Méthodes de localisation des défauts dans les réseaux de distribution HTA

Cette méthode est utilisée pour localiser la zone en défaut. Les réseaux de distribution disposent d’organes de coupure en des points stratégiques qui permettent, après la détection d’un défaut permanent, de reconfigurer le réseau afin de réalimenter la majorité des consommateurs. Seul le tronçon en défaut n’est alors plus alimenté afin de réparer les matériels endommagés et éliminer la cause du défaut si nécessaire. La méthode est du type essai – erreur. En conséquence, dans certains cas, la recherche de la zone en défaut peut durer plusieurs heures et augmenter les détériorations subies par les matériels lors des différentes réalimentations [15].

Actuellement, l’identification du tronçon en défaut se fait en trois étapes :

Première étape : l’exploitation des indications des détecteurs de défaut, installés dans quelques points du réseau, indiquant la direction du défaut (centralisé ou par visite de ligne).

Deuxième étape : la réalimentation successive des parties coupées du réseau en observant si le défaut est basculé sur un autre départ jusqu'à l'identification du tronçon en défaut (télécommandé et/ou manuel).

Troisième étape : la visite du départ en défaut par le personnel de dépannage.

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Les deux dernières étapes sont celles utilisées actuellement par le service de dépannage de la SBEE pour la localisation des défauts (Figure 3.1) car le réseau ne dispose pas des détecteurs de défaut pour utiliser la première étape de cette méthode de reconfiguration du réseau.

Exemple de localisation de défaut par la reconfiguration du réseau

a) configuration initiale b) Configuration initiale d’étude (par sections)

c) Configuration intermédiaire 1 d) Configuration finale

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Figure 3.1 : les différentes étapes de localisation de défaut par la reconfiguration du réseau

Lorsqu’un défaut se produit sur le réseau, la configuration initiale du système change à cause des automatismes. L’équipement en défaut est ensuite isolé pour la réparation et le reste des clients du système sont réalimentés. Donc, le système passe par un certain nombre de configurations intermédiaires (Figure 3.1_c) – tous les clients non alimentés) jusqu’à la configuration finale (Figure3.1_d) – une partie des clients (sections) non alimentés). Pour atteindre ces configurations le système subit plusieurs interventions de la part des automatismes et de l’opérateur qui change l’état de certains composants (interrupteurs, disjoncteurs). Dans cet exemple, comme on peut voir dans la configuration finale, on a des composants qui ont changé d’état (entourés en bleu). Il faut préciser que l’ensemble des figures présentées ne montre pas toutes les configurations intermédiaires ainsi que l’ordre des changements d’état des composants.

En fonction de la stratégie abordée par l’opérateur, les configurations intermédiaires peuvent être différentes. Pour chaque événement réalisé sur le réseau, on est sensé trouver les configurations intermédiaires et finales pour enregistrer à la fin le nombre de clients non alimentés (nombre d’interruptions et temps de coupure d’électricité).

3.3.2. Calcul de la distance de défaut

Ce sont des méthodes de localisation précise du défaut par calcul de la distance entre le défaut et un point de référence souvent représenté par le jeu de barre en sortie du poste source (par souci de facilité et d’économie). Les méthodes courantes s’appuient sur la mesure des grandeurs électriques à la fréquence fondamentale. Cependant, la localisation des défauts est d'autant plus difficile que le réseau présente beaucoup de bifurcations et d'antennes ; certaines méthodes proposent dès lors une localisation à partir de mesures (tensions et/ou courants) réalisées à chaque extrémité d'antenne. Les mesures sont généralement synchronisées, mais certains auteurs proposent des méthodes à partir de mesures non synchronisées.

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Plusieurs méthodes de calcul de distance sont actuellement proposées dans la littérature (Tableau 3.1). Elles reposent sur des formulations classiques (calcul par schémas symétriques) ou plus avancées (ondes de propagation).

Tableau 3.1 : Méthodes de calcul de la distance de défaut

Type de méthode

Méthodes déterministes Méthodes heuristiques Impédance Signaux

transitoires

Réseaux de neurones

Avantages Robuste, facile à implémenter électrotechniques et traitement de signaux; et heuristique, provenant d'une application de raisonnement "expert" pour le calcul de la distance de défaut.

Nous allons commencer par les méthodes fondées sur un calcul d'impédance pour lesquelles la distance de défaut est la solution d'un système d'équations, obtenu par séparation des parties réelles et imaginaires d'une équation électrotechnique. Ce type de calcul est parmi les plus anciens ; il a été conçu initialement pour les réseaux de transport, [20]. Des exemples pour ces méthodes, adaptées aux réseaux de distribution, sont disponibles dans, [15], [19].

Une technique en plein essor est le calcul de la distance en utilisant des signaux à hautes fréquences, qui prennent place immédiatement après l'apparition du défaut. Ce type de

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méthode nécessite une très bonne connaissance du réseau et demande des appareils de mesures assez chers. Cette technique est appliquée dans le cas des défauts monophasés à faible courant de défaut tels que les réseaux à neutre isolé ou compensé, [25].

Dans le deuxième groupe des méthodes, une solution très souvent proposée repose sur l’usage de réseaux de neurones, imitant en termes de fonctionnement celui du cerveau humain. L'inconvénient majeur de ces méthodes est le temps d'apprentissage et le nombre de données d'apprentissage qui incluent aussi la distance de défaut. Des exemples de ces techniques sont disponibles dans [26].

3.3.3. Les nouvelles méthodes mises en œuvre

Parmi les méthodes de détection et localisation des défauts ci-dessus, nous insistons sur celles utilisant les IPD. Ces appareils sont actuellement largement utilisés dans les réseaux de distribution avec tout type de régime de neutre. Notre objectif est donc focalisé sur l’insertion de ces IPD dans le réseau de distribution HTA de Cotonou Est afin de permettre une localisation de défaut plus efficace.

Dans la suite, nous présentons en détail les IPD, leur fonctionnement et l’utilisation de ces dispositifs pour détecter et localiser des défauts.