Disjoncteurs sectionneurs Guide de l’acheteur et des … · 2018-05-10 · Produit Guide...

Disjoncteurs sectionneursGuide de l’acheteur et des applications

2 Guide de l'acheteur et des applications | Disjoncteurs sectionneurs ABB

Édite parABB AB High Voltage Products Department : Marketing & Sales Texte : Per-Olov Andersson, Carl Ejnar Sölver, Lars Haglund Mise en page, 3D et images : Mats Findell, Karl-Ivan Gustavsson SE-771 80 LUDVIKA, Suède

Disjoncteurs sectionneurs ABB | Guide de l'acheteur et des applications 3

Table des matières

Introduction 4

Abréviations 5

Définitions 6

Spécification des dispositifs de commutation 7

Disponibilité 10

Philosophie de ligne simple de commutation 15

Conception 19

Normes et essais 31

Aspects environnementaux 33

Conception des sous-stations 36

Optimisation des coûts 41

Processus et assistance 42

Demandes et commandes 44

IED de contrôle et de protection 46


Appareil de commutation haute tension isolé dans l’air avec disjoncteurs sectionneurs ABB dispose d’une expérience séculaire en matière de construction de sous-sta-tions pour les systèmes haute tension. Au fil des années et au fur et à mesure du développement, de la conception et de la fabrication de tous les éléments essen-tiels à la commutation, la conception des appareils de commutation a aussi été améliorée.

Une étape importante dans la conception des appareils de commutation de ces dernières années est que les disjoncteurs hautes performances bien connus d’ABB sont maintenant aussi disponibles comme disjoncteurs sectionneurs. La fonction de déconnexion est ainsi intégrée dans le disjoncteur et aucun dispositif de décon-nexion séparé n’est nécessaire. Il est ainsi possible de construire des sous-stations aux besoins minimaux en matière d’entretien et d’espace, au faible taux de pannes, d’une sécurité accrue et de faibles coûts de cycle de vie, par exemple un appareil compact de commutation isolé dans l’air.

Gamme de produitsLes disjoncteurs sectionneurs, DCB, peuvent être livrés comme unités séparées ou inclus dans les livraisons de baies de commutation complètes.

Type LTB 72.5 LTB 145 HPL 170 - 245 HPL 362 - 420 HPL 550

Tension nominale, kV 72.5 145 170 - 245 362 - 420 550

Courant nominal, A 3150 3150 4000 4000 4000

Courant de coupure, kA 40 40 50 63 63

Fréquence nominale, Hz 50/60 50/60 50/60 50/60 50

Conception de baieLes DCB utilisent une structure de support de disjoncteur sur laquelle un section-neur de mise à la terre et un transformateur de courant peuvent être montes. De plus, une structure complète de jeu de barres fabriquée en usine et comprenant les principales connexions électriques nécessaires peut être incluse.

Introduction


Introduction

Module d’entrée de ligneUne structure distincte appelée Module d’entrée de ligne (LEM) est disponible pour le support des appareils ne pouvant pas être montés sur la structure du disjoncteur. La structure du disjoncteur avec un LEM est normalement la seule structure néces-saire pour supporter les appareils Haute Tension dans une baie de commutation construite avec des DCB.

Appareils de commutation primairesABB propose une gamme complète d’appareils de base à utiliser dans les appareils de commutation isolés dans l’air. De plus amples informations sont disponibles dans le Guide de l’acheteur et des applications pour chaque produit selon le ta-bleau ci-dessous.

Produit Guide d’achat Guide des applications

Disjoncteurs isolés dans le gaz 1HSM 9543 22-00en 1HSM 9543 23-00en

Transformateurs de mesure extérieurs 1HSM 9543 42-00en 1HSM 9545 40-00en

Parafoudres 1HSM 9543 12-00en -

Abréviations

Dans ce document, les abréviations selon la liste ci-dessous sont utilisées. CB Disjoncteur

DCB Disjoncteur sectionneur

DS Sectionneur

ES Connecteur de terre/Sectionneur de terre

SA Parafoudre

TC Transformateur de courant

TCT Transformateur condensateur de tension

TT Transformateur de tension

PI Isolateur

JB Jeu de barres

PT Transformateur de puissance

AIS Appareil de commutation isolé dans l’air

GIS Appareil de commutation isolé dans le gaz

SF6 Hexafluorure de soufre

OHL Ligne aérienne

CL Ligne de câble

SLD Schéma unifilaire

LEM Module d’entrée de ligne

CCC Armoire de commande centrale

MDF Dispositif de déconnexion manuelle

IED Dispositifs électroniques intelligents

MT Moyenne tension

HT Haute tension

S/S Sous-station

LCA Analyse du cycle de vie

LCC Coût du cycle de vie


Définitions

Définitions spéciales utilisées dans le présent document.Pour les définitions en général, voir CEI 60050. Disjoncteur sectionneur Disjoncteur avec la fonction de sectionneur intégrée.

L’inter verrouillage contre les actionnements involontaires et le

blocage de la fonction de fermeture sont intégrés.

Module d’entrée de ligne Structure pour supporter un ou plusieurs appareils haute ten-

sion par exemple un transformateur de tension, un parafoudre

et un connecteur de terre.

Dispositif de déconnexion

manuelle

Un dispositif pour la déconnexion manuelle d’un appareil,

par un exemple un DCB ou un TC, en cas de panne ou de

maintenance. L’ouverture d’un boulon de connexion prédéfinie

constitue normalement la déconnexion.

Disponibilité

(à un certain point d’un réseau)

La fraction de temps durant laquelle la puissance électrique est

disponible à un certain point dans le réseau

• La disponibilité dépend à la fois des coupures planifiées et

non planifiées (entretien et réparation)

Indisponibilité


La fraction de temps durant laquelle l’énergie électrique n’est

pas disponible à un certain point d’un réseau

• Souvent exprimée en heures par an

Fiabilité


La probabilité d’une alimentation en puissance sans défaillance

à un certain point d’un réseau pendant une période de temps

donnée

• La notion de fiabilité ne considère que la capacité du système

à fonctionner correctement quand il est en service. Les inter-

ruptions pour cause de maintenance planifiée ne sont donc

pas prises en compte

Manque de fiabilité


La probabilité qu’une ou plusieurs interruptions de l’alimentation

électrique se produiront à un certain point d’un réseau pendant

une période de temps donnée

• Souvent exprimée en nombre prévu d’interruptions par 100 ans

Dispositifs électroniques

intelligents

Unité équipée d’un processeur et utilisée pour la protection et la

commande des systèmes électriques.

SymbolesDans ce document, les symboles ci-dessous sont utilisés dans les schémas unifilaires. Légende

Disjoncteur

Sectionneur

Disjoncteur sectionneur

Transformateur de tension

Transformateur de courant

Parafoudre

Sectionneur de terre


Spécifications des dispositifs de commutations

Les caractéristiques complètes d’un équipement de commutation comprennent, entre autre, les spécifications des appareils et systèmes électriques principaux.L’optimisation des coûts globaux est nécessaire dans le marché déréglementé de l’énergie. L’optimisation des sous-stations et leur développement constituent un objectif constamment poursuivi par ABB. Nous attachons une importance particulière aux exigences de fonctionnement, à la fiabilité et aux coûts sur le cycle de vie total.

Caractéristiques des appareilsLa méthode classique consiste à préciser en détails tous les équipements et schémas de la sous-station. Tous les appareils sont indiqués avec les quantités et les données respectives. Aussi les schémas, qui sont souvent basés sur la ma-nière traditionnelle de voir les choses, est déterminée. Dans ce cas, le propriétaire obtient l’équipement qui correspond exactement à ce qu’il veut et qu’il a l’habitude d’acheter. Cette manière de déterminer l’équipement ne permet normalement pas de proposer d’autres solutions avec de meilleures performances pouvant réduire le coût du cycle de vie.

Pour ouvrir la voie à d’autres solutions, une clause stipulant que le soumissionnaire est libre de proposer d’autres équipements est parfois ajoutée à la demande.

Caractéristiques fonctionnellesLa fonction principale d’une sous-station est de transférer la puissance d’une ma-nière contrôlée et de permettre d’effectuer les commutations/connexions néces-saires dans le réseau. Une autre façon de déterminer l’équipement nécessaire lors de la planification d’une nouvelle usine ou la rénovation d’une ancienne, peut être d’établir des spécifications fonctionnelles.

Dans ce cas, le soumissionnaire est libre de proposer la meilleure solution en tenant compte de toutes les possibilités pouvant être obtenues en utilisant la meilleure technique et les appareils et systèmes les plus récents, en combinaison avec les exigences établies pour la sous-station et le réseau.

Par exemple, les exigences de base d’une spécification fonctionnelle peuvent être :

− Nombre et type de connexions de système − Données électriques du système − Cheminement de l’énergie et du transfert à travers le système − Coûts liés à l’indisponibilité

Sur la base des spécifications fonctionnelles, ABB peut souvent proposer une autre solution qui garantit de meilleures performances à des coûts considérablement moins élevés.

Pour aider à la prise de décision, des calculs de la disponibilité, des calculs du coût du cycle de vie, un rapport sur l’impact environnemental, etc. peuvent être fournis par ABB.

Comme le fournisseur assume une plus grande part dans la conception, il est important que toutes les questions annexes telles que l’approvisionnement, les exigences des autorités, les conditions particulières de conception, etc. soient connues dès le début du projet.


Spécifications des dispositifs de commutations

Exemple de spécifications pour un appareil

Demande :Veuillez nous proposer un devis pour un appareil de commutation de 132 kV dans 5 baies selon les spécifications et le schéma unifilaire ci-joints :

5 Disjoncteur haute tension 145 kV, 3150 A, 31,5 kA

12 Sectionneur à commande motorisée de 145 kV, 2000 A, 31,5 kA avec sectionneur de terre

à commande motorisée intégré

6 Transformateur de courant 145 kV, 400/5/5/5/5 A. Données de base ……

9 Transformateur de courant 145 kV, 2000/5/5/5/5 A. Données de base ……

12 Transformateur de tension 145 kV, 132000/√3:110/√3:110/3 V. Données de base ……

12 Parafoudre 132 kV ……

Les fournisseurs indiquent leurs meilleurs prix pour l’équipement et le client peut choisir les équipements avec les prix les plus bas auprès des différents fournis-seurs. Le client aura donc un coût optimisé pour l’ensemble des appareils.

132 kV, 2000 A, 31,5 kA

Ligne 1 T1 T2 Ligne 2 Coupleur de jeux de barre


Exemple de spécification fonctionnelle

Demande :Veuillez nous proposer un devis pour un appareil de commutation de 132 kV avec 2 lignes d’entrée et 2 artères avec transformateur.

Une ligne existante doit être coupée et reliée à la sous-station.

Le transfert d’énergie maximal à travers la sous-station est de 120 MVA.

La puissance peut circuler dans les deux sens. Maximum Ik 21 kA.

Données du transformateur 132/11 kV, 40 MVA, Uk = 8 %

La maintenance planifiée peut être effectuée durant les périodes de faible charge mais un des

transformateurs doit toujours être en service.

Dans ce cas, ABB propose une solution avec disjoncteurs sectionneurs pour un coût total optimisé. Le client disposera d’un devis pour un dispositif de commuta-tion complet avec un minimum d’appareils et d’une haute disponibilité.

Le schéma unifilaire montre une solution avec des disjoncteurs sectionneurs.

Ligne 1 T1 Sectionneur T2 Ligne 2

132 kV, 2000 A, 31,5 kA


Disponibilité et fiabilitéUne des principales préoccupations des propriétaires ou des opérateurs de sous-stations est de minimiser les arrêts causés par un entretien régulier, ainsi que les travaux de réparation après une éventuelle panne. Pour atteindre cet objectif, un équipement nécessitant peu d’entretien et les configurations de sous-stations ap-propriées sont nécessaires. Dans ce contexte, la « qualité » d’une sous-station est souvent exprimée en termes de disponibilité (ou d’indisponibilité). La disponibilité, par exemple, d’une baie de sortie dans une sous-station, est la fraction de temps durant laquelle la puissance électrique est disponible à ce point. L’indisponibilité, c’est à dire la fraction de temps durant laquelle la puissance électrique n’est pas disponible, est normalement exprimée en heures par an.

Une autre préoccupation majeure est d’éviter les coupures pour les consomma-teurs d’énergie ou les pertes de connexion, par exemple aux centrales électriques productrices d’électricité. Ces événements sont entièrement liés à des arrêts imprévus dus à des défauts (dans la mesure où l’entretien planifié ne devrait pas causer de telles conséquences). Dans ce contexte, la « qualité » d’une sous-station est souvent exprimée en termes de fiabilité (ou manque de fiabilité). La fiabilité, par exemple, d’une baie de sortie dans une sous-station, est la probabilité d’une alimentation électrique sans défaillance à ce point durant une période de temps dé-terminée. Le manque de fiabilité peut être exprimé en nombre prévu d’interruptions par an ou en temps d’arrêt en heures par an.

Évolution des disjoncteurs et des sectionneursLe développement de la technologie des disjoncteurs a permis une réduction significative des besoins d’entretien et une plus grande fiabilité. Les intervalles d’entretien nécessitant la mise hors tension du circuit primaire pour des disjonc-teurs à SF6 modernes sont de 15 ans ou plus. Parallèlement, le développement des sectionneurs s’est concentré sur la réduction des coûts par l’optimisation des matériaux utilisés et n’a pas connu d’améliorations significatives en ce qui concerne les exigences d’entretien et de fiabilité. Les intervalles d’entretien pour les contacts principaux des sectionneurs sont de l’ordre de 2-6 ans, selon les utilisateurs et en fonction de la quantité de pollution due aux activités industrielles et/ou à la pollution « naturelle » telle que le sable et le sel.

La fiabilité des disjoncteurs a augmenté en raison de l’évolution des technologies de coupure de base, du type à air libre au type à d’huile minimum et jusqu’aux dis-

Disponibilité

Taux

de

défa

illanc

e et

d'e

ntre

tien

Disjoncteurs à bain d’huile

Disjoncteurs à air libre

Sectionneurs avec contacts ouverts

Disjoncteurs huile minimum

Disjoncteurs SF

1950 2010

6


joncteurs de type SF6 actuels. Dans le même temps, le nombre d’interrupteurs en sé-rie a été réduit et actuellement des disjoncteurs isolés dans le gaz jusqu’à 300 kV sont disponibles avec seulement un interrupteur par pole. La suppression des condensa-teurs de répartition de tension pour les disjoncteurs isolés dans le gaz a encore simpli-fié le circuit primaire et donc augmenté la fiabilité. Les disjoncteurs de jusqu’à 550 kV sont disponibles aujourd’hui sans condensateurs de répartition de tension, permettant le développement des DCB jusqu’à ce niveau de tension. Les mécanismes de fonc-tionnement des disjoncteurs se sont également améliorés passant d’une conception pneumatique ou hydraulique à une solution à ressort résultant en des conceptions plus fiables et réduisant les besoins d’entretien.

CalculsDes logiciels pour des calculs de disponibilité et de fiabilité sont disponibles auprès d’ABB. Il est ainsi possible de comparer les différentes solutions de sous-stations. Dans la plupart des cas, les configurations contenant des sectionneurs conventionnels causent une plus grande indisponibilité et sont considérablement moins fiables que les configurations avec des DCB.

Plus grande disponibilité avec DCBLe cheminement type de la puissance électrique à travers une sous-station peut être divisé en trois parties principales : ligne, transformateur de puissance et appareil de commutation. Les lignes et les transformateurs de puissance ont des besoins d’entre-tien relativement élevés. Ils sont la cause principale des pannes dans les sous-stations alimentées par des lignes radiales simples ou avec seulement un transformateur. Dans ce cas, l’entretien du matériel de commutation est d’une importance secondaire. Au contraire, si la puissance peut être alimentée depuis plus d’une direction et si la sous-station est équipée de transformateurs parallèles, l’indisponibilité générale de la sous-station, pour cause d’entretien, peut être directement liée à l’équipement de commuta-tion. Les facteurs décisifs sont alors les équipements haute tension utilisés ainsi que la configuration de la sous-station (schéma unifilaire).

La raison principale de l’indisponibilité d’une certaine partie d’une sous-station est l’entretien (planifié).

Dans le passé, lorsque les disjoncteurs étaient mécaniquement et électriquement compliqués et nécessitaient donc beaucoup d’entretien, l’accent était mis sur la façon d’isoler les disjoncteurs pour l’entretien tout en maintenant en service les autres par-ties de la sous-station. Les sous-stations étaient donc construites avec des disjonc-teurs entourés par un grand nombre de sectionneurs pour qu’il soit possible d’isoler et de maintenir les disjoncteurs. Aujourd’hui, dans la mesure où les disjoncteurs mo-dernes ont besoin de moins d’entretien que les sectionneurs classiques, il est préfé-rable d’utiliser des disjoncteurs sectionneurs (DCB).

A titre d’exemple, une comparaison est faite entre une solution traditionnelle à doubles jeux de barres avec disjoncteurs et sectionneurs séparés et une solution à jeux de barres sectionnés avec des DCB comprenant des possibilités de déconnexion manuelles (MDF). La sous-station de 132 kV a quatre lignes aériennes, deux transformateurs de puissance et un disjoncteur à coupleur de jeux de barre ou section de jeux de barre. Les intervalles d’entretien sont de 5 ans pour les sectionneurs à construction ouverte et de 15 ans pour les disjoncteurs et DCB. L’introduction des DCB réduit ainsi la moyenne d’indisponibilité due a l’entretien de 3,1 à 1,2 heures par an.


Disponibilité

CB + DS DCB

0

2,0

4,0

3,1

1,2

Dur

ée d

es p

anne

s (h

/an)


La réduction des mesures d’entretien garantit les avantages suivants :

− Plus de consommateurs satisfaits ; en fonction de la topologie de la sous-sta-tion/du réseau, l’entretien peut provoquer une perte en l’alimentation électrique pour certains consommateurs

− Moins de risque de perturbations du système (black-outs) ; le risque de défauts primaires durant une mesure d’entretien étant plus élevé que pendant le service normal (personnes dans la sous-station) et le système étant plus « faible » en raison de l’entretien (tous les équipements ne sont pas en service)

− Moins de coût de main-d’œuvre pour les travaux d’entretien sur le site − Plus grande sécurité du personnel ; tous les travaux effectués dans le système

haute tension de la sous-station constituent un risque potentiel de blessure du personnel dû à des chocs électriques, des chutes depuis certaines hauteurs, etc.

Plus grande fiabilité avec les DCBPour les configurations a une seule ligne avec seulement un disjoncteur par baie, une faute primaire sur l’un des éléments de sortie ainsi qu’une panne du disjoncteur pour cette baie conduiraient à la mise hors tension d’une section de jeux de barres. Une défaillance dans une section de barres ou dans le disjoncteur de couplage mènera à la perte de l’ensemble de la sous-station.

Pour les sous-stations importantes, il n’est peut-être pas acceptable, du point de vue de la sécurité du système, de risquer de perdre l’ensemble de la sous-station suite à un défaut primaire. Pour « immuniser » la sous-station contre les défauts de jeux de barres et réduire au minimum les perturbations si un disjoncteur ne s’ouvre pas pour un défaut primaire, une configuration de 1 ou de 2 disjoncteurs peut être utilisée.

A titre d’exemple, considérons une sous-station type de 420 kV avec trois lignes aériennes, deux transformateurs de puissance et une réactance shunt. Une com-paraison est faite entre une solution de type traditionnel avec des disjoncteurs et des sectionneurs et une solution avec des DCB et possibilités de déconnexion manuelles MDF.


Disponibilité

Les arrêts d’une baie d’entrée/de sortie dus aux défauts de l’appareil de commu-tation sont présentés dans le diagramme. Ces interruptions non planifiées peu-vent être très problématiques et entrainer une perte inacceptable en alimentation électrique pour les consommateurs. La fréquence des pannes provient des sources internationales de statistiques telles que CIGRE qui rassemblent les informations provenant des appareils en service. Dans la mesure où les DCB sont très sem-blables aux disjoncteurs traditionnels, les statistiques de pannes sont supposées être les mêmes pour les disjoncteurs que pour les DCB. L’introduction des DCB réduit ainsi les pannes de 50 %.

Les exemples présentés sont très typiques. Des solutions de sous-station avec DCB sont généralement d’une meilleure disponibilité et d’une plus grande fiabilité par rapport aux solutions traditionnelles.

CB + DS DCB

0

0,1

0,2

0,3

0,19

0,0950 %

Dur

ée d

es p

anne

s (h

/an)

{


Philosophie de commutation d’une seule ligne

La conception d’une nouvelle sous-station exige la prise en compte d’un grand nombre de considérations. Une de ces considérations est le Diagramme unifilaire (SLD). Lors de l’élaboration du SLD, les principaux objectifs sont de créer une solution qui garantit la meilleure sécurité possible pour le personnel et une sécurité optimale de service. De nombreux facteurs tels que la charge, le réseau électrique environnant, les effets de la perte de puissance, la fiabilité et les besoins d’entretien de l’appareil, etc. influent sur la décision finale.

L’approche traditionnelleTraditionnellement l’aspect le plus important a été de pouvoir isoler le disjoncteur dans le système pour entretien ou réparation. Des exemples de SLD traditionnels sont indiqués ci-dessous. Un point commun de ces exemples est que le disjonc-teur peut être facilement isolé, sans affecter ni le flux de puissance dans le jeu de barres, ni lors d’un sectionneur de by-pass où un jeu de barres de transfert est utilisé, non plus dans de la charge actuelle.

D’autre part, si un disjoncteur dans un tel système ne parvient pas à ouvrir, tous les jeux de barres doivent être mis hors tension avant que le disjoncteur ne puisse être isolé.

En outre, même les sectionneurs doivent être maintenus et pour que ceci soit possible sans mise hors service de la S/S complète, des jeux de barres doubles ont été introduites. Autrement dit, la principale raison des systèmes à doubles jeux de barres est de permettre la maintenance des sectionneurs.

Jeux de barre simple

Jeux de barre simple, Sectionnaire de dérivation

Double jeux de barres

Simple jeux de barres + Barre de transfert

Double jeux de barres + Barre de transfert



De nouvelles possibilitésComme nous l’avons montré dans le chapitre Disponibilité, les disjoncteurs mo-dernes SF6 sont plus performants que les DS en matière d’entretien et de fiabilité. Ceci signifie que la méthode traditionnelle de construction des S/S avec de nom-breux jeux de barres et sectionneurs diminue plus la disponibilité qu’elle ne l’ac-croît. En ne prenant en considération que les éléments ci-dessus, la meilleure façon d’accroître la disponibilité est de supprimer tous les sectionneurs et de n’utiliser que des disjoncteurs. Toutefois, en raison des aspects de sécurité, une fonction de sectionneur est nécessaire. Dans un disjoncteur sectionneur, cette fonction de déconnexion est intégrée dans le disjoncteur et il est alors possible de concevoir des solutions de S/S sans sectionneurs.

Les DCB peuvent être utilisés dans les systèmes suivants :

− Système de jeu barres simples − Système avec jeu de barres simples sectionnées − Système avec double jeu de barres/double disjoncteur − Système avec jeu de barres en forme d’anneaux − Système à un disjoncteur et demi

Si un système de doubles jeu de barres ou avec un jeu de barre de transfert est exi-gé, il peut avantageusement être remplacé par un système a doubles jeu de barres/ double disjoncteur.

Jeu de barres simpleLe système de jeu de barre simple est le système le moins compliqué. Il peut être utilisé de préférence dans les petits appareillages de commutation avec alimen-tation à une seule ligne. Le taux de disponibilité est presque similaire à celui de la ligne.


Configuration H/Simple jeu de barres sectionnésLe simple jeu de barres sectionné/configuration H est utilisé pour les petites S/S de distribution. Avec 2 lignes d’entrée et 2 transformateurs, la probabilité que la puissance soit disponible sur le jeu de barres MT est très élevée. Pour une S/S de distribution, un jeu de barres simple sectionné a de meilleures performances qu’un système conventionnel avec doubles jeu de barres.

Doubles jeu barres/Double disjoncteurUn système de double jeu de barres/double disjoncteur offre les meilleures perfor-mances en ce qui concerne la disponibilité, la fiabilité et les conditions de service.

Aucun sectionneur n’étant utilisé, un coupleur de jeu de barres n’est pas nécessaire. En installant des TC dans les deux branches des disjoncteurs, tous les disjoncteurs de la S/S peuvent normalement être fermés. Si une défaillance apparait dans une ligne ou un jeu de barre, seuls les disjoncteurs concernés sont déclenchés.



Jeu de barres en anneauxLe jeu de barres en forme d’anneaux est adapté pour les petites S/S jusqu’à 6 ob-jets. La performance disponible est excellente dans la mesure où chaque objet peut être alimenté depuis deux directions. Le désavantage par rapport a un jeu de barre simple sectionné est que le système de jeu de barres est plus compliqué, nécessite plus d’espace et affecte la vue d’ensemble.

Un disjoncteur et demiLe système à un disjoncteur et demi est utilisé pour les plus grandes S/S de transmis-sion et de distribution primaire. Différentes façons de connecter les transformateurs sont utilisées. La disponibilité et la fiabilité sont élevées dans la mesure où chaque objet peut être alimenté depuis deux directions. Un inconvénient est que si un jeu de barre est hors service, les deux objets sont connectés à l’autre jeu de barres via un disjoncteur.


Conception

Disjoncteur SectionneurLe principe du disjoncteur sectionneur est basé sur celui des disjoncteurs d’ABB bien connus, LTB D et HPL B. Les fonctions de base d’un DCB sont exactement les mêmes que celles d’un disjoncteur. Les disjoncteurs sont décrits dans le Guide de l’acheteur des disjoncteurs isolés dans le gaz, 1HSM 9543 22-00.

La fonctionnalité supplémentaire d’un DCB est qu’il est également approuvé comme sectionneur. Cela signifie que, lorsque le disjoncteur est ouvert, le set des contacts normaux du disjoncteur remplit toutes les conditions d’un sectionneur.

Comme la fonction de déconnexion est à l’intérieur de la chambre de coupure, il n’y a pas d’espace d’ouverture visible.

Verrouillage des CBIl est de la plus haute importance que le CB reste en position ouverte/déconnectée quand il est utilisé comme sectionneur.

Pour cette raison, le DCB est équipé d’un dispositif de verrouillage mécanique qui agit directement sur l’arbre des contacts principaux du disjoncteur. Lorsque le ver-rouillage mécanique est activé, il est impossible de fermer le disjoncteur. Même si le verrou de fermeture du disjoncteur s’ouvre accidentellement, le disjoncteur reste dans la même position.

Ce dispositif de verrouillage est actionné par un moteur qui permet un fonctionne-ment à distance.

Caractéristiques électriques : Moteur 450 W Résistance de chauffage 25 W

Contacts auxiliairesLe bloc moteur est également équipé de contacts auxiliaires pour des opérations d’inter verrouillage et d’indication. La configuration standard comprend 5 contacts NO en position ouverte et 5 contacts NF en position fermée.

Caractéristiques électriques selon la classe 1 de la norme CEI 62271-1 : 110 V CC, 10 A, L/R = 20 ms

Le dispositif de verrouillage est prêt pour un fonctionnement manuel mais cette solution ne doit être utilisée que dans des situations d’urgence.

Lorsque le verrouillage est activé, un cadenas peut être appliqué. Le cadenas em-pêche mécaniquement le déplacement du dispositif de verrouillage.

La position du dispositif de verrouillage est bien indiquée sur l’appareil.

La désignation du dispositif de verrouillage est AD100.

Les disjoncteurs à commande triphasée comportent un dispositif de verrouillage commun pour les trois phases alors que les disjoncteurs à commande monophasée ont un dispositif de verrouillage pour chaque phase.


Designs jusqu’à 145 kV Le dispositif de verrouillage et le sectionneur de mise à la terre pour Motor Drive

Dispositif de verrouillage, AD100, 72,5-145 kV DCB

Le disjoncteur sectionneur est verrouillé en

position ouverte. Le signe indique verrouillé.

Verrouillage activé et cadenas appliqué.

Dispositif de verrouillage AD100Le dispositif de verrouillage utilisé, AD 100, est monté sur la structure métallique du disjoncteur.

Le blocage du DCB est réalisé lorsqu’une plaque en acier se déplace et rentre dans l’ouverture de la tige. De cette manière le disjoncteur est mécaniquement bloqué en position ouverte.

Le dispositif de blocage est actionné localement ou à distance quand le DCB et le sectionneur sont tous les deux en position ouverte. Cette opération est comparable au blocage des sectionneurs en position ouvert dans une solution conventionnelle.

L’installation standard contient 5 contacts NO et 5 contacts NF en position ouvert et aussi 5contacts NO et 5 contacts NF en position fermée.



Le sectionneur de mise à la terreLe sectionneur de mise à la terre est placé à l’extérieur de la chambre de coupure et la position des couteaux de mise à la terre sont clairement visibles à distance. Vous n’êtes pas obligé de vous rapprocher des appareils sous tension pour voir la position du sectionneur de mise à la terre. Ceci est un important dispositif de sécurité, la fonction de déconnection n’étant pas visible.

Pour des raisons de sécurité les opérations sur le sectionneur de mise à la terre se font à distance avec une télécommande par conséquent il est équipé d’un dispositif de com-mande AD350. Il fonctionne, par l’intermédiaire d’un système de lien mécanique entre les couteaux du sectionneur de mise à la terre et des indications écrites et montre clairement la position du sectionneur.


Sectionneur de terre en position

non raccordée à la terre.

Sectionneur de terre en position

raccordée à la terre.


Designs jusqu’a 145 kVLe dispositif de verrouillage et le sectionneur de mise à la terre pour BLK

Dispositif de verrouillage intégré pour BLK, DCB 72.5 - 145 kV

Disjoncteur Sectionneur

débloqué en position ouverte.

En position bloquée et cadenassée.

Dispositif de verrouillage intégréLe dispositif de verrouillage est intégré à l’intérieur du mécanisme de commande (BLK 222) du disjoncteur. Un indicateur LED montre le statut bloqué ou débloqué. Il y a une plage de connections en dessous du boîtier pour des connections de câbles de la station.

Le blocage du DCB est réalisé quand une plaque en Aluminium se met en une position telle que le levier dans le mécanisme BLK est bloqué et par conséquent les opérations sur le disjoncteur deviennent impossibles.

Le dispositif de blocage est commandé manuellement ou à distance quand et le DCB et le sectionneur de mise à la terre sont en position ouverte. Le blocage pour-rait être comparé au blocage du sectionneur en position ouverte dans une solution conventionnelle.

L’installation standard inclut 2 contacts NO et 2 contacts NF en position ouverte et aussi 2 contacts NO et aussi 2 contacts NF en position fermée.

Caractéristiques électriques : Moteur 50 W Résistance de chauffage — W


Sectionneurs de mise à la terreLe sectionneur de mise à la terre est placé à l’extérieur de la chambre de cou-pure et la position des couteaux du sectionneur de mise à la terre peut être vue à distance c’est-à-dire vous n’avez pas à vous rapprocher trop des équipements pour regarder la position du sectionneur de mise à la terre. Ceci est un important dispositif de sécurité comme la fonction de déconnection n’est pas visible.

Pour des raisons de sécurité les opérations sur le sectionneur de mise a la terre sont réalisés a distance et par conséquent il est équipé d’un dispositif de com-mande a moteur, SM 800. Il fonctionne grâce à un système de lien. Les couteaux du sectionneur de mise a la terre ainsi que des étiquettes indicateurs montrent clairement la position.ly.


Sectionneur de mise à la terre en position ouverte.

Sectionneur de mise à la terre en position fermée/mise à la terre.


Conception 245 - 420 kV Le dispositif de verrouillage et le sectionneur de mise à la terre pour BLG

Dispositif de blocage intégré pour BLG, DCB 245 - 420 kV


Débloqué en position ouverte.


en position bloquée.

Dispositif de blocage AD100Le dispositif de blocage utilisé, AD100, est monté sur la structure métallique du disjoncteur.

Le blocage du DCB est réalisé par une tige métallique qui entre dans la tige du ressort d’ouverture. De cette manière le disjoncteur est mécaniquement bloqué en position ouverte.

Le dispositif de blocage est commandé localement ou à distance le DCB et le sectionneur de mise à la terre sont en position ouverte. Cette opération peut être comparé au blocage des sectionneurs en position ouverte dans une solution conventionnelle.


Le sectionneur de mise à la terre pour DCB 245 kVLe sectionneur de mise à la terre est place à l’extérieur de la chambre de coupure et la position des couteaux du sectionneur de mise à la terre est clairement visible distance. C’est à dire que vous ne devez pas vous approcher des appareils sous tension pour voir la position des contacts du sectionneur de mise à la terre. Ceci est important dispositif de sécurité étant donné que la fonction de déconnection n’est pas visible.

Pour des raisons de sécurité les opérations sur le sectionneur de mise à la terre sont effectuées à distance et par conséquent il est équipé d’un dispositif à moteur, BCM-F. Il est réalisé via un system de connexion. Les couteaux du sectionneur de mise à la terre et des étiquettes montrent clairement la position.


Earthing switch in open position.


Conception

Interverrouillage électriqueOutre le verrouillage mécanique d’un DCB ouvert, des interverrouillages électriques doivent être appliqués en tant que :

DCB fermé Verrouillage inactivé et interverrouillé

Sectionneur de terre ouvert et interverrouillé

DCB ouvert et verrouillage non activé Le DCB peut être utilisé

Le dispositif de verrouillage peut être utilisé

Fonctionnement du sectionneur à la terre interverrouillé

DCB ouvert et verrouillage activé Le sectionneur de terre peut être utilisé

Fonctionnement de DCB interverrouillé

Sectionneur de terre fermé Opération de verrouillage interverrouillée

Fonctionnement de DCB interverrouillé

Sectionneur de terre ouvert et

verrouillage non activé

Le DCB peut être utilisé

Fonctionnement du sectionneur à la terre interverrouillé

Sectionneur de terre ouvert et

verrouillage activé

DCB ouvert et verrouillé

Le sectionneur de terre peut être utilisé

Principes du système d’interverrouillage électrique

Fermeture CB

Fonctionnement AD100

Fonctionnement AD350

Disjoncteur

AD100Dispositif de verrouillage

AD350Sectionneur de terre

M

M


ConceptionIsolateurs composites

Des isolateurs composites avec des protections en caoutchouc silicone (SIR) offrent de nombreux avantages par rapport aux isolateurs en porcelaine traditionnels et fournissent de nouvelles possibilités pour améliorer la sécurité et la disponibilité. Parmi les qualités principales, citons une résistance de contournement élevée, un faible poids et une grande stabilité contre l’absorption des rayons Ultraviolet.

La résistance de contournement élevée est obtenue grâce à la nature chimique de la silicone qui rend la surface de l’isolateur hydrophobe. La surface hydrophobe empê-chant la pollution de s’accumuler, le risque pour des courants de fuite est réduit au minimum. Le diagramme montre la différence en courant de fuite entre les isolateurs en porcelaine et les isolateurs en silicone au cours d’un test de brouillard salin.

Le faible poids diminue les forces statiques sur les structures et les fondations. C’est aussi un avantage dans les zones à haut risque de tremblements de terre dans la mesure où les forces dynamiques seront très inférieures. Le faible poids garantit également un transport et une manipulation plus faciles.

La stabilité contre l’absorption des UV avec la résistance élevée du courant de fuite en fait un produit d’une remarquable résistance au vieillissement.

De plus, le caoutchouc silicone est non-cassant, ce qui minimise le risque de dom-mages pendant le transport, l’installation et le service ainsi qu’en cas de vandalisme. La propriété « non-cassant » prévient aussi la dispersion de pièces dangereuses pour le personnel et les autres équipements, en cas d’explosion causée par une surpression interne ou des causes externes.

Plus d’informations sur les isolateurs composites peuvent être trouvées dans la brochure « Produits haute tension avec isolateurs composites », 1HSM 9543 01-06.

En conclusion, ABB a choisi des isolateurs composites avec caoutchouc silicone de façon standard pour les DCB.

0,001

0,01

0,1

1

0,2 0,4 0,6 0,8 1

Porcelaine

Silicone

Cour

ant d

e fu

ite (A

)

Courant de fuite sur le temps selon le test de brouillard salin


Dispositif de déconnexion manuelleParfois, il peut être pratique de déconnecter une unité de jeu de barres ou la ligne lors de l’entretien ou des réparations. Il ne s’agit pas là d’une demande spéciale pour les solutions avec DCB, mais d’un outil pour diminuer encore davantage l’indisponibilité.

Un dispositif de déconnexion manuelle, MDF, est un point dans l’appareil de commu-tation préparé pour l’ouverture rapide de la connexion principale, par exemple, entre une ligne et le jeu de barre. Le travail doit être effectué hors tension et avec mise à la terre. Quand un DCB est déconnecté de cette manière, les autres parties de la sous-station peuvent être remises sous tension durant le travail sur le DCB lui-même.

Le MDF se compose de colliers de serrage standard et d’un fil ou tube. Les points de connexion pour le MDF sont disposés de sorte que lorsque le MDF est éliminé, il y a assez de distances de sécurité entre l’appareil déconnecté et le jeu de barre ou la ligne. Ainsi, le jeu de barre et la ligne peuvent être reconnectés lors de la mainte-nance ou en cas de travaux de réparation de l’appareil.

L’utilisation d’un MDF pour une unité de trois phases est supposée prendre moins de 2 heures.

Notez qu’un MDF n’est pas comparable à un sectionneur car il ne nécessite aucun entretien et est destiné à n’être utilisé qu’en de rares occasions.

Exemple de MDF

Fermé

Ouvert

Exemple de sous-station intérieure, Suède

Conception


Conception

Structure en acierLes structures en acier pour DCB, le module d’entrée de ligne et les assem-blages de baie sont en acier galvanisé à chaud.

Les dimensions sont adaptées aux exi-gences d’endurance mécanique et aux distances de sécurité électrique spéci-fiées dans la norme CEI applicable.

Les points de connexion nécessaires pour le réseau de mise à la terre sont percés dans la structure.

Pour 72,5 – 145 kV, la structure d’acier de DCB peut aussi contenir les transformateurs de courant. Pour 245 kV et plus, les TC sont placés sur une structure séparée.

Une unité complète contenant DCB, sectionneur de mise à la terre, TC, TT et para-foudres sur la même structure est disponible pour 72,5 kV.

Module d’entrée de ligneLes appareils qui ne peuvent pas être érigés avec le DCB doivent avoir leur propre structure. À cet effet, un module d’entrée de ligne est disponible. Le LEM peut être équipé de TCT, ES et SA.

Conception de baiePour les appareils de commutation jusqu’à 300 kV, des systèmes prédéfinis et complets de jeu de barre avec structure de soutien et connexions primaires sont disponibles.

Par conséquent, il est possible de commander des baies de commutation entière-ment fabriquées en usine.

Capacité de résistance sismiqueIl y a dans le monde de nombreuses régions à risques de secousses sismiques et où les équipements doivent être conçus pour résister aux contraintes correspon-dantes. Pour démontrer les capacités de résistance aux tremblements de terre, ABB effectue des essais et des calculs pour différents appareils et applications.

Pour la capacité de résistance aux séismes, veuillez consulter le Guide de l’ache-teur de chaque appareil.

Module d’entrée de ligne

Unité complète 72,5 kV


Normes et essais

Normes applicables

Disjoncteur sectionneursLa norme applicable pour les DCB est CEI 62271-108. (Disjoncteurs sectionneurs de courant alternatif haute tension pour tensions assignées de 72,5 kV et plus)

Cette norme se réfère essentiellement à la norme pour disjoncteurs, CEI 62271-100, et pour les sectionneurs, CEI 62271-102.

Cela signifie qu’un DCB remplit toutes les exigences normatives pour un CB ainsi que pour un DS.

En plus de cela, CEI 62271-108 indique comment inter verrouiller et attacher un DCB contre toute manœuvre involontaire ainsi que comment tester le DCB pour garantir des performances d’isolation après une longue période en service.

Autres appareils de commutationTous les appareils de commutation tels que les transformateurs de tension, les transformateurs de courant et les parafoudres sont testés selon les normes appli-cables. Les appareils sont décrits dans le Guide de l’acheteur en tant que :

− Transformateurs de mesure extérieurs 1HSM 9543 42-00 − Parafoudres 1HSM 9543 12-00

Essais de type

Tous les appareils ont passé les essais de type conformément aux normes appli-cables. Pour plus d’informations, consultez le Guide de l’acheteur en fonction des informations ci-dessus.

Des modèles spécifiques de baies de commutation complètes ont été testés afin de vérifier leur conception.

Test de fonction combiné DCB (CEI 62271-108) Le DCB doit satisfaire aux exigences diélectriques pour la distance d’isolement, non seulement à l’état neuf mais aussi pour une longue période de service. Par consé-quent, la résistance diélectrique sur la distance d’isolement doit être démontrée après un essai de fonctionnement mécanique ainsi qu’après le test de court-circuit spécifié.

Les rapports d’essais de type sont disponibles en tant que synthèses des essais de type et rapports complets sur l’essai de type. Les rapports sont fournis sur demande.


Normes et essais

Les tests de routine

Les normes applicables pour les différentes fonctions dans une baie de commu-tation décrivent également la procédure de test de routine. D’autres essais non-spécifiés peuvent également être réalisés si ABB le juge nécessaire pour assurer un fonctionnement sûr et parfait.

Ainsi, les procédures de test de routine pour les appareils inclus sont décrites dans le Guide de l’Acheteur pour les appareils tels que :

− Transformateurs de mesure extérieurs 1HSM 9543 42-00 − Disjoncteurs isolés dans le gaz 1HSM 9543 22-00

Contrôle de la qualité

ABB High Voltage Products à Ludvika, Suède, dispose d’un système avancé de gestion de la qualité couvrant le développement, la conception, la fabrication, les essais, les ventes et le service après-vente ainsi que pour les normes d’environne-ment et nous sommes certifiés ISO 9001 et ISO 14001 par Bureau Veritas.

Electronic copy only Electronic copy only

Certification

Awarded to

Bureau Veritas Certification certify that the Management Systems of the above organisation has been audited and found to be in accordance with the requirements of

the management system standards detailed below

Standards

Scope of supply

Original Approval Date ISO 9001: 13 November 1992 Original Approval Date ISO 14001: 8 September 1998 Original Approval Date OHSAS 18001: 22 April 2009 Subject to the continued satisfactory operation of the organisation’s Management Systems, this certificate is valid until: 25 April 2012 To check this certificate validity please call +46 31 60 65 00 Further clarifications regarding the scope of this certificate and the applicability of the management systems requirements may be obtained by consulting the organisation

Jan-Olof Marberg, Technical Manager, Bureau Veritas Certification Sverige AB

Date:

Certificate Number:

Bureau Veritas Certification Sverige AB, Fabriksgatan 13, 412 50 GÖTEBORG, Sverige

High Voltage Products consisting of HV Breakers and HV Components

Ludvika, Sweden part of ABB AB, Division Power Products and Power Systems

SS-EN ISO 9001: 2008 SS-EN ISO 14001: 2004

OHSAS 18001: 2007

Development, design, manufacturing, sales and after sales service of: • Surge arresters and accessories of surge arresters including application for HVDC

and reactive power compensation and transmission line arresters. • Live tank breakers, breaker components and air insulated switchgear modules. • Current transformers, inductive and capacitive voltage transformers and coupling

capacitors for high voltage application. • Power Capacitors and system for harmonic filtering and reactive power

compensation.

22 April 2009

9000174/E


Aspects environnementaux

Nous, à ABB, avons une volonté claire de diminuer l’impact environnemental cau-sés par les systèmes et les appareils conçus et livrés par nos soins. Ainsi, nous sommes agréés conformément aux systèmes de management environnemental ISO 14001 et ISO 14025.

Par conséquent, durant le développement des DCB et des systèmes basés sur des DCB, les aspects environnementaux ont toujours été au centre de nos préoccupations.

Disjoncteurs isolés dans le gaz SF6

Les DCB sont basés sur les disjoncteurs isolés dans le gaz SF6 d’ABB.

SF6 est un gaz aux propriétés exceptionnelles d’isolement et d’extinction et, pour le moment, la seule solution technique et commerciale pour les disjoncteurs haute tension. Toutefois, SF6 présente l’inconvénient de contribuer à l’effet de serre et doit donc être manipulé avec précaution. Tout d’abord la quantité utilisée doit être maintenue aussi basse que possible, ce qui est le cas pour les conceptions d’ABB, qui, par exemple, contiennent moins de 10 kg pour un DCB de 145 kV. Ensuite, le taux de fuite doit être minimisé. CEI permet une fuite d’un maximum de 0,5 % par an, une exigence respectée avec de bonnes marges. Les tests de laboratoire ont montré des taux de fuite inférieurs à 0,1 % pour les disjoncteurs isolés dans le gaz d’ABB. Par conséquent, le faible volume ainsi que le faible taux de fuite conduisent à de très faibles émissions de SF6.

De plus, ABB dispose de procédures bien établies pour la gestion du SF6 de la production du CB jusqu’à sa mise hors service.

Utilisation de matières premièresComme le nombre d’appareils primaires est diminué par rapport aux solutions conventionnelles, l’utilisation totale de matières premières est réduite de façon significative. Il s’agit de tous les type des matériaux normalement utilisés dans les appareils de commutation tels que : l’acier, l’aluminium, le cuivre, le plastique, l’huile, etc.

Nombre de fondations – utilisation du bétonLes appareils de commutation basés sur des DCB nécessitent beaucoup moins de fondations que les appareils de commutation conventionnels dans la mesure où ils comprennent moins d’appareils primaires. Les systèmes dans lesquels les appareils peuvent être montés sur des structures communes minimisent le nombre de fonda-tions. En règle générale, une sous-station avec des DCB ne nécessite que la moitié (ou moins) du nombre de fondations par rapport à une sous-station traditionnelle.

TransportsLes transports sont considérés comme un contributeur important à l’impact négatif sur l’environnement. Le système avec DCB réduira bien sûr cet inconvénient dans la mesure où l’utili-sation inférieure de matériaux et la diminution du nombre des appareils impliquent moins de transports.


Aspects environnementaux

Exemple – étude LCA pour DCB de 145 kV avec sectionneur de terreUne étude LCA a été effectuée pour un DCB de 145 kV, y compris le mécanisme de fonctionnement, le sectionneur de terre et la structure de soutien. L’étude a pris en considération l’impact environnemental du cycle de vie complet et satisfait aux exigences de la norme ISO 14040. Elle est basée sur les hypothèses suivantes :

− Durée de vie de 40 ans − Pertes électriques de 50 % du courant assigné, soit 1575 A par phase − DCB à fonctionnement à trois pôles, résistance de 32 μΩ/pôle, réchauffeur de

70 W en continu plus thermostat de 70 W contrôlé 50 % du temps

Plusieurs différentes catégories d’impacts environnementaux peuvent être considé-rées dans les études LCA telles que l’acidification, l’appauvrissement de l’ozone et le réchauffement climatique.

Dans le cas présent, l’évaluation a été effectuée par rapport au potentiel de ré-chauffement climatique global (GWP). Ceci est généralement la catégorie d’impact la plus importante pour les produits consommateurs d’énergie au cours de leur du-rée de vie.. Le résultat est indiqué en kg CO2 équivalents. L’impact de la consom-mation d’énergie électrique est basé sur une combinaison de systèmes de produc-tion d’électricité acceptée par les pays de l’OCDE et tient compte de la perspective LCA : 0,6265 kg CO2 par kWh.

-10000 10000 30000 50000 70000 90000

Fin de vie

Fabrication

Utilisation

Kg de CO équivalents 2

Énergie et matériau SF6


Comme indiqué dans la figure, la consommation d’énergie électrique pendant la phase d’utilisation contribue le plus au potentiel de réchauffement global. Les pertes résistives dans le circuit principal sont responsables de 70 % de cette consommation d’énergie. Le reste est divisé entre le réchauffeur contrôlé par thermostat (10 %) et le réchauffeur anti-condensation (20 %) dans le mécanisme de commande. Il est supposé que le réchauffeur à commande par thermostat a été connecté durant la moitié de la phase d’utilisation.

La contribution, durant la phase d’utilisation, relative à une fuite de SF6 dans l’atmosphère est inférieure à 10 % du total. Ceci est le résultat du volume de gaz réduit et du faible taux de fuites caractéristiques de la conception des disjoncteurs isolés dans le gaz. La contribution a été calculée en supposant un taux de fuite re-latif de SF6 de 0,1 % par an, ce qui est typique pour ce type de DCB. En fin de vie, il était supposé que 1 % du gaz est perdu tandis que le reste est recyclé.

Exemple – Comparaison des pertes électriquesComme on le voit dans l’exemple précédent, les pertes électriques représentent le plus grand impact sur l’environnement. Il est donc très intéressant de comparer les pertes électriques entre un agencement avec des DS-CB-DS traditionnels et un agencement avec des DCB. Les données suivantes ont été utilisées pour l’agence-ment DS-CB-DS de 145 kV :

− CB à fonctionnement à trois pôles, résistance de 32 μΩ/pole, réchauffeur de 70 W en continu plus thermostat de 70 W contrôlé 50 % du temps (c.-à-d. les mêmes données que pour le DCB)

− DS à fonctionnement motorisé, résistance de 59 μΩ/pôle, réchauffeur de 50 W en continu

− Connexions entre les DS et CB : Falcon ACSR de 8 m, diam. 39,3 mm, 289 μΩ/pole

Les résultats, valables pour une durée de 40 ans, sont indiqués dans le tableau. Les économies d’énergie réalisées en utilisant des DCB correspondent à près de 700 tonnes de CO2, soit environ 17 tonnes par an. Pour une sous-station complète, avec plusieurs baies, la différence sera encore plus importante.

Équipement de

commutation

Énergie électrique

consommée

Libération correspondante

de CO2

MWh Tonnes métriques

DS-CB-DS 1217 762

DCB 120 75

Les pertes ont aussi une valeur économique directe. La différence de pertes accumulées entre les deux solutions est plus de 1000 MWh. (A tire indicatif, vous pouvez comparer le coût de ces pertes avec le coût du système avec DCB).

La planification d’une nouvelle S/S comprend un grand nombre de disciplines. Dans ce document, nous n’évoquons que celles relatives à la différence entre l’utilisation de DCB et d’équipements conventionnels.


Conception des sous-stations

Schéma unifilaireLes facteurs influant sur le SLD sont le réseau, la charge, les extensions futures, les aspects d’indisponibilité, les coûts, le site, etc.

L’utilisation de DCB permet d’éviter les systèmes de jeu de barres complexes. Ceci facilite la conception de l’appareil de commutation et permet des solutions au taux de disponibilité le plus élevé et les meilleures conditions pour des coûts optimisés.

SpécificationLe SLD est la base pour la spécification qui peut être une spécification d’appareil complète ou une spécification fonctionnelle. Une spécification d’appareil a l’avantage de permettre au chef de projet de préciser exactement ce qu’il veut et d’obtenir des devis similaires de tous les soumissionnaires.

Une spécification fonctionnelle permet au soumissionnaire de proposer d’autres idées en ce qui concerne les appareils et les systèmes et il peut même parfois pro-poser des solutions plus rentables.

Quoi qu’il en soit, il est important que l’étude permette au soumissionnaire de faire des devis pour des solutions autres que ce qui est précisé dans la spécification.

Gestionnaire de spécification d’appareil de commutationQuel que soit le type de spécification choisi, le client/chef de projet peut vouloir indiquer les exigences et les données techniques de l’appareil.

À cette fin, un outil informatisé, appelé Gestionnaire de spécification d’appareil de commutation (SSM), est disponible auprès d’ABB. Contactez votre représentant local ABB pour plus d’informations.

Distances de sécuritéCEI et d’autres normes prescrivent les distances dans les appareils de commuta-tion. Ces valeurs standard peuvent parfois être renforcées par le client en raison des conditions locales.

Une attention particulière doit être accordée à la distance à la « Partie sous tension la plus proche » aussi appelée dégagement de section (section clearance). Cette distance doit être établie entre toutes les parties sous tension et l’endroit dans l’ap-pareil de commutation où le travail doit être effectué.

Ce tableau montre des exemples de valeurs qui doivent toujours être coordonnées avec les exigences de l’installation.

Exemples de valeurs pour les distances (mm)

72,5 kV 145 kV 245 kV 420 kV

Base d’isolateur la plus basse à la terre 2250 2250 2250 2250

La terre et la partie sous tension la plus basse 3000 3770 4780 5480

Entre les phases 630 1300 2100 4200

Phase à la terre 630 1300 2100 3400

Profil de moyen de transport 700 1520 2350 3230

Vers la partie sous tension la plus proche 3000 3270 4280 4980


Mise à la terre pour l’entretienEn cas de travail dans l’appareil de commutation, toutes les parties métalliques des appareils ou des autres éléments qui seront touchés doivent être reliées à la terre. Des sectionneurs de terre fixes ou des appareils portables de mise à la terre peu-vent être utilisés. Des bornes de connexion pour des appareils portables de mise à la terre sont souvent préinstallées.

Lorsque vous installez des bornes de connexion pour des appareils portables de mise à la terre, il est important de considérer toutes les parties sous tension pos-sibles et de placer les bornes de sorte que la connexion de l’appareil de mise à la terre puisse être effectuée en toute sécurité. Voir par exemple la distance X de la figure ci-dessus. X dépend du niveau de tension et du type d’appareil de mise à la terre.

AVERTISSEMENT !Tous les travaux relatifs au disjoncteur doivent être effectués avec des conducteurs déconnectés et mis à la terre. Toutes les réglementations et règles de sécurité na-tionales et internationales doivent être respectées.

X

Partie qui peut être sous tension

Borne pour le dispositif de mise à la terre portable

Lame de terre



Borne de connexion de phase Dispositif de mise à la terre connecté

à la borne de phase

Dispositif de mise à la terre portable à trois phases Pince de connexion pour connexion de terre


Configuration de l’équipement de commutationABB a la possibilité d’établir, dans des délais très courts, une proposition de configuration pour des solutions avec DCB basées sur des blocs de construction préconfigurés. Cette pré-configuration peut servir de base pour trouver la meilleure configuration pour le projet.

L’exemple ci-dessous montre un appareil de commutation de 145 kV avec un système de jeu de barre simple sectionné, deux lignes et deux transformateurs.

Extension d’une sous-station existanteL’autre manière de construire une baie de commutation haute tension avec DCB comparé à celle traditionnelle avec des sectionneurs rend le concept très utile en cas d’extension de la sous-station existante.

La configuration sans sectionneur permet une extension de petites dimensions. Très souvent, il est possible de remplacer une baie existante avec deux nouvelles baies basées sur des DCB

La solution dépend de la nouvelle charge, du système de jeu de barre existant et de l’espace sur le site.

Les barres bus simples sont de préférence prolongées avec seulement une nouvelle baie de DCB au lieu de CB et DS.

Un double jeu de barre peut être étendu en tant que système de disjoncteur double avec DCB.

Les systèmes de jeu de barre de transfert et les systèmes avec sectionneur de dérivation sont de préférence étendus comme un système de jeu de barre simple avec un seul DCB.

A 46000

6000

A

C

B B

C

Section A-A Section B-B Section C-C

90009000



Extension du système traditionnel de jeu de barres doubles

Extension de système de jeu de barres de transfert

Remplacement des appareilsIl peut être parfois nécessaire de remplacer les appareils de commutation dans les dispositifs de commutation existants appareil par appareil. Il se peut alors que, pour une raison quelconque, le même type d’appareil ne soit plus disponible ou adapté.

Même dans ce cas, les DCB peuvent constituer la bonne solution. Dans les sys-tèmes de jeu de barre simple, un DCB remplace la configuration classique de CB et DS. Dans un système de jeu de barres doubles, les trois (deux) DS et CB sont remplacés par une solution à double disjoncteur avec deux DCB. Les systèmes de jeu de barre de transfert et avec sectionneur de dérivation sont de préférence traités comme des systèmes de jeu de barres bus simple et les DS et CB sont donc remplacés par un seul DCB.

La baie sera d’une disponibilité et d’une fiabilité considérablement plus élevées après la rénovation avec des DCB qu’après un remplacement correspondant appareil par appareil. Ceci peut être prouvé par des calculs et est dû aux taux très faibles d’entretien et de pannes des DCB.


Optimisation des coûts

Grace à l’absence de sectionneurs permise par l’utilisation de DCB dans l’appareil de commutation, la sous-station peut être de plus petite taille et plus rentable.

L’économie d’espace peut être de l’ordre de 20 à 50 %. Tous les coûts liés à la planification, la conception, la construction, l’entretien et le service sont faibles du fait du nombre inférieur d’appareils et de l’utilisation de solutions partiellement préconçues.

Vous pouvez entrer vos propres chiffres dans le tableau et faire une comparaison des coûts de votre projet.

DCB Conventionnel

Fondations

Travaux de génie civil

Connexions primaire

Tubes/fils de connexion

Câblage auxiliaire

Installation et mise en service

Conception et planification

Gestion de projet

Appareil primaire

Système de jeu de barres

Panne et maintenance

Autres

Total

Le tableau ci-dessous montre une comparaison des coûts entre une solution clas-sique et une solution avec DCB. L’exemple contient une sous-station de distribution de 5 baies avec un seul de jeu de barre.

Conventionnel DCB

0

Coût

Appareil primaire

Panne et maintenance

Jeu de barre et connexions

Travaux de génie civil et chantier

Conception et planification


Processus et assistance

Aide à la conceptionABB a une longue expérience dans la conception des sous-stations et peut vous apporter son aide à tous les stades de la conception et à des degrés divers en fonction des demandes du projet.

Ainsi tous les cas, depuis la livraison d’une solution clé en mains à celle d’un seul appareil, sont traités.

Pour les solutions DCB, nous avons la possibilité de créer une proposition de confi-guration avec SLD à utiliser pour les devis et pour les premières discussions portant sur le remplacement des solutions traditionnelles avec des DCB.

Même si la livraison est limitée à quelques appareils isolés, une aide à la conception de la configuration de l’appareil de commutation, à la planification de la fondation et à la conception de la structure de soutien est disponible.

Processus de livraisonL’organisation du service Disjoncteurs est un processus orienté avec focalisation sur les livraisons aux clients. Le processus est continuellement optimisé du point de vue du respect du temps de livraison et de la qualité.

Ventes & Traitement des commandesPour assurer que les livraisons répondent aux exigences du bon de commande, une attention particulière est consacrée à :

− L’assurance de la remise du bon de commande du service Ventes au service Commandes.

− La clarification de la commande, assurant les tâches particulières des services commande, études, approvisionnement et production.

− Les modifications possibles de la commande

Les outils de gestion des commandes sont en permanence améliorés afin d’assurer à nos clients le meilleur service possible.

Gestion des approvisionnements et achatsL’unité Disjoncteur a des procédures bien définies pour la sélection et l’approbation de ses fournisseurs.

Une attention particulière est attachée aux audits au site du fournisseur : la fabrica-tion, le Plan d’inspection et d’essais (Inspection and Test Plan – ITP) et la gestion du système de livraison en temps prévu (On Time Delivery – OTD).

Les fournisseurs sont évalués à des intervalles réguliers en ce qui concerne la qua-lité et l’OTD.

Production et assemblageTous les employés sont formés et certifiés en conformité avec leurs responsabilités. Des plans d’inspection et d’essais, des registres d’inspection ainsi que des fiches de contrôle ont été mis au point pour tous les disjoncteurs afin de s’assurer que toutes les activités et l’assemblage soient effectués conformément aux spécifications.


Service et pièces de rechangeLe service Disjoncteur s’occupe des demandes du client en ce qui concerne le service après-vente et les pièces de rechange. Des ingénieurs certifiés sont dis-ponibles à Ludvika et sont prêts pour se rendre sur le site du client. Aussi afin de pouvoir assister nos clients, le plus rapidement possible, nous disposons également de centres de services locaux établis dans plusieurs parties du monde.

Recherche et développementLe processus R&D utilise un modèle de gestion de projet avec des règles bien définies pour assurer que toutes les exigences du client et les questions d’ordre techniques sont étudiées.

Installation et mise en service L’installation et la mise en service est une partie de l’engagement d’ABB dans la fourniture des solutions complètes clés en main des équipements de commutation. ABB peut également prendre en charge l’installation et la mise en service d’autres types de livraisons comme des appareils DCB isolés.

Veuillez inclure l’installation et la mise en service dans votre demande.

En cas d’urgence, une assistance téléphonique est disponible 24 heures sur 24 tél. : +46 70 3505350.

En appelant ce numéro, les clients peuvent toujours joindre un de nos représen-tants pour consultation immédiate et planification des actions.


Demandes et commandes Disjoncteurs sectionneurs

Les documents du Gestionnaire de spécification d’appareil de commutation (SSM) peuvent être utilisés de préférence comme pièces jointes à la demande pour la spécification des DCB.

Sinon, les informations minimales suivantes sont nécessaires et peuvent être copiées, remplies et envoyées avec votre demande.

DONNÉES DU PROJET

Client final

Nom du projet

Standards / Spécifications du client

Nombre de disjoncteurs

Date de livraison

APPLICATION

Ligne

Transformateur

Batteries de réactances

Batteries de condensateurs

Autre séquence de fonctionnement

Nombre de manoeuvres par an

PARAMÈTRES DU SYSTÈME

Tension assignée

Fréquence assignée

Courant nominal assigné

Courant de coupure maximum

LIWL (Choc de foudre 1,2/50 μs)

SIWL (Impulsion de commutation 25/2500 μs, pour Um ≥ 300 kV)

Tension de tenue à fréquence industrielle

Neutre mis à la terre/non mis à la terre

CONDITIONS D’AMBIANCE

Température ambiante (max. – min.)

Altitude (au-dessus du niveau de la mer)

Exigences de résistance sismique


PARAMÈTRES MÉCANIQUES DE BASE

Fonctionnement tripolaire/monopolaire

Type de borne haute tension (CEI/NEMA/DIN)

Ligne de fuite minimum, mm ou mm/kV

Distance de phases (centre à centre)

Cadre support (hauteur)

PARAMÈTRES MÉCANIQUES OPTIONNELS

Disques de rupture

Support pour TC

Connexions primaires disjoncteur – transformateur de courant

Déclenchement manuel

DONNÉES DU MÉCANISME DE FONCTIONNEMENT

Tension de commande (bobines et relais)

Tension moteur

Tension CA (réchauffeurs, etc.)

Nombre de contacts auxiliaires libres

Exigences spécifiques

ACCESSOIRES

Gaz SF6 pour la mise sous pression

Équipement de remplissage de gaz

Commutation contrôlée (Switchsync™)

Surveillance d’état (OLM)

Équipement d’essais

- SA10

- Programmes

Outils

Pièces de rechange


IED de contrôle et de protection

ABB Substation Automation Products a une expérience exceptionnelle des disposi-tifs électroniques intelligents (IED) pour les systèmes de protection et de commande dans les sous-stations pour la distribution, la sous-transmission et les réseaux de transmission.

IED pour appareils de commutation de distributionPour les appareils de commutation de distribution standard, ABB Substation Auto-mation Products peut fournir des IED « Prêts à connecter » qui assurent des solu-tions rentables pour la protection, le contrôle et la surveillance des lignes aériennes, des câbles et des transformateurs de puissance.

Description des IED − IED de protection à distance pour protection principale ou d’appoint dans des

systèmes solidement mis à la terre ou à impédance élevée. Distance totale, surtension, tension résiduelle et protection de tension sont des exemples de fonctions de protection incluses. Contrôle de synchronisation et de mise sous tension, autorecloser, enregistreur de perturbations/événements et localisateur des pannes sont des exemples de fonctions de contrôle et de surveillance incluses.

− IED de protection contre les défaut à la terre et de surintensité pour la protection de secours dans des systèmes solidement mis à la terre ou à impédance élevée. Protection de surintensité résiduelle et de surintensité non-directionnelle et directionnelle, protection de tension et de disjoncteur sont des exemples des fonctions de protection incluses. Autorecloser et enregistreur des valeurs de déclenchement et des événements sont des exemples des fonctions de commande et de surveillance incluses.

− IED de protection de transformateur pour transformateurs de puissance relié à un jeu de barre en anneaux, à un jeu de barre à double disjoncteur ou à un jeu de barre à 1 ½ disjoncteur avec points neutres solidement mis à la terre ou à impédance élevée. Transformateur différentiel, surintensité, défaut de terre, surcharge thermique, protection de tension sont des exemples des fonctions de protection incluses. Régulation de tension par le contrôle de la position du changeur de prise sur charge, enregistreur des perturbations et des événements sont des exemples des fonctions de contrôle et de surveillance incluses.

Ces IED pré-configurés sont faciles à commander. Ils contribuent à la réduction du temps d’ingénierie et permettent une mise en service efficace.

Les demandes de renseignements et les commandes doivent être envoyées direc-tement à ABB Substation Automation via votre représentant local ABB.


Séquence de fonctionnementÉtat d’interverrouillage

Activité Ordre Indication Résultat Interverrouillage

électrique

Interverrouillage

mécanique

Local /

À distance

Cadenassage

Relier Fermer Fermé 1 Disjoncteur

fermé

AD100 ouvert

AD350 ouvert

AD100 ouvert

AD350 ouvert

À distance

Ouvert Ouvert Ouvert 0 Disjoncteur

ouvert

AD100 ouvert

AD350 ouvert

AD100 ouvert

AD350 ouvert

À distance

Déconnecter Déconnecter Bloqué 1 Disjoncteur

bloqué

AD100 fermé

AD350 ouvert

AD100 fermé

AD350 ouvert

À distance

Terre Terre Mise à la

terre

1 Sectionneur

de terre fermé

AD100 fermé

AD350 fermé

AD100 fermé

AD350 fermé

À distance

Fixez la dé-

connexion

Local Cadenassez le dis-

joncteur en position

ouverte

Fixez la mise

à la terre

Local Cadenassez le sec-

tionneur de terre en

position fermée

Présentation de DCB dans IHMUn nouveau symbole graphique pour les dessins et illustrations a été décidé et introduit dans la norme CEI 60617. Veuillez voir la figure ci-dessous. Il n’existe aucune norme pour la représentation des DCB dans IHM ; cependant, nous re-commandons d’utiliser l’illustration dynamique suivante. Les symboles dynamiques doivent être en mesure de démontrer les différents modes ou séquences de fonc-tionnement des DCB, voir le tableau des séquences opérationnelles.

Ouvert Fermé Ouvert et verrouilléSymbole DCB selon

CEI 60617

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Disjoncteurs sectionneurs Guide de l’acheteur et des … · 2018-05-10 · Produit Guide...

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