Contribution à l'étude des transformateurs supraconducteurs - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2001

Contribution to the study of superconducting transformers

Contribution à l'étude des transformateurs supraconducteurs

Résumé

The discovery of High Critical Température superconductors in 1986 restarts the interest put on superconductivjty. Thèse materials arrived at a stage where their use in electrotechnical devices is possible. Nevertheless, it is essentia! to know precisely their AC losses in order to correctly design the devices. This is why we initially studied the AC losses in a superconductor. An analytical model applicable to a cylindrical geometry (windings) was developed and compared with a numerical model. We carried out expérimental measurements in order to compare thèse various models. For the European project READY, a single-phase 41 kVA HTC superconducting transformer was ernireiy designed on the electromagnetic. thermal and mechanical levels. This transformer, entirely cold. will be able to operate either in liquid nitrogen until around 65 K or in gas hélium if lower températures are needed. A pulsed tube will cool it. Many experiments were made to validate our choices and also to bring essential expérimental data like the cold iron losses or the thermal résistance contact. Finallv a ver.' preliminary stud> on various 30 MVA superconducting transformers shows the superconducting technology interest on thèse devices.
La découverte des supraconducteurs à Haute Température Critique en 1986 relance l'intérêt porté à la supraconductivité. Ces matériaux sont arrivés à un stade où leur utilisation dans des dispositifs électrotechniques est envisageable. Néanmoins, il est primordial de connaître leurs pertes AC précisément pour dimensionner correctement les dispositifs. C'est pourquoi nous avons étudié dans un premier temps ces pertes AC dans un supraconducteur. Un modèle analytique applicable à une géométrie cylindrique (bobinages) a été ainsi développé et comparé à un modèle numérique. Nous avons réalisé des mesures expérimentales afin de comparer ces différents modèles. Dans le cadre du projet Européen READY, un transformateur supraconducteur monophasé HTC de 41 kVA a été entièrement dimensionné sur les plans électromagnétiques, thermiques et mécaniques. Ce transformateur, entièrement froid, pourra fonctionner dans l'azote liquide jusque vers 65 K ou l'hélium gazeux pour atteindre des températures inférieures. H sera refroidi par un tube puisé. De nombreuses expériences ont été faites pour valider nos choix et nous apporter certaines données expérimentales indispensables comme les pertes fer à froid où la résistance thermique de contact. Enfin, une étude très préliminaire sur différents transformateurs supraconducteurs d'une puissance de 30 MVA a permis de montrer l'intérêt de la technologie supraconductrice sur ces dispositifs.
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Dates et versions

tel-00597717 , version 1 (01-06-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00597717 , version 1

Citer

Valentin Donnier-Valentin. Contribution à l'étude des transformateurs supraconducteurs. Sciences de l'ingénieur [physics]. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2001. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00597717⟩

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