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La gestion de l’énergie soustoutes ses facettesJan Dox : Distribution Moyene Tension

Customer Day 23 Avril 2015 - Abidjan

Agenda

Notre portefeuilleen bref

La coupure dans levide

Technologies clésdes tableaux isolésau SF6

Tableaux isolés à l’air

Agenda

Notre portefeuilleen bref

La coupure dans levide

Technologies clésdes tableaux isolésau SF6

Tableaux isolés à l’air

8DJH 36jusqu'à 36 kV, jusqu'à 20 kAjusqu'à 630 A

Distribution primaire

8DA/Bjusqu'à 40,5 kV, jusqu'à40 kA,jusqu'à 5 000 A

NXPLUS Cjusqu'à 24 kV, jusqu'à 31,5 kA,jusqu'à 2 500 A

NXPLUS C Windjusqu'à 36 kV, jusqu'à 25 kA,jusqu'à 1 000 A

NXPLUSjusqu'à 40,5 kV, jusqu'à31,5 kA,jusqu'à 2 500 A

Distribution secondaire

8DJH Compact8DJHjusqu'à 24 kV, jusqu'à 25 kA,jusqu'à 630 A

Tableau moyenne tension isolé au gaz (CEI)

Niveau générateur et réseau haute tension

Basse tension

Niveau dedistribution primaire

Niveau de distributionsecondaire

Detail 1

Distribution primaire

Tableau moyenne tension isolé dans l'air (CEI)

Sekundäre Verteilungsebene

8BT2 (LSC 2B)jusqu'à 36 kV, jusqu'à31,5 kA, jusqu'à 2 500 A

8BT1 (LSC 2A)jusqu'à 24 kV, jusqu'à 25 kA,jusqu'à 2 000 A

NXAIR (LSC 2B)jusqu'à 17,5 kV, jusqu'à40 kA,jusqu'à 4 000 Ajusqu'à 24 kV, jusqu'à 25 kAjusqu'à 2 500 A

NXAIR P (LSC 2B)jusqu'à 17,5 kV, 50 kA,jusqu'à 4 000 A

SIMOSEC (LSC 2)(Tableau hybride : tableau isolé dans l'air avec appareillages de commutation isolés au gaz)jusqu'à 24 kV, 20 kA, jusqu'à 17,5 kV, jusqu'à 25 kA, jusqu'à 1 250 A

Distribution secondaire

Niveau générateur et réseau haute tension

Basse tension

Niveau dedistribution primaire

Niveau de distributionsecondaire

Detail 2

Tableau électrique basse tension SIVACON S8

ConsommateursCharges MMM M

Power Center

Tableau de distributionprincipal

Tableau de distributionsecondaire

MCC

Applications types :Tableau de distribution d'énergie ou Tableau de commandemoteur (MCC) pour des applications industrielles ou dansl'infrastructure

SIVACON S8

Jeux de barres principaux horizontaux• In jusqu'à 7 000 A• Icw jusqu'à 150 kA / 1 sDisjoncteur jusqu'à 6 300 ADépart jusqu'à 630 A pour• montage fixe ou montage « plug-in »• Unité débrochableVérification de conception conformément à la CEI 61439-2

Systèmes de canalisations électriques préfabriquéesSIVACON à basse tension

690 V Ue max.400 V Ue max.

160 A à 1 250 A40 A à 160 A

Système BD01 Système BD2

Alimentation pour des petitsconsommateurs dans des ateliers et pourdes installations d'éclairage

Transmission et distribution de l'énergiedans les immeubles de bureaux et leslignes de transfert dans toutes lesapplications industrielles

690 V Ue max.1 000 V Ue max.

800 A à 6 300 A1 100 A à 5000 A

Système LD Système LX Système LR

Distribution et transmission de l'énergiedans des halls d'exposition, dansl'industrie automobile, dans l'industrielourde ou sur les bateaux

Distribution et transmission de courantsélevés dans les grands bâtiments, dans lesstations de radiodiffusion, dans lescentres informatiques ainsi que dans desapplications de fabrication de puces et desemi-conducteurs

1 000 V Ue max.

400 A à 6 150 A

Transmission de grandes quantitésd'énergie dans des conditions ambiantesextrêmes, pour l'alimentation dans lestunnels ou pour la mise en réseau dedifférentes parties de bâtiments ainsi quepour la transmission de l'énergiedans l'industrie chimique

Disjoncteur à coupure dans levide (Fusesaver)Disjoncteur 1 phase pouréconomiser les fusibles en casde défauts temporaires

Série TopperCommutateurs triphasésmanuels

Série SE/SER/EF/EHCommutateurs monophasésmanuels

Disjoncteur àréenclenchement 3ADDisjoncteur àréenclenchement à coupuredans le vide pourautomatisation du réseau

3AF04/05Disjoncteur « live-tank »pour applications ferroviaires

3AF01/3AF03/3AG01Disjoncteur « live-tank »pour distribution

Tableau moyenne tension pour installation extérieure

SDV6/7Disjoncteur « dead-tank »pour distribution

Série VectorCommutateurs triphasésmotorisés

Detail 3

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Tableaux isolés à l’airTechnologies clésdes tableaux isolésau SF6

Notre portefeuilleen bref

La coupure dans levide

1936 - Patent: Vacuum is Switching Medium

Market Shares of Arc Quenching PrinciplesWorld-wide

Mar

kets

hare

forM

VC

ircui

tBre

aker

s

VacuumSF6MagneticMin. OilBulk Oil

Market share of Vacuum Circuit-Breakers in Germany: >99 %

36

3328 26 24 18 16 13

13

1520

2022 22 22

1937

46 51 56 60 62 657

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1980 1982 1985 1988 1990 1993 1996 2002 2007

20

70

10

n Constant dielectricØHermetically sealed vacuum interrupter keeps out all environmental effects

ØNo degradation of “quenching medium”

n Constant contact resistanceØIn vacuum, contacts cannot oxidize

ØThe very small resistance is maintained throughout the contact life

n High total current switchedØSince contact erosion is small, rated normal current can be interrupted up to

30,000 times and rated short-circuit breaking current up to 100 times (and more)

n Economic advantagesØVacuum interrupters are maintenance-free

ØModern vacuum circuit-breakers are also maintenance-free, e.g. Siemens type3AH, SION

Highlights vacuum switching technology

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30

Air 1 bar

SF6 1 bar

OilVacuum

SF6 5 bar

Ud

[kV]

Ligh

tnin

gim

puls

ew

ithst

and

volta

ge

Contact piece distance s [mm]

Discharge voltage depending on the contact piecedistance in various quenching mediums

SF6

Oil

Vacuum

VacuumCircuit-Breakern Low arc voltage

n Short arc length

n Short arcing time

Ø Low arc energy

SF6

Oil

Vacuum

Breaking Current [kA]

Arc energy [kWs]

5040302010

Arc Energy

0

200

400

600

800

1000

0

ò=T

0

dtiuW

The Heart of the Circuit-Breaker -The Vacuum Interrupter

Terminal disc

Insulator (ceramics)

Arcing chamber made of copper

Fixed contact

Movable contact

Metal bellows

Operating and connecting bolt

LV – MV (1 bis 40,5 kV) - HVContactors Circuit Breakers Recloser

Loadbreak switch Special Applications

Trendsetter in Vacuum- TechnologyPortfolio Vacuum Interrupters

Prototypes

72kV

100kA

Inhouse production of contactmaterial by arc melting

NC-fabrication

Vacuum brazing in worldwidelargest furnacesVolume: 50-200 pcs.Cycle time: 12 – 18h

Computer controlled routinetesting

State of the art production and quality assurance

Clean room area - Vacuum-furnaces

Requirements on circuit-breakers

§ Priority of features depend onindividual installation§ Switching surges depend on the

circuit-breaker and its interactionwith the network§ Protective measures control

– switching surges– other transient phenomena

Good system engineering isthe basis for reliable

switching

Safety

Environment

Switching capacity

Switchingsurges

Costs Reliability

SF6 CB Protectivemeasure

Vacuum CB

Switching surges

n Constante diélectrique§ Ampoule de coupure dans le vide sous enveloppe scellée protégé des conditions

environnementales

§ Aucune dégradation des contacts principalles.

n Résistance permanente des contacts§ Dans le vide, les contacts n’ont pas la posibilité d'oxyder

§ Pas de changement de la résistance durant toute la vie du contact

n Courant total commuté élevé§ L'érosion de contact était faible, le courant nominal peut être commuté jusqu'à 30 000 fois et

un courant de court-circuit peut être interrompu jusqu'à 100 fois (et plus).

n Avantages économiques§ Les ampoules à coupure dans le vide ne nécessitent aucun entretien

§ Les disjoncteurs à coupure dans le vide modernes ne nécessitent également aucunentretien, par ex. Siemens type 3AH, SION

Points forts de la technologie des disjoncteurs àcoupure dans le vide

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Tableaux isolés à l’airNotre portefeuilleen bref

La coupure dans levide

Technologies clésdes tableaux isolésau SF6

8DJHDetail 1

8DJHCaractéristiques techniques

§ Tableau jusqu'à 17,5 kV, 25 kAou 24 kV, 20 kA

Tableau 36 kV, 20 kA

§ Jeu de barres 630 A, départs jusqu'à630 A

§ Tableau fabriqué en usine, certifié parun essai de type selon CEI 62271-200

§ Sous enveloppe métallique§ Simple jeu de barres

§ Isolé au gaz, hermétique à vie§ Flexible en raison de l'option

d'extension et de la possibilité deformer un bloc de cellules

§ Version sous forme de celluleindividuelle ou de bloc de cellules

8DJH

à Insensible aux fluctuations de températureet de pression

à Pas de perte de SF6

à Pas d’infiltration d’humidité – comportementstable des points de condensation

à Technique de soudure au laser sûre et moderneà Résistance maximum au pliage et à la déformationà Coordination de pression sûre et à basse tolérance

du système de surpression

Technologie du caisson§ Caisson en acier inoxydable§ Soudé hermétiquement§ Pas de joint

Technologie de production, par soudure au laser

Étanchéité au SF6 – selon la CEI:„Sealed for lifetime“

Recherche de fuite intégrale

Étanchéité (testé à l’hélium):

Fuite max. : 5·10-6 mbar·lsec

Test à 100% pour les caissons soudés

Indicateur prêt au service

§ Sans joint§ Indépendant des températures ambiantes§ Indépendant de l’altitude§ Contrôle de fonctionnement après le transport§ En option, également avec contact de signalisation

1 Caisson rempli au SF6, 1500 hPa*) (absolu) à 20°C2 Bourdon de mesure rempli au SF6, 1000 hPa *) (absolu) à 20°C3 Aimants de couplage

Visualisation:4 Pas prêt au service5 Prêt au service

Traversées

Qualité la plus élevée du fait§ Développement SIEMENS§ Propre fabrication§ Test de changement

des conditions climatiques

Contrôle des pièces:§ Contrôle radiographique§ Contrôle haute tension (HT)§ Contrôle de décharges partielles (DP)§ Contrôle d’étanchéité à l’hélium

Bride en acier avecélectrode de champ

Prises de mesurepour l‘indicateur deprésence tension

Résine

Pièce deraccordement

Gamme 8DJHExtension du jeu de barres, Modularité

§ Extension du jeu de barres possiblesur toutes les cellules individuelles outous les blocs de cellules (option)

§ Pièce embrochable composée d'uncontact de couplage et d'un manchonen silicone blindé

§ Centrage à l'aide de boulons deguidage etd'angles de butée

§ Distance minimum requise pourl'installation de 200 mm

§ Extension du jeu de barres en optionen prise de tension capacitive

Constitution et fonctiond’un disjoncteur à coupure dans le vide

Exemple: 3AH55 – NXPLUS C

Partie Primaire isolé SF6contact HT

Partie secondaire isolédans l‘air

mec de commande

Commande du Disjoncteur

§ Sans entretien

§ Réalisation sans joint

§ Chaîne mécanique testée

§ Technique de verrouillage et de commandesûre

§ Construction modulaire, de la commandeà ressort simple jusqu’à la commandemotorisé

Gamme 8DJHDépart interrupteur-sectionneur type R

Pour cellules individuelles ou blocs decellulesCourant du départ 400 A ou 630 A

8DJHLargeur de cellule : 310 / 500 mm

Pour cellules individuelles ou blocs decellulesCourant du départ 400 A ou 630 A

8DJH 36Largeur de cellule : 430 mm

Gamme 8DJHDépart protection transformateur type T

Pour cellules individuelles ou blocs decellulesCourant du départ 200 A(en fonction du fusible HPC HT)

8DJHLargeur de cellule : 430 mm

Pour cellules individuelles ou blocs decellulesCourant du départ 200 A(en fonction du fusible HPC HT)

8DJH36Largeur de cellule : 500 mm

8DJHDépart disjoncteur type L

Pour cellules individuelles ou blocs decellulesCourant du départ 250 A ou 630 AExemple :Option de conception avecdisjoncteur type 2

Uniquement 8DJHLargeur de cellule : 430 / 500 mm

8DJH36Largeur de cellule : 590 mm

Pour cellules individuelles ou blocs decellulesCourant du départ 630 AExemple :Disjoncteur type 2

8DJHCellule de comptage de facturation type M

Pour cellules individuelles• Pour installation de transformateurs de courant et de tension isolés à la résine moulée avec des dimensions selon DIN

42 600-8 ou -9• Transformateurs de courant et de tension fournis par le client, ou départ usine• Raccordement aux cellules isolées au gaz voisines en conformité avec le système via l'extension de jeu de barres ou

câbles

1400

M (SS) M (KS) M (SK) M (KK)

Contact sphérique Ø 20 ou 25 mm

840

Largeur de cellule : 840 mm

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Tableaux isolés à l’air

Technologies clésdes tableaux isolésau SF6

Notre portefeuilleen bref

La coupure dans levide

Detail 2Tableau NXAIR

NXAIR –Avantages client

§ Protège la vie

§ Augmente la productivité

§ Économise de l'argent

§ Préserve l'environnement

§ Assure la fiabilité et la satisfaction

Famille NXAIR

NXAIR <= 17,5kV NXAIR 24kV NXAIR P

Famille NXAIR

Valeurs assignées NXAIR<= 17,5 kV NXAIR 24 kV NXAIR P

Tension assignée Jusqu'à 17,5 kV Jusqu'à 24 kV Jusqu'à 17,5 kVCourant assigné Jusqu'à 4000 A Jusqu'à 2500 A Jusqu'à 4000 ACourant assigné de court-circuit 25; 31,5; 40 kA 16; 20; 25 kA 50 kALargeur, mm 600; 800; 1000 800; 1 000 1000Profondeur, mm 1350 1600 1635Hauteur minimale sous plafond,m 2,50 2,70 2,80

IAC A FLR 40 kA 1s A FLR 25 kA 1s A FLR 50 kA 1sLSC 2B, PM 2B, PM 2B, PM

NXAIR –Conception de la cellule disjoncteur

A = Compartiment appareillage

B = Compartiment jeu de barres

C = Compartiment de raccordement

D = Disjoncteur

E = Compartiment basse tension

A

B E

D

C

NXAIR –Catégorie de perte de continuité de service LSC 2B

§ Compartiment de jeu de barres :accessible par outillage

§ Compartiment appareillage :contrôlé par verrouillage

§ Compartiment de raccordement :accessible par outillage

§ Selon IEC 62271-200, protection totalecontre l'accès aux parties dangereusesentre les compartiments individuels

§ Volets à guidage forcé pour lescompartiments de jeu de barreset de raccordement

NXAIR –Classe de cloisonnement PM résistante à la pression

NXAIR –Volets à guidage forcé

§ À guidage forcé, c'est à dire, aveccouplage mécanique entre la partiedébrochable et les volets

§ Métallique en raison dela classe de cloisonnement PM

§ Degré de protection des cloisons IP2X

§ À ouverture séparée

§ Indépendants l'un de l'autre,cadenassables

jeu debarres

jeu debarres

départdépart

Volets fermés

départ départ

Volets ouverts

Conception d'un disjoncteur à coupure dans le vide

Mécanisme de commande

Coques deséparation du pole

Châssisdébrochable

Dissipateur dechaleur

Ampoule à coupure dansle vide

Système decontactsinférieur

Système decontacts supérieur

Connecteur basse tension

Certifié par un essai de type selon CEI 60470 et CEI 60271-200Tension assignée kV ≤ 12 kVFréquence assignée Hz 50/60Tension de tenue assignéeà fréquence industrielle kV 28 1)

Tension de tenue assignée aux chocs de foudre kV 75 2)

Courant de courte durée admissible assigné,max. kA 8

Durée de court-circuit assignée, max. s 1Courant assigné de coupure de court-circuit,max. kA 50

Courant assigné en service continu, max. A 450Pouvoir de fermeture assigné, max. A 4500Pouvoir de coupure assigné, max. A 3600Endurance mécanique 1 000 000Endurance électrique des ampoules à vide 500 000

Tension auxiliaire V DC 24 – DC 220AC 110 – AC 240

Consommation de puissancePouvoir de fermeturePouvoir de maintien

W 65090

Durée de coupure ms ≤ 45 ms

1) Selon la norme GOST 32 kV avec 7,2 kVcomme version spécifique

2) 60 kV sur la distance d'isolement entrecontacts ouverts

Conception de la cellule contacteurCombiné contacteur à coupure dans le vide / fusibles 3TL6..

§ Combiné contacteur à coupure dans le vide /fusibles sur partie débrochable

§ Adéquat pour les catégories d'utilisationAC1, AC2, AC3 et AC4

§ Max. 2 fusibles HPC HT possiblespar phase

§ Dimension de référence max. du fusible HPCHT : 442 mm

§ Remplacement des fusibles facilesans outils

§ Accrochage de fermeture mécanique(en option)

§ Avec transformateur de contrôle pouralimentation auxiliaire (en option)

Conception de la cellule contacteurCombiné contacteur à coupure dans le vide / fusibles 3TL6..

NXAIR – Conception des cellulesCompartiment de jeu de barres

§ Sections 1 x 80 mm x 10 mm jusqu'à3 x 120 mm x 10 mm en fonction du courant

§ Version standard nue, en assurant la rigiditédiélectrique correspondante

§ En option, conception isolée de toutes lesparties en cuivre (jeu de barres,assemblages vissés et liaison auxtraversées supérieures), en assurant larigidité diélectrique correspondante

§ Compartiment jeu de barres continu, enoption avec cloisonnement transversaljusqu'à ≤ 31,5 kA

Compartiment jeu de barres à barres nues,cloisonnement transversal optionnel pour ≤ 31,5 kA

Compartiment jeu de barres à barres isolées,cloisonnement transversal optionnel pour ≤ 31,5 kA

NXAIR – Conception des cellulesCompartiment de raccordement, exemples

§ Compartiment de raccordement à cloisonnementmétallique vers le compartiment appareillage et/ou lecompartiment jeu de barres

§ Raccordement de câbles possible par l'avant ou parl'arrière

§ Jusqu'à 6 câbles mono conducteurs, 500 mm² parphase possibles selon le courant

§ Hauteur de raccordement de câbles confortable de590 mm

§ Raccordement de barres en cuivre plat standard, ouà isolation totale (sûr au contact)

§ Prise de tension capacitive du départ dans lestraversées vers le compartiment appareillage

§ Avec sectionneur de terre (en option)

NXAIR – Conception des cellulesSectionneur de terre

§ Appareillage de commutation indépendant(sectionneur)

§ Manœuvres depuis la face avant de la celluleen maintenant la porte haute tension fermée

§ Commande intégrée dans l'interverrouillagede la cellule

§ Sert à la protection des personnes pendantle travail

§ Peut conduire tout le courant de court-circuit§Toujours avec pouvoir de fermetureen court-circuit

§ Classes d'endurance :§ E1 (2 x en court-circuit)§ M0 (1000 cycles de manœuvremécaniques)

§ En option avec commande manuelleou motorisée

§ Cadenassable (en option)

NXAIR –Protège la vie

Système d'interverrouillagemécanique logique

§ Toutes les manœuvres uniquementà porte fermée

§ L'ouverture de commande pour insérerun outil de manœuvre ne peut êtreouverte que lorsque cette action estautorisée par la logique du systèmed'interverrouillage

§ Éléments de commande (manœuvredu disjoncteur, déplacement de lapartie débrochable, mise à la terre dudépart) verrouillables en option

§ Indicateurs de position mécaniques

Évacuation des gaz en cas desurpression et hauteurs de plafond

NXAIR –Protège la vie et augmente la productivité

§ Évacuation des gaz en cas de surpressionde tous les compartiments séparémentvers le haut dans un conduit communavec évacuation définie

§ Hauteur du local avec conduitd'échappement pour évacuer les gaz àl'extérieur par l'arrière ou latéralement :≤ 17,5 kV / ≤ 40 kA: ≥ 2500 mm

§ Hauteur du local avec absorbeur≤ 12 kV / ≤ 25 kA: ≥ 2800 mm≤ 12 kV / 31,5 kA: ≥ 3000 mm≤ 12 kV / 40 kA ou 17,5 kV: ≥ 3500 mm

8BT2Données électriques

Valeurs nominales 8BT21 200 mm

Tension assignée kV 36

Fréquence assignée Hz 50 / 60

Courant assigné defermeture en court-circuit etcourant de courte duréeadmissible, 3 s max.

kA 31,5

Courant assigné du jeu debarres, max. A 3 150

Courant assigné des départs,max. A 3 150

Largeur mm 1 200

Hauteur mm 2 400

Profondeur mm 2450 / 2700

8BT2Schémas en coupe

Installation en milieu de station, FLRInstallation adossée au mur, FL

Fusesaver de SiemensAperçu des avantages techniques

§ Manœuvre en demi-cycle: ledisjoncteur à coupure dans le vide leplus rapide du marché

§ Prêt pour les réseaux intelligents etdoté d'un module de communication

§ Technologie innovante et hautementintégrée

§ Protection, surveillance, mesure etcontrôle dans une seule unité

§ Auto-alimenté

Detail 3

Nous fournissons des systèmes et des solutionspour une distribution d'énergie fiable et économique

Compétences technologiquessolides et positionde leader dans les domaines

§ de la technologie des disjoncteurs àcoupure dans le vide§ des tableaux isolés dans l'air / gaz

§ Tableau moyenne tension isolé au gaz§ Tableau moyenne tension isolé dans l’air.§ Tableaux électriques basse tension§ Systèmes de canalisations électriquespréfabriquées à basse tension§ Tableau & appareilage moyenne tension pourinstallation extérieure§ Tableau moyenne tension pour générateur

§ Solutions d'alimentation§ E-Houses§ Stockage d'énergie SIESTORAGE§ Couplage de réseaux SIPLINK§ Protection lignes FUSE SAVER

Systèmes

Solutions

Examples de distributionCabine de base avec comptage AIS et disjoncteurclient.

Examples de distributionCabine de base avec comptage GIS