and distribution infrastructure comprising an HVDC current network unit.
[0045] [Fig. 2] La figure 2 représente une vue un peu plus détaillée, tout en restant schématique, d’un partie de l’infrastructure 10, illustrant l’environnement d’un nœud de liaison considéré de l’unité de réseau HVDC de la Fig. 1. [0045] [Fig. 2] Figure 2 shows a somewhat more detailed view, while remaining schematic, of part of the infrastructure 10, illustrating the environment of a considered link node of the HVDC network unit of FIG. 1.
[0046] [Fig. 3] La figure 3 représente une vue schématique de l’unité de réseau HVDC de la Fig. 1, en cas de mise en œuvre d’une stratégie non sélective au niveau de l’unité de réseau HVDC. [0046] [Fig. 3] Fig. 3 is a schematic view of the HVDC network unit of Fig. 1, if a non-selective strategy is implemented at the HVDC network unit level.
[0047] [Fig. 4A] La figure 4A représente une vue schématique de l’unité de réseau HVDC de la Fig. 1, en cas de mise en œuvre d’une action d’ouverture totale vis- à-vis du nœud de liaison illustré à la Fig. 2. [0047] [Fig. 4A] Fig. 4A shows a schematic view of the HVDC network unit of Fig. 1, in case of implementation of a full opening action vis-à-vis the link node shown in Fig. 2.
[0048] [Fig. 4B] La figure 4B représente une vue schématique de l’unité de réseau HVDC de la Fig. 1, en cas de mise en œuvre, dans le cadre d’un procédé selon l’invention, d’une action d’ouverture ciblée vis-à-vis du nœud de liaison illustré à la Fig. 2. [0048] [Fig. 4B] Fig. 4B shows a schematic view of the HVDC network unit of Fig. 1, in the event of implementation, in the context of a method according to the invention, of a targeted opening action vis-à-vis the link node illustrated in FIG. 2.
[0049] [Fig. 5] La figure 5 est un organigramme illustrant schématique d’un exemple d’une partie d’un procédé d’isolation conforme à l’invention. [0050] [Fig. 6] La figure 6 représente le schéma d’une modélisation à paramètres concentrés d’un conducteur électrique en défaut électrique en vue du calcul estimatif de certains paramètres caractéristiques de ce défaut. [0049] [Fig. 5] Figure 5 is a flow chart schematically illustrating an example of part of an insulation process according to the invention. [0050] [Fig. 6] FIG. 6 represents the diagram of a modeling with concentrated parameters of an electrical conductor in electrical fault with a view to the estimated calculation of certain parameters characteristic of this fault.
[0051] [Fig. 7] La figure 7 représente une cartographie indiquant la criticité d’un défaut en fonction de certains paramètres caractéristiques de ce défaut. [0051] [Fig. 7] FIG. 7 represents a map indicating the criticality of a fault as a function of certain characteristic parameters of this fault.
[0052] [Fig. 8] La figure 8 représente le schéma d’une modélisation à paramètres distribués d’un conducteur électrique en défaut électrique en vue du calcul estimatif de l’évolution de la tension dans le conducteur au moment de l’apparition du défaut. [0052] [Fig. 8] Figure 8 shows the diagram of a distributed parameter modeling of an electrical conductor in electrical fault for the estimated calculation of the voltage change in the conductor at the time of the appearance of the fault.
[0053] [Fig. 9] La figure 9 représente le schéma d’une modélisation d’un nœud de liaison et de son environnement en vue de sa modélisation, pour calculer un seuil d’évolution de la dérivée de la tension dans un conducteur électrique relié à ce nœud de liaison, au moment de l’apparition du défaut dans ce conducteur électrique. [0053] [Fig. 9] FIG. 9 represents the diagram of a modeling of a link node and of its environment with a view to its modeling, to calculate a threshold for the evolution of the derivative of the voltage in an electrical conductor connected to this node of connection, at the time of the appearance of the fault in this electrical conductor.
[0054] [Fig. 10] La figure 10 représente une cartographie regroupant les valeurs de seuil d’évolution de la dérivée de la tension dans un conducteur électrique, permettant de déterminer la criticité d’un défaut en fonction de certains paramètres caractéristiques de ce défaut. [0054] [Fig. 10] FIG. 10 represents a map grouping together the threshold values for the evolution of the derivative of the voltage in an electrical conductor, making it possible to determine the criticality of a fault as a function of certain characteristic parameters of this fault.
[0055] [Fig. 11 A] La figure 11 A représente une vue schématique d’une infrastructure de transmission et de distribution de courant électrique comprenant une unité de réseau de courant HVDC, en cas de mise en œuvre, dans le cadre d’un procédé selon l’invention, d’une action d’ouverture ciblée vis-à-vis des deux nœuds de liaison de l’unité de réseau de courant HVDC. [0055] [Fig. 11 A] FIG. 11 A represents a schematic view of an infrastructure for the transmission and distribution of electric current comprising an HVDC current network unit, if implemented, within the framework of a method according to the invention. , a targeted opening action vis-à-vis the two connecting nodes of the HVDC power grid unit.
[0056] [Fig. 11 B] La figure 11 B représente une vue schématique de l’infrastructure de transmission et de distribution de courant électrique de la Fig. 11 A, en cas de mise en œuvre, dans le cadre d’un procédé selon l’invention, d’une action d’ouverture totale vis-à-vis d’un des nœuds de liaison de l’unité de réseau de courant HVDC, et d’une action d’ouverture ciblée vis-à-vis de l’autre des deux nœuds de liaison de l’unité de réseau de courant HVDC. [0056] [Fig. 11 B] FIG. 11 B shows a schematic view of the infrastructure for the transmission and distribution of electric current of FIG. 11 A, in the event of implementation, within the framework of a method according to the invention, of a total opening action vis-à-vis one of the connection nodes of the current network unit HVDC, and a targeted opening action vis-à-vis the other of the two connecting nodes of the HVDC power grid unit.
Description des modes de réalisation [0057] La Fig. 1 représente un exemple d’une infrastructure 10 de transmission et de distribution de courant électrique comprenant une unité de réseau de courant électrique continu sous haute tension, ci-après dénommée unité de réseau HVDC 12. Dans cet exemple, l’unité de réseau HVDC 12 présente 4 terminaux, en l’occurrence un premier terminal 14.1, un deuxième terminal 14.2, un troisième terminal 14.3 et un quatrième terminal 14.4. L’unité de réseau HVDC 12 comprend, pour relier électriquement ces 4 terminaux, des conducteurs électriques 21, 22, 23, 24, des bus électriques 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, des dispositifs de coupure, etc... qui tous opèrent sous une tension de service nominale unique qui est une haute tension continue, par exemple une « haute tension B » dans laquelle la tension de service nominale est continue et supérieure à 75000 V. Description of the embodiments [0057] FIG. 1 shows an example of an infrastructure 10 for the transmission and distribution of electric current comprising a unit of a high-voltage direct current electric current network, hereinafter referred to as the HVDC network unit 12. In this example, the HVDC network unit 12 has 4 terminals, in this case a first terminal 14.1, a second terminal 14.2, a third terminal 14.3 and a fourth terminal 14.4. The HVDC network unit 12 includes, to electrically connect these 4 terminals, electrical conductors 21, 22, 23, 24, electrical buses 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, cut-off devices, etc ... which all operate at a single nominal operating voltage which is a continuous high voltage, for example a “high voltage B” in which the nominal operating voltage is continuous and greater than 75,000 V.
[0058] La Fig. 11 A représente un autre exemple d’une infrastructure 10 de transmission et de distribution de courant électrique comprenant une unité de réseau HVDC 12. Dans ce deuxième exemple, l’unité de réseau HVDC 12 présente 2 couples de terminaux, en l’occurrence un premier couple comprenant deux terminaux 14.1 et 14.1b qui sont au même potentiel électrique, et un deuxième couple de terminaux 14.2 et 14.2b qui sont au même potentiel électrique. L’unité de réseau HVDC 12 comprend, pour relier électriquement ces 4 terminaux, un conducteur électrique 21 d’une unique ligne de transmission de puissance électrique qui s’étend électriquement entre deux bus électriques 26.1, 26.2, des dispositifs de coupure, etc... qui tous opèrent sous une tension de service nominale unique qui est une haute tension continue, par exemple une « haute tension B » dans laquelle la tension de service nominale est continue et supérieure à 75000 V. [0058] FIG. 11 A represents another example of an infrastructure 10 for the transmission and distribution of electric current comprising an HVDC network unit 12. In this second example, the HVDC network unit 12 has 2 pairs of terminals, in this case one first pair comprising two terminals 14.1 and 14.1b which are at the same electrical potential, and a second pair of terminals 14.2 and 14.2b which are at the same electrical potential. The HVDC network unit 12 comprises, for electrically connecting these 4 terminals, an electric conductor 21 of a single electric power transmission line which extends electrically between two electric buses 26.1, 26.2, cut-off devices, etc. .. all of which operate at a single nominal operating voltage which is a high continuous voltage, for example a “high voltage B” in which the rated operating voltage is continuous and above 75,000 V.
[0059] Dans un réseau électrique, la transmission de puissance électrique entre deux points donnés du réseau se fait par une ligne de transmission de puissance qui comprend généralement plusieurs conducteurs dont chacun correspond à un pôle électrique de la ligne de transmission de puissance. Dans tous les cas, au sens du présent texte, un conducteur électrique peut être sous la forme sous la forme d’un unique conducteur électrique qui s’étend entre deux points distincts d’une unité de réseau considérée, ou sous la forme d’un ensemble de conducteurs électriques qui s’étendent en parallèle électriquement entre deux points distincts d’une unité de réseau considérée, tous les conducteurs de l’ensemble étant, à chaque instant, au même potentiel électrique. In an electrical network, the transmission of electrical power between two given points of the network is effected by a power transmission line which generally comprises several conductors, each of which corresponds to an electrical pole of the power transmission line. In all cases, within the meaning of the present text, an electrical conductor can be in the form of a single electrical conductor which extends between two distinct points of a network unit considered, or in the form of a set of electrical conductors which run in electrically parallel between two distinct points of a network unit considered, all the conductors of the set being, at all times, at the same electric potential.
[0060] Ainsi, dans une unité de réseau HVDC, la transmission de puissance électrique entre deux points donnés du réseau se fait par une ligne de transmission de puissance qui, dans beaucoup de cas, comporte deux pôles électriques, chaque pôle comprenant un conducteur électrique qui s’étend entre les deux points donnés du réseau. Dans ce cas, la ligne de transmission de puissance comporte donc deux conducteurs électriques de polarités différentes, avec, en charge, par exemple un conducteur électrique qui est à un potentiel positif et un conducteur électrique qui est à un potentiel négatif ou neutre. Toujours dans une unité de réseau HVDC, la transmission de puissance électrique entre deux points donnés du réseau peut aussi se faire par une voie de transmission de puissance à trois pôles électriques comprenant trois conducteurs électriques, avec, en charge, un conducteur électrique qui est à un potentiel positif, un conducteur électrique qui est à un potentiel négatif, et un conducteur électrique qui est à un potentiel neutre. Dans certains cas, la transmission de puissance électrique entre deux points donnés du réseau peut se faire par une ligne de transmission de puissance à un seul pôle électrique, avec un conducteur électrique au potentiel de la ligne et avec un retour électrique par la terre. Thus, in an HVDC network unit, the transmission of electrical power between two given points of the network is done by a power transmission line which, in many cases, has two electrical poles, each pole comprising an electrical conductor which extends between the two given points of the network. In this case, the power transmission line therefore comprises two electrical conductors of different polarities, with, in charge, for example an electrical conductor which is at a positive potential and an electrical conductor which is at a negative or neutral potential. Still in an HVDC network unit, the transmission of electrical power between two given points of the network can also be done by a three-pole electrical power transmission path comprising three electrical conductors, with, under load, an electrical conductor which is at a positive potential, an electrical conductor which is at a negative potential, and an electrical conductor which is at a neutral potential. In some cases, the transmission of electric power between two given points of the network can be done by a single electric pole power transmission line, with an electric conductor at the potential of the line and with an electric return through the earth.
[0061] Dans les figures, on a représenté par un seul trait une ligne de transmission de puissance entre deux points distincts d’une unité de réseau, notamment dans l’unité de réseau HVDC 12, ceci afin de faire apparaitre clairement la topologie du réseau sans avoir à entrer dans les détails techniques. De même, là où on a représenté, en un point donné de l’unité de réseau, un bus électrique 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, on aura dans la réalité autant de bus électriques que le nombre de pôles, donc autant de bus électriques que le nombre de conducteurs électriques dans les lignes de transmission qui partent du point considéré. Par exemple, on peut partir du principe que l’on a représenté dans l’unité de réseau HVDC 12 uniquement les conducteurs électriques et les bus électriques correspondant à un pôle positif. In the figures, there is shown by a single line a power transmission line between two distinct points of a network unit, in particular in the HVDC network unit 12, in order to clearly show the topology of the network without having to go into technical details. Likewise, where an electric bus 26.1, 26.2, 26.3, 26.4 has been represented at a given point of the network unit, in reality there will be as many electric buses as the number of poles, therefore as many buses electrical as the number of electrical conductors in the transmission lines that start from the point in question. For example, it can be assumed that in HVDC network unit 12 only electrical conductors and electrical buses corresponding to a positive pole have been shown.
[0062] Tous les convertisseurs de puissance seront considérés comme des convertisseurs idéaux. Seules les entrées et les sorties sont indiquées et tous les détails techniques de la topologie interne, y compris les éventuels niveaux de tension intermédiaires, ne sont pas décrits. Les conducteurs électriques très courts ne sont pas décrits. Ainsi, deux bus électriques directement connectés par un conducteur électrique très court sont considérés comme ne formant qu’un seul bus électrique. All power converters will be considered ideal converters. Only the entrances and exits are indicated and all Technical details of the internal topology, including possible intermediate voltage levels, are not described. Very short electrical conductors are not described. Thus, two electric buses directly connected by a very short electric conductor are considered to form only one electric bus.
[0063] En chacun de ses 4 terminaux, l’unité de réseau HVDC 12 est connectée à une autre unité de réseau 16.1, 16.2, 16.3, 16.4. Dans l’exemple, chacune de ces autres unités de réseau 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 est une unité de réseau sous courant alternatif, si bien que chacun des 4 terminaux 14.1 , 14.2, 14.3 et 14.4 est en réalité relié au côté continu d’un convertisseur de puissance alternatif-continu 18.1, 18.2, 18.3, 18.4. On retrouve la même disposition dans l’installation des Fig. 11 A et 11 B. Cependant, l’une ou l’autre ou plusieurs de ces autres unités de réseau 16.1, 16.2, 16.3, 16.4, pourrait être d’une autre nature, et pourrait par exemple être une autre unité de réseau HVDC. Deux unités de réseau HVDC peuvent ainsi être connectées électriquement au niveau d’un terminal commun par l’intermédiaire d’un convertisseur de puissance continu-continu. Dans l’exemple de la Fig. 1 , les unités de réseau 16.2 et 16.4 comportent chacune un champ de générateurs électriques, par exemple un champ d’éoliennes. Dans l’exemple de la Fig. 1 , les unités de réseau 16.1 et 16.3 représentent des unités de réseaux de transmission et de distribution d’électricité. In each of its 4 terminals, the HVDC network unit 12 is connected to another network unit 16.1, 16.2, 16.3, 16.4. In the example, each of these other grid units 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 is an AC grid unit, so each of the 4 terminals 14.1, 14.2, 14.3 and 14.4 is actually connected to the DC side d 'an AC-DC power converter 18.1, 18.2, 18.3, 18.4. The same arrangement is found in the installation of Figs. 11 A and 11 B. However, one or more of these other network units 16.1, 16.2, 16.3, 16.4, could be of another nature, and could for example be another HVDC network unit . Two HVDC network units can thus be electrically connected at a common terminal via a DC-DC power converter. In the example of Fig. 1, the network units 16.2 and 16.4 each comprise a field of electric generators, for example a field of wind turbines. In the example of Fig. 1, network units 16.1 and 16.3 represent units of electricity transmission and distribution networks.
[0064] On pourra notamment considérer que deux unités réseaux sont distinctes si elles peuvent opérer simultanément : In particular, it will be possible to consider that two network units are distinct if they can operate simultaneously:
- l’une sous tension continue, l’autre sous tension alternative ; ou - one under direct voltage, the other under alternating voltage; Where
- l’une sous une première tension continue, et l’autre sous une seconde tension continue de valeur différente de la première tension continue ; ou - one under a first DC voltage, and the other under a second DC voltage of a value different from the first DC voltage; Where
- sous la même tension, mais avec isolation galvanique ou avec interposition d’un convertisseur de puissance. - at the same voltage, but with galvanic isolation or with the interposition of a power converter.
[0065] Dans l’exemple illustré à la Fig. 1 , l’unité de réseau HVDC 12 comprend plusieurs noeuds de liaison, en l’occurrence 3 noeuds de liaison, ici réalisés sous la forme de bus électriques 26.1, 26.3 et 26.4, dont chacun comporte au moins trois liaisons distinctes qui sont connectées électriquement entre elles de manière continue, c’est-à-dire sans possibilité de coupure électrique entre les liaisons. Dans l’exemple illustré à la Fig. 11A, l’unité de réseau HVDC 12 comprend 2 nœuds de liaison, ici réalisés aussi sous la forme de bus électriquesIn the example illustrated in FIG. 1, the HVDC network unit 12 comprises several link nodes, in this case 3 link nodes, here made in the form of electric buses 26.1, 26.3 and 26.4, each of which has at least three separate links which are electrically connected between them continuously, that is to say without the possibility of an electrical cut between the links. In the example illustrated in FIG. 11A, the HVDC network unit 12 includes 2 link nodes, here also made in the form of electric buses
26.1, 26.2. L’un de ces nœuds de liaison 26.1 de l’exemple de la Fig. 1 est illustré plus particulièrement sur la Fig. 2. Ce nœud de liaison 26.1 illustré à la Fig. 2 présente 4 liaisons 26.11, 26.12, 26.13 et 26.14. Les nœuds de liaison 26. 3 et 26.4 visibles sur le Fig. 1 ne présentent que 3 liaisons. On note par ailleurs que, dans l’exemple de la Fig. 1, le bus électrique formant le nœud de liaison 26.2 ne comporte que deux liaisons, et peut donc être considéré comme un simple point de connexion. 26.1, 26.2. One of these link nodes 26.1 of the example of FIG. 1 is illustrated more particularly in FIG. 2. This link node 26.1 illustrated in FIG. 2 presents 4 links 26.11, 26.12, 26.13 and 26.14. The connecting nodes 26. 3 and 26.4 visible in FIG. 1 have only 3 bonds. It should also be noted that, in the example of FIG. 1, the electric bus forming the link node 26.2 has only two links, and can therefore be considered as a simple connection point.
[0066] Dans l’exemple de la Fig. 1, on remarque que les 4 nœuds de liaison 26.1,[0066] In the example of FIG. 1, we notice that the 4 connection nodes 26.1,
26.2, 26.3 et 26.4 peuvent être qualifiés chacun de nœud de liaison externe dans la mesure où l’une au moins des liaisons du nœud considéré est reliée électriquement à une autre unité de réseau électrique 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 au travers d’un convertisseur de puissance électrique. Dans l’exemple de la Fig. 1, on remarque que les nœuds de liaison 26.1, 26.2 peuvent aussi être qualifiés chacun de nœud de liaison externe dans la mesure où, pour chacun, deux des liaisons du nœud considéré sont reliées électriquement à au moins une autre unité de réseau électrique 16.1 , 16.2, 16.3, 16.4 au travers d’un convertisseur de puissance électrique. Dans l’exemple de la Fig. 1 , la liaison au convertisseur de puissance électrique se fait par l’intermédiaire d’un dispositif de coupure électrique. Dans l’exemple de la Fig. 11 A, la liaison au convertisseur de puissance électrique se fait sans dispositif de coupure électrique spécifique, c’est-à-dire sans la présence d’un composant distinct du convertisseur de puissance électrique qui pourrait faire office de dispositif de coupure électrique. 26.2, 26.3 and 26.4 can each be qualified as an external link node insofar as at least one of the links of the node in question is electrically connected to another electrical network unit 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 through a electric power converter. In the example of Fig. 1, it is noted that the link nodes 26.1, 26.2 can also each be qualified as an external link node insofar as, for each, two of the links of the node considered are electrically connected to at least one other electrical network unit 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 through an electric power converter. In the example of Fig. 1, the connection to the electric power converter is made by means of an electric cut-off device. In the example of Fig. 11 A, the connection to the electrical power converter is made without a specific electrical cut-off device, that is to say without the presence of a component separate from the electrical power converter which could act as an electrical cut-off device.
[0067] Cependant, une unité de réseau au sens de l’invention pourrait comporter aussi au moins un nœud de liaison qui serait qualifié d’interne, sous la forme d’un point de l’unité de réseau comportant trois ou plus liaisons distinctes qui seraient toutes connectées électriquement entre elles de manière continue et qui seraient chacune reliées à d’autres points ou dispositifs distincts (par exemple des conducteurs électriques) de la même unité de réseau. However, a network unit within the meaning of the invention could also comprise at least one link node which would be qualified as internal, in the form of a point of the network unit comprising three or more distinct links. which would all be electrically connected to each other in a continuous manner and which would each be connected to other distinct points or devices (for example electrical conductors) of the same network unit.
[0068] Le nœud de liaison 26.1 illustré aux Figs. 1 et 2 est réalisé sous la forme d’un bus électrique et comporte une première liaison 26.11 qui est reliée électriquement à une extrémité proximale d’un premier conducteur électrique 21 d’une première ligne de transmission de puissance de l’unité de réseau électrique considérée, avec interposition d’un premier dispositif de coupure électrique 28.11, associé à la première liaison 26.11, qui possède un état ouvert et un état fermé. On retrouve le même agencement pour le premier nœud de liaison 26.1 de l’exemple des Figs. 11 A et 11 B. Dans son état fermé, le premier dispositif de coupure électrique 28.11 permet la circulation d’un premier flux de puissance P26.11 entre le nœud de liaison considéré et le premier conducteur 21 , dans la première liaison 26.11. Ce premier flux de puissance P26.11 correspond, en service normal et l’absence de défaut, à celui qui circule dans le premier conducteur 21. Dans son état ouvert, le premier dispositif de coupure électrique 28.11 interrompt la circulation de toute puissance électrique entre le nœud de liaison considéré et le premier conducteur 21, dans la première liaison 26.11. The link node 26.1 illustrated in Figs. 1 and 2 is made in the form of an electrical bus and has a first link 26.11 which is electrically connected to a proximal end of a first electrical conductor 21 of a first power transmission line of the network unit electrical considered, with the interposition of a first electrical switching device 28.11, associated with the first link 26.11, which has an open state and a closed state. The same arrangement is found for the first link node 26.1 of the example of Figs. 11 A and 11 B. In its closed state, the first electrical cut-off device 28.11 allows the circulation of a first power flow P26.11 between the link node in question and the first conductor 21, in the first link 26.11. This first power flow P26.11 corresponds, in normal service and the absence of a fault, to that which circulates in the first conductor 21. In its open state, the first electrical cut-off device 28.11 interrupts the flow of any electrical power between the link node considered and the first conductor 21, in the first link 26.11.
[0069] Dans le présent texte, un dispositif de coupure électrique peut comprendre un ou plusieurs appareils de coupure de courant, agencés en parallèle et/ou en série entre un point d’entrée du dispositif et un point de sortie du dispositif. Dans l’état ouvert, un dispositif de coupure électrique empêche la circulation du courant au travers du dispositif. Dans un état fermé, un dispositif de coupure électrique permet la circulation d’un courant électrique au travers du dispositif. Un dispositif de coupure électrique peut comprendre un ou plusieurs appareils de type disjoncteur, optimisé pour interrompre un courant établi, et/ou un ou plusieurs appareils de type sectionneur, optimisé pour maintenir une isolation électrique entre ses deux terminaux lorsqu’il est dans un état ouvert. De tels appareils peuvent être des appareils mécaniques, électroniques ou hybrides. In the present text, an electrical cut-off device may comprise one or more power cut-off devices, arranged in parallel and / or in series between an entry point of the device and an exit point of the device. In the open state, an electrical disconnect device prevents current flow through the device. In a closed state, an electrical cut-off device allows electric current to flow through the device. An electrical breaking device may include one or more circuit breaker type devices, optimized to interrupt an established current, and / or one or more disconnector type devices, optimized to maintain electrical isolation between its two terminals when it is in a state. open. Such devices can be mechanical, electronic or hybrid devices.
[0070] De préférence, le premier dispositif de coupure électrique 28.11 est de type mécanique, dans lequel la coupure électrique correspond à un écartement mécanique de deux électrodes. Preferably, the first electrical cut-off device 28.11 is of the mechanical type, in which the electrical cut corresponds to a mechanical separation of two electrodes.
[0071] Sur la Fig. 1, on voit que ce premier conducteur électrique 21 est relié, par son extrémité distale, au quatrième terminal 14.4 de l’unité de réseau HVDC 12, ici par l’intermédiaire d’un quatrième bus électrique 26.4 de l’unité de réseau HVDC 12. Dans cet exemple, un dispositif de coupure électrique 28.41 est interposé entre l’extrémité distale du premier conducteur électrique 21 et une liaison 26.41 du quatrième bus électrique 26.4. De préférence, notamment pour des raisons de coût réduit, le dispositif de coupure électrique 28.41 qui assure l’interruption du flux de puissance dans la quatrième liaison du nœud du troisième bus électrique 26.3 est un dispositif de coupure électrique de type mécanique. Ainsi, le premier conducteur électrique 21 est susceptible d’être entièrement isolé, à chacune de ses deux extrémités, par l’intermédiaire d’un dispositif de coupure électrique de type mécanique qui assure l’interruption du flux de puissance entre le premier conducteur électrique 21 et le reste de l’infrastructure. Dans l’exemple particulier de la Fig. 1 , le quatrième terminal 14.4 est relié électriquement à une quatrième autre unité de réseau électrique 16.4.[0071] In FIG. 1, it can be seen that this first electrical conductor 21 is connected, by its distal end, to the fourth terminal 14.4 of the HVDC network unit 12, here by means of a fourth electrical bus 26.4 of the HVDC network unit 12. In this example, an electrical switching device 28.41 is interposed between the distal end of the first electrical conductor 21 and a link 26.41 of the fourth electrical bus 26.4. Preferably, in particular for reasons of reduced cost, the electrical cut-off device 28.41 which ensures the interruption of the power flow in the fourth link of the node of the third electrical bus 26.3 is an electrical cut-off device of the mechanical type. Thus, the first electrical conductor 21 is capable of being fully insulated, at each of its two ends, by means of an electrical switching device of mechanical type which ensures the interruption of the flow of power between the first electrical conductor. 21 and the rest of the infrastructure. In the particular example of FIG. 1, the fourth terminal 14.4 is electrically connected to a fourth further electrical network unit 16.4.
De ce fait, le nœud de liaison 26.4 est un nœud de liaison externe. Dans l’exemple, mais cela est facultatif, un dispositif de coupure électrique 28.43 est interposé entre le quatrième bus électrique 26.4 et le quatrième terminal 14.4. Therefore, link node 26.4 is an external link node. In the example, but this is optional, an electrical cut-off device 28.43 is interposed between the fourth electrical bus 26.4 and the fourth terminal 14.4.
[0072] Bien que non représenté sur la Fig. 1, il est possible de prévoir, aux extrémités de ce premier conducteur 21, par exemple à chaque extrémité de ce premier conducteur, une inductance de protection qui peut être réalisée sous la forme d’un composant inductif dédié, tel qu’une bobine. De telles inductions de protection jouent le rôle de limiteur de courant de type inductif, et pourront être prévues notamment si le premier conducteur 21 présente en lui-même une faible inductance équivalente. De manière connue en soit, d’autres paramètres peuvent être pris en compte pour déterminer la nécessité de la présence d’une telle inductance de protection, comme par exemple le type et/ou le nombre des conducteurs adjacents reliés à d’autres liaisons du nœud considéré, et/ou le nombre et/la puissance du ou des convertisseurs de puissance électrique reliés à d’autres liaisons du nœud considéré. Although not shown in FIG. 1, it is possible to provide, at the ends of this first conductor 21, for example at each end of this first conductor, a protective inductance which can be produced in the form of a dedicated inductive component, such as a coil. Such protective inductions play the role of inductive type current limiter, and could be provided in particular if the first conductor 21 in itself has a low equivalent inductance. In a manner known per se, other parameters can be taken into account to determine the need for the presence of such a protection inductor, such as for example the type and / or the number of adjacent conductors connected to other connections of the node considered, and / or the number and / the power of the electrical power converter (s) connected to other links of the node considered.
[0073] Le nœud de liaison 26.1 illustré aux Figs. 1 et 2 comporte une deuxième liaison 26.12 qui, dans cet exemple, est reliée électriquement à un deuxième conducteur électrique 22, appartenant à une deuxième ligne de transmission de puissance de l’unité de réseau HVDC 12. Dans d’autres modes de réalisation, tel que celui de la Fig. 11 , la deuxième liaison 26.12 pourrait être reliée électriquement à une autre unité de réseau électrique, par exemple de la manière décrite en relation avec la troisième liaison de l’exemple de la Fig. 1, ou de la manière qui sera décrite en relation avec l’exemple des Figs. 11 A et 11 B. Dans les deux cas, le passage d’un deuxième flux de puissance électrique P26.12 est permis au travers de la deuxième liaison 26.12. Ce deuxième flux de puissance P26.12 est commandé par au moins un deuxième dispositif de coupure électrique 28.12, associé à la deuxième liaison 26.12, qui possède un état ouvert et un état fermé. Dans l’exemple de la Fig. 1 , le deuxième dispositif de coupure électrique 28.12 est interposé entre la deuxième liaison 26.12 et le deuxième conducteur électrique 22. The link node 26.1 illustrated in Figs. 1 and 2 comprises a second link 26.12 which, in this example, is electrically connected to a second electrical conductor 22, belonging to a second power transmission line of the HVDC network unit 12. In other embodiments, such as that of FIG. 11, the second link 26.12 could be electrically connected to another electrical network unit, for example in the manner described in relation to the third link of the example of FIG. 1, or in the manner which will be described in relation to the example of FIGS. 11 A and 11 B. In both cases, the passage of a second flow of electrical power P26.12 is allowed through the second link 26.12. This second flow of power P26.12 is controlled by at least a second electrical cut-off device 28.12, associated with the second link 26.12, which has an open state and a closed state. In the example of FIG. 1, the second electrical cut-off device 28.12 is interposed between the second link 26.12 and the second electrical conductor 22.
[0074] Dans l’exemple de la Fig. 1 , on voit que ce deuxième conducteur électrique 22 est relié, par son extrémité distale, au troisième terminal 14.3 de l’unité de réseau HVDC 12, ici par l’intermédiaire d’un troisième bus électrique 26.3 de l’unité de réseau HVDC 12. Dans cet exemple, un dispositif de coupure électrique 28.31 est interposé entre l’extrémité distale du deuxième conducteur électrique 22 et une liaison 26.31 du troisième bus électrique 26.3. Dans l’exemple particulier, le troisième terminal 14.3 est relié électriquement à une troisième autre unité de réseau électrique 16.3. De ce fait, le troisième bus électrique 26.3 est un nœud de liaison externe. Un dispositif de coupure électrique 28.33 est interposé entre le troisième bus électrique 26.3 et le troisième terminal 14.3. [0074] In the example of FIG. 1, it can be seen that this second electrical conductor 22 is connected, by its distal end, to the third terminal 14.3 of the HVDC network unit 12, here by means of a third electrical bus 26.3 of the HVDC network unit 12. In this example, an electrical switching device 28.31 is interposed between the distal end of the second electrical conductor 22 and a link 26.31 of the third electrical bus 26.3. In the particular example, the third terminal 14.3 is electrically connected to a third other electrical network unit 16.3. Therefore, the third electric bus 26.3 is an external link node. An electrical cut-off device 28.33 is interposed between the third electrical bus 26.3 and the third terminal 14.3.
[0075] Il est possible de prévoir, aux extrémités de ce deuxième conducteur 22, par exemple à chaque extrémité de ce deuxième conducteur, une inductance de protection qui peut être réalisée sous la forme d’un composant inductif dédié, tel qu’une bobine. It is possible to provide, at the ends of this second conductor 22, for example at each end of this second conductor, a protective inductance which can be produced in the form of a dedicated inductive component, such as a coil .
[0076] Le nœud de liaison 26.1 illustré aux Figs. 1 et 2 comporte aussi une troisième liaison 26.13. Dans cet exemple, la troisième liaison 26.13 est reliée électriquement à une autre unité de réseau électrique. Dans d’autres modes de réalisation, la troisième liaison 26.13 pourrait être reliée électriquement à un autre conducteur d’une autre ligne de transmission de puissance électrique, par exemple de la manière décrite ci-dessus en relation avec la deuxième liaison. Dans les deux cas, le passage d’un troisième flux de puissance électrique P26.13 est permis au travers de la troisième liaison 26.13. Ce troisième flux de puissance P26.13 est commandé par au moins un troisième dispositif de coupure électrique 28.13, associé à la troisième liaison, qui possède un état ouvert et un état fermé. [0077] Dans l’exemple particulier des Figs. 1 et 2, la troisième liaison 26.13 est reliée électriquement à une première parmi les autres unités de réseau électrique 16.1 , au niveau du premier terminal 14.1. De ce fait, le nœud de liaison 26.1 est un nœud de liaison externe. Dans cet exemple, la troisième liaison 26.13 est donc reliée électriquement à un convertisseur de puissance électrique 18.1 vers une autre unité de réseau électrique. Elle peut donc être qualifiée de liaison externe. Dans l’exemple de la Fig. 1, le troisième dispositif de coupure électrique 28.13 est réalisé sous la forme d’un dispositif de coupure de courant sous tension continue qui est interposé entre la troisième liaison 26.13 et le convertisseur de puissance électrique 18.1. Le troisième dispositif de coupure électrique 28.13 comporte ici au moins un appareil de coupure électrique distinct du convertisseur de puissance électrique 18.1. On a illustré le même agencement pour tous les autres nœuds de liaison externes de l’unité de réseau HVDC 12 de la Fig. 1. The link node 26.1 illustrated in Figs. 1 and 2 also includes a third link 26.13. In this example, the third link 26.13 is electrically connected to another power grid unit. In other embodiments, the third link 26.13 could be electrically connected to another conductor of another electric power transmission line, for example as described above in relation to the second link. In both cases, the passage of a third flow of electrical power P26.13 is allowed through the third link 26.13. This third power flow P26.13 is controlled by at least a third electrical cut-off device 28.13, associated with the third link, which has an open state and a closed state. In the particular example of Figs. 1 and 2, the third link 26.13 is electrically connected to a first among the other electrical network units 16.1, at the level of the first terminal 14.1. Therefore, link node 26.1 is an external link node. In this example, the third link 26.13 is therefore electrically connected to an electric power converter 18.1 to another electrical network unit. It can therefore be qualified as an external link. In the example of FIG. 1, the third electrical cut-off device 28.13 is produced in the form of a DC voltage current cut-off device which is interposed between the third link 26.13 and the electrical power converter 18.1. The third electrical cut-off device 28.13 here comprises at least one electrical cut-off device separate from the electrical power converter 18.1. The same arrangement has been illustrated for all other external link nodes of the HVDC network unit 12 of FIG. 1.
[0078] Cependant, pour l’un ou l’autre, ou plusieurs de ces nœuds de liaison externes, ou tous, on pourrait prévoir qu’une liaison externe soit reliée électriquement à un convertisseur de puissance électrique vers une autre unité de réseau électrique, sans dispositif de coupure de courant sous tension continue interposé entre la liaison externe, par exemple la troisième liaison 26.13, et le convertisseur de puissance électrique 18.1. Dans un tel cas, le convertisseur de puissance peut former aussi le dispositif de coupure électrique associé à la liaison externe considérée, ici le troisième dispositif de coupure électrique. En d’autres termes, dans une telle variante, le convertisseur de puissance serait structuré pour pouvoir assurer la fonction de coupure de courant, sans qu’il soit alors nécessaire de prévoir un appareil distinct. However, for one or the other, or more of these external link nodes, or all, provision could be made for an external link to be electrically connected to an electric power converter to another electrical network unit. , without a DC voltage current cutting device interposed between the external link, for example the third link 26.13, and the electric power converter 18.1. In such a case, the power converter can also form the electrical cut-off device associated with the external link in question, here the third electrical cut-off device. In other words, in such a variant, the power converter would be structured so as to be able to perform the power cut function, without it then being necessary to provide a separate device.
[0079] Un tel cas se trouve dans l’exemple des Figs. 11 A et 11 B. [0079] Such a case is found in the example of Figs. 11 A and 11 B.
[0080] Dans l’exemple de la Fig. 1, et aussi dans le mode de réalisation de la Fig. [0080] In the example of FIG. 1, and also in the embodiment of FIG.
11 A, on remarque qu’un dispositif de coupure de courant 29.1, que l’on qualifiera dispositif de coupure extérieur par rapport à l’unité de réseau HVDC 12 considérée, est agencé électriquement entre le convertisseur de puissance électrique 18.1 vers la première autre unité de réseau électrique 16.1 et cette même autre unité de réseau électrique 16.1 à proprement parler. Dans le cas où l’autre unité externe est un réseau sous tension alternative, le dispositif de coupure extérieur 29.1 est un dispositif de coupure sous tension alternative. Comme on le verra plus loin, le dispositif de coupure extérieur 29.1 peut aussi être utilisé pour commander le flux de puissance P26.13 dans la liaison externe du nœud de liaison considéré, donc ici dans la troisième liaison du premier nœud de liaison. Ceci pourra notamment être mise en œuvre pour les cas où l’on souhaite pouvoir se passer d’un dispositif de coupure de courant sous tension continue dans la liaison externe d’un nœud de liaison, ici la troisième liaison 26.13. 11 A, we note that a current cut-off device 29.1, which will be termed an external cut-off device with respect to the HVDC network unit 12 considered, is electrically arranged between the electric power converter 18.1 towards the first other power grid unit 16.1 and this same other power grid unit 16.1 strictly speaking. If the other outdoor unit is an AC voltage network, the control device external cut-off 29.1 is an AC voltage cut-off device. As will be seen later, the external cut-off device 29.1 can also be used to control the power flow P26.13 in the external link of the link node considered, therefore here in the third link of the first link node. This could in particular be implemented for cases where it is desired to be able to do without a DC voltage current cutting device in the external link of a link node, here the third link 26.13.
[0081] Cependant, on note que le nœud de liaison 26.1 pourrait être un nœud de liaison interne pour lequel la troisième liaison 26.3 serait reliée électriquement à un autre conducteur électrique de l’unité de réseau électrique considérée, avec en réalité toutes les liaisons du nœud de liaison qui seraient reliées à des conducteurs électriques ou des bus électriques de l’unité de réseau HVDC 12 considérée. Dans un tel cas, la troisième liaison 26.3 ne serait pas considérée comme une liaison externe, mais comme une liaison interne du nœud de liaison considéré. However, we note that the link node 26.1 could be an internal link node for which the third link 26.3 would be electrically connected to another electrical conductor of the electrical network unit considered, with in reality all the connections of the link node which would be connected to electrical conductors or electrical buses of the HVDC network unit 12 considered. In such a case, the third link 26.3 would not be considered as an external link, but as an internal link of the link node considered.
[0082] Le nœud de liaison 26.1 illustré aux Figs. 1 et 2 comporte une quatrième liaison 26.14 qui est reliée électriquement à un troisième conducteur électrique 23 de l’unité de réseau HVDC 12. Le passage d’un quatrième flux de puissance électrique P26.14 est permis au travers de la quatrième liaison 26.14. Ce quatrième flux de puissance P26.14 est commandé par au moins un quatrième dispositif de coupure électrique 28.14, associé à la quatrième liaison 26.14, qui possède un état ouvert et un état fermé. Dans l’exemple de la Fig. 1, le quatrième dispositif de coupure électrique 28.14 est interposé entre la quatrième liaison 26.14 et le troisième conducteur électrique 23. Dans l’exemple, on voit que ce troisième conducteur électrique 23 est relié, par son extrémité distale, au deuxième terminal 14.2 de l’unité de réseau HVDC 12, ici par l’intermédiaire d’un deuxième bus électrique 26.2 de l’unité de réseau HVDC 12. Dans cet exemple, l’extrémité distale du troisième conducteur électrique 23 est reliée à une liaison 26.21 du deuxième bus électrique 26.2, sans interposition d’un dispositif de coupure électrique. En revanche, le deuxième bus électrique 26.2 comporte aussi une liaison 26.22 reliée électriquement à une deuxième autre unité de réseau électrique 16.2, avec interposition d’un dispositif de coupure électrique 28.22. De ce fait, le deuxième bus électrique 26.2 est aussi un nœud de liaison externe. Il est possible de prévoir, aux extrémités de ce troisième conducteur 23, par exemple à chaque extrémité de ce troisième conducteur, une inductance de protection qui peut être réalisée sous la forme d’un composant inductif dédié, tel qu’une bobine. The link node 26.1 illustrated in Figs. 1 and 2 has a fourth link 26.14 which is electrically connected to a third electrical conductor 23 of the HVDC network unit 12. The passage of a fourth flow of electrical power P26.14 is allowed through the fourth link 26.14. This fourth power flow P26.14 is controlled by at least a fourth electrical cut-off device 28.14, associated with the fourth link 26.14, which has an open state and a closed state. In the example of FIG. 1, the fourth electrical switching device 28.14 is interposed between the fourth connection 26.14 and the third electrical conductor 23. In the example, it can be seen that this third electrical conductor 23 is connected, by its distal end, to the second terminal 14.2 of the HVDC network unit 12, here via a second electrical bus 26.2 of the HVDC network unit 12. In this example, the distal end of the third electrical conductor 23 is connected to a link 26.21 of the second bus electric 26.2, without the interposition of an electric cut-off device. On the other hand, the second electric bus 26.2 also comprises a link 26.22 electrically connected to a second other electrical network unit 16.2, with the interposition of an electrical cut-off device. 28.22. Therefore, the second electric bus 26.2 is also an external link node. It is possible to provide, at the ends of this third conductor 23, for example at each end of this third conductor, a protective inductance which can be produced in the form of a dedicated inductive component, such as a coil.
[0083] De préférence, notamment pour des raisons de coût réduit, chacun des dispositifs de coupure électrique qui assure l’interruption du flux de puissance dans chaque liaison du nœud considéré est un dispositif de coupure électrique de type mécanique. Preferably, in particular for reasons of reduced cost, each of the electrical cut-off devices which ensures the interruption of the power flow in each link of the node in question is an electrical cut-off device of the mechanical type.
[0084] Dans l’exemple illustré à la Fig. 1, on peut voir que le deuxième terminal 14.2 est relié, au sein de l’unité de réseau HVDC 12, uniquement au premier terminal 14.1 l’unité de réseau HVDC 12, ici par le troisième conducteur électrique 23. [0084] In the example illustrated in FIG. 1, it can be seen that the second terminal 14.2 is connected, within the HVDC network unit 12, only to the first terminal 14.1 and the HVDC network unit 12, here by the third electrical conductor 23.
[0085] A contrario, dans l’exemple illustré à la Fig. 1, l’unité de réseau HVDC 12 comporte un autre conducteur électrique 24 qui est relié, par une première extrémité, au troisième terminal 14.3 de l’unité de réseau HVDC 12, ici par l’intermédiaire du troisième bus électrique 26.3. Dans cet exemple, un dispositif de coupure électrique 28.32 est interposé entre la première extrémité de cet autre conducteur électrique 24 et une liaison 26.32 du troisième bus électrique 26.3. Cet autre conducteur électrique 24 est relié, par sa seconde extrémité, au quatrième terminal 14.4 de l’unité de réseau HVDC 12, ici par l’intermédiaire du quatrième bus électrique 26.4. Dans cet exemple, un dispositif de coupure électrique 28.42 est interposé entre la seconde extrémité de cet autre conducteur électrique 24 et une liaison 26.42 du quatrième bus électrique 26.4. On the contrary, in the example illustrated in FIG. 1, the HVDC network unit 12 has a further electrical conductor 24 which is connected, at a first end, to the third terminal 14.3 of the HVDC network unit 12, here via the third electrical bus 26.3. In this example, an electrical switching device 28.32 is interposed between the first end of this other electrical conductor 24 and a link 26.32 of the third electrical bus 26.3. This other electrical conductor 24 is connected, by its second end, to the fourth terminal 14.4 of the HVDC network unit 12, here via the fourth electrical bus 26.4. In this example, an electrical switching device 28.42 is interposed between the second end of this other electrical conductor 24 and a link 26.42 of the fourth electrical bus 26.4.
Similairement, il est possible de prévoir, aux extrémités de cet autre conducteur 24, par exemple à chaque extrémité, une inductance de protection qui peut être réalisée sous la forme d’un composant inductif dédié, tel qu’une bobine. Similarly, it is possible to provide, at the ends of this other conductor 24, for example at each end, a protective inductor which can be produced in the form of a dedicated inductive component, such as a coil.
[0086] Dans l’exemple des Figs 11 A et 11 B, les deux nœuds de liaison ont un agencement identique. En prenant par exemple le premier nœud de liaison 26.1 illustré aux Figs. 11 A et 11 B, on voit qu’il comporte une deuxième liaison 26.12 et une troisième liaison 26.13 qui sont reliées électriquement chacune respectivement à une 16.1, 16.1b des autres unités de réseau électrique, chacune par son propre convertisseur de puissance électrique 18.1, 18.1b. De ce fait, le nœud de liaison 26.1 est un nœud de liaison externe. Dans cet exemple chacune de la deuxième liaison et de la troisième liaison externe est une liaison externe qui est reliée électriquement au convertisseur de puissance électriqueIn the example of Figs 11 A and 11 B, the two link nodes have an identical arrangement. Taking for example the first link node 26.1 illustrated in Figs. 11 A and 11 B, it can be seen that it has a second link 26.12 and a third link 26.13 which are each electrically connected respectively to one 16.1, 16.1b of the other electrical network units, each by its own electric power converter 18.1, 18.1b. From this indeed, link node 26.1 is an external link node. In this example each of the second link and of the third external link is an external link which is electrically connected to the electric power converter.
18.1, 18.1b associé sans dispositif de coupure de courant sous tension continue interposé entre la liaison externe et le convertisseur de puissance associé. Ce dernier peut former un dispositif de coupure électrique associé à la liaison externe considérée. En d’autres termes, dans une telle variante, le convertisseur de puissance peut avantageusement être structuré pour pouvoir assurer la fonction de coupure de courant, sans qu’il soit alors nécessaire de prévoir un appareil distinct. Cependant, dans cet exemple on remarque qu’un dispositif de coupure de courant 29.1 , 29.1 b, que l’on qualifiera dispositif de coupure extérieur par rapport à l’unité de réseau HVDC 12 considérée, est agencé électriquement, dans chacune des autres unité de réseau électrique 16.1, 16.1b, entre le convertisseur de puissance électrique 18.1, 18.1b vers unité de réseau électrique18.1, 18.1b associated without a DC voltage current cutting device interposed between the external link and the associated power converter. The latter can form an electrical cut-off device associated with the external link in question. In other words, in such a variant, the power converter can advantageously be structured to be able to perform the power cut function, without it then being necessary to provide a separate device. However, in this example it is noted that a current cut-off device 29.1, 29.1 b, which will be referred to as an external cut-off device with respect to the HVDC network unit 12 considered, is electrically arranged in each of the other units. from the electrical network 16.1, 16.1b, between the electrical power converter 18.1, 18.1b to the electrical network unit
16.1, 16.1b et cette même autre unité de réseau électrique 16.1, 16.1b à proprement parler. Dans le cas où l’autre unité externe 16.1, 16.1b est un réseau sous tension alternative, le dispositif de coupure extérieur 29.1 est un dispositif de coupure sous tension alternative. Ainsi, le dispositif de coupure extérieur 29.1, 29.1b peut aussi être utilisé pour commander le flux de puissance dans chacune des deux liaisons externes du nœud de liaison considéré, donc ici respectivement dans la deuxième 26.12 et la troisième liaison 26.13 du premier nœud de liaison. Ceci permet de se passer d’un dispositif de coupure de courant sous tension continue dans ces deux liaisons externes 26.12, 26.13 du premier nœud de liaison 26.1. 16.1, 16.1b and this same other electrical network unit 16.1, 16.1b itself. In the event that the other external unit 16.1, 16.1b is an AC voltage network, the external switching device 29.1 is an AC voltage switching device. Thus, the external cut-off device 29.1, 29.1b can also be used to control the flow of power in each of the two external links of the link node considered, therefore here respectively in the second 26.12 and the third link 26.13 of the first link node . This eliminates the need for a DC voltage current cutting device in these two external links 26.12, 26.13 of the first link node 26.1.
[0087] Sur la Fig. 2, on a illustré que le dispositif de coupure électrique 28.11, associé à la première liaison 26.11 du premier nœud de liaison, est commandé par un système de commande électronique 30. Dans l’exemple, le système de commande électronique 30 est agencé pour commander plusieurs dispositifs de coupure appartenant notamment à plusieurs nœuds de liaison distincts de l’unité de réseau HVDC 12. Dans certains modes de réalisation, le système de commande électronique 30 sera agencé pour commander tous les dispositifs de coupure de l’unité de réseau HVDC 12. Dans certains modes de réalisation, le système de commande électronique 30 sera agencé pour commander, en plus, d’autres équipements de l’unité de réseau HVDC 12, par exemple des convertisseurs de puissance électrique. Dans certains modes de réalisation, le système de commande électronique 30 sera agencé pour communiquer avec d’autres systèmes de commande électronique, par exemple des systèmes de commande électroniques assurant le commande d’autres unités de réseau, et/ou un système général de commande électronique du réseau. [0087] In FIG. 2, it has been illustrated that the electrical cut-off device 28.11, associated with the first link 26.11 of the first link node, is controlled by an electronic control system 30. In the example, the electronic control system 30 is arranged to control several cut-off devices belonging in particular to several separate connection nodes of the HVDC network unit 12. In certain embodiments, the electronic control system 30 will be arranged to control all the cut-off devices of the HVDC network unit 12 In some embodiments, the electronic control system 30 will be arranged to control, in addition, other equipment of the HVDC network unit 12, for example electric power converters. In certain embodiments, the electronic control system 30 will be arranged to communicate with other electronic control systems, for example electronic control systems providing control of other network units, and / or a general control system. network electronics.
[0088] Dans l’exemple illustré, le système de commande électronique 30 comprend plusieurs unités de commande électronique 30.1, 30.2, 30.3, 30.4, dont chacune est par exemple dédiée à un nœud de liaison de l’unité de réseau HVDC 12, au sens qu’elle assure la commande des équipements électriques associés à ce nœud de liaison, dont par exemple le ou les dispositifs de coupure associés à ce nœud. Chaque unité de commande électronique 30.1, 30.2, 30.3, 30.4 peut avantageusement être localisée à proximité immédiate du nœud de liaison auquel elle est dédiée. Dans l’exemple, une unité de commande électronique 30.1, 30.2, 30.3, 30.4 est dédiée à un nœud de liaison unique, mais on peut prévoir qu’une unité de commande électronique soit dédiée à un groupement de plusieurs nœuds de liaison, par exemple un groupement de nœuds de liaison géographiquement proches les uns des autres. In the example illustrated, the electronic control system 30 comprises several electronic control units 30.1, 30.2, 30.3, 30.4, each of which is for example dedicated to a link node of the HVDC network unit 12, at the meaning that it controls the electrical equipment associated with this link node, including for example the breaking device (s) associated with this node. Each electronic control unit 30.1, 30.2, 30.3, 30.4 can advantageously be located in the immediate vicinity of the link node to which it is dedicated. In the example, an electronic control unit 30.1, 30.2, 30.3, 30.4 is dedicated to a single link node, but provision can be made for an electronic control unit to be dedicated to a grouping of several link nodes, for example a grouping of connecting nodes geographically close to each other.
[0089] Dans l’exemple, l’unité de commande électronique 30.1 peut comprendre plusieurs sous-unités électroniques de commande 30.11, 30.12, 30.13, 30.13, dédiées par exemple chacune à un équipement, par exemple chacune à un dispositif de coupure électrique du nœud de liaison auquel l’unité de commande électronique 30.1 est dédiée. Chaque sous-unité de commande électronique 30.11, 30.12, 30.13, 30.14 peut avantageusement être localisée à proximité immédiate du dispositif de coupure 28.11, 28.12, 28.13, 28.14 auquel elle est déliée. Une sous-unité de commande 30.11, 30.12, 30.13, 30.14, et donc à fortiori une unité de commande électronique, et donc à fortiori le système de commande électronique 30, peut comprendre un ou plusieurs processeurs informatiques, de la mémoire informatique, des entrées/sorties informatiques, un ou plusieurs canaux de communication informatiques filaires ou sans fil (par exemple des liaisons séries, des liaisons parallèles, des bus de communication informatique, etc...). Une sous-unité de commande 30.11, 30.12, 30.13, 30.14, et donc à fortiori une unité de commande électronique, et donc à fortiori le système de commande électronique 30, peut comprendre et/ou être reliée à des relais électriques, à des capteurs, notamment des capteurs électriques tels que des voltmètres ou des ampèremètres, à des actionneurs, etc... Une sous-unité de commande 30.11, 30.12, 30.13, 30.14 et donc à fortiori une unité de commande électronique, et donc à fortiori le système de commande électronique 30, peut comprendre et/ou être reliée à des interfaces homme/machine, telles que : écrans de visualisation, témoins lumineux, claviers, boutons, interrupteurs, pointeurs, etc... In the example, the electronic control unit 30.1 can comprise several electronic control sub-units 30.11, 30.12, 30.13, 30.13, for example each dedicated to an item of equipment, for example each to an electrical cut-off device of the link node to which the electronic control unit 30.1 is dedicated. Each electronic control sub-unit 30.11, 30.12, 30.13, 30.14 can advantageously be located in the immediate vicinity of the switching device 28.11, 28.12, 28.13, 28.14 to which it is unbound. A control sub-unit 30.11, 30.12, 30.13, 30.14, and therefore a fortiori an electronic control unit, and therefore a fortiori the electronic control system 30, can comprise one or more computer processors, computer memory, inputs / computer outputs, one or more wired or wireless computer communication channels (for example serial links, parallel links, computer communication buses, etc.). A control sub-unit 30.11, 30.12, 30.13, 30.14, and therefore a fortiori an electronic control unit, and therefore a fortiori the system electronic control 30, may include and / or be connected to electrical relays, to sensors, in particular electrical sensors such as voltmeters or ammeters, to actuators, etc. A control sub-unit 30.11, 30.12 , 30.13, 30.14 and therefore a fortiori an electronic control unit, and therefore a fortiori the electronic control system 30, can include and / or be connected to man / machine interfaces, such as: display screens, indicator lights, keyboards , buttons, switches, pointers, etc ...
[0090] On remarque donc que l’unité de réseau HVDC 12 de la Fig. 1 est une unité de réseau qui est maillée, en ce sens qu’elle présente au moins deux points, ici deux terminaux, qui sont reliés électriquement par deux chemins électriques qui sont au moins en partie distincts. En l’occurrence, le premier terminal 14.1 et le quatrième terminal 14.4 sont reliés par deux chemins électriques distincts. Un premier chemin électrique comporte le premier conducteur électrique, qui ici relie directement le premier bus électrique 26.1 au quatrième bus électrique. Un deuxième chemin électrique relie indirectement le premier bus électrique 26.1 au quatrième bus électrique en passant par le troisième bus électrique 26.3 et comporte le deuxième conducteur électrique 22 et l’autre conducteur électrique 24 de l’unité de réseau HVDC 12. Le premier, le troisième et le quatrième bus électriques sont donc les sommets d’une maille électrique de l’unité de réseau HVDC 12. [0090] It is therefore noted that the HVDC network unit 12 of FIG. 1 is a network unit which is meshed, in the sense that it has at least two points, here two terminals, which are electrically connected by two electrical paths which are at least in part distinct. In this case, the first terminal 14.1 and the fourth terminal 14.4 are connected by two separate electrical paths. A first electrical path comprises the first electrical conductor, which here directly connects the first electrical bus 26.1 to the fourth electrical bus. A second electrical path indirectly connects the first electrical bus 26.1 to the fourth electrical bus via the third electrical bus 26.3 and comprises the second electrical conductor 22 and the other electrical conductor 24 of the HVDC network unit 12. The first, the third and fourth electric buses are therefore the vertices of an electric mesh of the HVDC network unit 12.
[0091] De la sorte, on comprend que, dans l’exemple de la Fig. 1, en fonctionnement normal de l’unité de réseau HVDC 12, de la puissance électrique peut être transmise entre deux terminaux, ici le premier terminal 14.1 et le quatrième terminal 14.4, selon deux chemins électriques qui sont au moins en partie distincts. Ainsi, en cas de défaillance dans une partie de l’un de ces deux chemins qui n’est pas commune avec l’autre chemin, il reste possible de transmettre de la puissance électrique entre les deux terminaux par l’intermédiaire de cet autre chemin électrique, sous réserve de pourvoir isoler électriquement la partie du chemin qui est en défaillance. In this way, it is understood that, in the example of FIG. 1, in normal operation of the HVDC network unit 12, electrical power can be transmitted between two terminals, here the first terminal 14.1 and the fourth terminal 14.4, along two electrical paths which are at least in part distinct. Thus, in the event of failure in a part of one of these two paths which is not common with the other path, it remains possible to transmit electrical power between the two terminals via this other path. electrical, subject to being able to electrically isolate the part of the path which is faulty.
[0092] Cependant, l’unité de réseau HVDC peut prendre d’autres configurations, par exemple une unité de réseau en étoile, ou encore, comme dans l’exemple des Figs. 11 A et 11 B, prendre la forme d’une unité de réseau point à point. [0093] Sur les Fig. 3, 4A et 4B, on a illustré trois configurations de l’unité de réseau HVDC 12 correspondant à différents états de coupure de l’unité de réseau HVDC 12 en cas de défaut le premier conducteur électrique 21. On note ici que c’est par choix arbitraire que l’on choisit de décrire la situation d’un défaut dans le premier conducteur électrique 21 , et que l’on pourrait décrire de manière similaire la situation d’un défaut dans un des autres conducteurs électriques de l’unité de réseau HVDC 12, par exemple dans le deuxième conducteur électrique 22. However, the HVDC network unit can take other configurations, for example a star network unit, or even, as in the example of Figs. 11 A and 11 B, take the form of a point-to-point network unit. In Figs. 3, 4A and 4B, three configurations of the HVDC network unit 12 have been illustrated corresponding to different cut-off states of the HVDC network unit 12 in the event of a fault the first electrical conductor 21. It is noted here that it is by arbitrary choice that one chooses to describe the situation of a fault in the first electrical conductor 21, and that one could similarly describe the situation of a fault in one of the other electrical conductors of the unit of HVDC network 12, for example in the second electrical conductor 22.
[0094] Sur les Figs 1 à 4B, ainsi que sur les Figs. 11 A et 11 B, on a illustré les différents dispositifs de coupure soit dans leur état fermé, laissant passer le courant, auquel cas ils sont représentés sous la forme d’un rectangle plein, soit dans leur état ouvert, interrompant le passage du courant, auquel cas ils sont représentés sous la forme d’un rectangle évidé. Sur la Fig. 1, l’unité de réseau HVDC 12 est dans son état de fonctionnement nominal et tous les dispositifs de coupure sont dans leur état fermé. [0095] Sur la Fig. 2, on a illustré les flux de puissances au niveau du premier nœud de liaison 26.1 en cas d’apparition d’un défaut électrique du type fuite à la terre quelque part dans le premier conducteur électrique 21. Un tel défaut peut par exemple prendre la forme d’un court-circuit entre le premier conducteur électrique 21 et la terre, ou d’un court-circuit entre le premier conducteur électrique 21 et un autre conducteur, par exemple un autre conducteur de la première ligne de transmission de puissance à laquelle appartient le premier conducteur électrique 21. Au moment de l’apparition de ce défaut, le premier conducteur électrique 21 est relié à ce nœud de liaison 26.1 par l’intermédiaire du dispositif de coupure électrique associé 28.11 qui est dans son état fermé laissant passer le courant. Au moins une autre des liaisons du nœud de liaison est reliée à une autre partie du réseau par l’intermédiaire du dispositif de coupure électrique associé qui est dans son état fermé laissant passer le courant. Dans l’exemple illustré à la Fig. 1, toutes les autres liaisons du nœud de liaison sont reliées à une autre partie du réseau (conducteur électrique, convertisseur de puissance, ...) par l’intermédiaire du dispositif de coupure électrique associé qui est dans son état fermé laissant passer le courant. Cette ou ces autre(s) parties du réseau sont sous la tension nominale de service de l’unité de réseau électrique HVDC 12. De la sorte, du fait de l’apparition du défaut électrique dans le premier conducteur électrique 21 , par exemple un défaut électrique de type court-circuit avec la terre, toute la puissance électrique circulant dans ces autres parties de réseaux, et/ou toute l’énergie accumulée dans ces autres parties de réseau, par exemple sous forme inductive ou sous forme capacitive, est susceptible de se détourner pour suivre le chemin de moindre résistance électrique au travers du premier conducteur électrique 21 pour s’évacuer par le défaut apparu dans le premier conducteur électrique 21. Pour éviter cela, il est donc nécessaire d’isoler électriquement le premier conducteur électrique, en interrompant le courant par l’ouverture de certains dispositifs de coupure. In Figs 1 to 4B, as well as in Figs. 11 A and 11 B, the various breaking devices have been illustrated either in their closed state, letting the current flow, in which case they are represented in the form of a solid rectangle, or in their open state, interrupting the flow of current , in which case they are represented as a hollowed-out rectangle. In Fig. 1, the HVDC network unit 12 is in its nominal operating state and all disconnecting devices are in their closed state. [0095] In FIG. 2, the power flows at the level of the first link node 26.1 have been illustrated in the event of the appearance of an electrical fault of the earth leakage type somewhere in the first electrical conductor 21. Such a fault can for example take the form of a short-circuit between the first electrical conductor 21 and the earth, or of a short-circuit between the first electrical conductor 21 and another conductor, for example another conductor of the first power transmission line to which belongs the first electrical conductor 21. At the time of the appearance of this fault, the first electrical conductor 21 is connected to this link node 26.1 by means of the associated electrical cut-off device 28.11 which is in its closed state allowing the passage of the running. At least one other of the links of the link node is connected to another part of the network by means of the associated electrical cut-off device which is in its closed state allowing current to flow. In the example illustrated in FIG. 1, all the other links of the link node are connected to another part of the network (electrical conductor, power converter, etc.) via the associated electrical cut-off device which is in its closed state allowing current to flow . This or these other part (s) of the network are under the nominal operating voltage of the HVDC electrical network unit 12. In this way, due to the appearance of the electrical fault in the first electrical conductor 21, for example an electrical fault of the short-circuit type with the earth, all the electrical power circulating in these other parts of networks, and / or all the energy accumulated in these other parts of the network, for example under inductive form or in capacitive form, is likely to be diverted to follow the path of least electrical resistance through the first electrical conductor 21 to be evacuated through the fault that appeared in the first electrical conductor 21. To avoid this, it is therefore necessary to electrically insulate the first electrical conductor, by interrupting the current by opening certain cut-off devices.
[0096] On a vu que certaines stratégies d’élimination de défauts prévoient, dans un tel cas, l’ouverture de tous les dispositifs de coupure de l’unité de réseau HVDC 12 qui relient l’unité de réseau HVDC 12 à d’autres unités de réseau, ce qui interrompt toute circulation de courant au travers de l’unité de réseau HVDC 12. Cette configuration, illustrée à la Fig. 3, entraîne la coupure de toute transmission de puissance électrique entre les autres unités de réseaux qui sont reliées à chacun des terminaux de l’unité de réseau HVDC 12, donc est très pénalisante. On voit en effet que tous les dispositifs de coupure 28.13, 28.22, 28.33 et 28.43 associés à des liaisons externes, de tous les noeuds de liaison externes de l’unité de réseau HVDC 12, sont ouverts. De plus, les dispositifs de coupure 28.11 et 28.41 aux deux extrémités du conducteur en défaut sont aussi ouverts. En d’autres termes, une telle stratégie applique le même type d’action au niveau de chacun des noeuds de l’unité de réseau HVDC 12, en tous cas au moins de chacun des noeuds externes de l’unité de réseau HVDC 12. Elle est donc non sélective au niveau de l’unité de réseau HVDC 12. Une dite stratégie « partiellement sélective », dans laquelle l’unité de réseau HVDC serait séparée en plusieurs zones de protection, appliquerait le même type d’action au niveau de chacun des noeuds de la zone de protection de l’unité de réseau HVDC, dans laquelle le défaut est apparu, en tous cas au moins de chacun des noeuds externes cette zone de protection. We have seen that certain strategies for eliminating faults provide, in such a case, the opening of all the cut-off devices of the HVDC network unit 12 which connect the HVDC network unit 12 to other network units, which interrupts all current flow through the HVDC network unit 12. This configuration, shown in FIG. 3, causes the cut-off of all transmission of electric power between the other network units which are connected to each of the terminals of the HVDC network unit 12, therefore is very penalizing. It can in fact be seen that all the cut-off devices 28.13, 28.22, 28.33 and 28.43 associated with external links, of all the external link nodes of the HVDC network unit 12, are open. In addition, the cut-off devices 28.11 and 28.41 at both ends of the faulty conductor are also open. In other words, such a strategy applies the same type of action at the level of each of the nodes of the HVDC network unit 12, in any case at least of each of the external nodes of the HVDC network unit 12. It is therefore non-selective at the level of the HVDC network unit 12. A so-called “partially selective” strategy, in which the HVDC network unit is separated into several protection zones, would apply the same type of action at the level of each of the nodes of the protection zone of the HVDC network unit, in which the fault has appeared, in any case at least of each of the nodes external to this protection zone.
[0097] L’invention propose au contraire un procédé d’isolation de défaut qui permet, au moins dans certains cas, de mettre en oeuvre une action d’ouverture ciblée sans nécessiter la mise en oeuvre d’appareils de coupure à action rapide ou surdimensionnés par rapport au pouvoir de coupure qui serait nécessaire pour l’isolation de la majorité des défauts. On the contrary, the invention proposes a fault isolation method which makes it possible, at least in certain cases, to implement a targeted opening action without requiring the use of fast-acting switching devices or oversized in relation to the breaking capacity that would be necessary for the isolation of the majority of faults.
[0098] Tout d’abord, le procédé d’isolation de défaut qui va être décrit ci-après assure une gestion différenciée des actions d’ouverture au niveau de différents noeuds de liaison de l’unité de réseau HVDC, notamment au niveau de différents noeuds de liaison externes de l’unité de réseau HVDC, sous la forme d’actions d’ouverture de type potentiellement différents au niveau de différents noeuds, voire de type potentiellement différent au niveau de chaque nœud. De préférence, le procédé d’isolation de défaut qui va être décrit ci-après assure une gestion différenciée des actions d’ouverture au niveau de chaque nœud de liaison externe de l’unité de réseau HVDC, voire au niveau de chaque nœud de liaison de l’unité de réseau HVDC, sous la forme d’actions d’ouverture de type potentiellement différents au niveau de chaque nœud. Cette gestion différenciée correspond à la capacité du procédé d’isolation de défauts à déclencher des actions d’ouverture de types différents au niveau de différents nœuds de liaison, y compris au niveau de deux nœuds de liaison reliés aux deux extrémités opposées d’un même conducteur électrique présentant un défaut électrique, en déclenchant par exemple une action d’ouverture totale au niveau d’un nœud de liaison et une action d’ouverture ciblée au niveau d’un autre nœud de liaison de la même unité de réseau HVDC, y compris lorsque les deux nœuds de liaison sont reliés respectivement chacun à l’une des deux extrémités opposées d’un même conducteur électrique présentant un défaut électrique. Bien entendu, cette gestion différenciée n’empêche pas que, pour un défaut donné, le procédé conduise à la mise en œuvre d’actions d’ouverture de type identique, c’est-à-dire des actions d’ouverture totale ou des actions d’ouverture ciblée, au niveau de deux nœuds de liaison différents de l’unité de réseau HVDC, y compris au niveau de deux nœuds de liaison reliés respectivement chacun à l’une des deux extrémités opposées d’un même conducteur électrique présentant un défaut électrique, voire au niveau de plus de deux nœuds de liaison différents, voire au niveau de tous les nœuds de liaison de l’unité de réseau HVDC. First of all, the fault isolation method which will be described below ensures a differentiated management of the opening actions at the level of different link nodes of the HVDC network unit, in particular at the level of different external link nodes of the HVDC network unit, in the form of opening actions of potentially different type at the level of different nodes, or even of potentially different type at the level of each node. Preferably, the fault isolation method which will be described below ensures a differentiated management of the opening actions at the level of each external link node of the HVDC network unit, or even at the level of each link node. of the HVDC network unit, in the form of potentially different type of opening actions at each node. This differentiated management corresponds to the capacity of the fault isolation process to trigger opening actions of different types at the level of different link nodes, including at the level of two link nodes connected to two opposite ends of the same one. an electrical conductor exhibiting an electrical fault, for example by triggering a full opening action at one link node and a targeted opening action at another link node of the same HVDC network unit, including included when the two connecting nodes are each connected respectively to one of the two opposite ends of the same electrical conductor exhibiting an electrical fault. Of course, this differentiated management does not prevent, for a given fault, the method leading to the implementation of opening actions of the same type, that is to say total opening actions or targeted opening actions, at the level of two different connecting nodes of the HVDC network unit, including at the level of two connecting nodes respectively each connected to one of the two opposite ends of the same electrical conductor having a electrical fault, or even at more than two different link nodes, or even at all link nodes of the HVDC network unit.
[0099] Ceci est illustré à la Fig. 4A où l’on voit par exemple que tous les dispositifs de coupure associés au quatrième nœud de liaison 26.4 sont maintenus dans leur état fermé, sauf celui qui est associé à la liaison à laquelle est relié le conducteur électrique en défaut, ce qui représente une action d’ouverture ciblée au niveau de ce quatrième nœud de liaison, alors que le procédé d’isolation de défaut a déclenché une action d’ouverture totale au niveau du premier nœud de liaison 26.1 , en provoquant une ouverture d’un dispositif de coupure pour chacune des liaisons du nœud. Un tel procédé d’isolation comporte donc des processus locaux qui déterminent chacun, pour un nœud de liaison donné, le type d’action d’ouverture à mettre en œuvre au niveau de ce nœud de liaison. Deux processus locaux peuvent bien entendu être liés, l’un pouvant par exemple avoir une influence sur l’autre. Cependant, on pourrait prévoir que les deux processus soient indépendants l’un de l’autre quant à la détermination du type de coupure à mettre en œuvre au niveau de leurs nœuds de liaison respectifs. This is illustrated in FIG. 4A where we see for example that all the breaking devices associated with the fourth link node 26.4 are maintained in their closed state, except that which is associated with the link to which is connected the faulty electrical conductor, which represents a targeted opening action at the level of this fourth link node, while the fault isolation process has triggered a full opening action at the level of the first link node 26.1, in causing an opening of a breaking device for each of the links of the node. Such an isolation method therefore comprises local processes which each determine, for a given link node, the type of opening action to be implemented at the level of this link node. Two local processes can of course be linked, one being able for example to have an influence on the other. However, provision could be made for the two processes to be independent of each other as regards the determination of the type of cut to be implemented at their respective link nodes.
[0100] Dans une stratégie d’élimination de défauts selon l’invention, la mise en œuvre de chacun des processus locaux, au niveau de chacun des nœuds, peut conduire, en fonction notamment des caractéristiques du défaut, à ce que, au global, on aboutisse à une action d’ouverture de type identique, totale ou ciblée, au niveau de tous les nœuds de liaison qui sont affectés par le défaut. Dans une telle stratégie, on peut prévoir de ne pas interrompre le courant au niveau des autres nœuds de liaison, non directement affectés par le défaut, ce qui est illustré à la Fig. 4A où l’on voit par exemple que les dispositifs de coupure associés au troisième nœud de liaison sont maintenus dans leur état fermé, alors que le procédé d’isolation de défaut a déclenché une action d’ouverture totale au niveau du premier nœud de liaison 26.1. [0100] In a strategy for eliminating faults according to the invention, the implementation of each of the local processes, at the level of each of the nodes, can lead, depending in particular on the characteristics of the fault, to the fact that, overall , this results in an opening action of the same type, total or targeted, at all the link nodes which are affected by the fault. In such a strategy, provision can be made not to interrupt the current at the level of the other link nodes, not directly affected by the fault, which is illustrated in FIG. 4A where we see for example that the breaking devices associated with the third link node are maintained in their closed state, while the fault isolation method has triggered a total opening action at the first link node 26.1.
[0101] Toutefois, la situation la plus favorable, en cas d’apparition de défaut dans le premier conducteur électrique, est celle d’une coupure sélective telle qu’illustrée à la Fig. 4B dans laquelle on voit que le défaut dans le premier conducteur est isolé en ouvrant seulement les deux dispositifs de coupure 28.11, 28.41 agencés aux deux extrémités du conducteur électrique en défaut. Ceci est mis en œuvre en chacun des deux nœuds de liaison qui sont agencées aux deux extrémités du conducteur dans lequel le défaut électrique est apparu, sous la forme d’une action de protection ciblée dans laquelle, en chacun des deux nœuds, seul le flux de puissance dans la liaison qui est reliée au conducteur en défaut est interrompu. Cependant, la mise en œuvre d’une telle action d’ouverture ciblée, telle qu’elle était envisagée dans l’art antérieur, nécessitait la mise en œuvre d’appareils de coupure à action rapide ou surdimensionnés par rapport au pouvoir de coupure qui serait nécessaire pour l’isolation de la majorité des défauts, donc onéreux. [0101] However, the most favorable situation, in the event of a fault appearing in the first electrical conductor, is that of a selective cut-off as illustrated in FIG. 4B in which it can be seen that the fault in the first conductor is isolated by opening only the two switching devices 28.11, 28.41 arranged at both ends of the faulty electrical conductor. This is implemented in each of the two link nodes which are arranged at both ends of the conductor in which the electrical fault has arisen, in the form of a targeted protective action in which, in each of the two nodes, only the flow power in the link which is connected to the faulty conductor is interrupted. However, the implementation of such a targeted opening action, as envisioned in the prior art, required the implementation fast-acting or oversized breaking devices in relation to the breaking capacity that would be necessary for the isolation of the majority of faults, and therefore expensive.
[0102] On décrira donc maintenant plus en détail un exemple d’un procédé d’isolation du premier conducteur 21 de la première ligne de transmission de puissance dans l’unité de réseau électrique HVDC 12 considérée. [0102] We will therefore now describe in more detail an example of a method of insulating the first conductor 21 of the first power transmission line in the HVDC electrical network unit 12 considered.
[0103] Au niveau d’un nœud de liaison considéré, auquel le premier conducteur est relié, le procédé comporte la surveillance d’au moins un paramètre surveillé relatif au courant et/ou au potentiel électrique dans le premier conducteur 21. Dans l’exemple qui va être décrit, le nœud de liaison considéré est le premier nœud de liaison 26.1. On note ici qu’on s’intéresse au premier conducteur électrique 21 qui est relié à la première liaison 26.11 de ce premier nœud de liaison 26.1. Ceci découle du choix arbitraire de considérer que c’est dans le premier conducteur électrique 21 qu’un défaut électrique apparaît. Si on avait choisi de traiter le cas d’un défaut dans le deuxième conducteur électrique 22, on prévoirait la surveillance d’au moins paramètre surveillé relatif au courant et/ou au potentiel électrique dans le deuxième conducteur électrique 22. At the level of a link node considered, to which the first conductor is connected, the method comprises the monitoring of at least one monitored parameter relating to the current and / or to the electric potential in the first conductor 21. In the example which will be described, the link node considered is the first link node 26.1. We note here that we are interested in the first electrical conductor 21 which is connected to the first link 26.11 of this first link node 26.1. This follows from the arbitrary choice to consider that it is in the first electrical conductor 21 that an electrical fault appears. If we had chosen to deal with the case of a fault in the second electrical conductor 22, we would provide for the monitoring of at least the monitored parameter relating to the current and / or the electrical potential in the second electrical conductor 22.
[0104] De plus, on prévoira avantageusement que ce qui est décrit ici pour le premier nœud de liaison est aussi mis en œuvre pour le nœud de liaison opposé auquel le conducteur électrique en défaut est relié, à savoir, dans l’exemple, le troisième nœud de liaison. In addition, it will advantageously be provided that what is described here for the first link node is also implemented for the opposite link node to which the faulty electrical conductor is connected, namely, in the example, the third link node.
[0105] Bien entendu, on pourra avantageusement prévoir que ce qui est décrit ici pour le premier nœud de liaison est aussi mis en œuvre dans encore d’autres nœuds de l’unité de réseau HVCD 12, notamment les nœuds auxquels au moins un conducteur électrique est relié dans laquelle un défaut est susceptible de survenir. Of course, provision can advantageously be made that what is described here for the first link node is also implemented in yet other nodes of the HVCD network unit 12, in particular the nodes to which at least one conductor is connected in which a fault is likely to occur.
[0106] Préférentiellement, on prévoira que ce qui est décrit ici pour le premier nœud de liaison est aussi mis en œuvre pour tous les nœuds de l’unité de réseau HVCD 12, externes et internes, auxquels au moins un conducteur électrique est relié dans lequel un défaut est susceptible de survenir. Preferably, provision will be made for what is described here for the first link node is also implemented for all the nodes of the HVCD network unit 12, external and internal, to which at least one electrical conductor is connected in which a fault is likely to occur.
[0107] Le procédé comporte tout d’abord une étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique qui est ici pris en exemple. Différents procédés connus peuvent mis en oeuvres, par exemples des procédés tels que décrits dans le document I. Jahn, N. Johannesson et S. Norrga, " Survey of methods for sélective DC fault détection in MTDC grids", 13th IET International Conférence on AC and DC Power Transmission (ACDC 2017), Manchester,The method firstly comprises a step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor which is here taken as an example. Various known methods can be used, for example methods as described in the document I. Jahn, N. Johannesson and S. Norrga, "Survey of methods for selective DC fault detection in MTDC grids", 13th IET International Conférence on AC and DC Power Transmission (ACDC 2017), Manchester,
2017, pp. 1-7, doi: 10.1049/cp.2017.0041. Le procédé peut par exemple comporter une première comparaison de l’au moins un paramètre surveillé par rapport à un premier critère de défaut de conducteur pour ce paramètre surveillé. Typiquement, l’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique retourne au moins une information de présence de défaut ou d’absence de défaut dans ce premier conducteur 21. L’information de présence de défaut ou d’absence de défaut peut être binaire. Cependant, on verra qu’elle peut présenter plus de deux niveaux. 2017, pp. 1-7, doi: 10.1049 / cp.2017.0041. The method may for example include a first comparison of the at least one monitored parameter against a first conductor fault criterion for this monitored parameter. Typically, the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor returns at least one item of information on the presence of a fault or the absence of a fault in this first conductor 21. The information on the presence of a fault or d The absence of fault can be binary. However, we will see that it can have more than two levels.
[0108] L’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique permet de déterminer si une action de coupure doit être mise en oeuvre. Typiquement, l’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique permet de déterminer si au moins le dispositif de coupure électrique 28.11 qui associé à la première liaison 26.11 du premier nœud de liaison 26.1 doit être amené dans son état ouvert. [0108] The step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor makes it possible to determine whether a cutting action must be implemented. Typically, the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor makes it possible to determine whether at least the electrical breaking device 28.11 which associated with the first link 26.11 of the first link node 26.1 must be brought into its open state.
[0109] Le procédé comporte par ailleurs, en plus de l’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique, au moins une étape de détermination de niveau de criticité vis-à-vis du nœud de liaison considéré, ici le premier nœud de liaison 26.1. Le but de cette étape est de déterminer laquelle parmi au moins deux actions d’ouverture différente doit être mise en œuvre au niveau du nœud considéré. Cette étape retourne une information de niveau de criticité du défaut vis-à-vis du nœud de liaison considéré, c’est-à-dire une information relative à la criticité du défaut vis-à-vis du nœud de liaison considéré. L’information de criticité de défaut peut être binaire (par exemple critique ou non critique) ou peut comporter plus de deux niveaux de criticité. The method further comprises, in addition to the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor, at least one step of determining the level of criticality with respect to the link node. considered, here the first link node 26.1. The purpose of this step is to determine which of at least two different opening actions should be implemented at the node in question. This step returns information on the level of criticality of the fault with respect to the link node considered, that is to say information relating to the criticality of the fault with respect to the link node considered. The fault criticality information may be binary (eg critical or non-critical) or may have more than two levels of criticality.
[0110] L’étape de détermination de niveau de criticité est une étape qui est associée à un nœud de liaison auquel est relié le conducteur électrique en défaut, et elle peut donc faire partie d’un processus propre à ce nœud de liaison. [0111] L’étape de détermination de niveau de criticité peut comprendre une comparaison d’au moins un paramètre surveillé par rapport à un critère de criticité de défaut. The criticality level determination step is a step which is associated with a link node to which the faulty electrical conductor is connected, and it can therefore form part of a process specific to this link node. The step of determining the level of criticality can comprise a comparison of at least one monitored parameter with respect to a fault criticality criterion.
[0112] Généralement, le critère de criticité de défaut pourra être déterminé en avance plutôt que en cours de fonctionnement de l’installation. On verra que différentes façons de déterminer ce critère de criticité de défaut, par exemple par des méthodes analytiques, par des méthodes de simulation, par des méthodes expérimentales ou par analyse de données préexistantes. Generally, the fault criticality criterion can be determined in advance rather than during operation of the installation. We will see that there are different ways of determining this fault criticality criterion, for example by analytical methods, by simulation methods, by experimental methods or by analysis of pre-existing data.
[0113] L’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique et l’étape de détermination de niveau de criticité sont mise en oeuvre informatiquement, de préférence dans le système électronique de commande, par exemple dans l’unité électronique de commande 30.1 associée au premier nœud de liaison 26.1. L’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique et / ou l’étape de détermination de niveau de criticité peuvent par exemple être mises en œuvre informatiquement l’une et l’autre, ou l’une ou l’autre, dans la sous-unité électronique de commande 30.11 associée au dispositif de coupure électrique 28.11 qui est associé à la première liaison 26.11 du premier nœud de liaison 26.1. Dans un mode de réalisation, l’une parmi l’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique ou l’étape de détermination de niveau de criticité peut être mise en œuvre informatiquement dans la sous-unité électronique de commande 30.11 associée au dispositif de coupure électrique 28.11 qui est associé à la première liaison 26.11 du premier nœud de liaison 26.1, tandis que l’autre des deux étapes peut être mise en œuvre informatiquement dans l’unité électronique de commande 30.1 associée au premier nœud de liaison 26.1 , voire dans le système électronique de commande 30, en dehors de la sous-unité électronique de commande 30.11 associée au dispositif de coupure électrique 28.11 qui est associé à la première liaison 26.11 du premier nœud de liaison 26.1. The step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor and the step of determining the level of criticality are implemented by computer, preferably in the electronic control system, for example in the 30.1 electronic control unit associated with the first link node 26.1. The step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor and / or the step of determining the level of criticality can for example be implemented by computer both, or both. or the other, in the electronic control sub-unit 30.11 associated with the electrical cut-off device 28.11 which is associated with the first link 26.11 of the first link node 26.1. In one embodiment, one of the step of detecting the occurrence of a defect in the first electrical conductor or the step of determining the criticality level may be implemented by computer in the electronic subunit. control 30.11 associated with the electrical cut-off device 28.11 which is associated with the first link 26.11 of the first link node 26.1, while the other of the two steps can be implemented by computer in the electronic control unit 30.1 associated with the first link node 26.1, or even in the electronic control system 30, outside the electronic control sub-unit 30.11 associated with the electrical cut-off device 28.11 which is associated with the first link 26.11 of the first link node 26.1.
[0114] Le critère de criticité de défaut pourra donc être faire partie de données informatiques enregistrées informatiquement dans le système électronique de commande 30, ou accessibles à ce système. [0115] L’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique, et l’étape de détermination de niveau de criticité vis-à-vis du nœud de liaison considéré peuvent être effectuées en fonction de la valeur d’un même paramètre surveillé. En alternative, l’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique, et l’étape de détermination de niveau de criticité peuvent être effectuées en fonction de la valeur de deux paramètres surveillés différents. En pratique, pour l’une ou l’autre des étapes, ou pour l’une et l’autre des étapes, le paramètre surveillé peut être sélectionné parmi l’intensité du courant dans le premier conducteur 21, la dérivée par rapport au temps de l’intensité du courant dans le premier conducteur 21 , le potentiel électrique du premier conducteur 21, et la dérivée par rapport au temps du potentiel électrique du premier conducteur 21, ou leurs combinaisons. Le potentiel électrique du premier conducteur 21 peut typiquement être pris en compte par le biais de la tension entre ce premier conducteur 21 et la terre, ou par le biais de la tension entre ce premier conducteur 21 et un autre conducteur, notamment un autre conducteur de la même ligne de transmission de puissance électrique. [0114] The fault criticality criterion may therefore be part of computer data recorded by computer in the electronic control system 30, or accessible to this system. The step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor, and the step of determining the level of criticality with respect to the link node considered can be carried out as a function of the value. of the same monitored parameter. As an alternative, the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor, and the step of determining the level of criticality can be carried out as a function of the value of two different monitored parameters. In practice, for one or the other of the stages, or for one and the other of the stages, the monitored parameter can be selected from among the intensity of the current in the first conductor 21, the derivative with respect to time of the intensity of the current in the first conductor 21, the electric potential of the first conductor 21, and the derivative with respect to time of the electric potential of the first conductor 21, or their combinations. The electrical potential of the first conductor 21 can typically be taken into account through the voltage between this first conductor 21 and the earth, or through the voltage between this first conductor 21 and another conductor, in particular another conductor of the same electric power transmission line.
[0116] Typiquement, le paramètre surveillé est mesuré, ou déterminé à partir d’une mesure. Ainsi, tel qu’on l’a représenté, on équipe de préférence le premier conducteur électrique 21 d’un appareil de mesure 32.11 délivrant un résultat de mesure utilisé pour la détermination du paramètre surveillé. L’appareil de mesure peut comprendre notamment un voltmètre et/ou un ampèremètre. On notera que, dans certains cas, le paramètre surveillé pour le premier conducteur 21 peut être mesuré ou être déterminé à partir d’une mesure la première liaison 26.11 à laquelle il est raccordé. Ceci sera par exemple possible dans des cas dans lesquels le premier conducteur n’est pas équipé d’inductances de protection à ses extrémités. [0116] Typically, the monitored parameter is measured, or determined from a measurement. Thus, as shown, the first electrical conductor 21 is preferably fitted with a measuring device 32.11 delivering a measurement result used for determining the monitored parameter. The measuring device may in particular include a voltmeter and / or an ammeter. Note that, in some cases, the monitored parameter for the first conductor 21 can be measured or be determined from a measurement of the first link 26.11 to which it is connected. This will for example be possible in cases in which the first conductor is not equipped with protective inductors at its ends.
[0117] Dans le cas où l’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique et l’étape de détermination de niveau de criticité sont effectuées en fonction de la valeur d’un même paramètre surveillé, elles peuvent comprendre chacune une comparaison avec deux niveaux de seuils pour ce paramètre. De même dans ce cas, les deux étapes peuvent retourner une information commune, l’information ayant alors de préférence trois niveaux ou plus de trois niveaux, par exemple au moins les niveaux suivants : absence de défaut, défaut non-critique et défaut critique, ou pouvant être interprétée sous la forme de trois tels niveaux. In the case where the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor and the step of determining the level of criticality are carried out as a function of the value of the same monitored parameter, they can each include a comparison with two threshold levels for that parameter. Likewise in this case, the two steps can return common information, the information then preferably having three levels or more than three levels, for example at least the following levels: absence of fault, non-critical fault and critical fault, or which can be interpreted in the form of three such levels.
[0118] On note que l’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique, et l’étape de détermination de niveau de criticité peuvent être des étapes successives, l’étape de détermination de niveau de criticité étant mise en oeuvre après l’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique. Par exemple, dans certains modes de réalisation, l’étape de détermination de niveau de criticité est effectuée seulement après que l’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique a retourné une information de présence de défaut dans le premier conducteur électrique. En variante, l’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique, et l’étape de détermination de niveau de criticité peuvent être des étapes parallèles. It is noted that the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor, and the step of determining the level of criticality can be successive steps, the step of determining the level of criticality being implemented after the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor. For example, in some embodiments, the criticality level determination step is performed only after the step of detecting the occurrence of a fault in the first electrical conductor has returned fault presence information in the first electrical conductor. the first electrical conductor. Alternatively, the step of detecting the occurrence of a fault in the first electrical conductor, and the step of determining the criticality level may be parallel steps.
[0119] En fonction de l’information de criticité de défaut retournée, vis-à-vis du nœud de liaison, par l’étape de détermination de niveau de criticité, le procédé met en œuvre soit une action d’ouverture ciblée, soit une action d’ouverture totale, telles que décrites ci-dessous. Depending on the fault criticality information returned, with respect to the link node, by the criticality level determination step, the method implements either a targeted opening action, or full opening action, as described below.
[0120] Dans certains cas, en présence d’un défaut jugé critique, le procédé provoque le déclenchement, au niveau du nœud de liaison considéré, d’une action d’ouverture totale du nœud de liaison considéré. [0120] In certain cases, in the presence of a fault considered critical, the method triggers the triggering, at the level of the link node in question, of a total opening action of the link node in question.
[0121] Dans une action d’ouverture totale du nœud considéré, le procédé ne se contente pas, au niveau du nœud de liaison considéré, ici le premier nœud de liaison 26.1, d’ouvrir le dispositif de coupure électrique associé à la première liaison, donc associé au conducteur électrique qui présente le défaut. Plutôt, dans un nœud de liaison comprenant trois liaisons, le procédé provoque à l’interruption de tous les flux de puissance dans toutes les liaisons du nœud.In an action of total opening of the node considered, the method is not satisfied, at the level of the link node considered, here the first link node 26.1, to open the electrical cut-off device associated with the first link , therefore associated with the electrical conductor which has the defect. Rather, in a link node comprising three links, the method causes all power flows in all links of the node to be interrupted.
Dans l’exemple illustré à la Fig. 4A, dans une action d’ouverture totale du nœud de liaison considéré, tous les dispositifs de coupure électrique 28.11, 28.12, 28.13, 28.14 associés à une liaison 26.11, 26.12, 26.13, 26.14 du nœud de liaison 26.1 considéré sont amenés de leur état fermé à leur état ouvert. [0122] Dans l’exemple illustré à la Fig. 11 B, l’action d’ouverture totale du nœud de liaison considéré est opérée en provoquant l’ouverture du dispositif de coupure électrique 28.11 associé à la première liaison 26.11, mais en provoquant aussi l’ouverture des dispositifs de coupure électrique 29.1, 29.1b associés à chacune des deux autres liaisons 26.12, 26.13 du nœud de liaison 26.1 considéré. In the example illustrated in FIG. 4A, in an action of total opening of the link node considered, all the electrical cut-off devices 28.11, 28.12, 28.13, 28.14 associated with a link 26.11, 26.12, 26.13, 26.14 of the link node 26.1 considered are brought from their state closed to their open state. [0122] In the example illustrated in FIG. 11 B, the action of total opening of the link node considered is carried out by causing the opening of the electrical cut-off device 28.11 associated with the first link 26.11, but also by causing the opening of the electrical cut-off devices 29.1, 29.1 b associated with each of the other two links 26.12, 26.13 of the link node 26.1 considered.
[0123] Avantageusement, on prévoira que, dans une action d’ouverture totale du nœud considéré, le premier dispositif de coupure électrique 28.11 , donc celui qui est interposé entre le nœud de liaison considéré et le conducteur électrique dans laquelle se présente le défaut, est amené de son état fermé à son état ouvert après que les flux de puissance électrique P26.12, P26.13, P26.24 au travers des autres liaisons du nœud de liaison considéré, autres que la première liaison 26.11 , ont été interrompus. Cela permet notamment d’aller dans le sens d’une diminution du courant qui devra être coupé dans le premier dispositif de coupure électrique 28.11, qui ne sera plus alimenté par les autres liaisons du nœud de liaison 26.1 considéré. Advantageously, provision will be made for, in a total opening action of the node considered, the first electrical cut-off device 28.11, therefore the one which is interposed between the link node considered and the electrical conductor in which the fault occurs, is brought from its closed state to its open state after the electric power flows P26.12, P26.13, P26.24 through the other links of the link node under consideration, other than the first link 26.11, have been interrupted. This makes it possible in particular to go in the direction of reducing the current which will have to be cut in the first electrical switching device 28.11, which will no longer be supplied by the other links of the link node 26.1 considered.
[0124] De préférence, dans une action d’ouverture totale du nœud considéré, le premier dispositif de coupure électrique 28.11 est amené de son état fermé à son état ouvert après que tous les autres dispositifs de coupure électrique 28.12, 28.13, 28.14 associés à une liaison du nœud de liaison autre que la première liaison 26.11 ont été amenés de leur état fermé à leur état ouvert. Par exemple on pourra prévoir que le procédé ne déclenche l’ouverture du premier dispositif de coupure électrique 28.11 , qui est celui qui est interposé entre le nœud de liaison considéré et le conducteur électrique dans lequel se présente le défaut, qu’après l’interruption du courant électrique dans toutes les autres liaisons du nœud de liaison autre que la première liaison. L’interruption du courant électrique dans une liaison peut être mesurée, par exemple par un ampèremètre agencé dans la liaison. En variante, on pourra prévoir que le procédé ne déclenche l’ouverture du premier dispositif de coupure électrique 28.11 , qu’après l’expiration d’un délai temporel, par exemple compris entre 2 et 50 millisecondes, de préférence entre 5 et 15 millisecondes, suivant le déclenchement de l’ouverture de tous les autres dispositifs de coupure électrique associés à une liaison du nœud de liaison autre que la première liaison. Le but est, dans une telle action d’ouverture totale étagée du nœud considéré, d’interrompre d’abord toute circulation de courant dans toutes les liaisons autres que la première liaison avant de déclencher l’ouverture du premier dispositif de coupure électrique. [0124] Preferably, in a total opening action of the node in question, the first electrical cut-off device 28.11 is brought from its closed state to its open state after all the other electrical cut-off devices 28.12, 28.13, 28.14 associated with a link of the link node other than the first link 26.11 have been brought from their closed state to their open state. For example, provision could be made for the method not to trigger the opening of the first electrical breaking device 28.11, which is the one interposed between the link node in question and the electrical conductor in which the fault occurs, only after the interruption. electric current in all other links of the link node other than the first link. The interruption of the electric current in a link can be measured, for example by an ammeter arranged in the link. As a variant, provision could be made for the method to trigger the opening of the first electrical switching device 28.11 only after the expiration of a time period, for example between 2 and 50 milliseconds, preferably between 5 and 15 milliseconds. , following the triggering of the opening of all the other electrical cut-off devices associated with a link of the link node other than the first link. The goal is, in such an action of total staged opening of the node considered, to first interrupt any current flow in all the links other than the first link before triggering the opening of the first electrical cut-off device.
[0125] Cependant, il se peut que l’étape de détermination de la criticité de défaut retourne une information de défaut non-critique ou faiblement critique. Dans un tel cas, le procédé peut alors déclencher, au niveau du nœud de liaison considéré, une action d’ouverture ciblée, dans lequel le procédé provoque le passage du premier dispositif de coupure électrique 28.11 de son état fermé à son état ouvert, pour isoler électriquement le défaut par rapport au nœud de liaison considéré, tout en maintenant au moins le deuxième et le troisième dispositif de coupure électrique chacun dans leur état fermé. Dans l’exemple de la Fig. 1, cela conduit notamment à permettre de maintenir le deuxième flux de puissance P26.12 et le troisième flux de puissance P26.13 respectivement dans la deuxième et dans la troisième liaison du nœud de liaison considéré. Dans un nœud de liaison comprenant plus de trois liaisons, le procédé peut ainsi maintenir dans leur état fermé tous les dispositifs de coupure électrique 28.12, 28.13, 28.14 qui sont associés à une liaison 26.11, 26.12, 26.13, 26.14 du nœud de liaison 26.1 considéré, autre que la liaison de ce nœud de liaison considéré à laquelle est relié le conducteur électrique en défaut. [0125] However, the step of determining the fault criticality may return non-critical or weakly critical fault information. In such a case, the method can then trigger, at the level of the link node considered, a targeted opening action, in which the method causes the passage of the first electrical breaking device 28.11 from its closed state to its open state, in order to electrically isolating the fault with respect to the link node considered, while maintaining at least the second and the third electrical cut-off device each in their closed state. In the example of Fig. 1, this leads in particular to making it possible to maintain the second power flow P26.12 and the third power flow P26.13 respectively in the second and in the third link of the link node considered. In a link node comprising more than three links, the method can thus maintain in their closed state all the electrical cut-off devices 28.12, 28.13, 28.14 which are associated with a link 26.11, 26.12, 26.13, 26.14 of the link node 26.1 considered. , other than the link of this link node considered to which the faulty electrical conductor is connected.
[0126] Dans l’exemple illustré à la Fig. 11 A, l’action d’ouverture ciblée est opérée en provoquant, au nœud de liaison considéré, uniquement l’ouverture du dispositif de coupure électrique 28.11 associé à la première liaison 26.11, mais sans provoquer l’ouverture des dispositifs de coupure électrique 29.1, 29.1b associés à chacune des deux autres liaisons 26.12, 26.13 du nœud de liaison 26.1 considéré. Dans cette configuration, l’action d’ouverture ciblée permet donc de maintenir respectivement chacune des autres unités de réseau électrique 16.1, 16.1b qui sont reliées à ce nœud en liaison électrique avec l’étage alternatif du convertisseur de puissance électrique 18.1, 18.1b qui lui est associé. Cela permet de limiter les perturbations qui sont induites dans ces autres unités de réseau électrique 16.1, 16.1b. [0126] In the example illustrated in FIG. 11 A, the targeted opening action is performed by causing, at the link node considered, only the opening of the electrical cut-off device 28.11 associated with the first link 26.11, but without causing the opening of the electrical cut-off devices 29.1 , 29.1b associated with each of the other two links 26.12, 26.13 of the link node 26.1 considered. In this configuration, the targeted opening action therefore makes it possible to respectively maintain each of the other electrical network units 16.1, 16.1b which are connected to this node in electrical connection with the AC stage of the electric power converter 18.1, 18.1b that is associated with it. This makes it possible to limit the disturbances which are induced in these other electrical network units 16.1, 16.1b.
[0127] L’organigramme de la Fig. 5 est une illustration qui décrit les principales étapes d’un exemple d’une partie d’un procédé d’isolation d’un premier conducteur d’une première ligne de transmission de puissance dans une unité de réseau électrique considérée. A l’étape 100, le procédé peut commencer par l’étape de détermination de la présence d’un défaut dans un conducteur électrique de l’unité de réseau HVDC 12. A l’étape 110, le procédé peut comporter une étape de détermination du conducteur électrique dans lequel le défaut est apparu. La combinaison de ces deux étapes forme l’étape de détection de l’apparition d’un défaut dans le premier conducteur électrique telle qu’elle a été décrite plus haut. En effet, il est loisible de considérer de manière arbitraire, pour le défaut considéré, que le conducteur électrique dans lequel est apparu le défaut est le premier conducteur électrique 21 au sens de la description ci- dessus. Lors de l’apparition d’un autre défaut dans un autre conducteur relié au même nœud, cet autre conducteur serait alors considéré comme le premier conducteur électrique. [0127] The flowchart of FIG. 5 is an illustration which describes the main steps of an example of a part of a method of insulating a first conductor of a first power transmission line in a considered electrical network unit. In step 100, the process can start with the step of determining the presence of a fault in an electrical conductor of the HVDC network unit 12. In step 110, the method may include a step of determining the electrical conductor in which the fault has appeared. The combination of these two steps forms the step of detecting the appearance of a defect in the first electrical conductor as described above. In fact, it is possible to consider arbitrarily, for the fault considered, that the electrical conductor in which the fault has appeared is the first electrical conductor 21 within the meaning of the above description. When another fault appears in another conductor connected to the same node, this other conductor would then be considered as the first electrical conductor.
[0128] Le procédé comporte alors l’étape 120 qui est une étape de détermination de niveau de criticité du défaut vis-à-vis du nœud de liaison considéré. Comme vu plus haut, cette étape 120 peut être conduite, éventuellement en parallèle, pour plusieurs nœuds de liaison, notamment pour les nœuds de liaison qui sont par exemple à chaque extrémité du conducteur électrique dans lequel le défaut est apparu. Pour le nœud de liaison considéré dans ce graphe, cette étape 120 retourne donc une information de criticité de défaut vis-à-vis du nœud de liaison considéré. Si cette information conduit à considérer que le défaut n’est pas critique, le procédé peut alors se poursuivre à l’étape 130 en déclenchant, au niveau du nœud considéré, une action d’ouverture ciblée dans laquelle, pour le nœud considéré, seul le dispositif de coupure qui est associé à la liaison à laquelle le conducteur en défaut est relié, est amené de son état fermé à son état ouvert. Une fois cette action opérée, le procédé d’isolation peut être considéré comme étant achevé pour le nœud de liaison considéré, ce qui amène à l’étape de fin 140. Si au contraire, l’étape 120 retourne une information de criticité de défaut qui conduit à considérer que le défaut est critique vis-à-vis du nœud de liaison considéré, le procédé peut alors se poursuivre en déclenchant à l’étape 150 une action d’ouverture totale du nœud considéré, telle que décrite plus haut. Comme vu plus haut, cette étape 150 peut comporter une première étape dans laquelle le procédé déclenche l’interruption de tous les flux de puissance dans toutes les liaisons du nœud de liaison considéré autres que la première liaison, par exemple par l’ouverture de tous les autres dispositifs de coupure électrique associés à une liaison du nœud de liaison considéré autre que la première liaison à laquelle est relié le conducteur électrique dans laquelle est apparu le défaut, puis une deuxième étape dans laquelle on déclenche l’ouverture du premier dispositif de coupure électrique 26.11 qui est celui qui est interposé entre le nœud de liaison considéré et le conducteur électrique dans laquelle se présente le défaut. On peut prévoir, entre ces eux étapes, un délai temporel. The method then comprises step 120 which is a step of determining the level of criticality of the defect with respect to the link node considered. As seen above, this step 120 can be carried out, optionally in parallel, for several connection nodes, in particular for the connection nodes which are for example at each end of the electrical conductor in which the fault has appeared. For the link node considered in this graph, this step 120 therefore returns fault criticality information with respect to the link node considered. If this information leads to consider that the fault is not critical, the method can then continue at step 130 by triggering, at the level of the node considered, a targeted opening action in which, for the node considered, only the breaking device which is associated with the link to which the faulty conductor is connected, is brought from its closed state to its open state. Once this action has taken place, the isolation process can be considered to have been completed for the link node considered, which leads to the end step 140. If, on the contrary, step 120 returns fault criticality information which leads to consider that the defect is critical with respect to the link node considered, the method can then continue by triggering in step 150 a total opening action of the node considered, as described above. As seen above, this step 150 may include a first step in which the method triggers the interruption of all the power flows in all the links of the link node considered other than the first link, for example by opening all of them. other electrical cut-off devices associated with a link of the link node considered other than the first link to which is connected the electrical conductor in which the fault appeared, then a second step in which the opening of the first electrical breaking device 26.11 which is the one which is triggered is triggered. is interposed between the link node considered and the electrical conductor in which the fault occurs. A time delay can be provided between these steps.
[0129] A l’issue de cette action d’ouverture totale du nœud considéré, à l’étape 150, on peut considérer que le conducteur électrique dans lequel le défaut est apparu est isolé du reste de l’unité de réseau HVDC 12, et que la circulation d’un courant de défaut a été interrompue. Cependant, du fait du caractère total de l’action d’ouverture au niveau du nœud liaison considéré, les flux de puissance électrique dans l’unité de réseau HVDC 12 peuvent avoir été notablement perturbés. Or, puisque le conducteur électrique dans lequel le défaut est apparu est isolé, on peut prévoir que le procédé, dans une étape 170, referme tous les autres dispositifs de coupure électrique associés à une liaison du nœud de liaison considéré autre que la première liaison à laquelle est relié le conducteur électrique dans laquelle est apparu le défaut. Cela permet éventuellement une remise en service des conducteurs électriques ou autres éléments de réseaux qui ne sont pas affectés par le défaut. Avant de procéder à cette étape 170 de re- fermeture des autres dispositifs de coupure électrique, il peut être préférable prévoir une étape de temporisation 160, dont la durée peut être par exemple comprise entre 20 et 500 millisecondes, par exemple comprise entre 40 et 200 millisecondes. Cette étape de temporisation permet de s’assurer que le premier dispositif de coupure, associé au conducteur en défaut, a bien opéré. De plus, cette temporisation peut être utile pour permettre au dispositif de coupure d’être prêt pour une éventuelle réouverture après fermeture en cas de non-isolation de défaut. Une fois opérée cette étape 170 de re-fermeture des autres dispositifs de coupure électrique, le procédé s’isolation peut être considéré comme étant achevé pour le nœud de liaison considéré, ce qui amène à l’étape de fin 140. On note par ailleurs que, l’information de criticité et/ou le type d’action d’ouverture qui en découle, totale ou ciblée, peuvent être pris en compte par d’autres éléments de l’infrastructure, notamment par des convertisseurs de puissance associés aux nœuds de liaison externes. Par exemple un convertisseur qui aurait été amené à une situation de blocage pourra être débloqué plus ou moins rapidement en fonction de l’information de criticité et/ou du type d’action d’ouverture qui en découle. Cette information peut circuler par le système de commande électronique 30. At the end of this action of total opening of the node in question, in step 150, it can be considered that the electrical conductor in which the fault has appeared is isolated from the rest of the HVDC network unit 12, and that the flow of a fault current has been interrupted. However, due to the total nature of the opening action at the considered link node, the electric power flows in the HVDC network unit 12 may have been significantly disturbed. Now, since the electrical conductor in which the fault has appeared is isolated, provision can be made for the method, in a step 170, to close all the other electrical cut-off devices associated with a link of the link node considered other than the first link to which is connected the electrical conductor in which the fault appeared. This possibly allows the electrical conductors or other network elements that are not affected by the fault to be put back into service. Before proceeding to this step 170 of reclosing the other electrical cut-off devices, it may be preferable to provide a timing step 160, the duration of which may be for example between 20 and 500 milliseconds, for example between 40 and 200. milliseconds. This timing step makes it possible to ensure that the first breaking device, associated with the faulty conductor, has operated correctly. In addition, this time delay can be useful to allow the breaking device to be ready for a possible reopening after closing in the event of non-isolation of the fault. Once this step 170 of re-closing the other electrical cut-off devices has been carried out, the isolation process can be considered to have been completed for the link node considered, which leads to the end step 140. It is further noted that that the criticality information and / or the type of opening action which results from it, total or targeted, can be taken into account by other elements of the infrastructure, in particular by power converters associated with the nodes external links. For example a converter which would have been brought to a blocking situation can be released more or less quickly depending on the criticality information and / or the type of opening action that results from it. This information can circulate through the electronic control system 30.
[0130] Lorsqu’une action d’ouverture, totale ou ciblée, est déclenchée en un nœud de liaison auquel un conducteur électrique en défaut relié, donc à une extrémité du conducteur, le procédé provoque aussi l’ouverture d’au moins un dispositif de coupure électrique à l’autre extrémité du conducteur électrique en défaut. Si cette autre extrémité du conducteur électrique en défaut est reliée à un autre nœud de liaison, on peut appliquer le même processus que celui décrit ci-dessus, mais à cet autre nœud. Ainsi, on peut, en fonction d’une information de criticité de défaut pour cet autre nœud, provoquer au niveau de cet autre nœud, une action d’ouverture ciblée, ou une action d’ouverture totale de cet autre nœud. C’est ce qui est illustré aux Figs. 4A et 4B. On a illustré à la Fig. 4A le cas d’un défaut qui apparait dans le premier conducteur électrique en un point qui est proche du premier nœud de liaison et éloigné du quatrième nœud de liaison et qui, pour cette raison notamment, peut être un défaut critique vis-à-vis du premier nœud de liaison et non critique vis-à-vis du quatrième nœud de liaison. Dans ce cas, le procédé d’isolation a donc conduit à une action d’ouverture totale au niveau du premier nœud de liaison, et, au niveau du quatrième nœud de liaison, à une action d’ouverture ciblée. Une situation similaire est illustrée à la Fig. 11 B dans laquelle le procédé d’isolation a conduit à une action d’ouverture totale au niveau du premier nœud de liaison, et, au niveau du deuxième nœud de liaison, à une action d’ouverture ciblée. [0130] When an opening action, total or targeted, is triggered at a connecting node to which a faulty electrical conductor is connected, therefore at one end of the conductor, the method also causes the opening of at least one device. electrical cutoff at the other end of the faulty electrical conductor. If this other end of the faulty electrical conductor is connected to another link node, the same process as that described above can be applied, but to this other node. Thus, depending on fault criticality information for this other node, we can trigger at this other node, a targeted opening action, or a total opening action of this other node. This is what is illustrated in Figs. 4A and 4B. It is illustrated in FIG. 4A the case of a fault which appears in the first electrical conductor at a point which is close to the first link node and remote from the fourth link node and which, for this reason in particular, may be a critical fault with respect to of the first link node and not critical to the fourth link node. In this case, the isolation process therefore led to a full open action at the first link node, and, at the fourth link node, to a targeted open action. A similar situation is illustrated in Fig. 11 B in which the isolation process resulted in a full open action at the first link node, and, at the second link node, a targeted open action.
[0131] On a illustré à la Fig. 4B le cas d’un défaut qui apparait dans le premier conducteur électrique en un point qui à la fois éloigné du premier nœud de liaison et éloigné du quatrième nœud de liaison (par exemple sensiblement au milieu d’un conducteur aérien très long) et qui, pour cette raison notamment, peut être considéré comme un défaut non critique tant vis-à-vis du premier nœud de liaison que vis-à-vis du quatrième nœud de liaison, conduisant, au niveau de ces deux nœuds de liaison, à une action d’ouverture ciblée. On note que, dans les deux cas, le procédé d’isolation a maintenu fermé les dispositifs de coupure au niveau des autres nœuds de liaison auxquels le conducteur électrique présentant le défaut n’est pas relié, maintenant ainsi les flux de puissance électrique dans ces noeuds de liaison. [0131] It has been illustrated in FIG. 4B the case of a fault which appears in the first electrical conductor at a point which both far from the first link node and far from the fourth link node (for example substantially in the middle of a very long overhead conductor) and which , for this reason in particular, can be considered as a non-critical defect both vis-à-vis the first link node and vis-à-vis the fourth link node, leading, at the level of these two link nodes, to a targeted opening action. It is noted that, in both cases, the isolation process kept the breaking devices closed at the level of the other connecting nodes to which the electrical conductor presenting the fault is not connected, thus maintaining the flow of electrical power in these link nodes.
[0132] Une situation similaire est illustrée à la Fig. 11 A dans laquelle le procédé d’isolation a conduit au niveau du premier et du deuxième nœud de liaison, à une action d’ouverture ciblée dans laquelle le procédé d’isolation a maintenu fermés les dispositifs de coupure externes 29.1, 29.1b associés aux liaison auxquelles le conducteur électrique présentant le défaut n’est pas relié, ces autres liaisons étant des liaisons externes. [0132] A similar situation is illustrated in FIG. 11 A in which the isolation process led at the first and second link node to a targeted opening action in which the isolation process kept closed the external cut-off devices 29.1, 29.1b associated with the connection to which the electrical conductor exhibiting the defect is not connected, these other connections being external connections.
[0133] L’information de criticité de défaut retournée par l’étape de détermination de criticité de défaut, vis-à-vis d’un nœud de liaison considéré, peut être déterminée en fonction d’une prédiction, à partir du paramètre surveillé, de l’évolution du courant au travers du premier dispositif de coupure électrique suite à l’apparition du défaut et de la capacité du premier dispositif de coupure électrique à couper ce courant. En effet, suivant la nature du défaut, notamment suivant sa résistance de défaut, et suivant la position de défaut dans le conducteur électrique, par rapport au nœud de liaison considéré, on peut calculer que l’évolution du courant dans la première liaison, et notamment la vitesse d’évolution du courant dans cette première liaison va être différente. Ainsi, pour deux défauts électriques dans un conducteur électrique donné, que l’on suppose au même endroit du conducteur électrique, un défaut présentant une résistance de défaut plus forte entraînera une variation de courant plus lente qu’un défaut présentant une résistance de défaut comparativement plus faible. De même, pour deux défauts électriques dans un conducteur électrique donné, que l’on suppose ayant la même résistance de défaut, un défaut situé plus loin du nœud de liaison considéré entraînera une variation de courant plus lente qu’un défaut situé comparativement moins loin du nœud de liaison considéré. The fault criticality information returned by the fault criticality determination step, with respect to a link node considered, can be determined as a function of a prediction, from the monitored parameter. , of the evolution of the current through the first electrical cut-off device following the appearance of the fault and of the capacity of the first electrical cut-off device to cut this current. Indeed, according to the nature of the fault, in particular according to its fault resistance, and according to the fault position in the electrical conductor, with respect to the link node considered, it is possible to calculate that the evolution of the current in the first link, and in particular the rate of change of the current in this first link will be different. Thus, for two electrical faults in a given electrical conductor, which are assumed to be at the same location of the electrical conductor, a fault with a higher fault resistance will cause a slower current variation than a fault with a comparatively fault resistance. weaker. Likewise, for two electrical faults in a given electrical conductor, which are assumed to have the same fault resistance, a fault located further from the link node considered will cause a slower current variation than a fault located comparatively less far away. of the link node considered.
[0134] Dans certains modes de réalisation, ledit au moins un paramètre surveillé est une valeur de la dérivée, par rapport au temps, du potentiel électrique du premier conducteur. De préférence, ledit au moins un paramètre surveillé est une valeur de la dérivée, par rapport au temps, du potentiel électrique du premier conducteur à l’extrémité proximale de ce premier conducteur, c’est-à-dire à celle qui est la plus proche du nœud de liaison considéré. Ce potentiel électrique du premier conducteur 21 peut typiquement être pris en compte par le biais de la tension entre ce premier conducteur 21 et la terre, ou par le biais de la tension entre ce premier conducteur 21 et un autre conducteur, notamment un autre conducteur de la même ligne de transmission de puissance électrique. [0134] In certain embodiments, said at least one monitored parameter is a value of the derivative, with respect to time, of the electric potential of the first conductor. Preferably, said at least one monitored parameter is a value of the derivative, with respect to time, of the electrical potential of the first conductor at the proximal end of this first conductor, that is to say at that which is the most close to the link node considered. This electric potential of the first conductor 21 can typically be taken into account by means of the voltage between this first conductor 21 and the earth, or through the voltage between this first conductor 21 and another conductor, in particular another conductor of the same electric power transmission line.
[0135] Dans certains modes de réalisation, on pourra considérer qu’un défaut électrique dans un conducteur électrique, le défaut électrique étant par exemple caractérisé par la combinaison de l'emplacement du défaut et de la résistance de défaut, est hautement critique vis-à-vis d’un nœud de liaison s’il conduit à la génération, dans le conducteur électrique considéré, d’un courant de de défaut qui excède la capacité du dispositif de coupure électrique qui se trouve interposé entre le conducteur électrique et le nœud de liaison considéré. La capacité de coupure du dispositif de coupure électrique peut être définie comme dépendant d’une valeur maximale de l’intensité du courant que ce dispositif de coupure peut interrompre, et d’un temps d’opération du dispositif. En effet, notamment lorsque le dispositif de coupure est un dispositif de coupure mécanique, il faut un certain temps pour que le dispositif de coupure atteigne son état ouvert dans lequel il est effectivement capable de couper un courant ayant cette intensité maximale. Typiquement, un dispositif de coupure mécanique atteint son état ouvert dans lequel il est effectivement capable de couper un courant ayant cette intensité maximale dans un délai, appelé temps d’opération, qui est par exemple compris entre 5 et 50 millisecondes, de préférence entre 5 et 15 millisecondes après le déclenchement du basculement de son état fermé vers son état ouvert. Typiquement, suite à l’apparition d’un défaut dans le conducteur, le courant au travers du dispositif de coupure aura tendance à augmenter rapidement. A l’état initial au moment de l’apparition du défaut, on pourra supposer que le courant électrique dans le premier conducteur, donc au travers du dispositif de coupure, est égal au courant nominal dans le conducteur. Si l’intensité du courant au travers du dispositif de coupure est amenée, par l’apparition du défaut, à augmenter, il faut vérifier que l’augmentation ne sera pas rapide au point que la valeur du courant excède, dans ce temps d’opération du dispositif de coupure électrique, valeur maximale de l’intensité du courant que ce dispositif de coupure peut interrompre. Pour pouvoir être sûr d’arriver à couper un courant qui augmente, il faut donc être en mesure de prédire si, avant la fin du temps d’opération de ce dispositif de coupure électrique, l’intensité du courant au travers du dispositif de coupure reste inférieure à la valeur maximale de l’intensité du courant que ce dispositif de coupure peut interrompre. On note que l’on n’a pas besoin de connaître le temps d’opération de manière exacte puisqu’en pratique, on pourra prendre en compte, par sécurité, une valeur majorée. Une valeur estimée du temps d’opération peut ainsi être déterminée par exemple par des tests empiriques ou par simulation et cette valeur estimée peut alors être affectée d’un coefficient de sécurité et/ou augmentée d’une marge de sécurité pour la prise en compte dans le procédé tel que décrit. Une telle marge de sécurité pourra être de l’ordre de quelques millisecondes. Ainsi, en pratique, dans le domaine de la haute tension continue, pour un dispositif de coupure électrique de type mécanique, dans lequel l’ouverture électrique correspond à l’écartement de deux électrodes mobiles l’une par rapport à l’autre, on pourra prendre en compte un temps d’opération compris entre 10 à 25 millisecondes par exemple. In certain embodiments, it may be considered that an electrical fault in an electrical conductor, the electrical fault being for example characterized by the combination of the location of the fault and of the fault resistance, is highly critical with regard to with respect to a link node if it leads to the generation, in the electrical conductor in question, of a fault current which exceeds the capacity of the electrical breaking device which is interposed between the electrical conductor and the node link considered. The breaking capacity of the electrical breaking device can be defined as depending on a maximum value of the intensity of the current that this breaking device can interrupt, and on an operating time of the device. In fact, in particular when the breaking device is a mechanical breaking device, it takes a certain time for the breaking device to reach its open state in which it is effectively capable of breaking a current having this maximum intensity. Typically, a mechanical cut-off device reaches its open state in which it is effectively capable of cutting a current having this maximum intensity within a period, called the operating time, which is for example between 5 and 50 milliseconds, preferably between 5 and 50 milliseconds. and 15 milliseconds after triggering to switch from its closed state to its open state. Typically, following the appearance of a fault in the conductor, the current through the cut-off device will tend to increase rapidly. In the initial state when the fault appears, it can be assumed that the electric current in the first conductor, therefore through the breaking device, is equal to the nominal current in the conductor. If the intensity of the current through the breaking device is caused, by the appearance of the fault, to increase, it must be checked that the increase will not be so rapid that the value of the current exceeds, within this time. operation of the electrical cut-off device, maximum value of the intensity of the current that this cut-off device can interrupt. In order to be sure of being able to cut an increasing current, it is therefore necessary to be able to predict whether, before the end of the operating time of this electrical cut-off device, the intensity of the current at the through the breaking device remains below the maximum value of the intensity of the current that this breaking device can interrupt. It should be noted that one does not need to know the operating time in an exact manner since in practice, an increased value can be taken into account, for safety reasons. An estimated value of the operating time can thus be determined for example by empirical tests or by simulation and this estimated value can then be assigned a safety coefficient and / or increased by a safety margin to take into account in the method as described. Such a safety margin may be of the order of a few milliseconds. Thus, in practice, in the field of direct high voltage, for an electrical cut-off device of the mechanical type, in which the electrical opening corresponds to the spacing of two electrodes movable relative to each other, it is can take into account an operation time between 10 to 25 milliseconds for example.
[0136] Ainsi, dans un procédé selon l’invention, on pourra implémenter la règle selon laquelle, si l’étape de détermination de criticité de défaut retourne une information de criticité de défaut signifiant que le défaut électrique détecté est hautement critique pour un nœud de liaison considéré, le procédé mettra en œuvre, au niveau de ce nœud de liaison, une action d’ouverture totale, du type décrit plus haut. En revanche, tous les défauts conduisant à la génération, dans le conducteur électrique considéré, d’un courant de défaut qui, dans le temps d’opération de ce dispositif de coupure électrique, n’excède pas la valeur maximale de l’intensité du courant que peut interrompre le dispositif de coupure électrique qui se trouve interposé entre le conducteur électrique et le nœud considéré, pourront être considérés comme des défauts faiblement critiques ou non critiques pour le nœud de liaison considéré. Ainsi, dans un procédé selon l’invention, on pourra implémenter la règle selon laquelle, si l’étape de détermination de criticité de défaut retourne une information de criticité de défaut signifiant que le défaut électrique détecté est non critique pour un nœud de liaison considéré, le procédé mettra en œuvre, au niveau de ce nœud de liaison, une action d’ouverture ciblée du type décrit plus haut. Thus, in a method according to the invention, the rule can be implemented according to which, if the fault criticality determination step returns fault criticality information signifying that the electrical fault detected is highly critical for a node link considered, the method will implement, at the level of this link node, a total opening action, of the type described above. On the other hand, all the faults leading to the generation, in the electrical conductor in question, of a fault current which, in the operating time of this electrical breaking device, does not exceed the maximum value of the current of the current that can be interrupted by the electrical breaking device which is interposed between the electrical conductor and the node considered, could be considered as weakly critical or non-critical faults for the link node considered. Thus, in a method according to the invention, the rule can be implemented according to which, if the fault criticality determination step returns fault criticality information signifying that the detected electrical fault is non-critical for a link node considered , the method will implement, at this link node, a targeted opening action of the type described above.
[0137] On va maintenant décrire une approche possible pour déterminer la criticité d’un défaut dans un conducteur électrique, vis-à-vis d’un nœud de liaison considéré, avec l’hypothèse qu’un défaut électrique a été détecté dans le premier conducteur électrique 21. A possible approach will now be described for determining the criticality of a fault in an electrical conductor, with respect to a link node. considered, with the assumption that an electrical fault has been detected in the first electrical conductor 21.
[0138] Comme indiqué plus haut, cette approche comprend l’étape de prédire, à partir du paramètre surveillé au moment de l’apparition du défaut ou immédiatement après, si, avant la fin du temps d’opération de ce dispositif de coupure électrique, l’intensité du courant au travers du premier dispositif de coupure reste inférieure à la valeur maximale de l’intensité du courant que ce dispositif de coupure peut interrompre. As indicated above, this approach comprises the step of predicting, from the parameter monitored at the time of the appearance of the fault or immediately after, whether, before the end of the operating time of this electrical switching device , the intensity of the current through the first breaking device remains less than the maximum value of the intensity of the current that this breaking device can interrupt.
[0139] Dans un premier temps, il est possible de déterminer une loi d’évolution du courant qui circule au travers du dispositif de coupure 28.11 juste après l’apparition du défaut. Cette détermination se fait en amont, par exemple lors de la conception de l’unité de réseau HVDC 12. [0139] First, it is possible to determine a law of evolution of the current flowing through the breaking device 28.11 just after the appearance of the fault. This determination is made upstream, for example during the design of the HVDC 12 network unit.
[0140] Cette approche est ici décrite pour le cas où le conducteur électrique est un conducteur aérien ou est essentiellement constituée d’un conducteur aérien. De ce fait le premier conducteur électrique 21 peut être modélisé sous la forme d’un conducteur ayant une résistivité linéique r’21 et une inductance linéique G21. On se place dans l’hypothèse où un défaut électrique apparait en un point de défaut df21 du premier conducteur électrique qui se situe à une distance Ddf21 du dispositif de coupure électrique 28.11 qui est associé à la liaison 26.11 du premier nœud de liaison 26.1. Le défaut électrique peut être modélisé comme la fermeture d’une liaison à la terre au travers d’une résistance de défaut Rdf, la fermeture correspondant à la fermeture d’un interrupteur Sdf au moment de l’apparition du défaut. [0140] This approach is described here for the case where the electrical conductor is an overhead conductor or essentially consists of an overhead conductor. Therefore the first electrical conductor 21 can be modeled as a conductor having a linear resistivity r'21 and a linear inductance G21. We assume that an electrical fault appears at a fault point df21 of the first electrical conductor which is located at a distance Ddf21 from the electrical breaking device 28.11 which is associated with the link 26.11 of the first link node 26.1. The electrical fault can be modeled as the closing of an earth connection through a fault resistor Rdf, the closure corresponding to the closing of an Sdf switch at the time of the appearance of the fault.
[0141] Dans ces hypothèses, on considère que la portion du premier conducteur électrique présente en elle-même une résistance équivalente R21df = Ddf21 x r’21 , et une inductance équivalente L21df = Ddf21 x G21. On travaille donc ici dans le cadre d’une modélisation en paramètres concentrés. [0141] Under these assumptions, it is considered that the portion of the first electrical conductor has in itself an equivalent resistance R21df = Ddf21 x r'21, and an equivalent inductance L21df = Ddf21 x G21. We are therefore working here in the context of a modeling in concentrated parameters.
[0142] Si le conducteur électrique 21 présentait une capacité significative, on pourrait la prendre en compte. Ce serait par exemple le cas pour un conducteur formée d’un câble sous-terrain ou comportant un tronçon formé d’un câble sous-terrain. Dans l’exemple illustré, on a choisi d’ignorer la capacité du conducteur électrique 21, ce qui est acceptable pour le cas où il s’agit d’un conducteur aérien. [0143] On a illustré sur la Fig.6 le cas où on aurait agencé, à l’extrémité du conducteur électrique qui est reliée au nœud de liaison 26.1, une inductance de protection Lp pour limiter les variations de courant dans le conducteur. En l’absence d’une telle induction de protection, on aura donc Lp = 0. If the electrical conductor 21 exhibited a significant capacitance, it could be taken into account. This would be the case, for example, for a conductor formed from an underground cable or comprising a section formed from an underground cable. In the example illustrated, we have chosen to ignore the capacitance of the electrical conductor 21, which is acceptable for the case where it is an overhead conductor. FIG. 6 illustrates the case where one would have arranged, at the end of the electrical conductor which is connected to the link node 26.1, a protective inductor Lp in order to limit the variations of current in the conductor. In the absence of such an induction of protection, we will therefore have Lp = 0.
[0144] Dans le modèle proposé, on modélise tous les autres éléments qui sont reliés au premier nœud de liaison 26.1 par une source de tension VS idéale, qui délivre une tension Udc qui est la tension nominale de l’unité de réseau 12, donc par exemple une haute tension continue supérieure à 75000 volts. In the proposed model, we model all the other elements which are connected to the first link node 26.1 by an ideal voltage source VS, which delivers a voltage Udc which is the nominal voltage of the network unit 12, therefore for example a high continuous voltage greater than 75,000 volts.
[0145] Avec une tel modèle, lorsque le défaut apparait, la source de tension VS délivre donc sa tension vers la terre au travers d’un système qui a une résistance équivalent R= R21df + Rdf et une inductance équivalent L = L21df + Lp. With such a model, when the fault appears, the voltage source VS therefore delivers its voltage to earth through a system which has an equivalent resistance R = R21df + Rdf and an equivalent inductance L = L21df + Lp .
[0146] On note que dans cette partie de la modélisation, il est possible d’ignorer la propagation de l’onde dans le conducteur, notamment grâce au fait que l’impédance caractéristique Zc d’un conducteur aérien est suffisamment élevée pour que l’on puisse considérer, dans cette partie de la modélisation, que l’onde de courant n’est pas très importante. It is noted that in this part of the modeling, it is possible to ignore the propagation of the wave in the conductor, in particular thanks to the fact that the characteristic impedance Zc of an overhead conductor is sufficiently high so that l 'one can consider, in this part of the modelization, that the current wave is not very important.
[0147] De la sorte, le courant i(t) qui circule au travers du dispositif de coupure 28.11 suit la loi d’évolution suivante, en fonction du temps t : i(t) = iO + (Udc / R) x (1 -e L (- (R / L) x t)) où iO est le courant avant le défaut. In this way, the current i (t) which circulates through the breaking device 28.11 follows the following law of evolution, as a function of time t: i (t) = iO + (Udc / R) x ( 1 -e L (- (R / L) xt)) where iO is the current before the fault.
[0148] Lorsque l'on considère les spécifications techniques du dispositif de coupure électrique 28.11, telles que son temps d’opération Te et sa capacité de coupure de courant Imax, il est possible de vérifier si la condition de réussite de l’ouverture, à savoir l’interruption effective du courant circulant dans le premier conducteur électrique 21 , est validée pour différentes valeurs des couples (Ddf21 , Rdf) associant d’une part la distance Ddf21 entre le point de défaut df21 et le dispositif de coupure 28.11 et d’autre part la résistance de défaut Rdf. En balayant les différents couples de valeurs possibles pour d’une part la distance Ddf21 entre le point de défaut DF21 et dispositif de coupure électrique 28.11 et d’autre part la résistance de défaut Rdf, on peut, par un calcul mettant en œuvre la loi d’évolution du courant ci-dessus, déterminer pour chaque couple de valeurs si oui ou non le dispositif de coupure électrique 28.11 est capable de couper le courant de défaut qui s’installe dans le premier conducteur électrique 21. Par exemple, on peut s’assurer que, à l’instant correspondant à la durée de coupure Te, le courant i(Tc) dans le circuit illustré est inférieur à la capacité de coupure de courant Imax du dispositif de coupure électrique 28.11. Cette détermination se fait en amont, par exemple lors de la conception de l’unité de réseau HVDC 12. When we consider the technical specifications of the electrical breaking device 28.11, such as its operating time Te and its current breaking capacity Imax, it is possible to check whether the condition for successful opening, namely the effective interruption of the current flowing in the first electrical conductor 21, is validated for different values of the torques (Ddf21, Rdf) associating on the one hand the distance Ddf21 between the fault point df21 and the breaking device 28.11 and d on the other hand the fault resistor Rdf. By scanning the different pairs of possible values for, on the one hand, the distance Ddf21 between the fault point DF21 and electrical breaking device 28.11 and on the other hand the fault resistance Rdf, we can, by a calculation implementing the law evolution of the above current, determine for each pair of values whether or not the electrical breaking device 28.11 is capable of cutting the fault current which settles in the first electrical conductor 21. For example, it can be ensured that, at the instant corresponding to the breaking time Te, the current i (Tc) in the illustrated circuit is less than the current breaking capacity Imax of the electrical breaking device 28.11. This determination is made upstream, for example during the design of the HVDC network unit 12.
[0149] La Fig. 7 est un exemple d’une cartographie, dans le plan défini par d’une part la distance Ddf21 entre le point de défaut df21 et le dispositif de coupure électrique 28.11 et d’autre part la résistance de défaut Rdf, qui illustre deux zones C et NC séparées par une courbe frontière (Ddf21, Rdf)min. La courbe frontière (Ddf21, Rdf)min est formée de l’ensemble des couples de valeurs (Ddf21, Rdf) pour lesquels le dispositif de coupure électrique 28.11 est au maximum de sa capacité de coupure de courant. Cette cartographie est établie se fait en amont, par exemple lors de la conception de l’unité de réseau HVDC 12. Bien entendu, elle peut être enrichie et/ou précisée avec des données expérimentales, éventuellement acquises en cours d’opération de l’unité de réseau HVDC 12. [0149] FIG. 7 is an example of a map, in the plane defined by on the one hand the distance Ddf21 between the fault point df21 and the electrical breaking device 28.11 and on the other hand the fault resistor Rdf, which illustrates two zones C and NC separated by a border curve (Ddf21, Rdf) min. The boundary curve (Ddf21, Rdf) min is formed from all the pairs of values (Ddf21, Rdf) for which the electrical breaking device 28.11 is at the maximum of its current breaking capacity. This mapping is established upstream, for example during the design of the HVDC network unit 12. Of course, it can be enriched and / or specified with experimental data, possibly acquired during the operation of the. HVDC network unit 12.
[0150] La zone NC est le lieu de l’ensemble des couples de valeurs (Ddf21 , Rdf) pour lesquels le dispositif de coupure électrique 28.11 est apte à couper le courant de défaut qui s’installe dans le premier conducteur électrique 21 suite à l’apparition du défaut. Pour tous les couples de valeurs (Ddf21, Rdf) dans la zone NC, les défauts caractérisés par le couple de valeurs (Ddf21 , Rdf) peuvent donc être considérés comme n’étant pas critique vis-à-vis du premier nœud de liaison, ce qui permettra donc, pour de tels défauts, de mettre en œuvre, au niveau du premier nœud de liaison, une action d’ouverture ciblée. On voit que les défauts présentant une grande distance Ddf21 entre le point de défaut df21 et le dispositif de coupure électrique 28.11, ou présentant une grande résistance de défaut Rdf, peuvent être considérés comme étant des défauts non critiques vis- à-vis du premier nœud de liaison. [0150] The NC zone is the locus of all the pairs of values (Ddf21, Rdf) for which the electrical cut-off device 28.11 is able to cut the fault current which settles in the first electrical conductor 21 following the appearance of the fault. For all the pairs of values (Ddf21, Rdf) in the NC zone, the defects characterized by the pair of values (Ddf21, Rdf) can therefore be considered as not being critical with respect to the first link node, which will therefore make it possible, for such defects, to implement, at the level of the first link node, a targeted opening action. It can be seen that the faults exhibiting a large distance Ddf21 between the fault point df21 and the electrical breaking device 28.11, or exhibiting a large fault resistance Rdf, can be considered as being non-critical faults with respect to the first node. link.
[0151] Au contraire la zone C est le lieu de l’ensemble des couples de valeurs (Ddf21 , Rdf) pour lesquels le dispositif de coupure électrique 28.11 n’est pas apte à couper le courant de défaut qui s’installe dans le premier conducteur électrique 21 suite à l’apparition du défaut. Pour tous les couples de valeurs (Ddf21 , Rdf) dans la zone C, les défauts caractérisés par le couple de valeurs (Ddf21 , Rdf) peuvent donc être considérés comme étant critiques vis-à-vis du premier nœud de liaison. On voit que les défauts présentant une faible distance Ddf21 entre le point de défaut df21 et dispositif de coupure électrique 28.11 et présentant aussi une faible résistance de défaut Rdf, peuvent être considérés comme étant des défauts critiques vis-à-vis du premier nœud de liaison, pour lesquels on préférera mettre en œuvre, au niveau du premier nœud de liaison, une action d’ouverture totale. On the contrary, the zone C is the locus of all the pairs of values (Ddf21, Rdf) for which the electrical breaking device 28.11 is not able to cut the fault current which settles in the first. electrical conductor 21 following the appearance of the fault. For all the pairs of values (Ddf21, Rdf) in zone C, the faults characterized by the pair of values (Ddf21, Rdf) can therefore be considered as being critical with respect to the first link node. It can be seen that the faults exhibiting a small distance Ddf21 between the fault point df21 and electrical breaking device 28.11 and also exhibiting a low fault resistance Rdf, can be considered as being critical faults with respect to the first link node , for which it is preferable to implement, at the level of the first link node, a total opening action.
[0152] Sur la courbe frontière (Ddf21, Rdf Ddf21)min, on peut relever une valeur minimale Rdfmin de la résistance de défaut Rdf au-delà de laquelle les défauts peuvent être considérés comme étant des défauts non critiques vis-à-vis du premier nœud de liaison. De même, sur la courbe frontière (Ddf21, Rdf)min, on peut relever une valeur minimale Ddf21min de la distance Ddf21 entre le point de défaut df21 et dispositif de coupure électrique 28.11 au-delà de laquelle les défauts peuvent être considérés comme étant des défauts non critiques vis-à-vis du premier nœud de liaison. Ces deux valeurs Rdfmin et Ddf21min seront utilisées à l’étape suivante pour définir un seuil approprié pour le paramètre surveillé. [0152] On the border curve (Ddf21, Rdf Ddf21) min, one can note a minimum value Rdfmin of the fault resistance Rdf beyond which the faults can be considered as being non-critical faults with respect to the first link node. Likewise, on the border curve (Ddf21, Rdf) min, one can note a minimum value Ddf21min of the distance Ddf21 between the fault point df21 and electrical breaking device 28.11 beyond which the faults can be considered as being non-critical faults with respect to the first link node. These two values Rdfmin and Ddf21min will be used in the next step to define an appropriate threshold for the monitored parameter.
[0153] En effet, l’étape détermination de niveau de criticité peut comprendre la comparaison d’au moins un paramètre surveillé par rapport à un critère de criticité de défaut. Dans l’exemple qui va être décrit, le paramètre surveillé est la dérivée, par rapport au temps, de la tension de la première liaison par rapport à la terre. [0153] In fact, the step of determining the level of criticality can comprise the comparison of at least one monitored parameter with respect to a fault criticality criterion. In the example which will be described, the monitored parameter is the derivative, with respect to time, of the voltage of the first link with respect to the earth.
[0154] Cette dérivée par rapport au temps de la tension peut être évaluée à partir de la mesure de tension dans le premier conducteur électrique 21, à proximité du premier nœud de liaison 26.11, par exemple avec le voltmètre 32.11 illustré à la Fig. 2. Dans le cas où le premier conducteur électrique 21 est pourvu d’une inductance de protection Lp à son extrémité proximale par laquelle il est relié au nœud de liaison considéré, on surveillera de préférence la tension du premier conducteur 21 en amont de l’inductance de protection dans le sens allant du premier conducteur 21 au nœud de liaison considéré. Dans ce même cas où le premier conducteur électrique 21 est pourvu d’une inductance de protection Lp à son extrémité proximale par laquelle il est relié au nœud de liaison considéré, on pourra choisir de surveiller la tension entre les deux bornes de l’inductance de protection Lp. This derivative with respect to time of the voltage can be evaluated from the measurement of the voltage in the first electrical conductor 21, near the first link node 26.11, for example with the voltmeter 32.11 illustrated in FIG. 2. In the case where the first electrical conductor 21 is provided with a protective inductor Lp at its proximal end via which it is connected to the link node in question, the voltage of the first conductor 21 will preferably be monitored upstream of the. protection inductance in the direction going from the first conductor 21 to the link node considered. In this same case where the first electrical conductor 21 is provided with a protective inductor Lp at its proximal end via which it is connected to the link node considered, we can choose to monitor the voltage between the two terminals of the protection inductor Lp.
[0155] Tout d’abord, le procédé peut calculer à chaque instant une valeur instantanée de dérivée par rapport au temps de la tension, à partir de la mesure de la tension V32, par exemple en mettant en oeuvre un filtre Savitzki-Golay (SGF) dont une équation type serait alors : dV32/dt (k) = ((- 4) V32(k-8) + (- 3) V32(k-7) First of all, the method can calculate at each instant an instantaneous derivative value with respect to the time of the voltage, from the measurement of the voltage V32, for example by using a Savitzki-Golay filter ( SGF) whose standard equation would then be: dV32 / dt (k) = ((- 4) V32 (k-8) + (- 3) V32 (k-7)
+ (- 2) V32(k-6) + (- 1) V32(k- 5) + 0 V32(k-4) + (- 2) V32 (k-6) + (- 1) V32 (k- 5) + 0 V32 (k-4)
+ V32(k-3) + 2 V32(k-2) + 3 V32 (k-1) + V32 (k-3) + 2 V32 (k-2) + 3 V32 (k-1)
+ 4 V32(k)/60)/AT, avec k : le numéro d’ordre d’une mesure V32(k) de la tension V32 à un instant donné + 4 V32 (k) / 60) / AT, with k: the sequence number of a V32 (k) measurement of voltage V32 at a given time
DT : l’écart de temps entre deux mesures successives V32(k) etDT: the time difference between two successive measurements V32 (k) and
V32(k+1). V32 (k + 1).
[0156] Le calcul de la dérivée en mettant en oeuvre un filtre Savitzki-Golay présente des avantages en termes d'élimination du bruit et de fiabilité. Cependant, d’autres méthodes d’évaluation de la valeur instantanée de la dérivée pourraient être utilisées à la place. The calculation of the derivative by using a Savitzki-Golay filter has advantages in terms of noise elimination and reliability. However, other methods of evaluating the instantaneous value of the derivative could be used instead.
[0157] Le calcul de la dérivée de la tension V32 se fait donc en temps réel dans l’installation, par exemple dans le système de commande électronique 30, par exemple dans l’unité de commande électronique 30.1 , dédiée au premier nœud de liaison 26.1, éventuellement dans une sous-unité électronique de commande 30.11 dédiée au premier dispositif de coupure électrique 28.11. The calculation of the derivative of the voltage V32 is therefore done in real time in the installation, for example in the electronic control system 30, for example in the electronic control unit 30.1, dedicated to the first link node 26.1, possibly in an electronic control sub-unit 30.11 dedicated to the first electrical switching device 28.11.
[0158] Lors de la conception de l’unité de réseau HVDC 12, on pourra établir une règle permettant de déterminer un lien entre la valeur instantanée, au moment de l’apparition du défaut ou immédiatement après, c’est-à-dire dans les quelques millisecondes qui suivent l’apparition du défaut, du paramètre surveillé, et la capacité qu’aura le premier dispositif de coupure à couper ce courant qui est en train d’apparaitre. When designing the HVDC network unit 12, it is possible to establish a rule making it possible to determine a link between the instantaneous value, at the time of the appearance of the fault or immediately after, that is to say in the few milliseconds which follow the appearance of the fault, of the monitored parameter, and the capacity that the first breaking device will have to cut this current which is in the process of appearing.
[0159] Le document « Nonunit Protection of HVDC Grids With Inductive DC Cable Termination », de Willem Leterme, Jef Beerten, et Dirk Van Hertem, paru dans IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, VOL. 31, NO. 2, AVRIL 2016, confirme que l'exigence la plus stricte pour une stratégie d’élimination de défauts sélective dans un réseau sous haute tension continue est la vitesse de fonctionnement, avec des temps de suppression des défauts généralement de l'ordre de plusieurs millisecondes. Cela est dû aux caractéristiques des courants de défaut sous tension continue, qui montrent un taux de montée élevé et grande valeur en régime permanent. Le défaut doit donc être isolé très rapidement. Il confirme aussi que des inductances de protection peuvent être agencées en série avec les appareils pour prolonger le temps disponible pour arriver à isoler le défaut. Cependant, même dans ces conditions, le délai reste de quelques millisecondes ou au mieux de quelques dizaines de millisecondes. Pour obtenir la vitesse de fonctionnement requise, la détection et la discrimination des défauts sont avantageusement opérées pendant la phase transitoire qui suit immédiatement l’apparition d’un défaut dans le conducteur électrique. La détection et la discrimination des défauts sont avantageusement opérées dans un laps de temps qui est inférieur à 3 ms, de préférence inférieur à 2ms, par exemple dans un laps de temps d’une milliseconde après l’apparition de la première onde de surtension initiale au niveau du point de mesure. Cette phase transitoire est caractérisée par la présence et la circulation d’ondes progressives. [0159] The document "Nonunit Protection of HVDC Grids With Inductive DC Cable Termination", by Willem Leterme, Jef Beerten, and Dirk Van Hertem, published in IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, VOL. 31, NO. 2, APRIL 2016, confirms that the most stringent requirement for a selective fault elimination strategy in a DC high voltage network is operating speed, with fault elimination times typically on the order of several milliseconds. This is due to the characteristics of the fault currents under direct voltage, which show a high rate of rise and large value in steady state. The fault must therefore be isolated very quickly. It also confirms that the protection inductors can be arranged in series with the devices to extend the time available to manage to isolate the fault. However, even under these conditions, the delay remains a few milliseconds or at best a few tens of milliseconds. To obtain the required operating speed, the detection and discrimination of the faults are advantageously carried out during the transient phase which immediately follows the appearance of a fault in the electrical conductor. The detection and discrimination of the faults are advantageously carried out in a period of time which is less than 3 ms, preferably less than 2 ms, for example in a period of one millisecond after the appearance of the first initial overvoltage wave. at the measuring point. This transitional phase is characterized by the presence and circulation of traveling waves.
[0160] Selon un exemple, on peut déterminer une loi d’évolution de la dérivée, par rapport au temps, de la tension par une approche analytique. Pour ce faire, on peut modéliser le système de la manière illustré à la Fig. 8. Sur cette Fig. 8, on a modélisé le premier conducteur électrique 21 lorsqu'un défaut se produit au point df21. Une surtension initiale Vf(0+) à l'emplacement du défaut peut être décrite par l'équation suivante, où Zc(s) représente l'impédance caractéristique, en fonction de la fréquence s dans le domaine de Laplace, du premier conducteur électrique 21 dans lequel le défaut est apparu, Rdf la résistance de défaut et Vf(O-) est la tension au point df21 juste avant l’apparition du défaut : [0160] According to one example, we can determine a law of evolution of the derivative, with respect to time, of the voltage by an analytical approach. To do this, the system can be modeled as illustrated in FIG. 8. In this FIG. 8, the first electrical conductor 21 has been modeled when a fault occurs at point df21. An initial overvoltage Vf (0+) at the location of the fault can be described by the following equation, where Zc (s) represents the characteristic impedance, as a function of the frequency s in the Laplace domain, of the first electrical conductor 21 in which the fault appeared, Rdf the fault resistance and Vf (O-) is the voltage at point df21 just before the appearance of the fault:
Vf(0+) = [Zc(s) / (Zc(s) +2 Rdf)] x Vf (0-) Vf (0+) = [Zc (s) / (Zc (s) +2 Rdf)] x Vf (0-)
[0161] On peut rappeler que l’impédance caractéristique Zc(s) peut être définie, si on néglige la résistivité du conducteur, comme étant donnée par la relation[0161] It can be recalled that the characteristic impedance Zc (s) can be defined, if the resistivity of the conductor is neglected, as being given by the relation
Zc(s) = racine_carrée (G21 (s) / c’21 (s)) où 21 (s) est l’inductance linéique du premier conducteur 21 et c’21 (s) sa capacité linéique, en fonction de la fréquence s dans le domaine de Laplace. [0162] En se déplaçant le long du premier conducteur électrique vers l'extrémité du premier conducteur électrique qui est reliée au nœud de liaison considéré, la surtension initiale subit une atténuation, définie par une fonction de propagation Y(s). L'onde de déplacement de surtension initiale Vi(l,s) dans le domaine de Laplace est décrite par l'équation suivante, où I est la distance entre le défaut et la borne du conducteur et s la variable de Laplace : Zc (s) = square_root (G21 (s) / c'21 (s)) where 21 (s) is the linear inductance of the first conductor 21 and c'21 (s) its linear capacitance, as a function of the frequency s in the area of Laplace. By moving along the first electrical conductor towards the end of the first electrical conductor which is connected to the link node considered, the initial overvoltage undergoes an attenuation, defined by a propagation function Y (s). The initial overvoltage displacement wave Vi (l, s) in the Laplace domain is described by the following equation, where I is the distance between the fault and the conductor terminal and s the Laplace variable:
Vi(l, s) = (- Vf(0+) / s) eA(- Y(S) I) Vi (l, s) = (- Vf (0+) / s) e A (- Y (S) I)
[0163] Dans l’exemple, on a pris en compte la possibilité de la présence d’une inductance de protection Lp, auquel cas on peut aussi prendre en compte la réflexion au niveau de l'inductance LP, cette réflexion pouvant être décrite par un coefficient de réflexion K(s) qui, dans le domaine de Laplace, peut être de la forme suivante : In the example, the possibility of the presence of a protection inductor Lp has been taken into account, in which case the reflection at the level of the inductor LP can also be taken into account, this reflection being able to be described by a reflection coefficient K (s) which, in the Laplace domain, can be of the following form:
K(s) = (s Lp - Zc(s)) / (s Lp + Zc (s)) K (s) = (s Lp - Zc (s)) / (s Lp + Zc (s))
[0164] Bien entendu, comme illustré à la Fig. 8, d’autres terminaisons sont possibles qui pourraient être prises en compte dans la détermination du coefficient de réflexion. Par exemple, on peut prendre en compte l’impédance caractéristique Zadj des autres conducteurs adjacents qui sont reliés au même nœud de liaison considéré, ainsi que leurs éventuelles inductances de protection Ladj. De même, l’impédance caractéristique Zconv du ou des convertisseurs reliés au même nœud de liaison considéré peut être prise en compte, donnant donc une autre valeur du coefficient de réflexion K(s). Ce coefficient de réflexion dépend de l’impédance caractéristique Zb de l’ensemble qui se trouve relié à l’extrémité considérée du conducteur électrique 21 dans lequel le défaut est apparu. Ici, cet ensemble comprend donc les autres conducteurs adjacents qui sont reliés au même nœud de liaison considéré, leurs éventuelles inductances de protection Ladj, et le ou les convertisseurs reliés au même nœud de liaison considéré. Dans ce cas, le coefficient de réflexion K(s) peut s’écrire : [0164] Of course, as illustrated in FIG. 8, other endings are possible which could be taken into account in determining the reflection coefficient. For example, we can take into account the characteristic impedance Zadj of other adjacent conductors which are connected to the same link node considered, as well as their possible protection inductances Ladj. Likewise, the characteristic impedance Zconv of the converter (s) connected to the same link node considered can be taken into account, thus giving another value of the reflection coefficient K (s). This reflection coefficient depends on the characteristic impedance Zb of the assembly which is connected to the considered end of the electrical conductor 21 in which the fault has appeared. Here, this set therefore includes the other adjacent conductors which are connected to the same link node considered, their possible protection inductors Ladj, and the converter (s) linked to the same link node considered. In this case, the reflection coefficient K (s) can be written:
K(s) = (Zb(s) - Zc(s)) / (Zb(s) + Zc(s)) K (s) = (Zb (s) - Zc (s)) / (Zb (s) + Zc (s))
[0165] Dans l’exemple de la Fig. 8, on peut ainsi avoir : [0165] In the example of FIG. 8, we can thus have:
Zb(s) = s Lp + {Zconv (s) x (s Ladj + Zadj (s))} / { Zconv (s) + s Ladj + Zadj (s)}Zb (s) = s Lp + {Zconv (s) x (s Ladj + Zadj (s))} / {Zconv (s) + s Ladj + Zadj (s)}
[0166] Avec cette formulation, la tension à l’extrémité du premier conducteur électrique est la superposition de l'onde de surtension initiale et de sa réflexion, et peut donc s’écrire, toujours dans le domaine de Laplace : With this formulation, the voltage at the end of the first electrical conductor is the superposition of the initial surge wave and its reflection, and can therefore be written, always in the domain of Laplace:
V32 (I, s) = Vi(l,s) x [1+K(s)] V32 (I, s) = Vi (l, s) x [1 + K (s)]
[0167] Dès lors, la dérivée de la tension V32 à l’extrémité du premier conducteur peut donc s’écrire : d/dt (V32 (I, s)) = s x Vi(l,s) x [1+K(s)] Therefore, the derivative of the voltage V32 at the end of the first conductor can therefore be written: d / dt (V32 (I, s)) = sx Vi (l, s) x [1 + K ( s)]
[0168] De ce fait, la dérivée de la tension V32 à l’extrémité du premier conducteur peut donc s’écrire, dans le domaine temporel, en appliquant une transformation de Laplace inverse L 1 à l’expression ci-dessus : d/dt (V32 (I, t)) = L 1{s x Vi(l,s) x [1+K(s)] } Therefore, the derivative of the voltage V32 at the end of the first conductor can therefore be written, in the time domain, by applying an inverse Laplace transformation L 1 to the above expression: d / dt (V32 (I, t)) = L 1 {sx Vi (l, s) x [1 + K (s)]}
[0169] En calculant cette expression pour l=Ddf21 min et en prenant la valeur Rdfmin en tant que valeur de résistance de défaut dans le calcul de Vf(0+) ci-dessus, on aboutit ainsi à une courbe limite, en fonction du temps écoulé depuis l’apparition du défaut, de la dérivée de la tension V32 du premier conducteur par rapport à la terre. Si l’instant de mesure de la dérivée de la tension V32 est fixe par rapport au moment d’apparition du défaut, on aboutit, pour l=Ddf21 min et en prenant la valeur Rdfmin en tant que valeur de résistance de défaut, à une valeur de seuil de la dérivée de la tension V32. By calculating this expression for l = Ddf21 min and by taking the value Rdfmin as the fault resistance value in the calculation of Vf (0+) above, we thus end up with a limit curve, as a function of the time elapsed since the appearance of the fault, of the derivative of the voltage V32 of the first conductor with respect to the earth. If the moment of measurement of the derivative of the voltage V32 is fixed with respect to the moment of appearance of the fault, one ends up, for l = Ddf21 min and by taking the value Rdfmin as the value of fault resistance, to a threshold value of the derivative of the voltage V32.
[0170] Si la dérivée de la tension V32, déterminée par la mesure à un instant donné après l’apparition du défaut, excède la courbe limite ou la valeur de seuil ainsi définie, le procédé peut déterminer, très rapidement après l’apparition du défaut, que le défaut est un défaut critique qui nécessite une action d’ouverture totale au niveau du nœud de liaison considéré. If the derivative of the voltage V32, determined by the measurement at a given instant after the appearance of the fault, exceeds the limit curve or the threshold value thus defined, the method can determine, very quickly after the appearance of the fault. fault, that the fault is a critical fault which requires a total opening action at the level of the link node considered.
[0171 ] Au contraire, si la dérivée de la tension V32, déterminée par la mesure à un instant donné après l’apparition du défaut, n’excède pas la courbe limite ou la valeur de seuil ainsi définie, le procédé peut déterminer, très rapidement après l’apparition du défaut, que le défaut est un défaut non critique vis-à-vis du nœud de liaison considéré, ici le premier nœud de liaison, ce qui permet que le procédé mette en œuvre, au niveau du nœud de liaison considéré, une action d’ouverture ciblée. On the contrary, if the derivative of the voltage V32, determined by the measurement at a given instant after the appearance of the fault, does not exceed the limit curve or the threshold value thus defined, the method can determine, very quickly after the appearance of the fault, that the fault is a non-critical fault with respect to the link node considered, here the first link node, which allows the method to implement, at the link node level considered, a targeted opening action.
[0172] La courbe limite et/ou la valeur de seuil définies ci-dessus sont donc des exemples d’un critère de criticité de défaut utilisé en tant qu’élément de comparaison dans une étape de détermination de niveau de criticité vis-à-vis du nœud de liaison considéré. The limit curve and / or the threshold value defined above are therefore examples of a fault criticality criterion used as an element of comparison in a step of determining the level of criticality with respect to the link node considered.
[0173] On note que la méthode décrite ci-dessous est une méthode dans laquelle on établit, de manière indirecte, une prédiction de l’évolution du courant dans le premier conducteur suite à l’apparition du défaut et de la capacité du premier dispositif de coupure électrique à couper ce courant. En effet, la manière de construire la courbe limite est basée entre autres sur l’équation d’évolution du courant dans le premier conducteur. It is noted that the method described below is a method in which one establishes, indirectly, a prediction of the evolution of the current in the first conductor following the appearance of the fault and of the capacity of the first device. power cut to cut this current. Indeed, the way of constructing the limit curve is based among other things on the equation of evolution of the current in the first conductor.
[0174] La méthode analytique décrite ci-dessus pour déterminer critère de criticité de défaut permet d’obtenir un critère de criticité de défaut fin, qui permet de s’approcher de la limite réelle de capacité de coupure du dispositif de coupure électrique, et donc d’exploiter au mieux les performances du dispositif de coupure électrique pour maximiser la possibilité de mettre en œuvre une action d’ouverture ciblée plutôt que de devoir recourir à une action d’ouverture totale au niveau du nœud considéré. Cependant, dans certains cas, il sera possible de recourir à un critère de criticité de défaut moins fin, qui permettrait tout de même d’avoir l’assurance que la mise en œuvre d’une action d’ouverture ciblée garantisse une interruption effective du courant par le dispositif de coupure considéré (dans l’exemple, le premier dispositif de coupure considéré). The analytical method described above for determining the fault criticality criterion makes it possible to obtain a fine fault criticality criterion, which makes it possible to approach the real limit of the breaking capacity of the electrical breaking device, and therefore to make the best use of the performance of the electrical breaking device to maximize the possibility of implementing a targeted opening action rather than having to resort to a total opening action at the node considered. However, in certain cases, it will be possible to use a less precise fault criticality criterion, which would still make it possible to have the assurance that the implementation of a targeted opening action guarantees an effective interruption of the system. current by the cut-off device considered (in the example, the first cut-off device considered).
[0175] Par exemple, dans certains cas, il sera possible de déterminer une valeur donnée du paramètre surveillé pour laquelle on est sûr d’obtenir une coupure effective. On rappelle que le paramètre surveillé peut consister en une combinaison de valeurs représentatives du courant et/ou de la tension, et/ou de leur dérivées par rapport au temps, dans le premier conducteur. [0175] For example, in certain cases, it will be possible to determine a given value of the monitored parameter for which we are sure to obtain an effective cut-off. It will be recalled that the monitored parameter can consist of a combination of values representative of the current and / or of the voltage, and / or of their derivative with respect to time, in the first conductor.
[0176] Comme alternative à l'approche analytique, une approche basée sur la modélisation peut être utilisée pour définir un seuil de la valeur de la dérivée de la tension par rapport au temps permettant de discriminer les défauts critiques par rapport aux défauts non critiques. Par conséquent, le système comportant le conducteur électrique dans lequel le défaut est apparu peut être représenté par un modèle à large bande (« wideband model ») ou par un modèle dépendant de la fréquence dans un programme de transitoire électromagnétique (EMT) en tenant compte de l'atténuation et de la distorsion de la modélisation du front d’onde pendant sa propagation dans le conducteur de transmission. Un modèle de capteur de tension est placé à une extrémité de conducteur. De plus, les conducteurs adjacents ainsi qu’un éventuel convertisseur de puissance et d’éventuelles inductances de protection seront avantageusement pris en compte dans le modèle afin de représenter suffisamment fidèlement la configuration du nœud de liaison 26.1. L'architecture du modèle est illustrée à la Fig. 9. As an alternative to the analytical approach, an approach based on modeling can be used to define a threshold of the value of the derivative of the voltage with respect to time making it possible to discriminate critical faults from non-critical faults. Therefore, the system including the electrical conductor in which the fault occurred can be represented by a wideband model or by a frequency dependent model in an electromagnetic transient (EMT) program taking into account of the attenuation and distortion of the front modeling wave during its propagation in the transmission conductor. A voltage sensor template is placed at one end of the conductor. In addition, the adjacent conductors as well as a possible power converter and possible protection inductors will advantageously be taken into account in the model in order to sufficiently represent the configuration of the link node 26.1. The architecture of the model is shown in Fig. 9.
[0177] Une fois le modèle obtenu, la valeur de crête de la dérivée de la tension de la première onde progressive peut être enregistrée lors de simulations paramétriques avec variation de la résistance de défaut Rdf et de la distance de défaut I. De la sorte, on peut établir une cartographie, comme illustré à la fig. 10, laquelle peut être utilisée pour définir le seuil de la dérivée de la tension V32 en fonction des valeurs Rdfmin et Ddf21min que l’on peut obtenir selon la méthode exposée plus haut. [0177] Once the model has been obtained, the peak value of the derivative of the voltage of the first traveling wave can be recorded during parametric simulations with variation of the fault resistance Rdf and of the fault distance I. In this way , it is possible to establish a map, as illustrated in fig. 10, which can be used to define the threshold of the derivative of the voltage V32 according to the values Rdfmin and Ddf21min that can be obtained according to the method explained above.
[0178] D’autres manières de définir le critère de criticité de défaut sont encore possibles, reposant par exemple sur des campagnes de tests, ou sur des analyses de données tirées de l’exploitation d’une unité de réseau HVDC identique ou similaire. On peut citer par exemple les travaux décrits dans « Transient-based fault identification algorithm using parametric models for meshed HVDC grids » par P.Verrax, A.Bertinato, M.Kieffer, et B.Raisonac, https://doi.Org/10.1016/j.epsr.2020.106387. [0178] Other ways of defining the fault criticality criterion are still possible, based for example on test campaigns, or on analyzes of data drawn from the operation of an identical or similar HVDC network unit. We can cite for example the work described in “Transient-based fault identification algorithm using parametric models for meshed HVDC grids” by P.Verrax, A.Bertinato, M.Kieffer, and B.Raisonac, https://doi.Org/ 10.1016 / j.epsr.2020.106387.
[0179] Dans les exemples ci-dessus, la définition du critère de criticité de défaut vise à prendre en compte une estimation de la résistance de défaut Rdf et de la distance de défaut I. Cependant, on pourrait prévoir que la définition du critère de criticité de défaut vise à prendre en compte une estimation d’un seul de ces deux paramètres du défaut. Par exemple le critère de criticité de défaut pourrait être basé plutôt sur une estimation de la distance de défaut I. Dans ce cas, on pourrait utiliser une méthode telle que celle décrite dans le document de M. K. K. Nanayakkara, A. D. Rajapakse et R. Wachal, "Traveiing-Wave-Based Line Fault Location in Star-Connected Multiterminal HVDC Systems ," paru dans « IEEE Transactions on Power Delivery », vol. 27, no. 4, pp. 2286-2294, Oct. 2012, doi: 10.1109/TPWRD.2012.2202405. [0180] Le procédé décrit est particulièrement avantageux dans le cadre d’un conducteur électrique qui est un conducteur aérien ou qui comporte un tronçon formé d’un conducteur aérien. En effet, du fait des caractéristiques d’un conducteur aérien, la probabilité que le défaut soit faiblement critique ou non critique, au point de permettre une action d’ouverture ciblée même avec des dispositifs de coupure électrique dont l’action ne serait pas particulièrement rapide, devient suffisamment élevée. De même, la nature du conducteur électrique et des défauts qui sont susceptibles d’y survenir est fréquemment non- critique. Ainsi, le procédé décrit ci-dessus permet de réaliser des stratégies de coupure à caractère sélectif, sur un conducteur électrique unique, sans nécessité le recours à des dispositifs de coupure électrique rapides. Notamment, l’invention peut être mise en oeuvre avec un premier dispositif de coupure électrique 28.11 de type mécanique, dans lequel la coupure électrique est réalisée par écartement mécanique de deux électrodes, et ceci bien que ce type de dispositif de coupure électrique est généralement considéré comme ayant un temps d’opération élevé, notamment par rapport à des dispositifs de coupure de type électronique ou hybride. Bien entendu, l’invention peut être mise en oeuvre dans une unité de réseau HVDC dans laquelle l’interruption du flux de puissance dans chaque liaison du nœud considéré est opérée par un dispositif de coupure électrique de type mécanique, In the above examples, the definition of the fault criticality criterion aims to take into account an estimate of the fault resistance Rdf and of the fault distance I. However, it could be provided that the definition of the criterion of Fault criticality aims to take into account an estimate of only one of these two fault parameters. For example the fault criticality criterion could be based instead on an estimate of the fault distance I. In this case, one could use a method such as that described in the document by MKK Nanayakkara, AD Rajapakse and R. Wachal, " Traveiing-Wave-Based Line Fault Location in Star-Connected Multiterminal HVDC Systems, "appeared in" IEEE Transactions on Power Delivery ", vol. 27, no. 4, pp. 2286-2294, Oct. 2012, doi: 10.1109 / TPWRD.2012.2202405. The method described is particularly advantageous in the context of an electrical conductor which is an overhead conductor or which comprises a section formed of an overhead conductor. Indeed, due to the characteristics of an overhead conductor, the probability that the fault is weakly critical or not critical, to the point of allowing a targeted opening action even with electrical cut-off devices whose action would not be particularly fast, becomes sufficiently high. Likewise, the nature of the electrical conductor and of the faults which are likely to occur therein is frequently non-critical. Thus, the method described above makes it possible to carry out cutting strategies of a selective nature, on a single electrical conductor, without requiring the use of rapid electrical cutting devices. In particular, the invention can be implemented with a first electrical cut-off device 28.11 of mechanical type, in which the electrical cut-off is carried out by mechanical spacing of two electrodes, and this although this type of electrical cut-off device is generally considered as having a high operating time, in particular compared to electronic or hybrid type switching devices. Of course, the invention can be implemented in an HVDC network unit in which the interruption of the power flow in each link of the node considered is operated by an electrical cut-off device of mechanical type,

Claims

Revendications Claims
[Revendication 1] Procédé d'isolation d'un premier conducteur (21) d'une première ligne de transmission de puissance dans une unité de réseau électrique considérée (12), l'unité de réseau électrique considérée opérant sous une tension de service nominale unique qui est une haute tension continue, dans lequel l'unité de réseau électrique considérée comporte au moins un nœud de liaison considéré (26.1), comportant au moins trois liaisons (26.11, 26.12, 26.13) distinctes connectées électriquement entre elles de manière continue, avec : [Claim 1] A method of insulating a first conductor (21) of a first power transmission line in a considered electrical network unit (12), the considered electrical network unit operating at a nominal operating voltage single which is a direct high voltage, in which the electrical network unit considered comprises at least one considered link node (26.1), comprising at least three distinct links (26.11, 26.12, 26.13) electrically connected to each other in a continuous manner, with :
- une première liaison (26.11) qui est reliée électriquement à une extrémité proximale du premier conducteur électrique de l'unité de réseau électrique considérée, avec interposition d'un premier dispositif de coupure électrique (28.11), associé à la première liaison, qui possède un état ouvert et un état fermé dans lequel il permet la circulation d'un premier flux de puissance (P26.ll) entre le nœud de liaison considéré et le premier conducteur ; - a first connection (26.11) which is electrically connected to a proximal end of the first electrical conductor of the electrical network unit in question, with the interposition of a first electrical switching device (28.11), associated with the first connection, which has an open state and a closed state in which it allows the circulation of a first power flow (P26.ll) between the link node in question and the first conductor;
- une deuxième liaison (26.12) qui est reliée électriquement à une autre unité de réseau électrique (16.2 ; 16.1b) ou à un deuxième conducteur électrique (22) de l'unité de réseau électrique considérée pour permettre le passage d'un deuxième flux de puissance électrique (P26.12) au travers de la deuxième liaison qui est commandé par au moins un deuxième dispositif de coupure électrique (28.12, 29.1b), associé à la deuxième liaison, qui possède un état ouvert et un état fermé ; - a second link (26.12) which is electrically connected to another electrical network unit (16.2; 16.1b) or to a second electrical conductor (22) of the electrical network unit considered to allow the passage of a second flow of electric power (P26.12) through the second link which is controlled by at least one second electric cut-off device (28.12, 29.1b), associated with the second link, which has an open state and a closed state;
- une troisième liaison (26.13) qui est reliée électriquement à une autre unité de réseau électrique (16.1) ou à un troisième conducteur électrique de l'unité de réseau électrique considérée pour permettre le passage d'un troisième flux de puissance électrique (P26.13) au travers de la troisième liaison qui est commandé par au moins un troisième dispositif de coupure électrique (28.13 ; 18.1 ;29.1), associé à la troisième liaison, qui possède un état ouvert et un état fermé ; le procédé comportant par ailleurs la surveillance d'au moins paramètre surveillé relatif au courant et/ou au potentiel électrique dans le premier conducteur électrique ; et le procédé comportant une étape de détection de l'apparition d'un défaut dans le premier conducteur électrique ; caractérisé en ce que le procédé comporte, en plus de l'étape de détection de l'apparition d'un défaut dans le premier conducteur électrique (21), au moins une étape de détermination de niveau de criticité du défaut, vis-à-vis du nœud de liaison considéré, retournant une information de niveau de criticité du défaut ; en ce que, en présence d'une information de présence de défaut dans le premier conducteur électrique, le procédé procède, en fonction de l'information de criticité de défaut vis-à-vis du nœud de liaison considéré: - a third link (26.13) which is electrically connected to another electrical network unit (16.1) or to a third electrical conductor of the electrical network unit considered to allow the passage of a third flow of electrical power (P26. 13) through the third link which is controlled by at least a third electrical cut-off device (28.13; 18.1; 29.1), associated with the third link, which has an open state and a closed state; the method further comprising the monitoring of at least monitored parameter relating to the electric current and / or potential in the first electric conductor; and the method comprising a step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor; characterized in that the method comprises, in addition to the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor (21), at least one step of determining the level of criticality of the fault, with respect to screw of the link node considered, returning information on the level of criticality of the fault; in that, in the presence of information on the presence of a fault in the first electrical conductor, the method proceeds, as a function of the information on the criticality of the fault with respect to the link node considered:
- soit, dans une action d'ouverture ciblée, au passage du premier dispositif de coupure électrique (28.11) de son état fermé à son état ouvert, en maintenant le deuxième (28.12, 29.1b) et le troisième (28.13 ; 18.1 ;- or, in a targeted opening action, when the first electrical cut-off device (28.11) goes from its closed state to its open state, while maintaining the second (28.12, 29.1b) and the third (28.13; 18.1;
29.1) dispositifs de coupure électrique chacun dans leur état fermé ; 29.1) electrical cut-off devices each in their closed state;
- soit, dans une action d'ouverture totale du nœud considéré, à l'interruption de tous les flux de puissance dans toutes les liaisons du nœud. - or, in an action of total opening of the node considered, with the interruption of all the power flows in all the links of the node.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans une action d'ouverture totale du nœud considéré, le premier dispositif de coupure électrique (28.11) est amené de son état fermé à son état ouvert après que tous les flux de puissance électrique au travers des autres liaisons du nœud de liaison considéré, autres que la première liaison, ont été interrompus. [Claim 2] A method according to claim 1, characterized in that, in a fully opening action of the node under consideration, the first electrical cut-off device (28.11) is brought from its closed state to its open state after all the flows electrical power through the other links of the link node in question, other than the first link, have been interrupted.
[Revendication 3] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, l'étape de détermination de niveau de criticité vis-à-vis du nœud de liaison considéré comprend une comparaison d'au moins un paramètre surveillé par rapport à un critère de criticité de défaut. [Claim 3] Method according to any one of the preceding claims, characterized in that, the step of determining the level of criticality with respect to the link node considered comprises a comparison of at least one parameter monitored with respect to to a fault criticality criterion.
[Revendication 4] Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le critère de criticité de défaut est déterminé en avance. [Revendication 5] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de détection de l'apparition d'un défaut dans le premier conducteur électrique (21) comporte une comparaison d'au moins un paramètre surveillé par rapport à un critère de défaut de conducteur. [Claim 4] A method according to claim 3, characterized in that the fault criticality criterion is determined in advance. [Claim 5] A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the step of detecting the appearance of a fault in the first electrical conductor (21) comprises a comparison of at least one parameter monitored by in relation to a driver fault criterion.
[Revendication 6] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de détection de l'apparition d'un défaut dans le premier conducteur électrique, et l'étape de détermination de niveau de criticité vis-à-vis du nœud de liaison considéré sont effectuées en fonction de la valeur d'un même paramètre surveillé. [Claim 6] A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the step of detecting the occurrence of a defect in the first electrical conductor, and the step of determining the level of criticality with respect to -vis of the link node considered are carried out as a function of the value of the same monitored parameter.
[Revendication 7] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'étape de détection de l'apparition d'un défaut dans le premier conducteur électrique (21), et l'étape de détermination de niveau de criticité vis-à-vis du nœud de liaison considéré sont effectuées en fonction de la valeur de deux paramètres surveillés différents. [Claim 7] A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the step of detecting the occurrence of a fault in the first electrical conductor (21), and the step of determining the level criticality with respect to the link node considered are performed as a function of the value of two different monitored parameters.
[Revendication 8] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'information de criticité de défaut est déterminée en fonction d'une prédiction de l'évolution du courant dans le premier conducteur électrique (21) suite à l'apparition du défaut et en fonction de la capacité du premier dispositif de coupure électrique à couper ce courant. [Claim 8] A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fault criticality information is determined as a function of a prediction of the evolution of the current in the first electrical conductor (21) following the appearance of the fault and depending on the capacity of the first electrical cut-off device to cut this current.
[Revendication 9] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un paramètre surveillé est sélectionné parmi l'intensité du courant dans le premier conducteur, la dérivée par rapport au temps de l'intensité du courant dans le premier conducteur, le potentiel électrique du premier conducteur, et la dérivée par rapport au temps du potentiel électrique du premier conducteur, ou leurs combinaisons. [Claim 9] A method according to any one of the preceding claims, characterized in that said at least one monitored parameter is selected from the intensity of the current in the first conductor, the derivative with respect to time of the intensity of the current in the first conductor, the electric potential of the first conductor, and the time derivative of the electric potential of the first conductor, or combinations thereof.
[Revendication 10] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un paramètre surveillé est une valeur de la dérivée, par rapport au temps, du potentiel électrique du premier conducteur. [Revendication 11] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième (26.12) et/ou la troisième liaison (26.13) est reliée électriquement à un convertisseur de puissance électrique (18.1, 18.2, 18.1b) vers une autre unité de réseau électrique (16.1, 16.2, 16.1b), par l'intermédiaire d'un deuxième (28.12), respectivement troisième (28.13), dispositif de coupure électrique de courant sous tension continue. [Claim 10] A method according to any one of the preceding claims, characterized in that said at least one monitored parameter is a value of the derivative, with respect to time, of the electric potential of the first conductor. [Claim 11] A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the second (26.12) and / or the third link (26.13) is electrically connected to an electric power converter (18.1, 18.2, 18.1b) to another electrical network unit (16.1, 16.2, 16.1b), via a second (28.12), respectively third (28.13), device for cutting the current under direct voltage.
[Revendication 12] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième (26.12) et/ou la troisième (26.13) liaison est reliée électriquement à un convertisseur de puissance électrique (18.1, 18.2, 18.1b) vers une autre unité de réseau électrique (16.1, 16.2, 16.1b), le convertisseur de puissance formant aussi le deuxième, respectivement troisième, dispositif de coupure électrique. [Claim 12] A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the second (26.12) and / or the third (26.13) link is electrically connected to an electric power converter (18.1, 18.2, 18.1b) to another electrical network unit (16.1, 16.2, 16.1b), the power converter also forming the second, respectively third, electrical cut-off device.
[Revendication 13] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième (26.12) et/ou la troisième (26.13) liaison est reliée électriquement à un convertisseur de puissance électrique (18.1, 18.1b) vers une autre unité de réseau électrique (16.1, 16.1b), le deuxième (29.1), respectivement troisième (29.1b), dispositif de coupure électrique étant interposé entre le convertisseur de puissance électrique (18.1, 18.1b) et ladite autre unité de réseau électrique (16.1, 16.1b). [Claim 13] A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the second (26.12) and / or the third (26.13) link is electrically connected to an electric power converter (18.1, 18.1b) to another electrical network unit (16.1, 16.1b), the second (29.1), respectively third (29.1b), electrical cut-off device being interposed between the electrical power converter (18.1, 18.1b) and said other electrical network unit ( 16.1, 16.1b).
[Revendication 14] Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'autre unité de réseau (16.1, 16.1b) opère sous une tension de service nominale alternative, le deuxième (29.1), respectivement troisième (29.1b), dispositif de coupure électrique, interposé entre le convertisseur de puissance électrique et ladite autre unité de réseau électrique, étant un dispositif de coupure électrique de courant sous tension alternative. [Claim 14] A method according to claim 13, characterized in that the other network unit (16.1, 16.1b) operates under an alternating nominal operating voltage, the second (29.1), respectively third (29.1b), electrical cut-off, interposed between the electrical power converter and said other electrical network unit, being an electrical current cut-off device under alternating voltage.
[Revendication 15] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nœud de liaison considéré comporte au moins une autre liaison (26.12, 26.14), qui est distincte de la première liaison, et qui est reliée électriquement à un deuxième conducteur électrique (22, 23) de l'unité de réseau électrique considérée (12) par l'intermédiaire d'au moins un deuxième dispositif de coupure électrique ( 28.12, 28.14) qui est associé à ladite autre liaison et qui possède un état ouvert et un état fermé. [Claim 15] Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the link node considered comprises at least one other link (26.12, 26.14), which is distinct from the first link, and which is electrically connected to a second electrical conductor (22, 23) of the considered electrical network unit (12) through at least a second electrical cut-off device (28.12, 28.14) which is associated with said other link and which has an open state and a closed state.
[Revendication 16] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de réseau électrique considérée comporte au moins un autre nœud de liaison (26.4), distinct du premier nœud de liaison (26.1) et comportant au moins trois liaisons distinctes (26.41, 26.42, 26.43) connectées électriquement entre elles de manière continue, avec : [Claim 16] Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrical network unit considered comprises at least one other link node (26.4), distinct from the first link node (26.1) and comprising at least three separate links (26.41, 26.42, 26.43) electrically connected to each other continuously, with:
- une première liaison (26.41) qui est reliée électriquement à une extrémité distale du premier conducteur électrique (21) de l'unité de réseau électrique considérée, avec interposition d'un premier dispositif de coupure électrique (28.41), associé à la première liaison, qui possède un état ouvert et un état fermé dans lequel il permet la circulation d'un premier flux de puissance entre cet autre nœud de liaison (26.4) et le premier conducteur (21) ; - a first link (26.41) which is electrically connected to a distal end of the first electrical conductor (21) of the electrical network unit in question, with the interposition of a first electrical switching device (28.41), associated with the first connection , which has an open state and a closed state in which it allows the circulation of a first flow of power between this other link node (26.4) and the first conductor (21);
- une deuxième liaison (26.42) qui est reliée électriquement à une autre unité de réseau électrique ou à un autre conducteur électrique (24) de l'unité de réseau électrique considérée pour permettre le passage d'un deuxième flux de puissance électrique au travers de la deuxième liaison de cet autre nœud de liaison (26.4), ce deuxième flux étant commandé par au moins un deuxième dispositif de coupure électrique (28.42), associé à la deuxième liaison de cet autre nœud de liaison (26.4), qui possède un état ouvert et un état fermé ; - a second link (26.42) which is electrically connected to another electrical network unit or to another electrical conductor (24) of the electrical network unit considered to allow the passage of a second flow of electrical power through the second link of this other link node (26.4), this second flow being controlled by at least one second electrical cut-off device (28.42), associated with the second link of this other link node (26.4), which has a state open and a closed state;
- une troisième liaison (26.43) qui est reliée électriquement à une autre unité de réseau électrique (16.4) ou à un autre conducteur électrique de l'unité de réseau électrique considérée pour permettre le passage d'un troisième flux de puissance électrique au travers de la troisième liaison de cet autre nœud de liaison (26.4), ce troisième flux étant commandé par au moins un troisième dispositif de coupure électrique (28.43), associé à la troisième liaison de cet autre nœud de liaison (26.4), qui possède un état ouvert et un état fermé ; en ce que le procédé comporte au moins une étape de détermination de niveau de criticité du défaut vis-à-vis de cet autre nœud de liaison (26.4), retournant une information de niveau de criticité du défaut vis-à-vis de cet autre nœud de liaison ; et en ce que, le procédé procède, en fonction de l'information de criticité de défaut vis-à-vis de cet autre nœud de liaison: - a third link (26.43) which is electrically connected to another electrical network unit (16.4) or to another electrical conductor of the electrical network unit considered to allow the passage of a third flow of electrical power through the third link of this other link node (26.4), this third flow being controlled by at least one third electrical cut-off device (28.43), associated with the third link of this other link node (26.4), which has a state open and a closed state; in that the method comprises at least one step of determining criticality level of the fault with respect to this other link node (26.4), returning information on the criticality level of the fault with respect to this other link node; and in that, the method proceeds, as a function of the fault criticality information with respect to this other link node:
- soit, dans une action d'ouverture ciblée, au passage du premier dispositif de coupure électrique (28.41) de cet autre nœud de liaison (26.41) de son état fermé à son état ouvert, en maintenant dans cet autre nœud de liaison le deuxième (28.12, 29.1b) et le troisième (28.13 ; 18.1 ;29.1) dispositifs de coupure électrique de cet autre nœud chacun dans leur état fermé ; - or, in a targeted opening action, when the first electrical cut-off device (28.41) of this other link node (26.41) passes from its closed state to its open state, while maintaining in this other link node the second (28.12, 29.1b) and the third (28.13; 18.1; 29.1) electrical cut-off devices of this other node each in their closed state;
- soit, dans une action d'ouverture totale de cet autre nœud de liaison (26.4), à l'interruption de tous les flux de puissance dans toutes les liaisons de cet autre nœud de liaison (26.4). - or, in a total opening action of this other link node (26.4), the interruption of all the power flows in all the links of this other link node (26.4).
[Revendication 17] Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que, pour un même défaut électrique dans le premier conducteur (21), l'étape de détermination de niveau de criticité du défaut vis-à-vis du nœud de liaison considéré (26.1) et l'étape de détermination de niveau de criticité du défaut vis-à-vis l'autre nœud de liaison (26.4) sont distincte et retournent une information de niveau de criticité du défaut qui peut être différente, conduisant à la possibilité d'avoir, pour un défaut électrique donné, à une action d'ouverture totale pour l'un des deux nœuds (26.1, 26.4), et à une action d'ouverture ciblée pour l'autre des deux nœuds (26.1, 26.4). [Claim 17] A method according to claim 16, characterized in that, for the same electrical fault in the first conductor (21), the step of determining the level of criticality of the fault with respect to the link node considered ( 26.1) and the step of determining the level of criticality of the fault vis-à-vis the other link node (26.4) are distinct and return information on the level of criticality of the fault which may be different, leading to the possibility of '' have, for a given electrical fault, a total opening action for one of the two nodes (26.1, 26.4), and a targeted opening action for the other of the two nodes (26.1, 26.4).
[Revendication 18] Procédé selon l'une des caractéristiques précédentes, caractérisé en ce que le premier conducteur électrique (21) comprend un conducteur électrique aérien. [Claim 18] Method according to one of the preceding characteristics, characterized in that the first electrical conductor (21) comprises an overhead electrical conductor.
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