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Chapitre 3 : Modélisation hautes fréquences des câbles de distributions

4 Etude de transmission HF à travers un câble de distribution

4.5 Etude paramétrique sur l’influence d’une dérivation

4.5.3 Influence de la position de la dérivation

Pour analyser l’impact du positionnement de la dérivation, le réseau « simple » étant toujours composé de trois câbles, la dérivation d’une longueur de 50 mètres est positionnée à 50, puis 250 et enfin 450

mètres du générateur de signal. Le point de réception est toujours à une distance de 500 mètres du générateur de signal 50 Ohms. La figure 3.61 présente les gains du réseau simple entre le générateur de signal et le point de réception pour les trois configurations de positionnement de la dérivation.

Figure 3.61 : Gains du réseau simple en fonction du positionnement de la dérivation (Phase A)

Comme précédemment, les résultats démontrent que le positionnement de la dérivation a pour effet de modifier la profondeur des évanouissements en fréquence, de déplacer légèrement le positionnement

en fréquence du premier évanouissement, et d’impacter la réponse fréquentielle au niveau des lobes

lorsque les ondes incidente et réfléchie sont en phase.

Dans la littérature, les études paramétriques sur le positionnement de la dérivation montrent que celle- ci influe sur la profondeur des évanouissements [16, 17 ,18]. Dans ce cas d’étude, contrairement à la précédente, les résultats sont cohérents avec la littérature.

Conclusion

La première partie du chapitre a été consacrée à la présentation de la théorie des lignes de transmission définissant le comportement et la représentation des câbles en un modèle à constantes réparties.

L’utilisation de ce modèle pour étudier le comportement des câbles de distribution en basses

fréquences peut être simplifiée pour se limiter à un modèle à constante localisées. En hautes fréquences, ces hypothèses simplificatrices ne tiennent plus du fait d’une longueur d’onde des signaux proches de la longueur des câbles de distribution.

A partir de cette première partie, un modèle cascadé a été proposé pour répondre au besoin de modélisation des câbles de distribution en HF. Ce modèle fait des hypothèses simplificatrices au vue de la gamme de fréquences étudiée (1 kHz à 1 MHz), comme les couplages entre le ruban en acier

composant les câbles souterrains BT et le couplage avec l’environnement du câble. La mise en place de ce modèle s’appuie sur une approche expérimentale permettant de déterminer l’ensemble des

paramètres primaires du modèle. Les résultats offerts par le modèle ont été validés par des mesures

d’impédances et de transmission à partir d’un générateur de signal et d’un récepteur 50 Ohms.

Le comportement du câble, du fait de la désadaptation de celui-ci avec des impédances de 50 Ohms, a

pour effet de générer un phénomène de multitrajets et donc d’être sélectif en fréquence dans la gamme

de fréquences de 1 kHz à 1 MHz. Cette sélectivité en fréquence dépend de la longueur du câble et de la valeur des impédances en entrées et sorties de celui-ci. En effet, lorsque ces dernières sont faibles, cette sélectivité se retrouve amplifiée. Il est donc opportun de caractériser la variation des impédances que représentent les clients dans les bandes de fréquences CPL au cours du temps. Toutefois, cette sélectivité en fréquence a tendance à diminuer lorsque le câble dispose d’une longueur de l’ordre du

kilomètre où l’atténuation de ce dernier commence à limiter les réflexions dans le câble.

La génération d’évanouissements dans la bande CENELEC ne débute que pour des câbles faisant une longueur d’environ 250 mètres. La bande IEEE 1901.2 est plus sensible à ces effets du fait de sa position fréquentielle plus élevée. L’influence de la longueur et le positionnement d’une dérivation,

contrairement à la littérature, a tendance principalement à accentuer la profondeur des évanouissements en fréquence. Il peut alors être supposé que, pour des réseaux résidentiels, comme

des lotissements de petites tailles n’excédant pas cette distance de 250 mètres, les pertes de

transmission sur un tel réseau seront minimes. Dans le cas des réseaux de plus grandes tailles, cette sélectivité en fréquence sera une contrainte à la transmission CPL du fait des longueurs de câble plus importantes et des réflexions plus accentuées provenant des faibles impédances localisées que représentent les clients.

Bibliographie du chapitre 3

[1] G. Metzger, J.P. Vabre, « Electronique des impulsions, Circuits à constantes réparties », Edition Masson & Cie, 1996

[2] J. Bonal, G. Séguier, « Entrainements électriques à vitesse variables » Edition Lavoisier, 1998 [3] C.R. Paul, « Analysis of multiconductor transmission lines », Edition John Wiley and Sons, 1994 [4] M. Zimmermann, K. Dostert, « A multipath model for the powerline channel », IEEE Transactions on Communications, vol.50, no.4, pp.553-559, 2002

[5] Y. Weens, « Modélisation des cables d’énergie soumis aux contraintes generées par les convertisseurs électroniques de puissance », Thèse, Université des Sciences et Technoloiges de Lille, 2006

[6] J. Hirsch, « Performance openstandard PLC on ERDF distribution network », ERDF, 2009

[7] Y. Weens, N. Idir, J.-J. Franchaud, R. Bausiere, « High frequency model of a shielded 4-wire energy cable », IEEE Power Electronics and Applications, 2005

[8] Y. Weens, N. Idir, R. Bausiere, J.-J. Franchaud, « Modeling and simulation of unshielded and shielded energy cables in frequency and time domains », IEEE Transactions on Magnetics, vol.42, no.7, pp.1876-1882, 2006

[9]N. Idir, Y. Weens, J.-J Franchaud, « Skin effect and dielectric loss models of power cables », IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol.16, no.1, pp.147-154, 2009

[10] D. Guezgouz, « Contribution à la modélisation du réseau électrique domestique en vue de la caractérisation du canal de propagation CPL », Thèse, Université François-Rabelais de Tours, 2010 [11] G. Duval, « Analyse et modélisation du réseau basse tension aux fréquences courants porteurs (3 kHz -148.5 kHz) », Thèse, Université de Paris Sud, 1998

[12] P. Ferrari, « Phénomènes de propagation en hyperfréquences », http://www.geea.org/ [13] T. A. Denidni, « Paramètre S – Analyse des réseaux », http://www.inrs-telecom.uquebec.ca/ [14] B. Reval, « Modélisation et optimisation des performances CEM d’une association variateur de vitesse – machine asynchrone », Thèse, Université Joseph Fourier de Grenoble, 2003

[15] R. Nozaki, T. K. Bose, « Measurement of the dielectric properties of materials by using time domain refletometry », Instrumentation and Measurement Technology Conference, 1990

[16] J. Anatory, N. Theethayi, R. Thottappillil, M. Kissaka, N.H. Mvungi, « The Effects of Load Impedance, Line Length, and Branches in Typical Low-Voltage Channels of the BPLC Systems of Developing Countries: Transmission-Line Analyses », IEEE Transactions on Power Delivery, vol.24, no.2, pp.621-629, 2009

[17] J. Anatory, N. Theethayi, R. Thottappillil, M. Kissaka, N.H. Mvungi, « The Influence of Load Impedance, Line Length, and Branches on Underground Cable Power-Line Communications (PLC) Systems », IEEE Transactions on Power Delivery, vol.23, no.1, pp.180-187, 2008

[18] H. Zattar, L. Salek, G. Carrijo, « An evaluation of power line communication channel modelling for indoor environment application », National Conference on CONATEL, vol., no., pp.1-6, 2011 [19] S. Tsuzuki, T. Takamatsu, Y. Yamada, « An estimation method of the transfer function of indoor power line channels for Japanese houses », IEEE Proceedings of 6th International Symposium on Power-Line Communications and Its Applications, vol., no., pp. 55–59, 2002

[20] H. Phillips, « Modeling of power-line communication channels », IEEE 3rd International Symposium on Power Line Comms and Its Applications, vol., no., pp., 1999

[21] Z. Mingyue, « Measurements and channel characteristics of LV power line communications networks in China », IEEE International Symposium on Power Line Communications and Its Applications, vol., no., pp.212–216, 2006

Chapitre 4 : Etude de transmissions à la