Pannes symétriques et asymétriques

Dans des conditions de fonctionnement normales, un système électrique fonctionne dans un état d'équilibre, avec les paramètres électriques tels que la tension et le courant répartis uniformément sur toutes les phases. Cependant, lorsque l'isolation échoue à n'importe quel point du système ou lorsque des conducteurs sous tension entrent en contact involontaire, l'équilibre du système est perturbé, entraînant un court-circuit ou une panne dans la ligne. Les pannes dans les systèmes électriques peuvent être déclenchées par de nombreux facteurs. Des phénomènes naturels comme les coups de foudre, les vents puissants à haute vitesse et les tremblements de terre peuvent endommager physiquement l'infrastructure électrique et provoquer la rupture de l'isolation. De plus, des événements externes tels que la chute d'arbres sur les lignes électriques, les oiseaux créant des courts-circuits en reliant les conducteurs, ou la dégradation des matériaux d'isolation au fil du temps peuvent également initier des pannes.

Les pannes qui se produisent dans les lignes de transport sont généralement classées en deux types principaux :

Pannes Symétriques

Les pannes symétriques impliquent le court-circuit simultané de toutes les phases dans un système électrique polyphasé, souvent avec une connexion à la terre. Ce qui caractérise ces pannes est leur nature équilibrée ; même après la panne, le système maintient sa symétrie. Dans un système triphasé, par exemple, les relations électriques entre les phases restent cohérentes, avec les lignes effectivement déplacées par un angle égal de 120°. Bien qu'elles soient relativement rares, les pannes symétriques sont le type de pannes électriques le plus grave dans les systèmes de puissance, car elles génèrent des courants de panne extrêmement élevés. Ces courants de grande intensité peuvent causer des dommages importants aux équipements et perturber l'alimentation en électricité s'ils ne sont pas correctement gérés. En raison de leur gravité et des défis qu'elles posent, les ingénieurs effectuent des calculs de court-circuit équilibré spécifiquement conçus pour déterminer avec précision l'intensité de ces grands courants. Ces informations sont cruciales pour la conception de dispositifs de protection, tels que les disjoncteurs, qui peuvent interrompre en toute sécurité le flux de courant lors d'une panne symétrique et protéger l'intégrité du système de puissance.

Pannes Asymétriques

Les pannes asymétriques se caractérisent par leur implication d'une ou deux phases seulement dans un système de puissance, conduisant à un déséquilibre entre les lignes triphasées. Ces pannes se manifestent généralement par des connexions soit entre une ligne et le sol (ligne-terre) soit entre deux lignes (ligne-ligne). Une panne série asymétrique se produit lorsqu'il y a une connexion anormale entre les phases ou entre une phase et le sol, tandis qu'une panne shunt asymétrique est identifiée par un déséquilibre des impedances de ligne.

Dans un système électrique triphasé, les pannes shunt peuvent être classées comme suit :

• Panne Monophasée vers Terre (LG) : Cette panne se produit lorsque l'un des conducteurs entre en contact avec le sol ou le conducteur neutre.

• Panne Biphasée (LL) : Ici, deux conducteurs sont court-circuités, perturbant le flux de courant normal.

• Panne Biphasée vers Terre (LLG) : Dans ce scénario, deux conducteurs entrent en contact avec le sol ou le conducteur neutre simultanément.

• Panne Tripolaire (LLL) : Toutes les trois phases sont court-circuitées entre elles.

• Panne Tripolaire vers Terre (LLLG) : Toutes les trois phases sont court-circuitées vers le sol.

Il est important de noter que les pannes LG, LL et LLG sont asymétriques, tandis que les pannes LLL et LLLG relèvent de la catégorie des pannes symétriques. Étant donné les courants importants générés lors des pannes symétriques, les ingénieurs effectuent des calculs de court-circuit équilibré pour déterminer avec précision ces courants de grande intensité, ce qui est essentiel pour concevoir des mesures de protection efficaces.

Effet des Pannes sur les Lignes de Transport

Les pannes peuvent avoir un impact néfaste sur les systèmes de puissance de plusieurs manières. Lorsqu'une panne se produit, elle cause souvent une augmentation significative des tensions et des courants à des points spécifiques du système. Ces valeurs électriques élevées peuvent endommager l'isolation des équipements, réduisant ainsi leur durée de vie et pouvant potentiellement entraîner des réparations ou des remplacements coûteux. De plus, les pannes peuvent compromettre la stabilité du système de puissance, faisant fonctionner les équipements triphasés de manière inefficace ou même les rendant inopérants. Pour empêcher la propagation des dommages et assurer le fonctionnement ininterrompu de l'ensemble du système, il est crucial d'isoler rapidement la section défectueuse dès qu'une panne est détectée. En déconnectant la zone affectée, le fonctionnement normal des autres parties du système de puissance peut être maintenu, minimisant l'impact sur l'alimentation en électricité et réduisant le risque de nouvelles pannes.