Rapport - IAT Et IPT, Role Conception Et Commmande (Test) [PDF]

Zitiervorschau

Université Hassan II – Casablanca

ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D’ELECTRICTE ET DE MECANIQUE DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE

3éme année-GSE APPAREILLAGES ET PROTECTIONS

IAT et IPT, rôle conception et commande

Encadré par :

Réalisé par : BELALIOUI Mouad

Pr :A.BELFQIH

BIQARBASSE abdelali Année universitaire : 2020/2021

Introduction : L’une des qualités essentielles d’une distribution moderne d’énergie électrique est la continuité de fourniture tout en assurant une bonne qualité de service. D’où l’importance des protections qui jouent un rôle primordial dans la prévention des effondrements de réseau. C’est tout un ensemble de système de protection qui doit être mis en œuvre pour faire face à un certain nombre de perturbations ou d’incidents, ce qui permettra la diminution du nombre de perturbations, la limitation de leur durée, et la rapidité de la reprise du service normal. Cependant, il faut être conscient des limites de la protection, elle ne peut pas empêcher les perturbations, elle ne peut que limiter leur durée. De plus le choix d’une protection est souvent un compromis technico-économique entre la sécurité et la disponibilité de l’alimentation en énergie électrique. Le choix d’un dispositif de protection n’est pas le fruit d’une réflexion isolée, mais une des étapes les plus importantes de la conception d’un réseau électrique.

PARTIE I : I.A.T : INTERRUPTEUR AERIEN TELECOMMANDE

I. Introduction : L’électricité est devenue indispensable à la plupart des activités de l'homme moderne, pour cela une qualité de service excellente et fiabilité de la distribution d'énergie devient une nécessité. La chose qui est offerte par les réseaux intelligent dits Smart Grids, Les solutions d'automatisation adoptées aux Smart Grids, proposés par INES permettent une optimisation globale quel que soit la configuration des réseaux par :      

La réduction des durées de coupure L'accélération du dépannage. La Suppression des défauts dès leurs apparitions. Assurer une protection optimale est au moindre cout. Préserver la sécurité des personnes et des biens. Eviter la destruction partielle ou totale des matériels.

Les interrupteurs aériens télécommandés à coupure en charge et dans le creux de tension dans le gaz SF6. Sont conçus pour répondre aux exigences de fiabilité dans la distribution d'énergie électrique. Les commutateurs remplis de gaz SF6 comme isolant est un moyen Fiable pour l'extinction de l'arc ce qui assure la rupture rapide du courant en charge active Ou inductif...etc. ils sont fabriqués sous un système contrôle de qualité conforme à la norme ISO 9001 L’intérêt de placer sur le réseau moyenne tension un ensemble d’interrupteurs sur ces lignes est de pouvoir choisir le chemin que l’énergie prendra pour arriver en un lieu donné. Ainsi lorsqu’une régie souhaite intervenir sur une ligne, il lui suffit par la commande de plusieurs de ces interrupteurs, d’isoler une section de la ligne sans que l’utilisateur ne s’en aperçoive. Il existe plusieurs types de ces interrupteurs, ils sont soit entièrement manuels soit télécommandés. L’intérêt de ceux qui sont télécommandés c’est qu’il ne nécessite pas l’intervention sur place de technicien. Cette commande à distance se fait soit par voie hertzienne ou bien par liaison téléphonique. Le choix de type de télécommande dépend du type de carte électronique qui équipe l’objet technique (I.A.T.).

I.1 L’interrupteur aérien télécommandé (I.A.T): I.1.1 le rôle d’un l’ I.A.T : Le dispositif de coupure est capable de couper et d’établir des courants nominaux allant jusqu’à 336600A pour des tensions nominales de 11 à 38 K volts L’appareil est composé d’une enveloppe métallique (inoxydable) étanche, renfermant une coupure triphasée en présence de gaz SF6. L’fluorure de soufre (SF6) assure l’isolement interne. Le dispositif de coupure assure la fonction d’isolement entrée/sortie de l’interrupteur. Il assure aussi l’alimentation du coffret contrôle commande, par l’intermédiaire d’un transformateur de tension MT/BT, pouvant être intégré dans le caisson étanche de l’interrupteur.

I.1.2 Conception d’un I.A.T  Constitution d’un I.A.T : L’I.A.T est un ensemble constitué de :  Un interrupteur à enveloppe métallique étanche (inoxydable), remplie de SF6 intégrant le transformateur d’alimentation HTA-BT. Le mécanisme motorisé à manœuvre indépendante est fixé sous la face inférieure de l’interrupteur et protégé par un capot assurant une protection d’indice IP45,  6 parafoudres et leur ferrure installés au-dessus du caisson interrupteur pour la protection amont et aval,  Les câbles de liaison entre l’interrupteur et les parafoudres,  un coffret de contrôle-commande, placé en bas de poteau à hauteur d’homme,  La tringlerie et sa commande manuelle de secours, L’ensemble de l’appareillage s’installe en partie supérieure du poteau, sous la ligne. L’opération peut se faire sous tension de manière aisée. Aucune contrainte particulière concernant le poteau vu le faible poids du matériel :  Un poteau d’effort en tête de 8kN suffit.  Une ferrure adaptable sur tout type de poteau permet la fixation par cerclage. Placé en zone rurale, il est destiné à réaliser le tronçonnement d’une artère aérienne. Il peut être placé à la frontière entre un réseau souterrain et aérien. Il peut être équipé des foudres. Ces appareils conviennent à tout type de réseau, et notamment à ceux qui nécessitent des manœuvres fréquentes dans des conditions climatiques sévères.  L’appareil ne demande aucun entretien particulier

 Description d’un I.A.T :

Parafoudre Ferrure d’accrochage Transformateur de tension extérieur Soupape de sécurité Compartiment transformateur de tension Traversées (avec plages de raccordement ou prises embrochables) Compartiment mécanisme commande

Tores capteurs de courant Compartiment étanche interrupteur

Antenne radio

Commande manuelle relative

Coffret contrôle commande

MODE ELECTRIQUE FERME

OUVRIR

Commande manuelle par perche

Transformateur de tension : L’interrupteur peut être associé à un transformateur de tension MT/BT afin d’alimenter le coffret contrôle commande. Ce transformateur peut être situé :  Soit à l’extérieur, sur le poteau, au-dessus de l’interrupteur.  Soit à l’intérieur de l’enveloppe métallique de l’interrupteur. Tores de transformateur de courant : L’enveloppe métallique peut supporter les tors de mesure de courant nécessaires au fonctionnement du détecteur de défaut :  Soit 3 tores de phase (défaut ampère métrique).  Soit deux tores déphasés et un tore homopolaire (défaut directionnel)

Description d’un ITI d’IAT

I.1.3 La commande d’un I.A.T : Le coffret contrôle commande situé en bas de poteau ou en milieu de poteau assure la manœuvre électrique de l’interrupteur. Cette manœuvre s’effectue :  Soit localement sur de boutons poussoirs situés sur le panneau avant.  Soit à distance par un système de télé conduite de réseau. Dans ce cas, les supports de transmissions utilisables sont : • La radio. • Le réseau téléphonique commuté. • Les liaisons téléphoniques spécialisées. Un détecteur de courant de défaut complète l’équipement de coffret contrôle commande. Il sert à localiser la portion de réseau en défaut. L’agent de conduite recueille cette information  soit par interrogation des interrupteurs télécommandés du départ en défaut  soit sur appel automatique du centre par le ou les interrupteurs ayant détecté le défaut. Un automate, associé au détecteur de défaut, permet l’ouverture de l’interrupteur dans le creux de tension qui suit le défaut. Le coffret contrôle commande est alimenté à partir du transformateur MT/BT. Une batterie assure la sauvegarde de l’alimentation en absence de la moyenne tension. L’alimentation est protégée contre les surtensions d’origine atmosphérique ou de manœuvre. Commande à distance : L’appareil peut être commandé à distance :  Par télécommande  Par l’intermédiaire de la radio ou du réseau téléphonique à partir d’un poste central de conduite.

Position de l’interrupteur : La position de l’interrupteur est signalée par l’indicateur situé sous l’appareil.

La position fermée est signalée :  Soit par un trait noir sur fond blanc.  Soit par l’inscription “CLOSE“ en couleur rouge.

La position ouverte est signalée :  Soit par un cercle noir sur fond blanc.  Soit par l’inscription “OPEN“ en couleur rouge.

PARTIE II : I.P.T : INTERRUPTEUR DE POSTE TELECOMMANDE

II. Introduction : L’une des qualités essentielles d’une distribution moderne d’énergie électrique est la continuité de fourniture tout en assurant une bonne qualité de service. D’où l’importance des protections qui jouent un rôle primordial dans la prévention des effondrements de réseau. C’est tout un ensemble de système de protection qui doit être mis en œuvre pour faire face à un certain nombre de perturbations ou d’incidents, ce qui permettra la diminution du nombre de perturbations, la limitation de leur durée, et la rapidité de la reprise du service normal. Cependant, il faut être conscient des limites de la protection, elle ne peut pas empêcher les perturbations, elle ne peut que limiter leur durée. De plus le choix d’une protection est souvent un compromis technico-économique entre la sécurité et la disponibilité de l’alimentation en énergie électrique. Le choix d’un dispositif de protection n’est pas le fruit d’une réflexion isolée, mais une des étapes les plus importantes de la conception d’un réseau électrique. On recense quatre types d’appareils disponibles actuellement ou à court terme : • l’Armoire de Coupure Télécommandée ou ACT, • l'Armoire de Coupure Télécommandée à 3 interrupteurs ou AC3T, • l'Interrupteur de Poste Télécommandé ou IPT, • le Disjoncteur Réenclencheur en Réseau ou DRR. On s’intéresse dans cette partie à préciser le rôle, la conception et la commande d’un interrupteur de poste télécommandé (I.P.T).

II.1.1 le rôle et conception d’un I.P.T :

 rôle d’un I.A.T :

Un interrupteur de poste télécommandé sert a plusieurs fonctionnalités :  coupure "en charge" de la HTA,  commande de la manœuvre :  à distance : par télécommande à partir d'un poste de commande éloigné, par radio ou par réseau téléphonique commuté (RTC),  en local : par manœuvre sur une platine de conduite en local (procédure de fonctionnement dégradé),  télésignalisation double (ou signalisation double en local) pour reporter, au poste de commande, l'information de position de l'appareil (ouvert ou fermé),  télésignalisation (ou signalisation en local) de passage de défaut en réseau.

 Constitution d’un I.A.T : L'IPT, Interrupteur de Poste Télécommandé, installé dans un poste cabine existant est composé des éléments suivants :  une cellule interrupteur, soit de type modulaire, soit incorporé à un tableau compact, sur laquelle est raccordé le réseau souterrain HTA,  une commande électrique sans accumulation d'énergie,  un coffret de contrôle-commande avec 1 ou 4 voies (Interface de Télécommande d'Interrupteur - ITI),  une antenne radio (si nécessaire) ou un raccordement sur réseau téléphonique commuté (RTC),  un détecteur de défauts constitué de trois tores dont la logique est intégrée dans le coffret de télécommande, pouvant détecter les défauts monophasés, biphasés et triphasés et fournissant une télésignalisation au coffret de contrôle-commande Ces matériels sont placés à l'intérieur d'une enveloppe de poste HTA/BT. L'ordre de télécommande est transmis par radio ou par réseau téléphonique commuté, à partir d'un poste de commande, au coffret de contrôle-commande (ITI). Cet ordre actionne directement la commande électrique de l'interrupteur pour l'ouvrir ou le fermer.  Avantage : Ces appareils équipent les réseaux souterrains HTA de type urbain ou rural. Plusieurs IPT (limitation par le coffret ITI à 4 interrupteurs télécommandés) peuvent être rassemblés dans une même enveloppe. Note 1 : Seuls les interrupteurs répondant aux spécifications EDF HN 64-S-41 ou HN 64-S42 peuvent être transformés en IPT par adjonction d'une motorisation. Note 2 : Il n'est pas intéressant, à la fois sur les aspects techniques et économiques, de motoriser des matériels de génération précédente.

 Inconvénients : Cas d'une modification dans un poste existant : Le coffret ITI nécessite toutefois une alimentation BT alternative, qui est généralement assurée par les auxiliaires du poste. S'il n'existe pas de transformateur dans ce poste, il faut alors, soit se raccorder sur un réseau BT voisin, soit intégrer dans le poste un transformateur de potentiel permettant d'assurer l'alimentation du coffret. Cas de création d'un poste neuf : S'il y a besoin de Basse Tension, il est nécessaire d'installer un PAC 10. Sinon, il est préférable de poser une ACT ou AC3T selon le cas, qui comporte des appareillages HTA monoblocs ayant une tenue à la corrosion bien plus satisfaisante que les appareillages modulaires.

II.1.2 schéma électrique d’un I.P.T :

Exemple des Caractéristiques électriques : In : 400 A Un : 24 kV Pouvoir de coupure : 400 A sous 24 kV Pouvoir de fermeture : 31,5 kA sous 24 kV

Fonction Automate Décentralisé Alarmé (ADA) dans un OMT : Cet automate permet, à partir de la détection du passage d'une intensité de défaut dans un OMT, d'engager une action d'ouverture de cet OMT pendant le deuxième cycle lent du disjoncteur du poste source. Une fonction téléalarme est associée à la fonction ADA, elle est activée instantanément après l'ouverture de l'interrupteur de l'OMT.

Les tores associés aux interrupteurs télécommandés, de types IPT, ACT, et AC3T permettent de détecter simplement le passage des défauts.

Fonction Réenclencheur en Réseau Cette fonction permet un cycle complet de déclenchement réenclenchement rapide (interruption de 0,3 secondes), deux lents successifs (interruption d'environ 15 à 20 secondes chacun), et définitif en cas de défaut persistant. Cet automatisme est associé à un disjoncteur suivant deux versions : type extérieur pour implantation sur un support HTA et type intérieur pour implantation dans un poste cabine, les deux ayant un pouvoir de coupure de 8 kA. L'ensemble est appelé Disjoncteur Réenclencheur en Réseau (DRR). L'utilisation du DRR nécessite d'adapter l'automatisme du réenclenchement du départ HTA au poste source.