Quel logiciel dois-je choisir ?

La suite logiciels CDEGS (Distribution de courant, Champs électromagnétiques, mise à la terre et analyse de la structure du sol) et les divers modules ont été conçu pour analyser les problèmes concernant les champs électromagnétiques, les interférences électromagnétiques et les systèmes de mise à la terre, avec une perspective globale.

La plus part du temps, nos clients ne savent pas quels outils utiliser et quels modules d’ingénierie ils ont besoin. Les articles technique et les documents suivants vous permettent donc de raffiner votre choix dans l’outil le plus adéquat à votre besoin. Si vous êtes toujours dans l’interrogative, vous avez la possibilité d’utiliser notre assistant de sélection logiciels. Pour une estimation rapide, vous pouvez utiliser l’arborescence de sélection ci-après. Si vous vous interrogez toujours, veuillez nous contacter.

WhitePapers & Documents

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Logiciel d’analyse de système de mise à la terre

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Cet article se charge de présenter quelques méthodes utilisées dans l’analyse de systèmes de mise à la terre et en illustre les avantages, les limites et les cas d’utilisation de ces méthodes. Les résultats de calcul de ces méthodes sont proposés et comparés. Différents cas sont modélisés dans cet article, comprenant les réseaux de mise à la terre de différentes tailles, les réseaux sous-terrains de structures métalliques et le cas des hautes fréquences. Les discussions et les conclusions données dans cet article peuvent servir de référence lorsque le choix d’une méthode est faite pour effectuer une analyse de mise à la terre.

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La gamme d’application qui peut être menée par les logiciels d’analyse de mise à la terre (comme AutoGrid Pro, AutoGround, MultiGround et AutoGround Design) qui utilise le module de calcul MALT et d’autres suites logiciels qui supportent les fréquences plus hautes (comme Multiground Z ou MultiFields) qui utilise les modules de calculs MALZ ou HIFREQ : ils peuvent tous être utilisé pour calculer les tensions de contact et de pas autour des grilles de mise à la terre enterrées dans des structures de sols uniforme ou arbitraire (MALT et MALZ peuvent mener les analyses de structures de sols arbitraire ou multi couches) Ceci vient à se poser les questions suivantes :

1. Quels sont les avantages de chaque programmes ?

2. Quel programme doit être utilisé dans tel ou tel cas ?

Cet article répond à ces questions de manière quantitative et qualitative, en utilisant des grilles enterrées de différentes tailles. La section 2 décrit les suppositions et les limitations de différents programmes de manière générale. La section 3 décrit alors le système physique qui est étudié pour comparer les trois programmes, quantitativement. Enfin, la section 4 présente les résultats numériques.

Logiciel d’analyse des paramètres d’interférence de câble et de ligne

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Trois outils indépendant sont disponibles dans les suites logiciels SES pour effectuer une étude d’interférence AC : SESTLS, ROW(TRALIN/SPLITS) et HIFREQ. Pour vous aider à choisir le programme le plus approprié, il est important de prendre connaissance des avantages et des limites de ces outils.

L’objectif de cet article est d’avoir une bonne vision de ces trois outils par l’illustration de leurs avantages, limitations et habilités

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Cet article étudie les problèmes d’interférences électromagnétiques apparaissant dans des passages partagés par des lignes de transmission, des canalisations et des voies de chemin de fer, etc…Une nouvelle méthode de modèle de circuit, pour l’analyser les problèmes d’interférences, est présentée. Cette méthode peut être utilisée pour calculer le niveau d’interférence inductif, capacitif et conductif, efficasement. Des exemples pratiques sont examinés et les résultats obtenus utilisant la nouvelle méthode, sont présentés et comparés avec à des exemples utilisant une méthode conventionnelle de circuit. Il est montré que le modèle peut être appliqué aux problèmes qui ne peuvent pas être résolus par des modèles traditionnels.

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L’interférence AC causée par les lignes haute tension sur des lignes non alimentées (comme les canalisations, les rails, etc…) partageant un couloir commun avec des lignes électriques, est important parce qu’il peut engendrer des chocs électriques et peut menacer l’intégrité des lignes. Cet article compare deux différentes méthodes dévouées aux études d’interférences AC. Une approche circuit et une approche champs électromagnétique sont utilisées pour effectuer une analyse paramétrique pour différentes configurations de réseau, de systèmes de lise à la terre, de distributions de courant de défaut et de structures de sol. Dans l’approche circuit, les composantes d’interférence inductive et capacitive, sont calculées en premier et indépendamment des composantes conductive. L’interférence globale est alors obtenue par addition de toutes les composantes. Deux méthodes sont utilisées pour modéliser les impédances de mise à la terre avec l’approche circuit. La méthode couplée de mise à la terre estime le couplage entre les mises à la terre et les méthodes classiques ignorant le couplage, en assumant que chaque système de mise à la terre est très éloigné des autres. Dans un autre sens, la théorie du champ électromagnétique modélise le réseau complet et les effets inductif, capacitif et conductif sont simultanément pris en compte. Les résultats basés sur les différentes approches et méthodes, sont comparés. Quelques différences apparaissent dans les différentes approches.

Evaluation de l’impact électromagnétique sur l’environnement (EMF simplifié, Corona, Audible et bruit radio)

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Cet article propose une nouvelle méthode, la méthode de simulation par bande, pour le calcul du champ électrique sur les surfaces des conducteurs, des systèmes de transmission. Cette méthode peut aussi calculer le champ électrique en tout points d’observation dans l’espace. Les effets sur la surface de la terre peuvent également être pris en compte. Les résultats des calculs ont été comparés avec ceux utilisant la théorie de l’image successive. La comparaison des résultats obtenus pour le regroupement de quatre conducteurs montre que lorsque le rapport entre le rayon du conducteur et la distance entre les conducteurs est supérieur à 1, les deux méthodes donnent les mêmes résultats. Lorsque la distance est inférieure à 1, la méthode de l’image successive tend à sur estimer le gradient minimum sur le conducteur avec regroupement de plus de 2 conducteurs, et la méthode que nous proposons donne des résultats plus significatifs. Un cas pratique de ligne de transmission a été réalisé dans cet article. Les champs électriques sur la surface du conducteur et la surface de la terre ont été calculés. Dans ce cas, la méthode que nous proposons et la méthode de l’image successive donnent des résultats similaires.

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Une méthode efficace pour la calcule du champ magnétique généré par des lignes de transmission est présenté. La méthode utilise une approche de calcul bidimensionnelle et donne à la fois les paramètres du conducteur et de ligne de phase, ainsi que le champ magnétique. Les résultats des calculs pour un cas typique sont comparés avec ceux utilisant une analyse indépendante tridimensionnelle et on constate que les résultats sont assez significatifs.

Calculs des champs électromagnétiques généralisés

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SES offre deux produits logiciels qui calcule les tensions transférées à partir des lignes excitées jusqu’aux conducteurs métalliques non excités, tels que les circuits de ligne de puissance en cours de maintenance, les canalisations, les rails, les câbles de communication, les barrières, etc…Dans tous les cas, le logiciel prend en compte le couplage champ magnétique inductif, le couplage champ électrique capacitif et le couplage conductif à travers la terre. Ces deux produits, Multifields et Right Of way sont comparés dans ce court article.

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La mesure de l’impédance du système de mise à la terre d’un sous-station ou d’une centrale électrique est souvent requis immédiatement après la construction, au lieu de vérifier que les calculs de conception prédisent correctement les performance du système. Des années plus tard, de nouvelles mesures sont quelques fois nécessaires pour vérifier que la performance du système de mise à la terre n’a pas été modifiée. Ce type de mesure, qui est typiquement effectuée en utilisant la méthode de la chute de potentiel, est assujetti à un nombre important de problèmes de potentiel : couplage conductif entre la grille en cours de test et le courant de l’électrode de retour, spécialement pour les structures de sol avec une faible résistivité ; le couplage inductif entre le courant et la tension des conducteurs en test ; le couplage inductif entre les conducteurs en test et les conducteurs de grille de mise à la terre ; le couplage inductif entre les conducteurs en test et les ligne de puissance statique ou câbles neutre ; d’autres système de mise à la terre fournit par la ligne de puissance statique et les câbles de neutre, avec une faible impédance de grille de mise à la terre. Cet article présente une méthodologie pour la mesures des impédances de mise à la terre qui minimisent les effets de couplage inductif, les couplage conductif et la ligne de puissance de mise à la terre. Une analyse paramétrique est effectué pour illustrer comment l’erreur de mesure comme fonction des dimensions de grille, structure de sol, emplacement des électrodes de test, distance de séparation entre les conducteurs, emplacement des connexion des conducteurs sur la grille de mise à la terre, et le signal de fréquence, est utilisé. Il a été trouvé que les impédances de mise à la terre peuvent être obtenues par interprétation des données utilisant les modèles de champs électromagnétiques qui déterminent l’erreur comme étant une fonction de la fréquence du signal.

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Cet article traite de l’analyse d’un problème de surchauffe qui a été observé dans une canalisation en acier de 140’(43 m) contenant des câbles électriques tri-phasé 115kV. Un modèle d’enveloppe d’acier de champ électromagnétique a été développé pour déterminer la distribution des courants induit (courant de Foucault) dans les directions longitudinales, radiales et transversale de l’enveloppe causé par l’excitation des câbles sous différentes conditions de fonctionnement. Ce modèle prend en compte les effets combinés de l’interférence inductive, capacitive et conductive. Cette étude a impliqué un modèle de circuit pour déterminer les distributions de courant et de tension dans les conducteurs enterrés. De plus, un modèle analytique d’enveloppe cylindrique en acier a été réalisé pour déterminer la circulation de courant de Foucault, ainsi que leurs densité au travers de la section croisée de la surface intérieure jusqu’à la surface extérieure de l’enveloppe. Les résultats de calcul montre que les courants induits dans l’enveloppe d’acier peuvent causer des pertes de chaleurs significatives et que la distribution exacte de la densité de courant induit dans l’enveloppe d’acier joue un rôle dans les pertes de chaleur générées par de tels courant .

Coup de foudre et analyse transitoire

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Cet article présente l’étude d’un site satellite de communication dont les équipements ont été endommagés lors d’un violent orage. L’élévation transitoire de potentiel de terre (GPR) et les tensions de stress sur les équipements endommagés (HPA) durant l’orage, sont obtenus en utilisant la théorie du champ électromagnétique. La tension de stress sur le HPA est réduite de 75% (de 25kV à 6 kV) lorsque le signal isolé du câble de mise à la terre est électriquement collé à l’équipement voisin. Un système de mise à la terre prolongé influence peu les tensions d'effort au début de la période transitoire ; cependant, il réduit les tensions d'effort de manière significative (environ de 50%) après les 3 premières µs

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Cet article expose en détail le calcul de l’élévation transitoire du potentiel de mise à la terre (TGPR) dans un disjoncteur de 500kV (CB) au sein d’une sous-station isolée par gaz (GIS) durant des défauts entre phase et terre. Les défauts sont causés par un coup de foudre sur les conducteurs de phase ou lors d’opérations de déconnection sur le GIS. Les modèles se basent sur la théorie du champ électromagnétique et sur la théorie du circuit on été utilisé pour obtenir la réponse transitoire. Un accord entre le modèle de circuit et la théorie du champ à été trouvé en présence d’une grille de mise à la terre. Le TGPR et les champs électromagnétiques proches du CB montre une oscillation similaire à celle observé lors de l’absence de grille de mise à la terre. L’amplitude des oscillations est réduite de 50% à cause des impédances de surcharge de mise à la terre très faibles. Dans le cas du scénario "déconnection du disjoncteur de charge", le GPR transitoire et les champs électromagnétiques, oscillent initialement à une fréquence plus grande (à peu prêt 1.8 MHz). L’oscillation montre une forme d’onde très différente comparativement à celle du scénario "surcharge dût à la foudre". Les deux méthodes de réduction ont été appliquées sur le TGPR dans le cas d’une surcharge dût à la foudre. Il a été trouvé que le TGPR peut être réduit significativement (40%) lorsque la longueur du bus de masse du disjoncteur est réduite par environ un facteur de deux.

Solutions et outils spécialisés

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La suite logiciels TLC est un Calculateur de Ligne de Transmission (et de distribution) pour EMF rapide, et d’estimation de la tension induite. Il peut être utilisé pour estimer rapidement les paramètres de lignes, les champs électriques et les champs électromagnétiques associés à des configuration arbitraires de lignes de distribution et de transmission parallèles. Il peut également estimer les tensions induites et les courants sur d’autres supports métalliques, tels que les canalisations et les rails de chemin de fer.

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Les problèmes associés à l’effet corona des lignes haute tension (HV) influence grandement le dimensionnement des conducteurs, des isolateurs et des accessoires. Pour arriver à une solution fiable, il est nécessaire d’estimer à la fois les conditions de la ligne une fois par opération et l’échelle de valeurs acceptable. Les trois principaux critère de l’effet corona sont:

• l’interférence radio (RI)
• le bruit audible (AN)
• les pertes corona (CL)

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Le programme AutoTransient simplifie l’analyse de phénomène transitoire en exécutant automatiquement le programme, utilisant les fréquences de calcul recommandées par la transformée de Fourrier rapide comme domaine d’entrée fréquentiel, jusqu’à atteindre les conditions souhaités. Cet article résume les possibilités du programme et décrit une étude transitoire simple, mais complète.

Choix dans l’acquisition d’un logiciel
(pour une recherche plus raffiné, sélectionnez l’assistant de sélection de logiciels)

1. Système de mise à la terre (conditions de défaut et analyse de la sécurité) 

a.  Petit système de mise à la terre (longueur maximale dans les 100 ft ou moins d’une centaine de mètres, particulièrement lorsque les résistivités du sol sont inférieures à 50 ohms-m) les barres de conducteurs, les grilles de mise à a terre équipotentiel. Ce choix inclut le module de conception de grille automatisée.

Structures de sol uniforme ou à double couches horizontales

1.   Aucun calcul de courant de défaut :

·     AutoGrid Pro (sol à double couches horizontales)

·     AutoGroundDesign (sol à double couches horizontales)

2.   Avec calcul simple de courant de défaut :

·     AutoGround ou

·     AutoGrid Pro (sol à double couches avec courant de défaut) ou

·     AutoGroundDesign ( sol à double couches horizontales avec courant de défaut)

 Structures de sol complexe (multi couches, volumes finis rectangulaire/trapezoidal, sol avec couche hémisphérique) 

1.   Avec calcul de courant simple de défaut:

·     MultiGround ou

·     AutoGrid Pro (sol Multi couche avec courant de défaut) or

·     AutoGroundDesign (sol Multi couche avec courant de défaut)

2.   Avec calcul de courant simple et complexe (Avec possibilité d’effectuer des études d’interférence SC et le calcul des constantes de ligne).

·     MultiGround-Plus 

     b. Systèmes de mise à la terre de différentes longueur et toutes résistivités de sol, conducteurs nus et induits, circulation des courants, systèmes de mise à la terre interconnectés, différents points d’injection du courant sur la même grille de mise à la terre (la chute de tension dans des conducteurs de grille change de manière significative l'exécution de la grille lorsque toute la longueur dépasse quelques centaines de pieds ou quelques centaines de mètres ou résistivités de sol sont moins de 50 ohms-m), vérification des tests.

                                                        Avec calcul simple de courant de défaut : 

1.   Sans modélisation rapide et automatique pour de petite grilles:

·     Multiground(option MALZ)

2.   Avec modélisation rapide et automatique des petites grilles :

·   MultiGround (option MALZ)

Avec calcul simple et détaillé du courant de défaut (avec possibilité d’effectuer des études d’interférence AC et calcul des constantes de lignes).

1.   Sans modélisation rapide et automatique de la conception de petites grilles:

·     Multiground plus (option MALZ)

2.   Avec modélisation rapide et automatique de la conception de petites grilles :

·     MultiGround plus

2.  Études de compatibilité électromagnétique/interférence AC (tensions transférées des lignes de puissance jusqu’aux canalisations, rails, circuits non excités et autres structures de ce type)

a.   Analyse du champ électromagnétique (l'exactitude élevée pour des systèmes de petites tailles jusqu aux systèmes modérément classés avec des topologies linéaires et non linéaires, champ électromagnétique de calculs nivelle, précis à 1 gigahertz, peut exécuter l'analyse de coup de foudre / transitoire, jusqu'à deux couches horizontales du sol, conducteurs concentriques modelés en tant que rangées cylindrique de rives, combine automatiquement des tensions par magnétisme induites avec ceux qui résultent du couplage à travers-terre, temps d'exécution est une fonction du nombre d'éléments modelés):

·     Mutlfields avec RESAP

 b.   Analyse de modèle de circuit circuit (Systèmes conçut pour de grand conducteurs, peut modéliser ces câbles de canalisation concentriques, court temps d’exécution, les défauts automatisés sur la longueur de chaque circuit, précise au degré que les équations de Carson pour de longs conducteurs s’appliquent, utilisateur peut combiner des tensions induites avec des interactions des sols en utilisant l'interface semi-automatisée):

·     Right-of-Way Pro

 c.   Évaluation grossière des niveaux d'interférence AC. (fournit également le calcul EMF pour les lignes et les constantes aériennes des lignes):

·     SESTLC (option interférence AC)

3.  Calculs du champ électromagnétique 

a.   Solutions précises pour les systèmes simples ou complexes, y compris les conducteurs en surface et enterrés, jusqu'à 1 gigahertz:

·     MultiFields ou MultiFields-Plus

 b.   La conception des lignes aériennes de transmission à réaliser pour indiquer des niveaux de champ électromagnétique et des niveaux de bruit et des constantes corona-connexes de ligne de calcul pour les systèmes aériens:

·     ENVIRO

 c.   Estimez les champs électromagnétiques sous des lignes de transmission, la comptabilité pour l'influence de la structure de la tour, des constantes de ligne de calcul pour les systèmes aériens et, comme option, des niveaux d'interférence AC :

·     SESTLC

4.     Études transitoires et coup de foudre: 

·     MultiFields ou MultiFields-Plus

5.     Études des bruits radio, des bruits audio et autre effet corona:

Avec estimation des niveaux de champs électromagnétique et des constantes de ligne pour des systèmes de conducteurs aériens

·     ENVIRO

6.  Constantes de ligne et impact sur l’environnement: 

a.   systèmes complexes, conducteurs enterrés, câbles multi conducteurs:

·     MultiLines

 b.   Systèmes de conducteurs aériens ( câbles non concentriques):

i. Avec estimation des niveaux de champs électromagnétique, bruits radio et audio et analyse effet corona:

·     ENVIRO

ii. Avec estimation des niveaux du champ électromagnétique et, comme option, l’estimation de l’interférence AC:

·     SESTLC

7.  Courant de distribution de défaut dans des conducteurs sous excités 

a.   Les systèmes complexes, y compris les conducteurs enterrés, multi-conducteur câbles de canalisation inclus, tout nombre de phases par ligne, lignes non-uniformes, les topologies qui ne sont pas strictement radial, défauts n'importe où, études d’induction AC possible:

·     MultiLines-Plus

 b.   Les topologies radiales simples, défaut à l'endroit central, lignes uniformes, les conducteurs en surface, spécifications d'une phase de défaut par la ligne, simulation d'une seule couche concentrique autour de noyau de câble:

·     FCDIST

8.  Analyse de la résistivité du sol: 

·     RESAP