Amélioration de la sélectivité des protections électriques des navires lors de l'alimentation à quai - Augmentation du courant de court-circuit

Improved the electrical protections selectivity on vessel’s grid during the shore supplying - Increase of short-circuit current

• Auteur / Autrice : Maricica-Mirela Ion
• Direction : Seddik Bacha
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance le 14/01/2015
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie électrique (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Paul Hautier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Tuan Tran-Quoc
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ionel Vechiu, Mircea Eremia

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transformateurs électriques

Courts-circuits

Navires

Mots clés libres

Connexion électrique des navires à quai

Convertisseur de fréquence

Transformateur double enroulement

Augmentation du courant de courtcircuit

Shore connection

Increase the short-circuit current

Grid frequency converter

Double winding transformer

Résumé

Ce travail est relatif à l’augmentation du courant de court-circuit du réseau électriqueportuaire alimentant le navire. Ceci passe par une modélisation des réseaux des charges, dutransformateur et enfin convertisseurs concernés. Munis de cette compréhension du système,diverses solutions à base d’électronique de puissance ou d’éléments passifs ont étéinvestiguées, simulées et évaluées à l’aune des performances exigées. Pour l’augmentation ducourant de court-circuit, un transformateur spécialement créé pour cette application à deuxenroulements primaires est proposé. L’esprit de la solution est de modifier la configuration dutransformateur au moment de la détection du court-circuit en modifiant son rapport detransformation. Un banc de test temps réel hybride a été architecturé afin de tester cettesolution. Les essais sur le banc de test ont permis d’obtenir des résultats satisfaisants etencourageants qui corroborent la théorie. Pour finir des études complémentaires, sousdifférents scenarii, ont été menées en simulation hors ligne.

This work is about the short-circuit current increase, inside the harbor’s electrical networkthat supplies the electrical grid of each vessel docked in port. We analyze the system’srequirements, the load demands, the transformer and finally the modeling of the convertersinvolved. Armed with this understanding of the system, various solutions like powerelectronics devices or passive equipments were investigated, simulated and evaluated in termsof performance requirements. To increase the short-circuit current, we provide a noveltransformer with two primary windings. The purpose of this solution is to change theconfiguration of the transformer when the short circuit is detected by changing thetransformation ratio. A real-time hybrid test bench has been build in order to test the solution.The real-time tests have yielded good and encouraging results, supporting the theory. Finally,further studies under various scenarios were conducted in offline simulations.