Medium voltage products

UniGear ZS1 Tableau moyenne tension, isolé dans l’air, tenue à l’arc interne pour les tensions jusqu'à 24 kV

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Sommaire

1. UniGear ZS1 4 Description 8 Classification IEC 10 Caractéristiques structurelles 12 Gamme d'essais complète 14 Sécurité 18 Disjoncteur sous vide 22 Disjoncteur à gaz 24 Contacteur sous vide 26 Interrupteur-sectionneur 28 Chariots de service 30 UFES - Sectionneur de terre ultra rapide 32 Is-limiter - limiteur du courant de défaut 34 Transformateurs de mesure 36 Capteurs de mesure 40 Têtes des câbles 42 Automatisation de la distribution 56 Système de commutation (transfert) automatique 58 Unités typiques 60 Données techniques

2. UniGear ZS1 – système à double jeu de barres 64 Description 66 Caractéristiques 68 Unités typiques 70 Données techniques

3. Applications navales 74 Description 76 Caractéristiques 78 Unités typiques 80 Données techniques

UniGear ZS1 – à deux étages 82 Description 84 Caractéristiques 86 Unités typiques 88 Données techniques

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•UniGear ZS1 est la l igne principale de tableaux ABB, isolés dans l’air; elle est produite et diffusée dans le monde entier, avec les caractéristiques électriques suivantes: jusqu’à 24 kV, 4000 A, 50 kA

•Plus de 150.000 panneaux installés, dans plus de 100 pays •Chaque panneau UniGear ZS1 est constitué d’une seule unité, que l’on peut

équiper de: disjoncteur, contacteur ou interrupteur-sectionneur, ainsi que de tous les accessoires disponibles pour les unités standard

1. UniGear ZS1 Description

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Gamme• Jusqu’à 12-17,5 kV, ...4000 A, ...50 kA• Jusqu’à 24 kV, ...3150 A, ...31,5 kA• Normes IEC• Versions personnalisées

Sécurité• Interverrouillages de sécurité• Tenue à l’arc interne IAC AFLR• Classification LSC-2B, PM• Manœuvre du disjoncteur avec porte

fermée

Flexibilité• Vaste gamme d’applications• Disjoncteur sous vide et à gaz SF6• Contacteur sous vide• Interrupteur-sectionneur• TC/TT traditionnels et capteurs• Installation murale ou sur pied

Qualité• Qualité ABB• Parc installé important• Installations dans beaucoup de pays

Equipement• Protection et contrôle• Sectionneur de terre• Sectionneur de terre ultra rapide• Is-limiter• Batteries de condensateurs intégrées• Unité de contrôle à microprocesseur

Entreprises et centrales électriques•Centralesélectriques•Sous-stationsélectriques•Tableauxprincipauxetauxiliaires

Industrie•Papeteries•Cimenteries• Industries textiles• Industries alimentaires•Secteur automobile•Carrières• Industries pétrochimiques•Oléoducs et gazoducs•Métallurgie•Laminage•Mines

Applications navales•Plates-formes de forage•Plates-formes pétrolières en mer•Navires de croisière•Cargos porte-conteneurs•Bateaux citerne•Navires câbliers•Ferry boats

Transports•Aéroports•Ports•Chemins de fer•Métro

Infrastructures•Grandes surfaces commerciales•Hôpitaux• Infrastructures et travaux civils de

grandes dimensions

Caractéristiques des tableaux UniGear ZS1

Applications

•Tableaux approuvés pour des applications spéciales telles que: navale, antisismique, nucléaire; ils ont passé les essais type de conformité aux normes IEC, GB/DL, GOST et CSA

•Possibilité de combiner les unités directement avec d’autres produits de la famille UniGear

•Toutes les opérations sur le tableau sont faites sur le devant du tableau; par consé-quent, pour l’installation et pour l’entretien du tableau, il n’est jamais nécessaire d’accéder à la partie postérieure

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1. UniGear ZS1 Description

UniGear ZS1 est un tableau moyenne tension, avec structure métallique, destiné à équiper les postes d’intérieur. Les compartiments des unités sont séparés entre eux par des cloisons en métal, et les parties sous tension sont isolées dans l’air. Le tableau est modulaire, ce qui permet de choisir les unités que l’on veut placer côte à côte pour satisfaire n’importe quel type d’application. Les unités fonctionnelles du tableau sont garanties avec tenue à l’arc interne conforme aux normes IEC 62271-200, annexe AA, accessibilité classe A, critères 1 – 5. Toutes les opérations de mise en service, d’entretien et d’exercice peuvent être exécutées en face avant du tableau.Les appareils de manœuvre et les sectionneurs de terre peuvent être manœuvrés en face avant, avec la porte fermée.Le tableau peut être installé contre un mur.

AppareilsLe tableau UniGear ZS1 peut être équipé de tous les appareils disponibles sur le marché, dont:•disjoncteurssousvide,débrochables,avecactionneur

mécanique ou magnétique,•disjoncteursàgazdébrochables,•contacteurssousvidedébrochablesavecfusibles,•interrupteurs–sectionneursenversionfixeCela permet de disposer d’une interface unique pour le tableau, avec des procédures de service et d’entretien identiques.Il est possible d’équiper le tableau avec des transformateurs de mesure ou des capteurs pour mesurer le courant et la tension, et avec n’importe quel type d’unité de contrôle et de protection.

Configuration du tableau et du jeu de barresLe développement des unités fonctionnelles traditionnelles avec système à un seul jeu de barres a fait naître le tableau UniGear ZS1, avec:• configurationàdeuxétages,• unitéscompacteséquipéesdecontacteursavecfusibles,• configurationàdoublejeudebarres.L’emploi de cette configuration permet une utilisation de l’espace extrêmement efficace. En outre il est possible de combiner l’UniGear ZS1 avec système à un seul jeu de barres avec d’autres tableaux de la famille UniGear, tels que:• UniGear 550• UniGear 500R• UniGear MCC.

Conditions d’exercice normalesLes paramètres nominaux du tableau sont garantis dans les conditions atmosphériques suivantes:•températureambianteminimale:–5°C•températureambiantemaximale:+40°CPour toutes valeurs de température ambiante différentes, veuillez contacter ABB.•Humiditéambiante: - moyenne maximum de l’humidité relative dans les 24

heures 95% - moyenne maximum de la pression de la vapeur d’eau

dans les 24 heures 2,2 kPa - moyenne maximum mensuelle de l’humidité relative 90% - moyenne maximum mensuelle de la pression de la vapeur

d’eau 1,8 kPa•L’altitudenormaledeserviceestde1.000mmaxau-

dessus du niveau de la mer. Pour toutes valeurs d’altitude supérieures, veuillez contacter ABB.

•Présenced’uneatmosphèrenormale,noncorrosiveetnoncontaminée

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Caractéristiques électriques du tableau UniGear ZS1 (IEC) - système à un seul jeu de barres

Tension nominale kV 7,2 12 17,5 24

Tension nominale d’isolement kV 7,2 12 17,5 24

Tension d’essai à fréquence industrielle kV 1 min 20 28 38 50

Tension de tenue sous choc kV 60 75 95 125

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

Courant assigné admissible de courte durée kA 3 s …50 …50 …50 …31,5

Courant de crête kA …125 …125 …125 …80

Courant de tenue à l’arc interne kA 1 s …50 …50 …50 …31,5

Courant nominal des barres principales A ...4000 ...4000 ...4000 ...3150

Courant nominal du disjoncteur A

630 630 630 630

1250 1250 1250 1250

1600 1600 1600 1600

2000 2000 2000 2000

2500 2500 2500 2300

3150 3150 3150 2500

Courant nominal du disjoncteur à ventilation forcée A3600 3600 3600 2500

4000 4000 4000 3150

1) Pour les autres versions, veuillez consulter le chapitre 2 (Double jeu de barres) et le chapitre 3 (Application navale).2) La version GB/DL est disponible avec des valeurs de rigidité diélectrique plus élevées (42 kV) et avec courant de courte durée admissible assigné (4 s).3) Les valeurs indiquées sont valables tant pour le disjoncteur sous vide que pour le disjoncteur à gaz SF6.4) Pour le panneau avec contacteur, la valeur du courant assigné est de 400 A.5) La version CSA est disponible pour 27,6 kV

NormesLe tableau et les principaux appareils qu’il contient satisfont aux normes suivantes:•IEC62271-1pourl’applicationengénéral•IEC62271-200pourletableau•IEC62271-102pourlesectionneurdeterre•IEC62271-100pourlesdisjoncteurs•IEC60071-2pourlacoordinationdel’isolement•IEC60470pourlescontacteurs•IEC60265-1pourlesinterrupteurs-sectionneurs•IEC60529pourledegrédeprotection

Couleur des surfaces externesRAL7035 - gris clair (portes avant et tôles latérales).Sur demande, d’autres couleurs sont disponibles.

Degrés de protectionLes degrés de protection du tableau satisfont aux normes IEC 60529.Le tableau UniGear ZS1 est normalement fourni avec les degrés de protection standards suivants:•IP4Xpourl’enveloppeexterne•IP2XpourlecloisonnemententrelescompartimentsSur demande, l’enveloppe externe peut être fournie avec des degrés de protection supérieurs; veuillez contacter ABB.

Les caractéristiques électriques du tableau peuvent changer en cas de conditions environnementales différentes de celles qui sont décrites au chapitre précédent, et aussi pour garantir des degrés de protection supérieurs aux degrés standards.

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La norme IEC 62271-200 a introduit de nouveau critères sur les définitions et les classifications des tableaux pour moyenne tension.Une des principales modifications que cette norme a introduites est l’élimination de la classification des tableaux en tableaux blindés, compartimentés, et à colonnes. La classification des tableaux a été réexaminée en tenant compte du point de vue de l’utilisateur, en particulier sur certains aspects tels que l’opérativité et l’entretien du tableau, pour satisfaire aux exigences et aux attentes d’une bonne gestion des sous-stations, à partir de l’installation du tableau jusqu’à son démantèlement.Dans un tel contexte, on a choisi la «perte de continuité de service» (Loss of Service Continuity) comme critère fondamental pour l’utilisateur.Conformément à la norme IEC 62271-200, on peut définir les tableaux UniGear ZS1 de la façon suivante.

Perte de continuité de service LSC-2BLes différentes catégories de LSC décrivent la possibilité de maintenir sous tension d’autres compartiments ou panneaux, alors qu’un compartiment dans le circuit principal est ouvert. Les catégories définies sont:•LSC-1: on doit mettre tout le tableau hors service pour

pouvoir ouvrir un compartiment du circuit principal pour y effectuer les opérations normales et/ou l’entretien ordinaire, ou pour pouvoir accéder aux autres compartiments du tableau.

•LSC-2A: comme pour la LSC1, sauf que les barres principales et les unités fonctionnelles adjacentes au compartiment que l’on est en train d’entretenir peuvent rester en service

• LSC-2B: comme pour la LSC-2A, sauf que tout le compartiment des câbles peut rester en service.

Le tableau UniGear ZS1 est classifié LSC-2B parce que les compartiments des barres, des disjoncteurs et de passage des câbles sont séparés entre eux physiquement et électriquement. Cette catégorie donne la possibilité d’accéder au compartiment disjoncteurs alors que les barres et les câbles sont sous tension. Si l’on utilise la version fixe de l’interrupteur-sectionneur, le panneau est classifié comme LSC-2A, car le compartiment des câbles et le compartiment des appareils ne sont pas séparés physiquement.

Cloisonnement métallique - PMEn ce qui concerne les types de cloisonnements ou de volets entre les pièces sous tension et un compartiment qui est ouvert, on distingue deux classes de cloisonnement:•classePM(PartitionofMetal–cloisonnementenmétal)•classePI(PartitionofInsulatingmaterial–cloisonnementen

matière isolante).Le tableau UniGear ZS1 est classifié PM, car les compartiments sont cloisonnés par des tôles en métal / volets.

Compartiment avec l’accès contrôlé par interverrouillageLa partie frontale du tableau UniGear ZS1 est classifiée comme “contrôlée par interverrouillage”, car l’accès aux compartiments contenant des pièces sous haute tension, dans l’intention de les ouvrir pour effectuer les opérations normales et/ou l’entretien ordinaire, est contrôlé par toute la structure du tableau.

Compartiment avec l’accès en utilisant des outilsLa partie arrière du tableau est classifiée comme “accessible en utilisant des outils”, car il est possible d’ouvrir le compartiment contenant des pièces sous haute tension (mais pas pour effectuer les opérations normales et/ou l’entretien ordinaire), mais uniquement en utilisant des outils. Des procédés spéciaux sont nécessaires.

Classification de tenue à l'arc interne IAC AFLRLe tableau UniGear ZS1 est classifié IAC AFLR.Pour l’installation et la mise en service du tableau, il faut considérer certains points fondamentaux:•Niveauducourantdedéfaut(16...50kA)•Duréedudéfaut(0,1...1s)•Voiesdefuitedesgazchaudsettoxiquesproduitsparla

combustion des matériaux•Dimensionsdulocal,enparticulierquantàlahauteurPour plus d’informations, veuillez contacter votre revendeur ABB.

1. UniGear ZS1 Classification IEC

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CompartimentsChaque unité est constituée de trois compartiments de puissance: disjoncteur [A], barres [B] et câbles [C] (voir la figure 1).Chaque unité est dotée d’un compartiment basse tension [D], où sont logés tous les instruments auxiliaires.Le tableau avec tenue à l’arc interne est normalement doté d’un conduit [E] pour l’échappement des gaz produits par un arc électrique. Différents types de conduits d’échappement des gaz sont disponibles.Tous les compartiments sont accessibles sur le devant du tableau, et les opérations d’entretien peuvent être effectuées correctement même si le tableau est installé contre un mur.Les compartiments sont séparés entre eux par des cloisons métalliques.

Les barres principalesLe compartiment des barres contient le jeu de barres principales, relié par des dérivations aux contacts de sectionnement supérieurs du disjoncteur.Les barres principales sont réalisées en cuivre électrolytique.Pour les courants jusqu’à 2500 A, le système est fait de barres plates; pour les courants de 3150 A à 4000 A, on utilise des barres spéciales en forme de D. Les barres sont couvertes de matériel isolant.Sur toute la longueur du tableau il y a un seul compartiment de barres pour les puissances jusqu’à 31,5 kA; sur option ce compartiment unique peut être subdivisé en plusieurs compartiments. Pour les courants de 40/50 kA, ces isolateurs de traversée sont standards.

Connexions des câblesLe compartiment des câbles contient le système de dérivations pour connecter les câbles de puissance aux contacts de sectionnement inférieurs du disjoncteur.Les dérivations d’alimentation sont faites en cuivre électrolytique, et pour toute la gamme de courants ce sont des barres plates; pour les tensions de 17,5 et 24 kV, elles sont couvertes de matériau isolant.

Sectionneur de terreLe compartiment des câbles peut être doté d’un sectionneur de terre, pour effectuer la mise à la terre des câbles.On peut aussi utiliser le même dispositif pour mettre le jeu de barres à la terre (unité de mesure et coupleur).On peut aussi l’installer directement sur le jeu de barres principales, dans un compartiment dédié (applications barres).Le sectionneur de terre possède un pouvoir de fermeture en court-circuit.On opère la commande du sectionneur de terre sur le devant du tableau, par une opération manuelle; sur option, cette commande peut aussi être motorisée.On peut voir sur le devant du tableau la position du sectionneur de terre, au moyen d’un indicateur mécanique.

Barre de terreLa barre de terre est en cuivre électrolytique. Elle parcourt longitudinalement tout le tableau, en offrant donc le maximum de garantie de sécurité pour le personnel et pour toute l’installation.

Isolateurs de traversée et voletsLes isolateurs de traversée dans le compartiment disjoncteur contiennent les contacts permettant de connecter le disjoncteur respectivement au compartiment des barres et au compartiment des câbles. Les isolateurs de traversée sont de type unipolaire et sont en résine époxydique. Les volets sont en métal; ils sont actionnés automatiquement pendant le mouvement du disjoncteur de la position “débrochée” à la position de “service”, et vice versa.

CâblesOn peut utiliser des câbles unipolaires ou tripolaires, jusqu’à douze câbles au maximum par phase, en fonction de la tension assignée, des dimensions de l’unité, et de la section des câbles (consulter la page 40).Le tableau peut être installé contre le mur, car les câbles sont facilement accessibles sur le devant du tableau.

1. UniGear ZS1 Caractéristiques structurelles

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Conduit d’échappement des gazLe conduit d’échappement des gaz se trouve au-dessus du tableau, sur toute la longueur de ce dernier.Chaque compartiment est muni d’un déflecteur situé au sommet. La pression engendrée par le défaut provoque l’ouverture du déflecteur en permettant aux gaz de passer dans le conduit.Normalement les gaz chauds et les particules incandescentes engendrées par l’arc interne doivent être évacués hors du local.Le tableau UniGear ZS1 peut être équipé d’une gamme complète de solutions pour satisfaire toutes les exigences, qu’il soit possible d’évacuer les gaz directement à l’extrémité du tableau, ou qu’il soit nécessaire de les faire évacuer sur le devant ou à l’arrière.Dans les applications navales par exemple, il n’est pas possible de faire évacuer les gaz à l’extérieur du local, par conséquent, pour garantir la sécurité des personnes et pour satisfaire aux normes, nous avons développé une solution dédiée, comme des cheminées d’échappement longitudinales.Pour plus d’informations, veuillez contacter ABB.

Applications barresChaque unité du tableau peut être dotée d’une application accessoire pour les barres:•transformateursdecourantoudetensionpourlesmesures

des barres•sectionneurdeterrepourlejeudebarres•conduited’entréeausommetoucâblespourréaliserdes

interconnexions entre les différentes sections du tableau.

Compartiments de l'unitéA Compartiment disjoncteurB Compartiment des barresC Compartiment des câblesD Compartiment basse tensionE Conduit d’échappement des gaz compact

Figure 1: Vue de coupe du tableau UniGear ZS1 à un seul étage

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Le tableau UniGear ZS1 a été soumis à tous les essais requis par les normes internationales (IEC) et locales (par exemple les normes chinoises GB/DL et russes GOST).On a en outre effectué les essais requis par les règlements des principaux registres maritimes (LR, DNV, RINA, BV et GL) pour l’emploi des tableaux dans les installations navales.Comme indiqué dans ces normes, les essais ont été effectués sur les unités du tableau considérées comme les plus sensibles aux effets desdits essais, et par conséquent les résultats ont été étendus sur toute la gamme.Toutes les unités du tableau sont soumises à des essais de routine en usine avant la livraison.Le but de ces essais est de fournir un contrôle fonctionnel du tableau en fonction des caractéristiques spécifiques de chaque installation.

Essais de type selon les normes IEC •Tenueaucourantadmissibledecourteduréeetdecrête•Echauffement•Tenueàl’arcinterne•Essaidiélectrique•Pouvoirdefermetureetdecoupuredudisjoncteuretdes

contacteurs•Pouvoirdefermeturedusectionneurdeterre•Manœuvresmécaniquesdudisjoncteuretdusectionneur

de terre•DegrédeprotectionIP

Essais de routine en usine selon les normes IEC • Inspectionetcontrôlevisuels•Vérificationdesséquencesmécaniques•Contrôledescâblages•Vérificationdesséquencesélectriques•Tensiond’essaiàfréquenceindustrielle•Mesuredelarésistancedescircuitsprincipaux•Essaid’isolementsecondaire

Essais de type spécial requis par les registres maritimes pour les applications dans la marine • Températuresambiantesélevées(+45°C)• Inclinaison• Vibration

Figure 2: UniGear ZS1 pendant l'essai de tenue à l'arc interne

Description des essais de type selon les normes IEC

• Tenue au courant admissible de courte durée et de crêteCet essai démontre que le circuit de puissance principal et le circuit de terre résistent aux contraintes provoquées par le passage du courant de court-circuit sans subir aucun dommage.Remarquons en outre qu’aussi bien le système de mise à la terre du disjoncteur débrochable que celui de la barre de mise à la terre du tableau sont soumis aux essais.Les propriétés mécaniques et électriques du jeu de barres principal et des dérivations supérieures et inférieures restent inchangées même en cas de court-circuit.

• EchauffementL’essai d’échauffement est effectué à la valeur de courant assigné de l’unité tableau, et il montre que la chaleur ne devient excessive dans aucune partie de l’unité tableau.Pendant l’essai on contrôle aussi bien le tableau que le disjoncteur ou le contacteur dont il peut être doté.

• Tenue à l’arc interneConsulter la page 14.

• Essai diélectriqueCet essai vérifie si le tableau est capable de tenir aux chocs de foudre et à la tension d’essai à fréquence industrielle.L’essai de tenue à fréquence industrielle est effectué comme un essai de type, mais c’est aussi un essai de routine effectué sur tous les tableaux produits.

1. UniGear ZS1 Gamme d’essais complète

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Figure 3: Essai d’inclinaison Figure 4: Essai de vibration/sismique

Essais de type requis par les registres maritimes

• Température ambiante élevéeEn général les conditions d’exercice des appareillages électriques dans les installations navales sont plus sévères que les conditions dans les applications terrestres normales.La température est un de ces facteurs, et c’est pourquoi les règlements des registres maritimes exigent que le tableau puisse fonctionner à une température ambiante plus élevée (45°Couplus)quecellequiestprévueparlesnormesIEC(40°C).

• InclinaisonOn effectue cet essai en inclinant le tableau pendant un temps déterminéjusqu’à25°,surlesquatrecôtésalternativement,tout en actionnant l’appareillage de manœuvre.L’essai prouve que le tableau est capable de résister à ces conditions de service extrêmes, et que tous les appareils qu’il contient peuvent être actionnés sans inconvénients et sans être endommagés.

• VibrationLa fiabilité et la robustesse du tableau UniGear ZS1 sont prouvées définitivement par le résultat de l’essai de résistance aux contraintes mécaniques dues aux vibrations. Les conditions d’exercice sur des installations navales et sur les plates-formes marines requièrent que le tableau puisse fonctionner dans des milieux subissant de fortes vibrations, comme c’est le cas pour les moteurs des grands navires de croisière ou pour les installations de forage des plateformes pétrolières.– amplituded’1mmdanslagammedefréquencesde2et

13,2 Hz– amplituded’accélérationde0,7gdanslagammede

fréquences entre 13,2 et 100 Hz.

• Pouvoir de fermeture et de coupure du disjoncteurLe disjoncteur ou le contacteur est soumis aux essais de coupure du courant assigné et du courant de court-circuit.En outre il est aussi soumis aux essais d’ouverture et de fermeture de charges capacitives et inductives, de batteries de condensateurs et/ou de lignes de câbles.

• Pouvoir de fermeture du sectionneur de terreLe sectionneur de terre du tableau UniGear ZS1 est en mesure de se fermer en cas de court-circuit. Normalement le sectionneur de terre est interverrouillé, pour empêcher son actionnement sur des circuits encore sous tension.Mais si cela se produisait, pour quelque raison que ce soit, la sécurité du personnel serait pleinement sauvegardée.

• Manœuvres mécaniquesLes essais d’endurance mécanique sur tous les organes de manœuvre garantissent la fiabilité des appareillages. L’expérience générale dans le domaine électrotechnique indique que les défauts mécaniques sont une des causes les plus courantes de défaut dans une installation.On teste le disjoncteur en effectuant un très grand nombre de manœuvres–plusquecequiesteffectuénormalementparles installations en service.En outre les composants du tableau sont inclus dans un programme de contrôle de la qualité. On prélève régulièrement des échantillons des lignes de production, pour les soumettre à des essais d’endurance mécanique, et vérifier si la qualité du composant produit est vraiment identique à celle des composants soumis aux essais.

• Degré de protection IPLe degré de protection IP est la résistance offerte par le tableau UniGear ZS1 contre la pénétration d’objets solides et liquides.Ce degré de résistance est indiqué par le préfixe IP suivi de deuxcaractères(parex.:IP4X).Le premier numéro identifie le degré de protection contre la pénétration d’objets solides, tandis que le deuxième caractère se réfère aux liquides.

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Quand on réalise un tableau pour moyenne tension moderne, il faut absolument donner la priorité à la sécurité du personnel. C’est pourquoi le tableau UniGear ZS1 a été conçu et testé pour garantir la tenue à l’arc interne produit par un courant de court-circuit de la même intensité que celle du courant maximum admissible de courte durée. Les essais démontrent que l’enveloppe métallique du tableau UniGear ZS1 est en mesure de protéger le personnel à proximité du tableau au cas où un défaut arriverait à générer un arc interne.

Un arc interne est un défaut très improbable, bien que théoriquement différents facteurs puissent le provoquer, comme par exemple:•défautsd’isolementdérivantdeladétériorationqualitative

des composants. Les raisons peuvent être de mauvaises conditions atmosphériques et une forte pollution

•surtensionsd’origineatmosphériqueoubienengendréespar la manœuvre d’un composant

•formationprofessionnelleinadéquatedupersonnelpréposéà l’installation

•cassureoumanipulation(interdite)desinterverrouillagesdesécurité

•surchauffedeszonesdecontactdueàlaprésenced’agents corrosifs ou en cas de mauvais serrage des connexions

•intrusiondepetitsanimauxdansletableau(parexemplepar l’entrée des câbles)

•oublidematérielàl’intérieurdutableauaucoursdesopérations d’entretien.

Les caractéristiques du tableau ZS1 réduisent fortement l’incidence de ces causes de défaut, cependant quelques-unes ne peuvent pas être complètement éliminées.L’énergie produite par l’arc interne produit les phénomènes suivants:•incrémentdelapressioninterne•incrémentdelatempérature•effetsvisuelsetacoustiques•contraintesmécaniquessurlastructuredutableau•fusion,décompositionetvaporisationdesmatériaux.

Si ces phénomènes ne sont pas adéquatement contrôlés, ils peuvent avoir pour le personnel des conséquences très graves, comme des lésions (dues aux ondes de choc, à la projection de pièces et à l’ouverture des portes) et des brûlures (dues à l’émission de gaz chauds).L’essai de tenue à l’arc interne a pour but de vérifier si les portes du compartiment restent fermées, si le tableau éjecte des éléments, même en cas de pressions très élevées, et si des flammes ou des gaz incandescents sortent du tableau,

cela afin de garantir la sécurité du personnel travaillant à proximité du tableau.Ce test garantit aussi qu’il ne se forme pas de trous dans les pièces externes accessibles de l’enveloppe, et enfin que toutes les connexions au circuit de terre restent efficaces, en garantissant la sécurité du personnel qui devrait accéder au tableau après le défaut.La norme IEC 62271-200 prescrit les modes d’exécution de l’essai et les critères auxquels le tableau doit se conformer.Le tableau UniGear ZS1 satisfait pleinement aux cinq critères indiqués par la norme IEC.

La classification IAC est prouvée par l’essai conformément aux désignations suivantes:•Aspectsgénéraux:classificationIAC(acronymed’Internal

Arc Classified, c’est-à-dire classé comme résistant à l’arc interne)

•Accessibilité:A,BouC(tableauaccessibleseulementaupersonnel autorisé (A), à tous (B), pas accessible à cause de l’installation (C)

•F,L,R:accèssurledevant(F–« front »),surlescôtés(L–« lateral »)etàl’arrière(R–« rear »)

•Valeursd’essai:courantd’essaienkilo-ampères(kA),etdurée en secondes (s).

Les paramètres de chaque installation spécifique prévoient que l’on vérifie avec une attention particulière l’échappement des gaz chauds et des particules incandescentes, pour garantir et préserver la sécurité du personnel.

Systèmes de limitation des défautsLa structure du tableau UniGear ZS1 offre une protection de type passif complète contre les effets du défaut d’arc interne pendant 1 seconde à 50 kA.En outre ABB a développé des systèmes de protection actifs, qui permettent d’obtenir de grands avantages:•détectionetextinctiondudéfaut,normalementenmoinsde

100 ms, ce qui améliore la stabilité du réseau•limitationdesdommagesauxappareils•limitationdutempsdutableauhorsservice.

Pour la protection active contre l’arc interne, on peut installer, dans les différents compartiments, des dispositifs constitués de divers types de capteurs, qui détectent instantanément le dégagement du défaut et exécutent le déclenchement sélectif des disjoncteurs.Les systèmes de limitation des défauts se basent sur des capteurs, qui utilisent la pression ou la lumière engendrées par le défaut d’arc interne comme facteur de déclenchement pour couper le circuit défaillant.

1. UniGear ZS1 Sécurité

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0 100 200 500 ms

kA2 s

ITHLes capteurs ITH sont constitués de micro-interrupteurs placés au sommet du tableau, à proximité des déflecteurs d’échappement des gaz des trois compartiments de puissance (barres, disjoncteur et câbles).L’onde de choc provoque l’ouverture des déflecteurs, qui actionnent les micro-interrupteurs connectés aux déclencheurs d’ouverture des disjoncteurs.Letempstotaldedéclenchementestde75ms(15msITH+60 ms interrupteur).

TVOCCe système est constitué d’un dispositif de monitorage électronique logé dans le compartiment basse tension, qui est connecté aux capteurs optiques. Ceux-ci sont répartis dans les compartiments de puissance, et sont connectés au dispositif par des fibres optiques.Quand un niveau de lumière prédéfini est franchi, le dispositif détermine l’ouverture des disjoncteurs.Pour éviter que le système n’intervienne à cause d’une lumière engendrée fortuitement par des phénomènes externes (flash d’un appareil photos, reflet de lumières à l’extérieur, etc), on peut aussi connecter des transformateurs de courant au dispositif de monitorage.Le module de protection envoie au disjoncteur la commande d’ouverture uniquement s’il reçoit simultanément le signal de la lumière et celui du courant de court-circuit.Letempstotaldedéclenchementestde62ms(2msTVOC+60 ms interrupteur).

REA Ce système offre les mêmes fonctions que le système TVOC. Il est constitué d’une unité centrale (REA 101) et d’unités d’extension optionnelles (REA 103, 105, 107), qui permettent de réaliser des solutions personnalisées avec déclenchement sélectif. Pour plus d’informations, veuillez consulter le chapitre dédié, à la page 50.Le temps total de déclenchement est de 62,5 ms (2,5 ms REA+60msinterrupteur).

Protection contre les arcs électriques avec IEDSur option, les IED (Intelligent Electronic Device) REF615, RET615, REM615 et REF610 peuvent être dotés d’une protection rapide et sélective contre l’éclair d’arc électrique. Il s’agit d’un système de protection contre le défaut d’arc interne à deux ou trois canaux, pour surveiller d’éventuels arcs électriques dans les compartiments disjoncteur, câbles et barres des tableaux.Letempstotaldedéclenchementestde72ms(12msIED+60 ms interrupteur).

UFES (Ultra fast Earthing Switch) (Sectionneur de terre ultra rapide) L’UFES est un sectionneur de terre au design innovateur, extrêmement rapide, en mesure de mettre à la terre toutes les trois phases en moins de 4 ms suivant la détection d’un défaut d’arc interne.Pour plus d’informations, veuillez consulter le chapitre dédié, à la page 30.

Figure 5: Durée de l’arc et dégâts provoqués

FusionAcier

Fusion Cuivre

Fusion Câbles

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Figure 6: Double interverrouillages à clé sur le sectionneur de terre

Le tableau UniGear ZS1 est doté de tous les interverrouillages et de tous les accessoires qui sont nécessaires pour garantir le maximum de sécurité et de fiabilité pour l’installation et pour les opérateurs.

InterverrouillagesDes interverrouillages mécaniques de sécurité sont prévus de série [1÷5] (voir le tableau à la page 17).Ils sont prévus par les normes IEC, et sont donc nécessaires pour garantir des séquences de manœuvres correctes.Les interverrouillages de sécurité ABB garantissent le niveau maximum de fiabilité, même en cas d’erreur accidentelle, et ils permettent d’obtenir le système de verrouillages le plus sûr pour les opérateurs.

ClésL’emploi des interverrouillages à clés est un facteur très important pour la réalisation des logiques de verrouillage entre des unités du même tableau ou avec des unités d’autres tableaux pour moyenne, basse et haute tension.Les logiques sont réalisées au moyen de distributeurs, ou en reliant les clés par des anneaux.Le chariot des appareils [6] peut être bloqué dans la position« débroché »,etalorsonnepourraenleverlaclédeverrouillage que si les appareils seront dans ladite position.Les manœuvres de fermeture [7] et d’ouverture [8] du sectionneur de terre peuvent être verrouillées avec des clés (la logique des clés est illustrée sur le tableau de la page 17).Ces verrouillages peuvent aussi être appliqués au sectionneur de terre des applications de barres.Les manœuvres d’embrochage et de débrochage du disjoncteur [9] et l’ouverture et la fermeture du sectionneur de terre [10] peuvent être empêchées au moyen de verrouillages à clés qui bloquent la connexion des leviers de manœuvre.Le verrouillage à clés peut aussi s’appliquer au sectionneur de terre des applications de barres. On peut toujours enlever les clés.

CadenasLes portes des compartiments du disjoncteur [11] et des câbles[12]peuventêtrebloquéesenposition« fermée »avecdes cadenas. Ces cadenas peuvent s’appliquer aux deux versions de fermeture, c’est-à-dire celle avec poignée centrale (standard) ou bien celle avec vis (sur option).

Les manœuvres d’embrochage et de débrochage des appareils [13] et d’ouverture et de fermeture du sectionneur de terre [14] peuvent être empêchées en appliquant les cadenas aux fentes de connexion des leviers de manœuvre correspondants. Le cadenas peut aussi s’appliquer au sectionneur de terre des applications de barres.Les volets de cloisonnement en métal [15] entre les compartiments du disjoncteur, des barres et des câbles peuvent être verrouillés grâce à deux cadenas indépendants, aussibienenposition« ouverte »que« fermée ».Le tableau est prévu pour des cadenas ayant de 4 à 8 mm de diamètre.

Aimants de verrouillageLes aimants de verrouillage permettent de réaliser des logiques d’interverrouillage automatiques sans aucune intervention humaine.Les manœuvres d’embrochage et de débrochage du disjoncteur [16] et d’ouverture et de fermeture du sectionneur de terre [17] peuvent être interverrouillées.Ces aimants peuvent aussi être appliqués au sectionneur de terre des applications de barres.Les aimants de verrouillage fonctionnent avec une logique active. Le manque de tension auxiliaire libère l’ancre mobile du verrouillage; cela ne permet pas d’effectuer les manœuvres en actionnant les mesures de sécurité.

1. UniGear ZS1 Sécurité

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Verrouillages de sécurité de série (obligatoires)

Type Description Condition à remplir

1A Embrochage/débrochage des appareils Appareils en position "OFF" (fermé)

B Fermeture des appareils Chariot en position définie

2A Embrochage des appareils Fiche multicontact des appareils branchée

B Retrait de la fiche multicontact des appareils Chariot en position d'essai

3A Fermeture du sectionneur de terre Chariot en position d'essai

B Embrochage des appareils Sectionneur de terre en position "OFF" (fermé)

4A Ouverture de la porte du compartiment appareils Chariot en position d'essai

B Embrochage des appareils Porte du compartiment appareils fermée

5A Ouverture de la porte du compartiment des câbles Sectionneur de terre en position "OFF" (fermé)

B Ouverture du sectionneur de terre Porte du compartiment de câbles ferméeRemarque: Les appareils sont des disjoncteurs et des contacteurs.

Clés (sur demande)

6 Verrouillage à l’embrochage des appareils La clé peut être enlevée seulement si le chariot est en position "débroché"

7 Verrouillage à la fermeture du sectionneur de terre La clé peut être enlevée seulement si le sectionneur de terre est ouvert

8 Verrouillage à l’ouverture du sectionneur de terre La clé peut être enlevée seulement si le sectionneur de terre est fermé

9 Enclenchement du levier d'embrochage/débrochage des appareils La clé peut toujours être enlevée

10 Enclenchement du levier de manœuvre du sectionneur de terre La clé peut toujours être enlevée

Cadenas

11 Ouverture de la porte du compartiment appareils

12 Ouverture de la porte du compartiment des câbles

13 Enclenchement du levier d’embrochage/débrochage des appareils

14 Enclenchement du levier de manœuvre du sectionneur de terre

15 Ouverture et fermeture des obturateurs

Aimants de blocage (sur demande)

16 Embrochage/débrochage des appareils Aimants sous tension

17 Ouverture/fermeture du sectionneur de terre Aimants sous tension

Dispositifs accessoires

20 Autoprotection des volets

Ledispositifbloquelesvoletsenposition«fermée»quandonenlèvel’appareil du compartiment. L’opérateur ne peut pas ouvrir les volets manuellement. Les volets ne peuvent être actionnés qu’à partir du chariot de l’appareil ou à partir du chariot de service (consulter le chapitre dédié à la page 28).

21 Matrice de compatibilité de l’appareil - unité du tableau

La fiche multi-contact de l’appareil et la prise de l’unité du tableau correspondante sont équipées d’une matrice mécanique, qui rend impossible d’embrocher l’appareil dans un tableau ayant un courant assigné non adéquat.

22 Commande mécanique du disjoncteur

Le compartiment appareils est doté d’un dispositif mécanique, qui rend possible la fermeture et/ou l’ouverture des disjoncteurs directement avec les boutons-poussoirs de la commande frontale, en maintenant la porte fermée. Les commandes peuvent être exécutées avec les disjoncteurs en position "service" ou "débroché".

Type de verrouillages

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1. UniGear ZS1 Disjoncteur sous vide

Il est possible d’équiper le tableau UniGear ZS1 avec la gamme la plus vaste d’appareils actuellement disponibles sur le marché, et, parmi ceux-ci, le disjoncteur sous vide occupe une place très importante, dans tous les secteurs de la distribution primaire. Les disjoncteurs sous vide recouvrent toute la gamme de paramètres de tableaux, et donc toute la gamme d’applications possibles.La longue expérience accumulée par ABB dans le développement et l’emploi des interrupteurs

sous vide s’exprime aujourd’hui dans la vaste gamme de disjoncteurs ABB, qui se distinguent par leurs caractéristiques électriques et mécaniques exceptionnelles, leur durée extrêmement longue, le peu d’entretien qu’ils réclament, leur compacité, et l’emploi de techniques de construction absolument innovantes.ABB développe et produit toute une gamme d’interrupteurs qui sont utilisés dans les disjoncteurs et les contacteurs et dans toutes les applications pour moyenne tension.

Figure 7: UniGear ZS1

19

Disjoncteur VD4Les interrupteurs des disjoncteurs de moyenne tension VD4 emploient le vide pour l’extinction de l’arc électrique et comme moyen d’isolement.Grâce aux propriétés inégalables du vide et de la technique “de coupure” adoptée, la coupure des courants a lieu sans déchirure de l’arc et sans produire de surtensions. Le rétablissement des propriétés diélectriques après la coupure est extrêmement rapide.Les disjoncteurs VD4 sont utilisés dans la protection de câbles, lignes aériennes, moteurs, transformateurs, générateurs et batteries de condensateurs.

PôlesLes disjoncteurs de moyenne tension VD4 utilisent des interrupteurs sous vide encapsulés dans des pôles (1).Les interrupteurs encapsulés rendent le disjoncteur résistant aux chocs et le protègent contre les dépôts de poussière et l’humidité.

L’interrupteur sous vide renferme les contacts et constitue la chambre de coupure.Les disjoncteurs ABB utilisent les techniques de coupure dans le vide les plus perfectionnées: à flux magnétique radial pour les disjoncteurs à performances moyennes-basses, et à flux magnétique axial pour les disjoncteurs à haut pouvoir de coupure.Ces deux techniques garantissent la distribution homogène de l’arc sur toute la surface des contacts, en obtenant ainsi les meilleures performances, pour toutes les valeurs de courant.La structure de l’interrupteur sous vide est relativement simple. L’enveloppe extérieure est constituée d’un isolateur céramique fermé aux extrémités par des revêtements en acier inoxydable. Les contacts, réalisés en cuivre pur et chrome fritté, sont soudés aux prises en cuivre. Une membrane métallique permet le mouvement du groupe mobile contacts-prises, tout en garantissant le maintien du vide dans l’interrupteur. Les composants de l’interrupteur sont soudés dans un environnement sous vide pour garantir dans l’interrupteur des valeurs inférieures à 10-5

Pa.L’interrupteur ne contient donc aucune matière ionisable. Lors de l’ouverture des contacts, il y a quand même la génération d’un arc électrique, qui consiste seulement du matériau fondu et vaporisé des contacts.Dans l’interrupteur est intégré un blindage métallique qui capture les vapeurs métalliques émises pendant l’interruption et qui contrôle le champ électrique. La forme particulière des contacts produit un champ magnétique qui force l’arc à tourner et à intéresser une surface beaucoup plus grande que celle de l’arc à contact fixe.Tout cela limite non seulement le stress thermique sur les contacts, mais rend aussi l’érosion des contacts négligeable et, surtout, permet de contrôler le processus d’interruption avec des courants de court-circuit très élevés.L’arc électrique reste soutenu par l’énergie extérieure jusqu’à ce que le courant passe par son zéro naturel.Les interrupteurs sous vide ABB sont des interrupteurs à courant zéro, et sont libres de tout phénomène de rallumage.La diminution rapide de la densité du courant, et la condensation rapide des vapeurs métalliques simultanément au passage du courant par le zéro, permettent de rétablir la rigidité diélectrique maximale entre les contacts de l’interrupteur en quelques millièmes de seconde. La supervision du niveau de vide n’est pas nécessaire, puisque les pôles du disjoncteur sont des systèmes à pression scellée pour la durée de vie opérationnelle, qui ne requièrent aucun entretien.

(1) Les disjoncteurs jusqu’à 17,5 kV - 1250 A - 31,5 kA, sont réalisés avec des pôles en polyamide.

Figure 8: Disjoncteur VD4 à actionneur mécanique

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Mécanisme de commandeLe disjoncteur VD4 est doté d’une commande mécanique à accumulation d’énergie.Le mécanisme à déclenchement libre permet que les opérations d’ouverture et de fermeture soient indépendantes de l’opérateur.Le système de ressorts du mécanisme de commande peut être rechargé soit manuellement soit au moyen d’un motoréducteur. L’ouverture et la fermeture de l’appareil peuvent être effectuées au moyen de boutons-poussoirs placés sur le devant du mécanisme de commande, ou au moyen de déclencheurs électriques (fermeture, ouverture et tension minimale).Les disjoncteurs sont toujours dotés d’un dispositif d’anti-refermeture, pour éliminer la possibilité de commandes simultanées d’ouverture et de fermeture, de commandes de fermeture avec les ressorts débandés ou avec les contacts principaux pas encore en position de fin de course.

ChariotLes pôles et le mécanisme de commande sont fixés sur un chariot métallique de support et de manœuvre.Le chariot est muni d’un système sur roues qui rend possibles les opérations de débrochage et d’embrochage de l’appareil dans le compartiment du tableau, la porte étant fermée. Le chariot permet la mise à la terre efficace du disjoncteur à travers la structure métallique de l’unité du tableau.Le chariot du disjoncteur sous vide peut être motorisé.Les manœuvres d’embrochage et de débrochage peuvent être exécutées à l’aide de commandes électriques, soit localement par l’opérateur, soit par un système à distance.

Interface appareil-opérateurLa partie frontale du disjoncteur contient l'interface utilisateur, dotée des accessoires suivants:•poussoird'ouverture•poussoirdefermeture•compteurdemanœuvres•indicateurdel’étatdedisjoncteurouvertetfermé•indicateurdel’étatdesressortsdecommandebandéset

débandés•dispositifdebandagemanueldesressortsdecommande•sélecteurd’exclusiondudéclencheuràminimumdetension

(sur option).

Disjoncteur eVD4Le disjoncteur eVD4 est un système complet de protection de lignes électriques de moyenne tension avec installation “plug and play”. Il représente une évolution par rapport au concept traditionnel de disjoncteur, étant donné qu’un seul appareil est en mesure d’exécuter des fonctions de coupure, mesure, protection, contrôle et communication.Le disjoncteur eVD4 est dérivé de la série VD4, dont il a hérité les caractéristiques de fiabilité et de robustesse bien connues.Le disjoncteur eVD4 complète le dispositif de protection RBX615quireposesurlatechnologieABBRelion® par des capteurs combinés de courant et de tension.Grâce à cette solution intégrée, la MTTR (Mean Time To Repair - durée moyenne de réparation) du système géré par eVD4 est nettement inférieure à celle des solutions traditionnelles. Cela fait du disjoncteur eVD4 la solution idéale pour toutes les installations où le niveau de continuité de service requis est élevé.Le disjoncteur eVD4 est disponible dans les versions fixe et débrochable pour tableau UniGear ZS1, et il est mécaniquement interchangeable avec le disjoncteur VD4.

1. UniGear ZS1 Disjoncteur sous vide

Figure 9: Disjoncteur eVD4 avec capteurs à bord et unité de protection et contrôle RBX 615.

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Disjoncteur VM1 Le mécanisme de commande à accumulation d’énergie de type conventionnel des disjoncteurs VD4 peut être remplacé par un mécanisme de commande à actionneur magnétique, qui est à l’origine de la série des disjoncteurs VM1.Toutes les caractéristiques des disjoncteurs décrites dans ce chapitre demeurent inchangées, à l’exception du mécanisme de commande.Le mécanisme de commande se base sur un nombre de composants extrêmement réduit.•Actionneuràaimantspermanents.Lecœurdece

mécanisme de commande est constitué de l’actionneur magnétique, qui commande les manœuvres de fermeture et d’ouverture tout en maintenant les contacts principaux dans les positions respectives prises après la manœuvre. L’aimant transmet la commande aux interrupteurs à l’aide d’un seul levier de transmission;

•Dispositifélectroniquedecontrôle.Touteslesfonctions(déclenchement, manœuvre, chargement de l’énergie et autodiagnostic) sont commandées par le contrôleur électronique intégré. Le disjoncteur est équipé d’une alimentation multi-tension en courant continu et alternatif;

•Condensateurs.L’énergieservantàlacommutationdela commande est obtenue à l’aide d’une batterie de condensateurs intégrée. L’énergie accumulée garantit la séquence de refermeture O-C-O complète;

•Capteursdeposition.Lapositiondescontactsdudisjoncteur est mesurée à l’aide de capteurs électroniques de proximité.

Normes IEC 62271-100 pour le disjoncteur.

Figure 10: Disjoncteur VM1 à actionneur magnétique

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Figure 11: Disjoncteur HD4

Le tableau UniGear ZS1 peut aussi être équipé de disjoncteurs à gaz SF6.Les séries de disjoncteurs sous vide et à gaz d’ABB sont mécaniquement interchangeables entre elles, et donc la même unité de tableau peut recevoir indifféremment les deux appareils. Seul ABB est en mesure d’offrir des appareils des deux techniques pour toute la gamme d’applications, niveaux de tension (12-17,5-24 kV), courant nominal (630...4000 A), et pouvoir de coupure (16...50 kA).Cela permet de spécifier la solution optimale pour les caractéristiques de l’installation et pour les dispositifs que l’on veut commuter et protéger.La longue expérience pratique d’ABB montre que les deux types de disjoncteurs sont également valables et complémentaires.

Disjoncteur HD4Les disjoncteurs de moyenne tension HD4 emploient du gaz hexafluorure de soufre (SF6) pour l’extinction de l’arc électrique et comme moyen d’isolement.Grâce aux excellentes propriétés du gaz SF6, la coupure du courant a lieu sans déchirure de l’arc et sans produire de surtensions. Il n’y a pas de phénomène de rallumage après la coupure; par ailleurs le rétablissement des propriétés diélectriques après la coupure est extrêmement rapide.Les disjoncteurs à gaz sont disponibles pour tous les domaines d’application de la distribution électrique. Ils sont tout particulièrement recommandés sur les batteries de condensateurs, moteurs, transformateurs isolés dans l’huile, et dans les installations où sont montés des composants particulièrement sensibles aux contraintes diélectriques et dynamiques (par ex. vieux câbles ou transformateurs).

PôlesLes pôles du disjoncteur HD4 emploient le système de coupure “autopuffer”, en combinant les techniques de compression et d’auto expansion en une solution unique.Le système “autopuffer” est la technique la plus innovante dans le domaine des disjoncteurs à gaz, qui doit ses origines aux appareils haute tension.La combinaison des techniques de compression et d’auto expansion permet d’obtenir les meilleures performances, avec toutes les valeurs de courant. Les deux techniques sont toujours présentes, mais tandis que la première intervient de manière optimale pour la coupure de courants faibles, la

deuxième agit efficacement pendant les manœuvres sur des valeurs de courant plus élevées. La technique “autopuffer” permet d’utiliser des quantités de gaz inférieures à celles qui sont requises par les disjoncteurs basés sur d’autres techniques. Pour la même raison, la pression du gaz est aussifortementréduite.Latechnique«autopuffer»garantiela tension de tenue isolante et le pouvoir de coupure jusqu’à 30% de la valeur assignée, même à une pression relative égale à zéro.Toute la gamme de disjoncteurs HD4 adopte la même pression du gaz pour tous les niveaux de tension nominale (12-17,5-24 kV). La supervision du niveau de pression du gaz SF6 n’est pas nécessaire, puisque les pôles du disjoncteur sont des systèmes sous pression scellés à vie et qu’ils ne requièrent aucun entretien.Ils sont dotés d’un dispositif de contrôle de la pression, pour vérifier que les caractéristiques générales ne s’altèrent pas à cause d’un transport ou de manœuvres incorrectes.

1. UniGear ZS1 Disjoncteur à gaz

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Figure 12: Disjoncteur HD4-HXA

Mécanisme de commandeLe disjoncteur HD4 est doté d’un mécanisme de commande à accumulation d’énergie.Le mécanisme à déclenchement libre permet que les opérations d’ouverture et de fermeture soient indépendantes de l’opérateur.Le système de ressorts du mécanisme de commande peut être rechargé soit manuellement soit au moyen d’un motoréducteur. Le mécanisme de commande est identique pour toute la série, et dispose d’une gamme normalisée d’accessoires et de pièces détachées.Tous les composants accessoires sont facilement remplaçables, à l’aide de connecteurs à fiche et prise.L’ouverture et la fermeture de l’appareil peuvent être effectuées au moyen de boutons-poussoirs placés sur le devant du mécanisme de commande, ou au moyen de déclencheurs électriques (fermeture, ouverture et tension minimale).Les disjoncteurs sont toujours dotés d’un dispositif d’anti-refermeture, pour éliminer la possibilité de commandes simultanées d’ouverture et de fermeture, de commandes de fermeture avec les ressorts débandés ou avec les contacts principaux pas encore en position de fin de course.

ChariotLes pôles et le mécanisme de commande sont fixés sur un chariot métallique de support et de manœuvre.Le chariot est muni d’un système sur roues qui rend possibles les opérations de débrochage et d’embrochage de l’appareil dans le compartiment du tableau, la porte étant fermée. Le chariot permet la mise à la terre efficace du disjoncteur à travers la structure métallique de l’unité du tableau.

Interface appareil-opérateurLa partie frontale du disjoncteur contient l’interface utilisateur, dotée des accessoires suivants:•poussoird’ouverture•poussoirdefermeture•compteurdemanœuvres•indicateurdel’étatdedisjoncteurouvertoufermé•indicateurdel’étatdesressortsdecommandebandésou

débandés•dispositifdebandagemanueldesressortsdecommande•sélecteurd’exclusionpourdéclencheuràminimumde

tension (sur option) •indicateuràdiodedesignalisationdelapressiondugaz

(sur option).

DisjoncteurHD4-HXApourfortscomposants unidirectionnels La gamme des disjoncteurs HD4 est prolongée par la version HD4-HXA.Cette série de disjoncteurs, tout en maintenant toutes les caractéristiques décrites dans ce chapitre, se distingue par son aptitude à commuter des charges ayant de forts composants unidirectionnels.Pour des pouvoirs de coupure équivalents ou inférieurs à 40kA,lesdisjoncteursHD4-HXAsontenmesured’interrompre des charges à forts composants unidirectionnels équivalents à IDC = 100%, jusqu’à des tensions de service de 13,8 kV; pour des pouvoirs de coupure de 50 kA, le pourcentage de composants unidirectionnels IDC est réduit à 50%. Ces disjoncteurs peuvent être utilisés dans toutes les installations constituées de composants unidirectionnels forts, mais leur domaine d’application naturel est celui des transformateurs de commutation et de protection des circuits auxiliaires dans les centrales de production d’énergie.

NormesIEC 62271-100 pour le disjoncteur.IEC 60376 pour le gaz SF6.

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Les contacteurs de moyenne tension V-Contact VSC sont des appareils indiqués pour travailler en courant alternatif, et ils sont normalement utilisés pour commander des dispositifs qui exigent un nombre élevé de manœuvres par heure.Ils sont indiqués pour la commande et la protection de moteurs, transformateurs et batteries de mise en phase.Equipés de fusibles appropriés, ils peuvent être utilisés dans des circuits avec des niveaux de défaut jusqu’à 1 000 MVA.La vie électrique des contacteurs V-Contact VSC est définie dans la catégorie AC3, avec 100 000 manœuvres (fermeture-ouverture), courant interrompu 400 A.

Contacteur V-Contact VSC Ces contacteurs sont constitués d’un monobloc en résine contenant les composants suivants:• interrupteurssousvide•partiesmobiles•actionneurmagnétique•alimentationmultitension•accessoiresetcontactsauxiliaires.

Les contacteurs V-Contact sont disponibles dans les versions suivantes:•VSC7/Ppourtensionsjusqu’à7,2kV.•VSC7/PGpourtensionsjusqu’à7kVavectensiond’essaià

fréquence industrielle de 32 kV.•VSC12/Ppourtensionsjusqu’à12kV.•VSC12/PGpourtensionsjusqu’à12kVavectension

d’essai à fréquence industrielle de 42 kV.

Les deux versions sont disponibles avec un mécanisme de commande avec retenue électrique ou mécanique.Les contacteurs V-Contact VSC sont mécaniquement interchangeables avec les précédents contacteurs V-Contact V/P et avec toute la série de disjoncteurs ABB; la même unité de tableau peut donc recevoir indifféremment les deux appareils, sans devoir faire des modifications.Une version de contacteurs V-Contact VSC jusqu’à 400 A est aussi employée dans le tableau compact UniGear MCC.

Mécanisme de commandeEtant donné la présence de l’actionneur magnétique, les contacteurs V-Contact VSC exigent une quantité négligeable d’énergie auxiliaire dans toutes les configurations (15 W au démarrage - 5 W continu).Le contacteur V-Contact VSC est disponible dans trois configurations différentes:•SCO(SingleCommandOperation-manœuvreunique

de commande). Le contacteur se ferme quand la tension auxiliaire est fournie à l’entrée de l’alimentation multi tension, tandis qu’il s’ouvre quand la tension auxiliaire s’interrompt

•DCO(DoubleCommandOperation-doublemanœuvrede commande). Le contacteur se ferme quand la tension auxiliaire est fournie à l’entrée de fermeture de l’alimentation multi tension, tandis qu’il s’ouvre quand la tension est fournie à l’entrée d’ouverture; la fonction d’anti-refermeture est toujours disponible

•Surdemande,laconfigurationDCOestaussidisponibleavec une fonction de tension minimale retardée. Cette fonction permet l’ouverture automatique du contacteur quand le niveau de tension auxiliaire descend au-dessous des niveaux définis par les normes IEC.

L’ouverture peut être retardée de 0 à 5 secondes (configuration définie par le client avec des commutateurs à positions multiples dip switch).

Toutes les configurations sont disponibles pour 1 million de manœuvres mécaniques.

FusiblesLe contacteur est doté de fusibles de moyenne tension pour la protection des dispositifs.La coordination entre contacteur, fusibles et unité de protection est garantie conformément aux normes IEC 60470 pour les appareils de classe C.Le châssis porte-fusibles est normalement prévu pour l’installation de trois fusibles avec dimensions moyennes et percuteur moyen, conformes aux normes suivantes:•DIN43625•BS2692

Figure 13: Contacteur V-Contact VSC

1. UniGear ZS1 Contacteur sous vide

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Courant maximum de charge des fusibles

Ligne Transformateurs Moteurs Condensateurs

Tension nominale Fusible Charge maximum Fusible Charge maximum Fusible Charge maximum

3,6 kV 200 A 160 A 315 A 250 A 450 A 360 A

7,2 kV 200 A 160 A 315 A 250 A 355 A 285 A

12 kV 200 A 160 A 200 A 160 A 200 A 160 A

Figure 14: Fusible aux normes DIN

Caractéristiques électriques

VSC7/P VSC12/P

Tension nominale kV 7,2 12

Tension nominale d’isolement kV 7,2 12

Tension d’essai à fréquence industrielle kV 1 min 20 (3) 28 (3)

Tension de tenue sous choc kV 60 75

Fréquence nominale Hz 50/60 50/60

Courant assigné admissible de courte durée kA (1) …50 …50

Courant de crête kA …125 …125

Courant de tenue à l’arc interne (2) kA 1 s …50 …50

Courant nominal maximum du contacteur A 400 400

(1) Limitée par les fusibles.(2) Les valeurs de tenue à l'arc interne sont garanties dans les compartiments en amont des fusibles (barres et appareils) de la structure du tableau et en aval (ligne) par les propriétés de limita-

tion des fusibles.(3) Sur demande sont disponibles dans un panneau dédié le VSC7/PG pour tension d'essai à fréquence industrielle de 32 kV et le VSC12/PG pour tension d'essai à fréquence industrielle de

42 kV.

Performances limite du contacteur avec fusibles

3,6 kV 7,2 kV 12 kV

Moteurs kW 1000 1800 3000

Transformateurs kVA 2000 2500 2500

Condensateurs kVAR 1000 1800 3000

On peut appliquer les fusibles suivants:•typeDINd’unelongueurégaleà192,292et442mm•typeBSd’unelongueurégaleà235,305,410,453et553

mm.Les châssis porte-fusibles sont dotés de dispositif d’ouverture automatique en cas de fusion même d’un seul fusible.Ce même dispositif empêche la fermeture du contacteur quand même un seul fusible manque.La gamme ABB de fusibles pour la protection des transformateurs est dénommée CEF, tandis que celle pour moteurs et condensateurs CMF.

Normes• CEI 60470 pour le contacteur• IEC 60282-1 pour les fusibles

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Les unités UniGear peuvent être équipées d’interrupteurs - sectionneurs du type ABB NAL.Ces unités sont employées pour la manœuvre et la protection de lignes et de transformateurs ou dans les centrales électriques pour les transformateurs des services auxiliaires.Les interrupteurs - sectionneurs NAL sont des sectionneurs de moyenne tension isolés dans l’air, constitués d’un support fixe auquel sont appliqués les supports isolants (supérieurs et inférieurs), le système de contacts (fixes et mobiles), et les pinces d’accrochage (des fusibles ou des barres d’isolement).

Interrupteur-sectionneur NAL-NALFL’interrupteur-sectionneur est doté de deux systèmes de contacts mobiles à lames: le système principal (traversé par le courant de charge avec le sectionneur en position fermée), et le système de coupure d’arc (traversé par le courant pendant les manœuvres d’ouverture et de fermeture).Cette solution permet de ne pas solliciter les contacts principaux, et donc de maintenir les caractéristiques électriques de l’appareil inchangées.Pendant l’ouverture de l’interrupteur-sectionneur, l’air est comprimé à l’aide de pistons contenus dans les cylindres des isolateurs supérieurs. Au moment de l’ouverture et de la séparation des contacts, un jet d’air comprimé qui sort des buses prévues à cet effet permet le refroidissement et la désionisation de l’arc.

Cela entraîne une augmentation graduelle de la résistance à l’arc, qui détermine son extinction. Le mouvement des pistons est synchronisé avec les contacts de coupure de l’arc de l’interrupteur-sectionneur, de manière à garantir une plus grande arrivée d’air au moment de la séparation des contacts, et obtenir ainsi une extinction sûre de l’arc.L’unité peut être équipée de barres d’isolement (unité interrupteur-sectionneur NAL), ou bien de fusibles de moyenne tension (unité interrupteur-sectionneur à fusibles NALF).L’interrupteur-sectionneur NALF est équipé d’un mécanisme de déclenchement automatique pour l’intervention des fusibles, et il emploie des fusibles conformes aux normes DIN 43625. La gamme de fusibles ABB pour la protection des transformateurs est dénommée CEF. Chaque unité est équipée d’un sectionneur de terre avec pouvoir de fermeture pour la mise à la terre des câbles.L’interrupteur-sectionneur ainsi que le sectionneur de terre sont commandés sur le devant du tableau par une manœuvre manuelle.On peut voir la position des deux appareils directement, sur le devant du tableau, grâce à un hublot.L’unité du tableau peut être équipée de trois transformateurs de courant, ou de capteurs de mesure.Lesectionneurdeligne(DF–DisconnectorFeeder)estconstitué de deux compartiments de puissance: celui des barres et celui des interrupteur-sectionneur/câbles. Ce dernier contient aussi bien l’interrupteur-sectionneur que les prises de connexion des câbles de puissance.

Figure 15: Interrupteur-sectionneur NALF

1. UniGear ZS1 Interrupteur-sectionneur

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Le cloisonnement entre les compartiments de puissance est fait automatiquement lors de la fermeture du sectionneur de terre. Un volet de type isolant crée une séparation complète entre les contacts fixes de l’interrupteur sectionneur, en rendant les contacts supérieurs inaccessibles aux opérateurs. Cela rend possible d’effectuer d’éventuelles opérations d’entretien sur les câbles et les fusibles, tout en laissant la partie restante du tableau en service.L’unité UniGear ZS1 avec interrupteur-sectionneur fixe est classée LSC-2A, parce que les compartiments câbles et appareils sont physiquement cloisonnés entre eux.L’interrupteur-sectionneur, le sectionneur de terre et la porte d’accès au compartiment des câbles sont interverrouillés

entre eux, pour garantir le maximum de sécurité pour le personnel et la séquence correcte des manœuvres.Chaque unité du tableau est dotée d’un compartiment pour l’instrumentation auxiliaire, où sont logés tous les instruments et le câblage auxiliaire.Toutes les unités sont accessibles sur le devant, donc les opérations d’entretien et de service peuvent être exécutées avec le tableau contre le mur.

Normes• CEI 60265-1 pour l’interrupteur-sectionneur• IEC 60282-1 pour les fusibles

Caractéristiques électriques

Tension nominale kV 12 17,5 24

Tension nominale d’isolement kV 12 17,5 24

Tension d’essai à fréquence industrielle (1) kV 1 min 28 38 50

Tension de tenue sous choc kV 75 95 125

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

(1) Limitée par les fusibles.(2) Les valeurs de tenue à l'arc interne sont garanties dans les compartiments en amont des fusibles (barres) de la structure du tableau et dans le compartiment en aval (ligne) par les propriétés limitatrices des fusibles.

Interrupteur-sectionneur NALF avec fusibles

Courant assigné admissible de courte durée kA (1) ...25 ...25 ...20

Courant de crête kA ...100 ...100 ...63

Courant nominal maximum des fusibles A 100 63 63

Courant de tenue à l’arc interne (2) kA 1 s ...40 ...40 ...25

Table de choix des fusibles pour la protection des transformateurs

Tension nominale transformateur

[kV]

Puissance nominale du transformateur (kVA) Tension nominale fusible

[kV]25 50 75 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000

Fusible CEF In [A]

3 16 25 25 40 40 50 63 80 100 125

3,6/7,25 10 16 25 25 25 40 40 50 63 80 100 125

6 6 16 16 25 25 25 40 40 50 63 80 100 125

10 6 10 16 16 16 20 20 25 31,5 40 50 63 80 100 12512

12 6 6 10 16 16 16 20 20 25 40 40 50 63 80 100 125

15 6 6 10 10 16 16 16 20 20 25 40 40 50 63 80 100 125 17,5

20 6 6 6 10 10 16 16 16 20 20 25 31,5 40 50 63 8024

24 6 6 6 6 10 10 16 16 16 20 20 25 40 40 50 63 80

Les valeurs dans la table ont été calculées conformément aux normes IEC 60787 et IEC 62271-105 (pour tensions de service jusqu'à 24 kV). Les conditions de service des transformateurs suivantes ont été supposées:• Surchargemaximaledelonguedurée–150%• Courantinitialdedémarragemagnétisant–12×Inpour100ms• Tensiondecourt-circuitdutransformateurconformémentàlanormeIEC60076-5• ConditionsdeserviceambiantestandarddesfusiblesLa table reporte dans les détails le courant nominal d'un fusible particulier pour une tension de ligne donnée et une puissance donnée du transformateur. Pour des critères différents il faut revoir la sélection des fusibles.Les limites indiquées pour le courant nominal du fusible ne sont pas obligatoires pour l'interrupteur-sectionneur NALF / NAL sans le système de déclenchement du fusible. Les valeurs de courant nominal des fusibles correspondants pour ces applications sont indiquées dans le catalogue ABB “FUSIBLES”.

(1) La version B/DL est disponible avec des niveaux supérieurs des caractéristiques diélectriques.

28

La gamme UniGear ZS1 est équipée de tous les chariots de service nécessaires pour les opérations de service ou les activités d’entretien.Les chariots sont divisés en quatre typologies différentes:• mise à la terre sans pouvoir de fermeture• mise à la terre avec pouvoir de fermeture• essais des câbles• sectionnement

Chariot de mise à la terre sans pouvoir de fermeture Ces chariots ont la même fonction que les sectionneurs de terre sans pouvoir de fermeture.Ils n’ont donc aucune capacité de réaliser la mise à la terre de circuits sous tension en conditions de défaut.Ils sont utilisés pour garantir une mise à la terre fixe supplémentaire, comme le requièrent les procédures de service et d’entretien de certaines installations, en garantie d’une sécurité supplémentaire du personnel.L’utilisation de ces chariots prévoit que l’on enlève du tableau l’appareil (disjoncteur ou contacteur), et qu’on le remplace par le chariot.Les unités pré-équipées pour l’utilisation des chariots de mise à la terre sont munies de verrouillage à clé, dont l’activation empêche l’embrochage.Ces chariots sont disponibles en deux versions:•miseàlaterredujeudebarresprincipal•miseàlaterredescâblesdepuissance.Pendant la phase d’embrochage, le chariot de mise à la terre des barres principales ne soulève que le volet supérieur et met à la terre les contacts branchés aux dérivations supérieures (et donc au jeu de barres principal) à travers la structure du tableau.

Pendant la phase d’embrochage, le chariot de mise à la terre des câbles de puissance actionne seulement le volet inférieur, et met à la terre les contacts connectés aux dérivations inférieures (et donc aux câbles de puissance) à travers la structure du tableau.Ces chariots peuvent aussi être utilisés dans les unités de couplage des barres. Dans ce cas ils mettent à la terre l’un des deux côtés du jeu de barres principal.

Chariot de mise à la terre avec pouvoir de fermeture Ces chariots ont la même fonction que les sectionneurs de terre avec pouvoir de fermeture.Ils sont constitués de disjoncteurs équipés uniquement des prises supérieures (mise à la terre des barres principales) ou inférieures (mise à la terre des câbles de puissance).Les contacts qui n’ont pas de prises sont court-circuités au moyen d’une barre en cuivre et raccordés à la terre à travers le chariot de l’appareil.Ces chariots possèdent toutes les caractéristiques des disjoncteurs, tels que le plein pouvoir de fermeture et d’ouverture sur les circuits sous tension en conditions de défaut.Ils sont utilisés pour garantir une mise à la terre extrêmement efficace sur les circuits sollicités par un défaut. Ils permettent d’effectuer rapidement les manœuvres d’ouverture et de fermeture avec la commande électrique à distance.L’utilisation de ces chariots prévoit que l’on enlève du tableau l’appareil (disjoncteur ou contacteur), et qu’on le remplace par le chariot. Les unités pré-équipées pour l’utilisation des chariots de mise à la terre sont munies d’un verrouillage à clé dont l’activation empêche l’embrochage.

Figure 16: Chariots de service HD4

1. UniGear ZS1 Chariots de service

29

Ces chariots sont disponibles en deux versions:•miseàlaterredujeudebarresprincipal•miseàlaterredescâblesdepuissance.Pendant la phase d’embrochage, le chariot de mise à la terre des barres principales ne soulève que le volet supérieur, et prépare les contacts branchés aux dérivations supérieures (et donc au jeu de barres principal) à la fermeture à travers la commande.Pendant la phase d’embrochage, le chariot de mise à la terre des câbles de puissance, actionne seulement le volet inférieur et prépare les contacts connectés aux dérivations inférieures (et donc aux câbles de puissance) à la fermeture au moyen d’un mécanisme de commande. Ces chariots peuvent aussi être utilisés dans les unités de couplage de barres. Dans ce cas ils mettent à la terre l’un des deux côtés du jeu de barres principal.

Chariot d'essai des câbles de puissanceCes chariots permettent d’effectuer les essais d’isolement sur les câbles de puissance sans accéder au compartiment des câbles ni déconnecter les câbles du tableau.L’utilisation de ces chariots prévoit que l’on enlève du tableau l’appareil (disjoncteur ou contacteur) et qu’on le remplace par le chariot.Pendant la phase d’embrochage, le chariot actionne seulement le volet inférieur et, au moyen des connecteurs

dont il est doté, il permet le raccordement des câbles des appareillages d’essai.Ces chariots ne peuvent être utilisés que dans les unités arrivée/départ, avec la porte ouverte.

Chariot de sectionnement Le chariot de sectionnement permet la connexion des contacts supérieurs du tableau directement aux contacts inférieurs. Cette connexion est rendue extrêmement sûre grâce à l’utilisation des pôles des disjoncteurs pour isoler les barres de connexion de l’environnement extérieur. Dans les unités arrivée/départ, le chariot connecte le jeu de barres principal aux câbles de puissance, tandis que dans les unités de couplage, il connecte les deux côtés du système de barres.Ce chariot trouve son application dans les tableaux UniGear pour la réalisation des unités arrivée/départ sans disjoncteurs dans les réseaux radiaux, pour réaliser des raccordements en câble entre deux tableaux placés l’un en face de l’autre, pour la réalisation d’unités d’interconnexion, et pour créer des unités coupleur-remontée à double sectionnement (dans ce cas les deux unités sont constituées de coupleurs de barres, la première est équipée d’un disjoncteur et l’autre d’un chariot de sectionnement).Les unités prévues pour l’utilisation de chariots de sectionnement sont munies de verrouillage à clé dont l’activation empêche l’embrochage.

Chariot de mise à la terre du jeu de barres principal, sans pouvoir de fermeture.

Chariot de mise à la terre des câbles de puissance, sans pouvoir de fermeture.

Chariot d'essai des câbles.

Chariot de mise à la terre du jeu de barres principal, avec pouvoir de fermeture.

Chariot de mise à la terre des câbles de puissance, avec pouvoir de fermeture.

Chariot de sectionnement.

30

Le sectionneur de terre UFES (Ultra Fast Earthing Switch) est la création innovatrice d’un sectionneur de terre extrêmement rapide, en mesure de mettre à la terre toutes les trois phases en moins de 4 ms suivant la détection d’un défaut d’arc interne.

Le temps d’intervention extrêmement court de l’élément de manœuvre primaire, associé à une détection rapide et fiabledu courant de défaut et de la lumière, garantit l’extinction d’un défaut d’arc interne immédiatement après sa formation. Cela empêche efficacement que ne se vérifient des dommages thermiques et mécaniques à l’intérieur du système protégé du tableau.

Figure 17: Dispositif électronique pour mesure, logique et déclenchement, type QRU1

Figure 18: Elément de manœuvre primaire type U1

Le sectionneur de terre UFES est en mesure de satisfaire une vaste gamme d’applications dans les tableaux UniGear ZS1:• installationdansunsystèmedebarresavecboîtier

supérieur• installationdanslecompartimentdescâbles(12/17.5kV,

50 kA)

Avantages en cas de défaut d’arc interne:• réductionradicaledescoûtsderéparation;aucunrisque

de dommages aux appareillages du tableau. Pas besoin de changer le panneau en défaut

• ladisponibilitédutableauestconsidérablementaugmentée:après avoir contrôlé et éliminé la cause du défaut, on peut remettre le tableau en service très rapidement

• sécuritédel’opérateurnettementaugmentéeencasdemauvaise opération due à une erreur humaine en conditions d’entretien.

1. UniGear ZS1 UFES - Sectionneur de terre ultra rapide

Caractéristiques électriques limite dans les tableaux UniGear ZS1   IEC

Tension nominale d’isolement (rms) (1) kV 12 17.5 24

Tension d’essai à fréquence industrielle (rms) kV 28 38 50

Tension de tenue sous choc (crête) kV 75 95 125

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

Courant assigné admissible de courte durée (rms) (1) kA 50 50 31.5

Courant nominal de fermeture en court-circuit kA 125 125 80

Durée nominale du court-circuit s 3 3 3

(1) La version GB/DL est disponible avec des valeurs supérieures de rigidité diélectrique (42 kV) et courant nominal admissible de courte durée (4 s).

31

0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0

I(t)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0

I(t)

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0

I(t)

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0

I(t)

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0

I(t)

0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0

I(t)

UFES

1.

QRU

Ik“

UFES

2.

QRU

Ik“

UFES

3.

QRU

Ik“

UFES

4.

QRU

Ik“

UFES

5.

QRU

Ik“

tTC + < 4 ms

Figure 19: Dans de rares cas, une défaillance à l’intérieur d’un compartiment du tableau, par exemple due à un défaut, à des conditions de service exceptionnelles, ou surtout à une erreur humaine, peut déclencher un arc interne. Plus l’extinction de l’arc est rapide, moins il y aura de dommages aux appareillages du tableau.

Figure 20: Empêchement des effets graves d’un défaut d’arc interne, tels que:- augmentation rapide de la température (jusqu’à 20 000 °C)- augmentation rapide de la pression (voir figure)- combustion des matériauxDans ces cas l’extinction de l’arc est la plus rapide possible.

Figure 21: Description de la séquence d’événements1. Formation de l’arc interne2. Détection de l’arc au moyen d’un dispositif électronique (lumière et courant)3. ~ 1-2 ms après la détection: signal de déclenchement aux éléments primaires de manœuvre du sectionneur de terre ultra rapide UFES 4. ~ 4-3 ms après la détection: mise à la terre triphasée par l’intervention des éléments primaires de manœuvre du sectionneur de terre ultra rapide UFES: - coupure de la tension de l’arc: extinction immédiate de l’arc - flux de courant de défaut au potentiel de terre contrôlé au moyen des éléments primaires 5. Suppression définitive du courant de défaut au moyen du disjoncteur en amont

Courant de court-circuit In

Composant DC Durée d'arc avec UFES Suppression définitive du courant de défaut au moyen du disjoncteur enamont-80ms+xtempsDélai pour atteindre les critères de déclenchement

Temps en ms

Temps en ms

Courbe de pression avec UFES (4 ms)

Courbe de pression sans UFES

Délai pour atteindre les critères de déclenchement tTC

Surpression en bar

tTC

Disjoncteur

TC TC TC TC

(Option)

Disjoncteur Disjoncteur Disjoncteur Disjoncteur

TC

Temps en ms Temps en ms Temps en ms Temps en ms Temps en ms

32

i

t

160 kA

T1 T2

l = l1+l2

l1 l2

l1

l2

Des courants de court-circuit à intensité trop élevée? L’IS-limiter, un appareil de connexion à durée d’intervention extrêmement brève, résout le problème.

La demande croissante d’énergie dans le monde entier exige des transformateurs et des générateurs de plus en plus puissants, ou de plus en plus nombreux, ainsi que des réseaux de distribution de plus en plus interconnectés.Cela peut entraîner un dépassement des courants de court-circuit admissibles par les équipements, provoquant de graves dommages par effet dynamique ou thermique, ou même la destruction totale des équipements.Le remplacement des tableaux existants et des connexions par câbles par de nouveaux appareillages ayant une plus grande résistance au court-circuit s’avère souvent impossible sur le plan technique, ou n’est pas très rentable pour l’utilisateur.

L’emploi de l’IS-limiter réduit les courants de court-circuit dans le cas d’extension d’installations déjà existantes, ainsi que dans les nouveaux équipements, et réduit également les coûts. Supposons un court-circuit en aval d’un départ disjoncteur. L’oscillogramme ci-dessous illustre l’évolution des courants de court-circuit dans la première demi-onde.Un courant de court-circuit de 31,5 kA peut circuler jusqu’au point de défaillance à travers tous les transformateurs. Cela entraînerait un courant de court-circuit de 63 kA, ce qui correspond au double de la capacité supportée par le tableau.Le courant qui passe à travers l’IS -limiter dans un tel cas est représenté ci-dessous par le courant i2.On peut remarquer que l’IS-limiter intervient avec une telle rapidité qu’il exclut toute contribution du transformateur T2 au courant de court-circuit de crête (i1 +i2).Par conséquent, pour cette application un tableau avec une puissance de 31,5 kA est approprié.

i = i1+i2sans Is-limiter

Courant i = i1+i2dans la position de défaut

i = i1+i2avec Is-limiter

Schéma unifilaire d'un coupleur pour un système avec lnk = 31,5 kA et avec un lS - limiter

Caractéristiques techniques

Tension nominale kV 12,0 17,5 24,0 36,0/40,5

Courant nominal A 1250/2000/2500/ 3000/40001)

1250/2000/2500/ 3000/40001)

1250/1600/2000/ 25001)/30001) 1250/2000/25001)

Courant de coupure kARMS Jusqu’à 210 Jusqu’à 210 Jusqu’à 140 Jusqu’à 140

1) avec ventilateur de refroidissement

1. UniGear ZS1 IS-limiter: limiteur du courant de défaut

Figure 22: Diagramme d'applications de IS-limiter: Figure 23: IS-limiter

lnk adm.= 31,5 kA

lnk = 31,5 kA lnk = 31,5 kA

80 kA(31,5 kA x χ x )

33

110 kV

40 MVA8%

10 kV/40 kA

T1

A B CIS-1 IS-2

IT1

T2

IT2

T3

IT3

10 kV/16 kA

10 kV/25 kA

IııkT = 15 kA

IııkG = 3 kA

Applications potentielles Un tel appareil de manœuvre est en mesure de satisfaire une vaste gamme d’applications que les appareils conventionnels ne sont pas en mesure de garantir. Les plus importantes sont illustrées ci-dessous.Avantages de toutes les applications de l’IS-limiter:•réductiondescourantsdecourt-circuitàl’endroitdela

défaillance•aucunereconfigurationdestableauxexistants.

Option A, figure 24 Couplage–opérationparallèlededeuxsystèmes.Avantages:•meilleurequalitédel’énergie•plusgrandefiabilitédusystème•diminutiondel’impédanceduréseau•fluxdechargeoptimal.

Option B, figure 24 IS-limiter dans la ligne du générateur pour protéger le système haute tension. Avantages:•possibilitédeconnecterlegénérateurindépendammentdu

pouvoir de court-circuit du système•pasbesoindemodifierlesystèmedebarresexistant•aucuneexigenced'uncoûteuxdisjoncteurdugénérateur.

Option C, figure 24 IS-limiter et bobine de réactance branchés en parallèle.Avantages:•évitelespertesdecuivredelabobinederéactance•éviteleschutesdetensiondanslabobinederéactance•aucunchampélectromagnétiquedelabobinederéactance.

Option D, figure 25 Alimentation de service de stations et réseau d’alimentation public. Avantages:•possibilitéderaccorderlalignedugénérateurprivé/

industriel au réseau (entièrement chargé)•déclenchementsélectifdel’IS-limiter (l’IS-limiter intervient

seulement en cas de court-circuit dans le réseau).

Option E, figure 26 Si, dans le cas de deux IS-limiters installés dans un tableau, un déclenchement sélectif est requis, il devient nécessaire de mesurer le courant total.Avantage: L’IS-limiter intervient de la manière suivante:•court-circuitdanslazoneA:seull’IS-limitern°1sedéclenche•court-circuitdanslazoneB:l’IS-limitern°1etn°2se

déclenchent•court-circuitdanslazoneC:seull’IS-limitern°2sedéclenche.

Figure 24: Trois applications possibles de l’IS-limiter sur une seule figure (option A, B, C)

Figure 26: Utilisation de plus d'un Is-limiter avec caractéristiques de sélectivité (option E)

Figure 25: Point de couplage de l'Is-limiter avec un réseau de distribution public (option D)

10 kV/31,5 kA

Option A

OptionC

Option B

31,5 MVA12%

Option D

34

Transformateurs de courant normalisé DINLes transformateurs de courant normalisés DIN sont de type isolé dans la résine, et ils sont employés pour alimenter les dispositifs de mesure et de protection.Ces transformateurs peuvent avoir un noyau enroulé ou une barre de traversée à un ou plusieurs noyaux, avec des performances et des classes de précision adaptées aux exigences de l’installation.Ces disjoncteurs sont conformes aux normes IEC 60044-1.Leurs dimensions sont conformes au standard DIN 42600 Type« étroit »(Narrowtype),danslesversionsMediumetLong Size jusqu’à 2500 A; par contre ils sont de type torique dans la gamme de courants de 3150 A à 4000 A (type KOKS).Les transformateurs de courant peuvent être équipés d’une prise capacitive pour le raccordement aux dispositifs signalant la présence de la tension.Les transformateurs de courant sont normalement montés en aval du compartiment appareils de mesure des courants de phase de l’unité du tableau. Le montage en amont du compartiment appareils est possible (applications de barre) pour la mesure des courants de barre ou pour la réalisation de schémas particuliers de protection. La gamme ABB de transformateurs de courant est dénommée TPU.

Transformateurs de courant toriquesLes transformateurs de courant toriques sont de type isolé dans la résine et ils sont employés pour alimenter les dispositifs de mesure et de protection.Ces transformateurs peuvent avoir un noyau fermé ou ouvrable.Ils peuvent être employés aussi bien pour la mesure des courants de phase que pour la détection du courant de défaut à la terre.Ils sont conformes aux normes IEC 60044-1.

Figure 28: TPU 1250 A

Figure 29: TPU 2500 A

Figure 27: Transformateur de courant torique Figure 30: KOKS 3150 A

1. UniGear ZS1 Transformateurs de mesure

35

Transformateurs de tensionLes transformateurs de tension sont de type isolé dans la résine époxy et ils sont employés pour l’alimentation de dispositifs de mesure et de protection.Ils sont disponibles dans la version à montage fixe ou sur chariots démontables et débrochables.Ils sont conformes aux normes IEC 60044-2.Leurs dimensions sont conformes au standard DIN 42600 Narrow Type.Ces transformateurs peuvent être à un ou deux pôles, avec des performances et des classes de précision adaptées aux exigences fonctionnelles des instruments qui leur sont raccordés.Quand ils sont montés sur des chariots démontables ou débrochables, ils sont dotés de fusibles de protection moyenne tension.Les chariots débrochables permettent aussi de remplacer les fusibles alors que le tableau est en service. Le débrochage du chariot avec la porte fermée entraîne automatiquement la fermeture d’un volet de cloisonnement métallique entre les parties sous tension du tableau et le compartiment de mesure.Les transformateurs de tension de type fixe peuvent aussi être installés directement sur le jeu de barres principal, dans un compartiment prévu à cet effet (applications système de barres).Les transformateurs de tension de la gamme ABB sont dénommés TJC, TDC, TJP.

Figure 31: Chariot TT avec fusibles

Figure 32: TT unipolaire - type TJC

Figure 33: TT bipolaire - type TDC

Figure 34: TT unipolaire avec fusible - type TJP

36

is

Us

Figure 35: Linéarité des capteurs ABB et comparaison avec la forme d'onde des signaux de sortie d'un transformateur de courant conventionnel en saturation

Secondaire

Sortie

Niveau de saturation

Capteurs ABB

TC standard

Transformateurs de mesure électroniquesLa technologie du futur pour la mesure de courants et tensions dans les tableaux UniGear intelligents est un transformateur de mesure (appartenant, suivant les normes IEC actuelles, au groupe des transformateurs de mesure électroniques), appelé brièvement “capteur”. Ces capteurs remplacent les transformateurs de mesure conventionnels avec un noyau ferromagnétique.La caractéristique particulière des capteurs ABB est le niveau du signal de sortie, parfaitement adapté aux exigences des appareils à microprocesseur, qui n’exigent pas de puissance pour l’alimentation, mais seulement un signal.Le niveau du signal de sortie analogique dépend du principe utilisé, et il peut être:–dansl’ordredemVpourlecapteurdecourant(lavaleur

caractéristique est 150 mV au courant primaire nominal).–dansl’ordredevoltpourlescapteursdetension,dontle

rapport de division est de 1:10 000 (par ex. sortie 1/√3 V pour tension nominale du système 10 000/√3 kV sur le côté primaire/entrée).

Le tableau UniGear ZS1 peut être équipé des capteurs de type KEVCD.Le capteur de type à bloc KEVCD est conforme aux normes DIN. Deux versions sont disponibles: une version fournit la mesure du courant, avec la capacité de détecter la tension, l’autre version fournit ces deux dernières, mais aussi la possibilité de mesurer la tension. Toutes les détections/mesures pour chaque phase sont réalisées à l’intérieur d’un même instrument, donc aucun autre dispositif supplémentaire n’est nécessaire.

Caractéristiques des capteursLes capteurs de courant et de tension n’ont pas structurellement de noyau ferromagnétique. Cela comporte un certains nombre d’avantages:–lecomportementducapteurn’estpasinfluencéparla

non-linéarité et l’amplitude de la courbe d’hystérésis; cela entraîne une réponse précise et linéaire pour une vaste gamme dynamique de grandeurs mesurées

–onpeututiliserununiquedispositif/capteurtantpourlamesure que pour la protection (il n’y a pas besoin d’un autre produit séparé)

–onneconstatepasdepertesd’hystérésis,donclescapteurs ont une excellente réponse même à des fréquences différentes de la fréquence assignée, en garantissant un signal très sélectif pour les fonctions de protection, de manière à obtenir une analyse précise des défauts et leur localisation efficace

– lescapteursn’ontpasd’étatsdefonctionnementdangereux (il n’y a plus de problèmes de sorties court-circuitées ou ouvertes), ce qui garantit un niveau de sécurité plus élevé pour les dispositifs voisins et le personnel. Le signal de sortie se maintient très bas même dans des conditions de défaut du réseau

– l’utilisationdecapteurséliminelapossibilitédephénomènes de ferrorésonance, en augmentant encore plus la sécurité et la fiabilité du réseau de distribution; en outre, aucun autre dispositif de protection, câblage ou investissements particuliers ne s’avèrent nécessaires.

1. UniGear ZS1 Capteurs de mesure

10 A 100 A 1000 A 10000 A Courant primaire

37

Figure 36: Capteur de courant et tension de type bloc KEVCD

Les capteurs ABB sont raccordés aux dispositifs de mesure et de protection au moyen de câbles blindés et de connecteurs, en garantissant un haut degré d’immunité aux perturbations électromagnétiques.La précision de ces capteurs est vérifiée et testée y compris le câblage, donc des informations précises sont assurées jusqu’au dispositif de mesure. En outre, l’utilisation de capteurs et de relais ABB garantit une précision totale du système, c’est-à-dire qu’elle assure une précision pour toute la chaîne de mesure (capteurs plus DEI) supérieure à 1%.

Avantages des capteursEtant donné la réponse linéaire et l’ample champ dynamique, les capteurs sont des dispositifs beaucoup plus standardisés (par rapport à de nombreux modèles différents de TC et TT). Par conséquent, il est beaucoup plus simple de sélectionner le modèle approprié (simplification des activités d’ingénierie), et il est possible de réduire le nombre de pièces détachées du côté de l’utilisateur.La réduction importante de la consommation d’énergie pendant le fonctionnement des capteurs par effet de pertes négligeables induites par les capteurs (absence de fer = aucune perte d’hystérésis; courant inférieur sur l’enroulement et négligeable en sortie = pertes réduites sur l’enroulement des capteurs) comporte une économie énorme en termes d’énergie perdue et une augmentation minime de température (et par conséquent une amélioration des conditions thermiques et de l’état de vieillissement à l’intérieur de l’application). On obtient ainsi des dispositifs nettement plus légers que les TC ou les TT conventionnels.Par conséquent il n’y a pas besoin d’outils/équipements spéciaux pour les transporter, et cela permet de réduire les coûts de transport.La connexion rapide des capteurs aux dispositifs électroniques sans avoir besoin d’équipements spécifiques, simplifie et réduit les coûts de montage.

38

uS

Ip

1. UniGear ZS1 Capteurs de mesure

uS (t)=M –––––––dip (t)

dt

Capteur de courantLe capteur de courant se base sur le principe de la bobine de Rogowski. La bobine de Rogowski fonctionne de la même manière que les transformateurs de courant conventionnels à noyau ferromagnétique (TC). La principale différence entre la bobine de Rogowski et le TC est que les enroulements de la bobine sont enveloppés sur un noyau non magnétique, plutôt que ferromagnétique. Par conséquent, les signaux de sortie des bobines de Rogowski sont linéaires, car le noyau non magnétique n’est pas sujet à saturation. Les bobines de Rogowski produisent une tension en sortie (US) qui est une dérivée temporelle scalaire du courant primaire mesuré (Ip).

Figure 37: Principe de fonctionnement de la bobine de Rogowski

Latensionensortieestdéphaséede90°parrapportàlaforme d’onde du courant primaire.

Pour cette raison, pour avoir des informations simples et élémentaires sur le signal de courant mesuré, on peut utiliser des voltmètres à haute impédance d’entrée. Toutefois, pour obtenir des informations exactes et précises en conditions d’à-coups de charge, connaître le contenu de diverses composantes de fréquence ou de distorsions éventuelles de la forme d’onde du courant qui apparaissent dans le réseau de distribution, l’intégration du signal de tension produit par la bobine de Rogowski est nécessaire. Cette fonctionnalité est déjà garantie par les DEI fournis par ABB, qui offrent une mesure très précise du courant primaire.

La tension en sortie de la bobine de Rogowski dépend de la fréquence, par conséquent la valeur nominale de la tension est 150 mV à 50 Hz et 180 mV à 60 Hz. Après avoir configuré la fréquence nominale dans le DEI, le capteur fournit des informations précises sur le signal de courant primaire mesuré même en cas d’harmoniques différentes (aucune perte d’hystérésis et aucune saturation), en garantie de performances correctes pour toutes les fonctions de protection.En théorie, la réponse de la sortie de la bobine de Rogowski est linéaire dans la gamme dynamique illimitée du courant primaire mesuré. Les restrictions d’utilisation de la bobine de Rogowski sont dues à d’autres limitations, par ex. les dimensions de l’application, les systèmes de fixation, etc. Une seule bobine suffit pour couvrir la gamme toute entière de courants primaires, par ex. le type KECA 250B1 a été testé avec succès jusqu’à un courant thermique continu de 2000 A. Le capteur KEVCD inclut un conducteur primaire, par conséquent il suffit de deux types de ce genre de capteur pour couvrir la gamme toute entière de courant primaire de 0 à 3200 A.Ces dispositifs sont conformes aux normes IEC 60044-8.

L’intégration du signal de sortie du capteur de courant est effectuée à l’intérieur du DEI connecté pour obtenir les informations sur la valeur effective de courant.

En cas de courant primaire sinusoïdal seulement (Ip) à la fréquence nominale définie comme:

ip (t) = √2 Ip sin(ωt)

la tension en sortie de la bobine de Rogowski est

Dans ce cas, la valeur efficace (r.m.s.) du signal de sortie pourrait être mesurée aisément même sans un convertisseur, en utilisant un voltmètre ou un oscilloscope, en observant un déphasagede90°parrapportaucourantprimaire.

us (t) = M Ip ωcos(ωt)

39

Le rapport de division standard utilisé dans les capteurs ABB est 10000/1. Cela assure un signal de sortie suffisant et sûr pour des calculs ultérieurs à l’intérieur du DEI. Pour obtenir des informations sur le signal de tension mesuré, on peut utiliser des voltmètres à haute impédance d’entrée, toutefois il est recommandé d’utiliser les DEI ABB, car cette connexion a été testée et vérifiée.Le diviseur résistif ne comporte ni noyau ferromagnétique ni enroulement, il ne comporte donc pas le risque de phénomènes de ferrorésonance comme pour les TT, et il n’exige pas d’autres dispositifs d’amortissement dans ce but. L’utilisation de ces diviseurs augmente considérablement la sécurité et la fiabilité du réseau, ainsi que la sécurité du personnel en toutes circonstances. Il n’y a plus de problèmes ni de dangers en cas de court-circuit des prises secondaires.En outre le capteur peut rester raccordé même pendant les essais de tension du tableau à fréquence industrielle.Le diviseur résistif intervient correctement même pendant les à-coups de charge, dans lesquels sont présents, en plus du courant continu, aussi d’autres composants de fréquence (l’absence de noyau ferromagnétique du diviseur élimine la possibilité de saturation à fréquences différentes). Cela permet une évaluation sans distorsion des transitoires et une analyse précise des fonctions de protection. En plus de la possibilité de mesurer les composants CC pendant les à-coups de charge, le diviseur résistif permet aussi une mesure précise de la tension continue.Etant donné la réponse linéaire et l’absence de saturation, un seul diviseur suffit pour couvrir toute la gamme de tensions de 0 à 24 kV. Malgré cela, dans le cas d’un unique capteur de tension général, il pourrait être nécessaire de tenir compte d’autres exigences mécaniques ou dimensions/distances pour différents niveaux de tension. C’est la raison pour laquelle le capteur KEVCD est disponible en deux hauteurs différentes, conformes aux dimensions des normes DIN. La version du capteur sélectionné peut aussi être utilisée pour des niveaux de tension inférieurs à la tension primaire nominale maximale.Ces dispositifs sont conformes aux normes IEC 60044-7.

Capteur de tensionLe capteur de tension se base sur le principe du diviseur résistif. Il est constitué de 2 éléments résistifs qui divisent le signal d’entrée de manière à pouvoir brancher un dispositif de mesure à basse tension standard.La principale différence entre le diviseur résistif et le transformateur de tension conventionnel (TT) est leur principe de fonctionnement. Dans le cas du TT, la tension est induite dans l’enroulement. Dans le cas du diviseur résistif, la tension est simplement divisée en relation aux résistances des éléments résistifs, par conséquent aucune induction ne se produit.

uS = ––––––– up

R2

R1 + R2

Figure 38: Principe de fonctionnement du diviseur résistif

Les éléments résistifs utilisés sont constitués d’un matériau céramique stable sur lequel est appliqué un revêtement spécial résistif non inductif.Le signal de sortie est une tension directement proportionnelle à la tension primaire, donc aucune intégration ou calcul supplémentaire n’est nécessaire.En cas de courant primaire sinusoïdal seulement (UP) à la fréquence nominale définie comme:

Même dans ce cas, la valeur du signal de sortie pourrait être aisément mesurée en utilisant un voltmètre ou un oscilloscope.

up (t) = √2Up sin(ωt)

up (t) = ––––––– √2Up sin(ωt) R2

R1 + R2

la tension de sortie du diviseur résistif de tension est

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1. UniGear ZS1 Têtes des câbles

Têtes pour câbles isolés polymère 1–24kVIl est fondamental que les câbles de puissance utilisés dans le tableau soient munis de têtes appropriées et, dans ce but, ABB a développé une gamme excellente de produits facile à utiliser pour la préparation et la terminaison des câbles.Les câbles de puissance MT sont habituellement conçus avec une âme en aluminium ou en cuivre, une isolation en matière polymérique, une gaine isolante extrudée, une enveloppe métallique, une armature (en option) et une gaine de protection extérieure polymérique.Pour garantir un débit de courant sûr et fiable, il est nécessaire de prévoir une bonne connexion mécanique entre l’âme du câble et la barre. Pour cela ABB offre des cosses mécaniques conçues spécialement pour être adaptées à l’âme du câble par vissage. En outre il est indispensable de guider correctement le champ électrique produit par les câbles; c’est pourquoi ABB fournit des têtes appliquées à froid et réalisées en caoutchouc, qui créent une pression active autour du câble. Par ailleurs, si le câble a été conçu avec une enveloppe métallique ne contenant pas de cuivre, il faudra utiliser des kits spéciaux de mise à la terre pour contrôler correctement les éventuels courants de défaut. L’armature du câble doit avoir le même potentiel de terre de la gaine du câble, il faut donc utiliser des accessoires ultérieurs de raccordement, eux-aussi mis à disposition par ABB. Des informations détaillées sont reportées dans la documentation technique séparée relative aux accessoires pour câbles.

Applications et caractéristiquesIl est indispensable d’utiliser les accessoires corrects en fonction de la structure du câble. En cas d’utilisation de câbles unipolaires blindés uniquement avec enveloppe en cuivre, il suffit d’utiliser une cosse et une tête adaptée aux dimensions effectives du câble.Les têtes appliquées à froid permettent de renoncer à l’emploi de chaleur ou de flammes libres pour l’installation (à l’exception pour le scellement des dérivations sur câbles tripolaires). Après la préparation du câble, on fait simplement glisser la tête sur le câble sans utiliser d’outils. En cas d’utilisation d’un câble tripolaire ou d’un câble blindé avec un ruban de cuivre ou une feuille d’aluminium, ou encore un câble avec armature, il faut utiliser d’autres accessoires.Un autre facteur très important est la préparation correcte des câbles et, aussi dans ce but, ABB offre d’excellents outils.

Produits recommandés pour la tête des câblesLa tête prémoulée du type Kabeldon SOT peut être employée sur n’importe quel câble polymère, indépendamment de la structure ou des dimensions de l’âme. La tête de type SOT 10 est conçue pour les câbles de 7,2 kV, tandis que la tête SOT 24 convient pour les câbles de 17,5 et 24 kV. Quelques variantes de têtes sont adaptées à une ample gamme de dimensions de câbles. La gamme de produits ABB inclut aussi d’autres accessoires, tel que le kit de mise à la terre, les joints de support pour câbles tripolaires, et le matériel de blindage pour l’armature des câbles. Contacter ABB pour plus d’informations.

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Figure 39: Tête de câble ABB Kabeldon type SOT 10, avec cosse bimétallique type SKSB

Figure 40: Tête de câble ABB Kabeldon type SOT 24, avec cosse bimétallique type SKSB

Désignation et dimensions

Niveau de tension

kV

Désignation Kabeldon

Diamètre sur l’isolement

mm

Dimensions conducteur

mm²

7,2 kV 12 kV 17,5 kV 24 kV

1 - 7,2 SOT 101 10.5 - 15 10 - 35 - - -

1 - 7,2 SOT 102 12,9 - 25,8 50 - 150 - - -

1 - 7,2 SOT 103 21,4 - 34,9 185 - 300 - - -

12 - 17,5 SOT 241 A 11 - 15 - 10 - 35 - -

12 - 17,5 SOT 241 15 - 28 - 50 - 185 50 - 150 -

12 - 17,5 SOT 242 24 - 39 - 240 - 500 185 - 300 -

24 - - - - - -

12 - 17,5 SOT 242 B 38 - 54 - 630 (**) 630 (**) -

24 SOT 241 A 11 - 15 - - - 10

24 SOT 241 15 - 28 - - - 25 - 120

24 SOT 242 24 - 39 - - - 150 - 400

24 SOT 242 B 38 - 54 - - - 500 - 630 (**)

(**) Peut être installée sur câbles de 800 et 1000 mm2 en utilisant un ruban en caoutchouc silicone 2342 comme adhésif.

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1. UniGear ZS1 Automatisation de la distribution

La philosophie de protection ABBEn qualité de fournisseur de DEI (Intelligent Electronic Devices - Dispositifs Electroniques Intelligents) de protection dans plus de 70 Pays, ABB comprend parfaitement l’existence de plusieurs philosophies de protection dérivant des législations locales, des exigences environnementales et de sécurité, et des pratiques techniques. Pour cette raison, ABB a élaboré une philosophie de protection électrique qui, non seulement répond aux exigences et aux prescriptions spécifiques de différents systèmes de distribution, mais créé aussi un état de sécurité et de tranquillité absolue tant pour les propriétaires des systèmes que pour les utilisateurs.Le principal objectif d’un système de protection DEI de ABB est de reconnaître les défauts du système électrique ou le mauvais fonctionnement des composants du système.Sur la base des données acquises par le DEI, le système de protection met en place des mesures de correction

qui rétablissent l’état opérationnel normal du système ou qui isolent le défaut pour limiter les dégâts au système et les accidents physiques au personnel. Cela garanti un environnement sûr pour tous.Le système de protection électrique n’empêche pas aux défauts de réseau de se manifester, mais il ne s’active que lorsque l’anomalie se produit dans le système électrique. Toutefois, une sélection attentive des fonctions et des méthodes de protection offerts par les DEI ABB pour les exigences spécifiques de protection du système électrique et des composants non seulement, garantit la meilleure protection pour le système électrique, mais améliore aussi le rendement et la fiabilité du système de protection, en minimisant les effets des défauts dans le réseau et en empêchant au défaut en question de se propager aux composants sains du réseau et de provoquer des anomalies et des perturbations.

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Figure 41: Comparaison entre les lignes d’alimentation à exigences standards et élevées

Avantages d’un système de protection électrique completLa vitesse opérationnelle, la sensibilité, la sélectivité et la fiabilité du système de protection sont des facteurs importants qui méritent une attention certaine. Il y a une corrélation étroite entre la vitesse opérationnelle du système de protection et les risques et les dégâts provoqués par un défaut dans le réseau. L’automatisation des sous-stations offre des fonctions de surveillance et de contrôle à distance, qui accélèrent la localisation des défauts et le rétablissement de l’alimentation. En outre, la rapidité de fonctionnement des déclencheurs de protection réduit les pointes de charge après défauts, lesquelles, tout comme les chutes de tension, augmentent le risque que le défaut puisse se propager aux composants sains du réseau. La sensibilité de la protection doit être adaptée pour faciliter la détection des défauts à la terre à haute résistance et des courts-circuits dans les composants les plus éloignés du réseau. Une sélectivité fiable est fondamentale pour limiter le plus possible les pertes d’alimentation, et permettre une localisation sûre du composant défectueux du réseau.

On peut ainsi adopter des actions correctives ciblées au composant défectueux du réseau, et rétablir l’alimentation le plus vite possible. Le système de protection électrique doit posséder aussi un niveau de fiabilité élevé. Cela signifie, par exemple, que si le disjoncteur subit un défaut, ce défaut sera identifié et éliminé par la protection de sauvegarde (back-up).L’automatisation des sous-stations permet à l’opérateur d’avoir le contrôle total de la sous-station. En outre le système d’automatisation de la sous-station (SA) améliore la qualité de l’énergie du réseau de transmission et de distribution dans les conditions de service normales, mais surtout en cas de défaut et pendant l’entretien de la sous-station. Un système d’automatisation de la sous-station (SA), ou SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition - Télésurveillance et acquisition de données), offre tous les avantages de la technologie numérique pour la protection et le contrôle des réseaux. Les terminaux sont facilement réglés, et les paramètres électriques de protection peuvent être facilement configurés selon les exigences spécifiques du système électrique, grâce à l’accès sécurisé et convivial à partir du poste même de l’opérateur.

Terminaux de protection unifonction et multifonctionDes méthodes appropriées de protection et une fonctionnalité complète augmentent le rendement du système de protection.Ladéfinitionde«fonctionnalitécomplète»varieenfonctiondes exigences du réseau ou du système électrique protégé.Alors que pour certaines applications de réseau, des DEI de protection unifonction suffisent, les réseaux et systèmes électriques plus complexes exigent des DEI de protection multifonction plus perfectionnés. Les DEI de protection unifonction incluent une série de fonctions de protection, par exemple pour un type d’application spécifique.Les principaux avantages de ces DEI de protection sont la redondance et le prix. Un ou plusieurs DEI de protection unifonction garantissent une protection suffisante dans la plupart des applications.

Exigences élevées

Typ

e d

’alim

enta

tio

n

Car

acté

rist

iqu

es d

u D

EI

Exigences standards

Alimentation par les deux extrémités

Lignes d’alimentation à boucle

Lignes d’alimentation parallèles

Lignes d’alimentation avec production distribuée

Lignes d’alimentation radiaux avec dispositifs de réenclenchement/ sectionneur

Lignes d’alimen-tation radiaux

Protection de distance

Schémaunifilaire IHM*

Localisateur de défaut

Supervision qualité énergie

Communication

Réenclenchement automatique

Fonction simple * Interface Homme Machine

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Figure 42: Unité REF630 de protection et de contrôle des lignes d’alimentation

1. UniGear ZS1 Automatisation de la distribution

Protection des lignes d’alimentationLes applications de protection de lignes peuvent être divisées sommairement en deux catégories principales, c’est-à-dire les applications standards (qui utilisent une protection basée sur la mesure du courant) et les applications à exigences élevées (qui utilisent une protection reposant sur la mesure du courant et de la tension), et diverses autres combinaisons de ces deux catégories.Le schéma ou le système de protection sélectionné doit satisfaire aux exigences spécifiques de l’application en matière de sensibilité, sélectivité et vitesse de commande de la protection.Les exigences de protection sont principalement déterminées par la structure physique du réseau ou du système électrique et, dans la plupart des cas, ces exigences peuvent être satisfaites avec des DEI de protection contre les surcharges de courant non directionnel/directionnel.Dans les réseaux ou les systèmes électriques à structure plus complexe, il faut introduire des fonctions de protection plus perfectionnées, telle qu’une protection à distance ou une protection différentielle de lignes.Le système de protection contre les surtensions et les sous-tensions a pour but de contrôler le niveau de tension du réseau. Si le niveau de tension diffère de la valeur cible dans une mesure supérieure à la limite admise pour un intervalle de temps préétabli, le système de protection contre les surtensions et les sous-tensions intervient en mettant en œuvre une série de mesures pour limiter la durée de cette condition anormale et les contraintes conséquentes sur le système ou ses composants.Pour empêcher des interruptions importantes à cause de perturbations fréquentes, les sous-stations sont normalement équipées de DEI de protection à fréquence minimale qui, à leur tour, contrôlent différents schémas de délestage. Ce ne sont là que quelques exemples des principales fonctions de protection des lignes.

Applications et caractéristiquesEn fonctions des exigences, il est possible de sélectionner et de configurer un type de DEI approprié, de manière à obtenir une solution globale pour divers types des lignes d’alimentation.En règle générale, les fonctions de protection requises diffèrent considérablement entre les différents types de lignes d’alimentation, par exemple d’après les caractéristiques des sources de courant de défaut et d’après le type de fonctions plus perfectionnées qui peuvent être nécessaires pour satisfaire les exigences de base de l’application de protection.

Produits conseillésLes produits préconisés pour la protection des lignes d’alimentation font partie de la famille de DEI de protection basés sur la technologie ABB Relion®. Ces DEI sont le fruit de nombreuses années d’expérience, acquise sur une vaste gamme d’applications et d’exigences de fonctionnalités requises par les clients ABB dans le monde entier. Les célèbres DEI de la série RE500 ont joué eux aussi un rôle important dans le succès d’ABB dans ce secteur.Les produits Relion® ont été conçus pour implémenter les spécifications fondamentales de la norme IEC 61850. La mise en œuvre réelle de la norme IEC 61850, qui définit la communication entre les équipements électriques, concerne la communication aussi bien verticale qu’horizontale entre les DEI.

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Figure 43: Unité REF615 de protection et de contrôle des lignes d’alimentation

Figure 44: Unité REF601 de protection des lignes d’alimentation

• Unité REF630 de protection et de contrôle des lignes d’alimentation: cette unité offre une importante protection pour lignes aériennes et les câbles de puissance des réseaux de distribution d’énergie. L’unité REF630 s’adapte tant aux réseaux à neutre isolé qu’aux réseaux à neutre mis à la terre par résistance ou impédance.Quatre configurations prédéfinies sont disponibles pour répondre aux exigences typiques de contrôle et de protection des lignes d’alimentation. Les configurations prédéfinies peuvent être utilisées comme telles, ou bien modifiées et étendues dans leurs fonctionnalités avec des fonctions supplémentaires librement sélectionnables, pour adapter de manière spécifique le DEI, en satisfaisant les conditions d’application individuelles les plus exigeantes.

• Unité REF615 de protection et de contrôle des lignes d’alimentation: c’est un DEI pour lignes d’alimentation dédié et parfaitement aligné pour la protection, le contrôle, la mesure et la supervision de systèmes de distribution d’énergie des services publics et de l’industrie. Il garantit la protection générale de lignes aériennes, de câbles de puissance et de systèmes de barres des sous-stations de distribution d’énergie.

Il s’adapte tant aux réseaux à neutre isolé qu’aux réseaux à neutre mis à la terre par résistance ou impédance. En outre, en faisant usage des systèmes de communication perfectionnés des DEI, l’unité REF615 peut aussi être utilisée pour la protection de réseaux de distribution à boucle et maillés, ainsi que radiaux.Actuellement, la série REF615 comprend huit configurations standard pour satisfaire les applications les plus communes de protection et de contrôle des lignes d’alimentation, mais aussi les exigences de protection actuelles et futures.

• Unité REF610 de protection des lignes d’alimentation: cette unité est conçue principalement pour la protection d’arrivée et départ dans les sous-stations de distribution d’énergie de systèmes avec mise à la terre directe à travers la résistance et le neutre. L’unité REF610 est indiquée pour des applications navales et off-shore. Dotée d’une fonction de protection optionnelle contre les arcs électriques, l’unité REF610 offre en outre une protection rapide contre les défauts dus à l’arc interne des barres de la sous-station. L’unité REF610 peut aussi être employée comme protection de sauvegarde des moteurs, transformateurs et générateurs, pour augmenter la redondance de protection dans les applications critiques et au niveau industriel.

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1. UniGear ZS1 Automatisation de la distribution

Protection des transformateursLe transformateur de puissance est l’un des composants les plus importants et l’une des unités à fonctionnalité majeure dans le réseau de distribution de l’énergie. Le bon fonctionnement du transformateur de puissance est donc un facteur prioritaire pour éviter des perturbations dans le système de distribution de l’énergie. Bien que les transformateurs de puissance de haute qualité soient très fiables, occasionnellement il peut se produire des défauts qui dégradent les isolants du transformateur.Ces défauts, qui se présentent sous la forme de courts-circuits et/ou de défauts à la terre, provoquent généralement de graves dégâts aux enroulements et au noyau du transformateur. Les dégâts sont proportionnels au temps nécessaire pour résoudre les défauts, donc le transformateur de puissance doit être sectionné le plus rapidement possible.Le transformateur de puissance doit alors être transporté en atelier pour les réparations, une procédure très dispendieuse en termes de temps. Le fonctionnement d’un réseau électrique dans lequel le transformateur de puissance est hors service est toujours très onéreux. Une panne du transformateur de puissance a souvent des répercutions plus graves sur le système électrique qu’un défaut sur la ligne, qui, en général, peut être résolu assez rapidement. Il est donc très important d’utiliser des DEI de protection rapides et fiables pour relever les défauts sur le transformateur et lancer le déclenchement.Les dimensions, le niveau de tension et l’importance du transformateur de puissance déterminent le choix du type et la quantité de dispositifs de surveillance et de protection à utiliser pour limiter les dégâts provoqués par un défaut. Comparé au coût total du transformateur de puissance et aux coûts causés par les défauts dans le transformateur de puissance, le coût du système de protection est insignifiant.

Produits conseillésLes produits préconisés pour la protection des transformateurs font partie de la famille ABB Relion® des DEI de protection. Ces DEI sont le fruit de nombreuses années d’expérience, acquise sur une vaste gamme d’applications, en fonction des exigences de fonctionnalités des clients d’ABB dans le monde entier. Les célèbres DEI de la série RE500 ont joué un rôle important dans le succès d’ABB dans ce secteur.Les produits Relion® ont été conçus pour implémenter les spécifications fondamentales de la norme IEC 61850. La mise en œuvre réelle de la norme IEC 61850, qui définit la communication entre les équipements électriques, concerne la communication aussi bien verticale qu’horizontale entre les DEI.

Figure 45: Unité RET630 de contrôle et protection pour transformateurs

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• Dispositif RET615 de protection et de contrôle pour transformateurs: il s’agit d’un DEI dédié pour la protection et le contrôle de transformateurs de puissance à deux enroulements, transformateurs d’unités et de step-up, y compris des blocs générateurs/transformateurs dans les réseaux de distribution électrique des services publiques et de l’industrie. Le dispositif RET615 est disponible en huit configurations standard, pour satisfaire les principes de mise à la terre du neutre du transformateur avec des schémas de protection à haute impédance, ou de protection restreinte contre le défaut à la terre à basse impédance. Les différences du rapport TC et les déplacements de phase de tous les groupes vectoriels des transformateurs utilisés communément sont compensées mathématiquement. Le dispositif RET615 propose aussi des fonctions de contrôle local et à distance du disjoncteur sur le côté HT du transformateur.

• Dispositif RET630 de contrôle et de protection pour transformateurs: il s’agit d’un DEI complet pour la gestion des transformateurs, conçu pour la protection, le contrôle, la mesure et la supervision de transformateurs de puissance, des transformateurs d’unités et de step-up, y compris des blocs générateurs/transformateurs dans les réseaux de distribution électrique des services publics et de l’industrie. Il fournit la protection principale pour les transformateurs de puissance à deux enroulements et les blocs générateurs/transformateurs.Deux configurations prédéfinies sont disponibles, pour satisfaire aux exigences spécifiques de protection et de contrôle des transformateurs. Les configurations prédéfinies peuvent être utilisées comme telles, ou il est aussi possible de modifier les DEI ou d’étendre leur fonctionnalité avec des fonctions complémentaires librement sélectionnables pour adapter de manière spécifique le DEI, en satisfaisant les exigences d’application individuelle les plus spécifiques.

Figure 46: Unité RET615 de protection et contrôle pour transformateurs

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Protection des moteursEn ligne générale la protection des moteurs doit protéger contre les états de maximum de courant, de déséquilibre, de défaut à la terre et de court-circuit. Toutefois le problème principal pour les moteurs est la protection thermique, car l’échauffement est le principal facteur de risque pour un moteur.Les moteurs ne doivent pas être protégés seulement contre les défauts électriques, mais aussi contre toute utilisation impropre. ABB propose des solutions basées sur des protections thermiques perfectionnées, qui empêchent toute utilisation impropre des moteurs. La protection contre la surcharge thermique est nécessaire pour protéger le moteur soit contre les surcharges à court terme soit à long terme, elle est donc d’une grande importance pour le rendement du moteur. Les états de surcharge de courte durée se vérifient surtout au démarrage du moteur.L’utilisation impropre d’un moteur en fonctionnement n’endommage pas nécessairement l’installation, mais réduit sa vie utile.Par conséquent, un système de protection du moteur fiable et polyvalent non seulement protège le moteur, mais aussi prolonge son cycle de vie, en contribuant à améliorer la rentabilité du capital investi dans les motorisations.

1. UniGear ZS1 Automatisation de la distribution

Figure 48: Unité REM615 de protection et de contrôle des moteurs

Produits conseillésLes produits préconisés pour la protection des moteurs font partie de la famille des DEI de protection ABB Relion®.Ces DEI sont le fruit de nombreuses années d’expérience, acquise sur une vaste gamme d’applications et d’exigences de fonctionnalités requises par les clients ABB dans le monde entier.Les célèbres DEI de la série RE500 ont joué un rôle important pour le succès d’ABB dans ce secteur.Les produits Relion® ont été conçus pour implémenter les spécifications fondamentales de la norme IEC 61850. La mise en œuvre réelle de la norme IEC 61850, qui définit la communication entre les équipements électriques, concerne la communication aussi bien verticale qu’horizontale entre les DEI.

• Unité REM630 de protection et de contrôle de moteurs: ce DEI complet de gestion des moteurs est conçu pour la protection, le contrôle, la mesure et la supervision de moteurs asynchrones de moyennes-grandes dimensions dans les systèmes électriques industriels moyenne tension.L’unité REM630 appartient à la famille de produits ABB Relion® et à la série de produits 630, caractérisée par une architecture évolutive fonctionnelle et une grande flexibilité de

Figure 47: Unité REM630 de protection et de contrôle des moteurs

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Figure 49: Unité REM610 de protection des moteurs

configuration. Elle offre aussi des fonctions de contrôle qui sont nécessaires pour la gestion des tableaux de contrôle des moteurs industriels. L’unité REM630 garantit la protection principale pour des moteurs asynchrones et leurs transmissions. Le DEI de gestion moteurs est conçu pour les moteurs asynchrones de moyennes-grandes dimensions contrôlés par disjoncteur et contacteur dans une vaste gamme d’applications de transmissions, telles que les transmissions motorisées pour pompes, ventilateurs, compresseurs, broyeurs, déchiqueteurs, etc. La configuration prédéfinie peut être utilisée comme telle, ou bien facilement personnalisée et étendue avec des fonctions complémentaires, grâce aux quelles le DEI de gestion moteurs peut être parfaitement adapté afin de satisfaire pleinement aux exigences spécifiques d’une application donnée.

• Unité REM615 de protection et de contrôle de moteurs: c’est un DEI pour moteurs dédié et parfaitement aligné pour la protection, le contrôle, la mesure et la supervision de systèmes de moteurs asynchrones dans l’industrie de production et de process. L’unité REM615 est généralement utilisée avec des moteurs haute tension contrôlés par disjoncteur ou contacteur, ainsi qu’avec des moteurs basse tension de moyennes-grandes dimensions contrôlés par

contacteur dans une vaste gamme de transmissions. L’unité REM615 est disponible en trois configurations standard, comprenant toutes les fonctions essentielles de protection des moteurs, les fonctions de protection de surtension et soustension, ainsi que les fonctions de mesure de puissance et d’énergie. En outre le démarrage/arrêt du moteur, aussi bien local qu’à distance, s’avère facilité.

• Relais REM610 de protection de moteurs: c’est un DEI pour la protection, la mesure et la supervision des moteurs basse tension asynchrones de moyennes-grandes dimensions, et de moteurs haute tension asynchrones de petites-moyennes dimensions dans l’industrie de production et de procès.Le DEI REM610 peut être utilisé avec des transmissions motorisées contrôlées par disjoncteur ou contacteur, dans une vaste gamme d’applications. Renforcé par une carte complémentaire (facultative) pour les capteurs RTD ou les éléments à thermistance, ce DEI peut être utilisé pour la mesure directe de la température de pièces critiques de moteurs, tels que les roulements et les enroulements. Il est en outre employé pour la protection de lignes d’alimentation et de transformateurs de distribution, bénéficiant ainsi non seulement de la protection contre le maximum de courant de phase, contre le défaut à la terre et contre le déséquilibre de phase, mais aussi d’une protection contre la surcharge thermique.

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Protection contre les surtensions et les sous-tensionsREU615estdisponibleendeuxconfigurations«déjàprêtes»,dénommées A et B, conçues pour deux des applications les plus courantes des DEI.La configuration A du dispositif REU615 est prévue pour les applications de protection basées sur la tension et la fréquence dans les systèmes électriques industriels, et dans les systèmes de distribution d’électricité comprenant des réseaux avec production d’énergie électrique.Cette configuration est prévue pour être utilisée dans les tableaux moyenne tension ayant une unité séparée pour la mesure de la tension.Elle garantit une supervision de la surtension et de la sous-tension des barres, ainsi que la supervision de la fréquence et la tension résiduelle du réseau.La configuration B est prévue pour la régulation automatique de la tension. Les deux configurations permettent également le contrôle du disjoncteur, et fournissent des fonctions de mesure et de surveillance. La fonction de régulation de la tension de la configuration B est conçue pour la régulation automatique et manuelle des transformateurs de puissance équipés d’un commutateur sous charge motorisé.Le dispositif REU615 fait partie de la famille des produits de protection et de contrôle ABB Relion®, plus précisément de la série 615. Les DEI série 615 sont caractérisés par leur design compact et débrochable. Disposant d’une conception

entièrement nouvelle, la série 615 a été étudiée pour exploiter toutes les potentialités de la norme IEC 61850 à des fins de communication et d’interopérabilité entre les dispositifs d’automatisation des sous-stations.

Protection contre les arcs électriquesUn court-circuit à cause d’un arc électrique à l’intérieur d’un tableau est généralement provoqué par un objet étranger qui est entré dans l’unité, ou par un défaut des composants.L’arc produit un effet de pression et de chaleur semblable à celui d’une explosion, en provoquant en général des dégâts importants pour le tableau et des lésions pour les opérateurs.Un système approprié de protection protège donc la sous-station contre les défauts dus à l’arc, en réduisant au minimum le temps de permanence de l’arc et en empêchant la production d’une chaleur excessive et de dégâts importants. Ce système de protection minimise les dommages matériels et permet le rétablissement sûr et régulier de la distribution d’énergie. Le système peut donc offrir des avantages économiques, en agissant avant même qu’un défaut dû à l’arc électrique se produise. Etant donné que les tableaux les plus anciens sont aussi les plus sensibles aux défauts d’arc électrique, un système de protection contre les arcs électriques prolonge effectivement la vie utile du tableau, en rendant le capital investi plus rentable. Mais l’aspect le plus important de cette technologie est la sauvegarde de l’intégrité physique des opérateurs.

1. UniGear ZS1 Automatisation de la distribution

Figure 50: Unité REU615 de protection contre la surtension et la sous- tension

Figure 51: Unité REA 101 de protection contre les arcs électriques, avec extensions REA 103, REA 105 et REA 107

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Applications et caractéristiquesL’arc électrique peut être provoqué par des défauts d’isolement, le mauvais fonctionnement de dispositifs, des raccordements de câbles ou barres défectueux, la surtension, la corrosion, la pollution, l’humidité, la ferrorésonance (transformateurs de mesure), et aussi par le phénomène de vieillissement dû à la contrainte électrique. Une grande partie de ces causes potentielles de défaut dû à l’arc électrique peut être prévenue en prenant des mesures appropriées d’entretien. Toutefois, malgré les précautions adoptées, l’erreur humaine peut elle aussi provoquer des défauts dus à l’arc électrique.L’aspect temps est crucial dans la détection et la réduction au minimum des effets d’un arc électrique. Un défaut dû à un arc d’une durée de 500 ms peut provoquer des dégâts importants à l’installation. Si la durée de l’arc est inférieure à 100 ms, les dégâts sont souvent de petite entité, mais si l’arc est éteint en moins de 35 ms, ses effets sont pratiquement négligeables.En ligne générale, les DEI de protection ne sont pas suffisamment rapides pour garantir des temps sûrs d’élimination d’un défaut en cas d’arc électrique.Par exemple, le temps opérationnel du DEI de protection contre le maximum de courant qui contrôle le disjoncteur d’arrivée doit pouvoir être retardé d’une centaine de millièmes de secondes pour des raisons de sélectivité.

Ce retard peut être évité en prévoyant un système de protection contre les arcs électriques. Le temps total d’élimination des défauts peut donc être réduit à un maximum de 2,5 ms en plus du temps de course des contacts du disjoncteur.En outre, en cas de défauts dans le compartiment des câbles, la protection contre les arcs électriques peut empêcher que se produisent des cas de refermeture automatique.

Produits conseillés• Système de protection contre les arcs électriques REA 101: ce système et ses unités d’extension REA 103, REA 105 et REA 107 sont conçus pour la protection des tableaux moyenne tension et basse tension isolés à l’air.L’unité centrale REA 101 fonctionne indépendamment ou bien avec les autres unités REA 101. REA est le système de protection contre les arcs électriques le plus rapide sur le marché, car il garantit des temps de déclenchement de 2,5 ms.REA est doté d’un élément intégré de détection rapide de maximum de courant, et il fonctionne donc indépendamment des autres unités de protection de ligne. Les DEI de protection de ligne REF615 et REF610 incluent une fonction de protection contre les arcs électriques pour le compartiment des câbles.

Figure 52: Configuration typique avec REA 101 et sous-unité 103

52

Système d’automatisation des stations COM600COM600, le système d’automatisation des stations, comprend une passerelle de communication, une plate-forme d’automatisation et une interface utilisateur pour sous-stations de distribution au niveau industriel et des entreprises de distribution de l’énergie.La fonctionnalité passerelle garantit une connectivité conforme IEC 61850, sans solution de continuité entre les DEI des sous-stations et les systèmes de contrôle et de gestion au niveau du réseau. La plate-forme d’automatisation à microprocesseur logique fait du système COM600 une plate-forme d’implémentation flexible pour les fonctions d’automatisation des sous-stations.Comme interface utilisateur, le système COM600 incorpore les fonctionnalités basées sur la technologie Web, en garantissant l’accès aux dispositifs et aux processus des sous-stations à travers l’interface homme-machine (IHM) reposant sur le navigateur Web.

Figure 53: Système d’automatisation des stations COM600

ProduitLe système d’automatisation des stations COM600 offre les fonctionnalités web serveur, en mettant à disposition une interface homme-machine (IHM) pour le contrôle et la surveillance des sous-stations. La communication sûre permet l’accès à l’IHM de la sous-station à travers Internet ou LAN/WAN à tout utilisateur autorisé avec un PC standard et un navigateur web.En connectant un ordinateur portable à l’unité sur place, on obtient au niveau de la sous-station une IHM pour une fonctionnalité complète de contrôle et de supervision.Le système d’automatisation de stations COM600 offre aussi des fonctions de passerelle pour le mappage des données et des signaux entre les sous-stations et des systèmes de niveau supérieur, tels que SCADA, DSC.Le système COM600 est conçu pour faciliter l’intégration de systèmes et l’interopérabilité, sur la base de solutions préconfigurées utilisant des paquets de connectivité pour les DEI ABB.

1. UniGear ZS1 Automatisation de la distribution

53

WAN

REF615 REF615 REF615 REF615 REF601 REF601

GPS

LAN1

Applications et caractéristiquesGrâce à leur design compact et robuste, les systèmes COM600 sont parfaitement adaptés aux environnements difficiles. L’enveloppe répond au degré de protection IP4x et ne contient pas de parties mobiles soumises à consommation et usure. Le système COM600 repose sur la technologie embarquée, garantissant longue durée et disponibilité maximum. Les caractéristiques et les dimensions compactes du système COM600 permettent de l’installer facilement dans le compartiment basse tension des panneaux UniGear ZS1.Le système COM600 est indiqué tant pour les applications d’entreprises de distribution d’énergie qu’industrielles.LesystèmeCOM600intègrelafonctionnalité«OPCServer»,qui garantit un point d’entrée unique pour toutes les informations d’une sous-station. La conformité à la norme IEC 61850 garantit la connexité et la communication sans solution de continuité avec les appareils spécifiques d’une application donnée.

Figure 54: Aperçu général d’un système qui utilise COM600

Le système COM600 répond pleinement à la norme IEC 61850 pour l’automatisation de la distribution. Il garantit donc une interopérabilité totale avec n’importe quel DEI, système et accessoire conforme à la norme IEC 61850, ce qui simplifie la conception et la mise en service du système.La mise en service des DEI ABB est directe, grâce au support du paquet extraordinaire de connectivité ABB, qui simplifie la configuration du système et réduit le risque d’erreurs pendant l’intégration dans le système, en limitant ainsi les opérations de configuration et les temps de réglage.

Pour plus d’informations, consulter le guide technique et le guide du produit COM600 disponibles sur le site:http://www.abb.com/substationautomation

SWITCH Ethernet

SWITCH Ethernet

OPC client/server

Protocoles série(DNP3, IEC 60870-5-101)

Protocoles TCP/IC(IEC 61850, DNP3,

Modbus®)

Protocoles série(Modbus®)

Tableau de distribution secondaire

SySTèME DECONTRôLE DISTRIBUé

EMS/SCADA

INGéNIERIE D'ACCèS à DISTANCE

INGéNIéRISATION

54

Tableau de sélection des relais

1. UniGear ZS1 Automatisation de la distribution

* Avec convertisseur du protocole d'interface

** IHM - Interface Homme Machine

*** RTD - Capteur de température à résistance

**** 27 si les sorties sont statiques

1) REU615 avec configuration A, pour protection basée sur la mesure de la tension et de la fréquence

2) REU615 avec configuration B, pour contrôle du commutateur

o = option

s = application secondaire

ApplicationREF RED REM RET REU REX REA

610 615 630 54_ 542+ 615 610 615 630 54_ 615 630 54_ 610 615 521 10_

Protection basée sur la mesure de la tension • • • • • • •(1) •

Protection de lignes (arrivée et/ou départ) • • • • • • s • •

Protection de lignes avec exigences élevées • • • •

Protection de transformateurs • • s • • • •(²)

Protection de transformateurs avec exigences élevées • •

Protection des moteurs • • • • • • •

Protection de moteurs avec exigences élevées • • •

Protection de générateurs et moteurs synchrones • •

Protection à distance • • •

Protection différentielle de ligne • •

Protection de back-up • • •

Protection contre les arcs électriques o o o o o •

Protocoles de communication

IEC61850-8-1 o • • •* •* • •* • • •* • • •* o • •*

IEC60870-5-103 • • • • • • • • • • • •

DNP 3.0 • • • • • • • • • • • • • •

SPA • • • • • • • •

LON • • •* • • •

Modbus • • • • • • • • • • • • •

Profibus o •* •* •* •* •* • •* •* o •* •*

Fonctions supplémentaires

Localisateur de défauts • • •

Reénclenchement automatique 3 manœuvres 5 manœuvres 2 manœuvres 5 manœuvres 5 manœuvres o (5 manœuvres) 5 manœuvres 5 manœuvres

Contrôle commutateur sous charge • •

Oscilloperturbographe • • • • • • • • • • • •(²) •

Débrochabilité • • • • • • • •

Schéma unifilaire IHM** • • • • • • • • • • • •

Contrôle local • • • • • • • • • • • • • • • •

Contrôle à distance • • • • • • • • • • • • • • •

Surveillance de l’état • • • • • • • • • • •

Supervision de la qualité de l’énergie • •

Entrées analogiques (TT/TC) -/4 9/8 -/5 -/4 -/5 4/5 -/7 3/9 4/- -/3

Entrées des capteurs • • • • • •

Entrée / sorties binaires 5/8 18/13 32/27 42/24**** 18/13 5/8 12/10 32/27 14/13 32/27 5/8 1/3

RTD*** / entrées mA 8/- 6 6/- 6/2 8/- 6/2 8/- 6/2 (²)

Sorties mA o (4) o (4)

55

ApplicationREF RED REM RET REU REX REA

610 615 630 54_ 542+ 615 610 615 630 54_ 615 630 54_ 610 615 521 10_

Protection basée sur la mesure de la tension • • • • • • •(1) •

Protection de lignes (arrivée et/ou départ) • • • • • • s • •

Protection de lignes avec exigences élevées • • • •

Protection de transformateurs • • s • • • •(²)

Protection de transformateurs avec exigences élevées • •

Protection des moteurs • • • • • • •

Protection de moteurs avec exigences élevées • • •

Protection de générateurs et moteurs synchrones • •

Protection à distance • • •

Protection différentielle de ligne • •

Protection de back-up • • •

Protection contre les arcs électriques o o o o o •

Protocoles de communication

IEC61850-8-1 o • • •* •* • •* • • •* • • •* o • •*

IEC60870-5-103 • • • • • • • • • • • •

DNP 3.0 • • • • • • • • • • • • • •

SPA • • • • • • • •

LON • • •* • • •

Modbus • • • • • • • • • • • • •

Profibus o •* •* •* •* •* • •* •* o •* •*

Fonctions supplémentaires

Localisateur de défauts • • •

Reénclenchement automatique 3 manœuvres 5 manœuvres 2 manœuvres 5 manœuvres 5 manœuvres o (5 manœuvres) 5 manœuvres 5 manœuvres

Contrôle commutateur sous charge • •

Oscilloperturbographe • • • • • • • • • • • •(²) •

Débrochabilité • • • • • • • •

Schéma unifilaire IHM** • • • • • • • • • • • •

Contrôle local • • • • • • • • • • • • • • • •

Contrôle à distance • • • • • • • • • • • • • • •

Surveillance de l’état • • • • • • • • • • •

Supervision de la qualité de l’énergie • •

Entrées analogiques (TT/TC) -/4 9/8 -/5 -/4 -/5 4/5 -/7 3/9 4/- -/3

Entrées des capteurs • • • • • •

Entrée / sorties binaires 5/8 18/13 32/27 42/24**** 18/13 5/8 12/10 32/27 14/13 32/27 5/8 1/3

RTD*** / entrées mA 8/- 6 6/- 6/2 8/- 6/2 8/- 6/2 (²)

Sorties mA o (4) o (4)

56

Figure 55: Schéma unifilaire du tableau UniGear ZS1 avec architecture REF542plus adaptée à exécuter, en plus des protections et des mesures du tableau, aussi la commutation automatique et manuelle

Les systèmes de commutation automatique sont utilisés pour garantir la continuité maximale du service, en fournissant de l’énergie aux dispositifs sans interruption.Tout cela est possible grâce à l’emploi de divers systèmes basés sur différentes sortes de techniques.

Les plus courants sont indiqués ci-dessous, avec les temps moyens de commutation correspondants:•Retardée: 1500ms•Dépendantdelatensionrésiduelle: 400-1200ms•Synchronisée(ATS): 200-500ms•Ahautevitesse(HSTS): 30-120ms

Les deux premiers systèmes sont les plus simples; ils peuvent également être réalisés avec une logique et des instruments conventionnels.Ils garantissent des temps de commutation moyens, et peuvent donc être utilisés dans des installations où les chutes de tension ne sont pas particulièrement critiques. Lesdeuxautressystèmes(ATS–AutomaticTransferSystem-etHSTS–HighSpeedTransferSystem)requièrentaucontraire des appareillages à microprocesseur avec une technologie avancée.Ils garantissent des temps de commutation rapides, et trouvent leur meilleure application dans les installations où le processus est particulièrement critique. En effet, des commutations qui ne sont pas extrêmement rapides pourraient provoquer de graves dysfonctions ou l’arrêt du processus lui-même.ABB est en mesure d’offrir tous les systèmes de commutation, du plus simple au plus complexe.

ATSL’unité REF542plus peut être utilisée dans les tableaux moyenne tension pour gérer la commutation automatique et manuelle entre les deux différentes lignes d’arrivée.Le temps nécessaire à la commutation automatique réalisée avec les unités REF542plus est compris entre 200 et 300 millisecondes (temps de manœuvre des disjoncteurs inclus).Ce temps peut changer à l’intérieur de la plage indiquée, en fonction de la complexité des logiques de commutation prévues dans le logiciel.Les tableaux équipés du dispositif REF542plus, programmés de manière adéquate, sont un système complet et efficace capable de gérer la commutation entre un système d’alimentation et un autre alternatif, ou bien de reconfigurer le réseau en passant d’une distribution à double radial à un simple système, de manière totalement automatique.Il est également possible d’effectuer la même manœuvre manuellement, à partir d’une station de contrôle à distance ou sur le devant du tableau, sous la supervision du personnel utilisateur.La commutation manuelle comporte l’exécution du parallèle de passage: à travers la fonction de contrôle du synchronisme (synchro-check–code25)implémentéeparleREF542plus, les lignes d’alimentation sont fermées au moment de la synchronisation des vecteurs de tension, pour ensuite être de nouveau déconnectées une fois que la commutation a eu lieu.Les applications décrites n’exigent aucun instrument supplémentaire.

1. UniGear ZS1 Système de commutation (transfert) automatique

57

Dispositif de commutation rapide SUE3000A l’heure actuelle, les chutes de tension ou les coupures totales d’alimentation constituent les problèmes majeurs pour la qualité de l’énergie électrique. Le dispositif de commutation rapide SUE3000 garantit une protection optimale de la fourniture d’électricité. Ce dispositif garantit une alimentation continue aux dispositifs, grâce à la commutation automatique de l’électricité à une alimentation de secours, et il protège le processus subsidiaire contre des temps d’inactivité coûteux. En outre, grâce à la possibilité de commutations d’énergie activées manuellement, par exemple pour les transferts ciblés, l’installation est considérablement simplifiée.

• Domaines d'applicationLe dispositif de commutation rapide SUE3000 trouve son application dans des domaines où n’importe quelle perturbation de l’alimentation électrique pourrait compromettre la production, en entraînant des frais ou une perte de productivité.Les domaines d’utilisation possibles incluent, par exemple:•Installationsauxiliairesd’alimentationdecentrales

électriques•Installationstechnologiquesdansledomainede

l’environnement•Alimentationdeprocessusindustrielscontinus.Pour garantir une disponibilité d’énergie constante, la charge électrique est fournie par au moins deux lignes synchronisées, indépendantes l’une de l’autre et dotées respectivement de dispositifs de commutation rapide SUE3000.Le dispositif de commutation rapide SUE3000 a pour fonction de garantir un fonctionnement ininterrompu des dispositifs reliés en cas de coupure de l’alimentation, en tenant compte de différents facteurs physiques. Pour cela ce dispositif réalise une commutation la plus rapide possible à une alimentation d’appoint.

Vu ses divers domaines d’application, le dispositif SUE3000 est prévu pour différentes configurations de tableaux.

• Comparaison avec les réseaux permanentsCe qui caractérise de manière particulière le dispositif de commutation rapide SUE3000 des concepts concurrents, c’est la disponibilité constante des critères de synchronisation, car ceux-ci sont calculés en ligne par le dispositif SUE3000.Pour cette raison, en cas d’intervention, le mode de commutation qui est pris en considération a déjà été défini et peut intervenir immédiatement. Cela signifie que la probabilité d’une commutation rapide a été augmentée au maximum. Les systèmes qui attendent le moment d’intervention pour détecter l’état du réseau n’ont pas l’opportunité, en tenant compte de toute une série d’aspects physiques, de mettre en œuvre une commutation rapide et de limiter le temps de coupure au minimum.

• Modalités et temps de commutationQuatre modalités de commutation sont disponibles, à savoir: commutation rapide, commutation à coïncidence de la première phase, commutation de la tension résiduelle, commutation à temps. La commutation rapide est la modalité de transfert optimale pour réduire au minimum le temps de coupure de l’alimentation de tension en cas de défaut. En cas de commutation rapide, le temps de commutation totale à partir du moment où se vérifie un défaut dans l’alimentation principale jusqu’au moment où l’alimentation de secours entre en service est inférieur à 100 ms.

Figure 57: Exemple de tableau Figure 56: Dispositif de commutation rapide SUE3000

58

DF - Unité interrupteur-sectionneurM - Mesures IFD - Ligne arrivée/départ directe IFDM - Ligne arrivée/départ direct avec mesures

IF - Ligne arrivée/départ RM - Remontée avec mesuresBT - Coupleur R - Remontée

Schéma unifilaire des unités typiques

1. UniGear ZS1 Unités typiques

Déb

roch

able

Déb

roch

able

Déb

roch

able

Déb

roch

able

Déb

roch

able

59

Schéma unifilaire des applications de barre

Entrée ligne en conduit Transformateurs de courant Transformateurs de tension Sectionneur de terre

Symboles graphiques

Interrupteur-sectionneur

Disjoncteur Contacteur Prise et ficheSectionneur Barre de sectionnement

Fusible Transformateurs de tension

Transformateurs de courant

Entrée ligne en barreTerre Entrée ligne en câble

Composants standards Accessoires Solutions alternatives Légende des composants

60

1. UniGear ZS1- Système à un seul jeu de barres

Données techniques Unité: ... 12 kV - 17.5 kV - ... 31.5 kALargeur (mm) 650 800 1000

Hauteur (mm) 2200/2595 (1) 2200/2595 (1) 2200/2595 (1)

Hauteur avec conduit d’échappementdu gaz (mm) 2675 (4) 2675 (4) 2675 (4)

Profondeur (mm) 1340 1340 1390 1340 1390 1405

Courant assigné (A) 630 1250 1600 2000 2500 630 1250 1600 2000 2500 3150 3600 4000 1600 2000 2500 3150 3600 4000

IF Unité arrivée/départ duplex (2) (2) (2)

BT Coupleur

R Remontée

RM Remontée avec mesures

M Mesures

IFD Arrivée/départ directe

IFDM Arrivée/départ directeavec mesures

DF Unité interrupteur-sectionneur (3)

IFC Cellule de contacteur (2), (6)

Unité: ... 12 kV - 17.5 kV - 40 / 50 kALargeur (mm) 650 800 1000

Hauteur (mm) 2200/2595 (1) 2200/2595 (1) 2200/2595 (1)

Hauteur avec conduit d’échappement du gaz (mm) 2700 (4) 2700 (4) 2700 (4)

Profondeur (mm) 40 kA

1390 1340 1390 1340 1390 1405

50 kA 1390 1455 1390 1455

Courant assigné (A) 630 630 1250 1600 2000 2500 3150 3600 4000 2000 2500 3150 3600 4000

IF Unité arrivée/départ duplex

BT Coupleur

R Remontée

RM Remontée avec mesures

M Mesures

IFD Arrivée/départ directe

IFDM Arrivée/départ directeavec mesures

IFC Cellule de contacteur (2), (6)

Unité: ... 24 kV - ... 31.5 kALargeur (mm) 800 1000

Hauteur (mm) 2325/2720 (1) 2325/2720 (1)

Hauteur avec conduit d’échappement du gaz (mm) 2733 (4) 2733 (4)

Profondeur (mm) 1700 (5) 1700 (5)

Courant assigné (A) 630 1250 1600 2000 2500 630 1250 1600 2000 2500 3150

IF Unité arrivée/départ duplex

BT Coupleur

R Remontée

RM Remontée avec mesures

M Mesures

IFD Arrivée/départ directe

IFDM Arrivée/départ directeavec mesures

(1) La hauteur des unités dépend de la hauteur du compartiment basse tension, disponible dans les versions de 705 et 1100 mm.(2) Consultez la page 25 pour connaître les caractéristiques des unités équipées de contacteur.(3) Consultez la page 26 pour connaître les caractéristiques des unités équipées d’interrupteur-sectionneur. (4) D’autres solutions sont disponibles, veuillez contacter votre représentant d’ABB.(5) Une version avec une profondeur de 1560 mm est disponible pour le courant de courte durée jusqu’à 25 kA. (6) Le courant assigné, le courant de courte durée et l’arc interne sont limités par les fusibles coordonnés.

61

Compartiments de l'unitéA Compartiment disjoncteurB Compartiment barresC Compartiment câblesD Compartiment basse tensionE Conduit d’échappement des gaz

Largeur Profondeur

Hau

teur

Hau

teur

ave

c co

ndui

t d

'éch

app

emen

t d

u ga

z

Figure 59: Exemple de tableau avec conduit d'échappement gaz (la hauteur totale

du tableaux est 2675 mm pour 12-17,5 kV jusqu'à 40 kA)

Figure 58: Exemple de tableau avec conduit d'échappement gaz doté de chemi-

nées supérieures (la hauteur totale du tableau est 2530 mm pour 12-17,5 kV jusqu'à 40 kA)

Figure 60: Exemple de tableau UniGear ZS1 avec compartiment basse tension hauteur 1100 mm

62

63

64

< 2500 A < 2500 A < 4000 A < 4000 A < 4000 A < 2500 A

Figure 61: Exemple d’une section d’un tableau UniGear ZS1 avec système à double jeu de barres

2. UniGear ZS1- système à double jeu de barres

Description

Le système à double jeu de barres a été inclus dès le début dans le développement du tableau UniGear ZS1.Les tableaux UniGear ZS1 à double jeu de barres sont utilisés principalement par les services de distribution électrique, les sous-stations principales et les industries lourdes.En tout cas il est hautement recommandé d’utiliser ce produit quand une augmentation de la continuité de service est requise.

L’utilisation des tableaux UniGear ZS1 avec système à double jeu de barres peut s’avérer nécessaire quand les fonctions suivantes sont requises:•délestagedesunitésdedépartàdifférentsniveauxde

priorité en conditions d’urgence.•sectionnementdecertainesunitésdedépartduréseau

normal.•équilibredesunitésdedépartsurlessystèmesàdoublejeu

de barres en conditions de service normales •flexibilitépendantlesprocéduresd’inspectionetd’entretien

sans coupure de charge•possibilitéd’extensionsansmettreenarrêtletableau•sectionneurdebarremotorisé,quipermetlacommutation

rapide entre les deux jeux de barres en conditions d’urgence (possible seulement avec coupleur transversal fermé)

•libreaccèsàundesjeuxdebarrespendantdesinterventionsd’entretien, tandis que l’autre jeu de barres est en service et que le compartiment concerné est hors service

•lesunitésarrivéeetlesunitésdéparttrèsimportantespeuvent être munies de deux disjoncteurs, pour permettre une redondance des appareillages.

•interventionsd’entretienetd’essaidudisjoncteursansmettre en arrêt les unités de la ligne d’alimentation

•peudecomposants,etmoinsd’appareilsdecommutation.

65

< 2500 A < 4000 A < 2500 A < 4000 A < 4000 A < 2500 A < 4000 A < 2500 A

Les tableaux UniGear ZS1 à double jeu de barres sont fondés sur deux schémas différents:•deuxjeuxdebarres,deuxsectionneursdejeudebarre,et

un disjoncteur (jusqu’à 2500 A-12-17,5 et 2000 A-24 kV).•deuxjeuxdebarres,deuxcompartimentsdisjoncteursavec

un ou deux disjoncteurs; cette version est appelée système duplex (jusqu’à 4000 A - 12-17,5 kV et 2500 A - 24 kV).

Les deux schémas offrent une pleine redondance du système à double jeu de barres (sectionnement physique entre les jeux de barres sources) et permettent des conditions de service fiables et ininterrompues.Grâce aux nombreuses unités standards disponibles, le tableau peut être configuré de manière appropriée pour répondre à toutes les exigences d’installation.Chaque unité du tableau peut être équipée de disjoncteurs ou de contacteurs.Tous les composants et les accessoires significatifs sont identiques à ceux qui sont employés pour les unités UniGear ZS1 à un seul et à deux étages, en garantissant les mêmes procédures de service et d’entretien.Le système à double jeu de barres ABB peut être équipé d’une seule section, ou de deux ou plusieurs sections, pour satisfaire les requêtes les plus exigeantes des clients.Dans ces pages sont reportées deux exemples de sections:•unesectionavecsystèmeàdoublejeu de barres (figure 61)•deuxsectionsavecsystèmeàdoublejeu de barres (figure

62).

Figure 62: Exemple de deux sections d’un tableau UniGear ZS1 avec système à double jeu de barres

Caractéristiques électriques IEC Tension nominale kV 12 17,5 24

Tension d’essai kV 1 min 28* 38* 50

Tension de tenue sous choc kV 75 95 125

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

Courant assigné admissible de courte durée kA 3 s jusqu'à 31,5 31,5 25

Courant de crête kA jusqu'à 80 80 63

Courant de tenue à l’arc interne kA 1 s jusqu'à 31,5 31,5 25

Courant nominal des barres principales A jusqu'à 4000 4000 2500

Courant thermique nominal du disjoncteur A jusqu'à 4000 4000 2500

Courant nominal unité double sectionneur de barre A

630 630 630

1250 1250 1250

1600 1600 1600

2000 2000 2000

2500 2500 -

Courant nominal unité duplex A 3150 3150 -

Courant nominal unité duplexà ventilation forcée. A

3600 3600 2500

4000 4000 -1)Pourd'autresversionsconsulterlechapitren°1(unétage)etlechapitren°3(double

étage).2) Les valeurs indiquées sont valables tant pour le disjoncteur sous vide que pour le

disjoncteur à gaz SF6.3) Pour le panneau avec contacteur, la valeur du courant nominal est 400 A.*) 42 kV (GB/DL)

66

CompartimentsChaque panneau est composé de quatre compartiments de puissance indépendants: appareils (A), barres 1 (B1), barres 2 (B2) et câbles (C) (consulter page 67).Tous les compartiments sont séparés par des cloisons métalliques. Dans la partie frontale/supérieure, le panneau est équipé d’un compartiment qui renferme l’appareillage auxiliaire (D).Le système UniGear ZS1 à double jeu de barres est résistant à l’arc interne et équipé d’un conduit pour l’échappement des gaz produits par l’arc électrique (E).Chaque compartiment de l’unité est doté d’un déflecteur placé sur son sommet.La pression produite par la condition de défaut provoque son ouverture, en permettant le passage des gaz dans le conduit.Le compartiment des appareils est accessible sur le devant. La fermeture de la porte de ces compartiments est disponible en deux versions, avec des vis ou avec une poignée centrale.On peut enlever les appareils (disjoncteurs et contacteurs) du tableau et des compartiments correspondants au moyen d’un seul chariot dédié.Les compartiments de barres et de câbles sont accessibles par l’arrière du tableau, car les panneaux arrière sont démontables.Toutes les opérations de service ordinaire sont faites sur le devant, tandis que les opérations d’entretien et de mise en service requièrent aussi l’accès à l’arrière du tableau.

Sectionneurs de barreLes sectionneurs de barre des unités IF sont conçus pour fonctionner comme des sectionneurs à deux positions (ouverte et fermée), à manœuvre manuelle (c’est-à-dire sans ressorts).Les manœuvres d’ouverture et de fermeture du sectionneur de barres se font sur le devant du tableau, et la position est indiquée sur la face avant par des indicateurs mécaniques couplés.Les sectionneurs de barres sont nettement séparés, et les compartiments barres correspondants doivent être séparés entre eux par des cloisons, pour que la situation suivante soit garantie:•Ildoitêtrepossibledefairelesinterventionsd’entretien

ainsi que l’extension du tableau en y intégrant d’autres unités, tout en maintenant l’un des deux jeux de barres sous tension.

•undéfautquiseproduitàl’intérieurd’uncompartiment(par ex. perte d’isolement) ne provoquera aucun dégât aux autres compartiments, ou bien entraînera l’arrêt de l’unité.

Les sectionneurs de barres sont munis d’interrupteurs de fin de course pour la détection de la position d’exercice, et ils peuvent être manœuvrés manuellement ou, facultativement, par une commande motorisée.Les sectionneurs de barres sont dotés de tous les dispositifs d’interverrouillage nécessaires.Les interverrouillages entre les deux sectionneurs et le disjoncteur sont réalisés par des aimants de verrouillage.

Figure 63: Sectionneur de barre en position "fermé" Figure 64: Sectionneur de barre en position "ouvert"

2. UniGear ZS1- Système à double jeu de barres

Caractéristiques

67

7

3

5

6

2

4

1

1 Porte du compartiment appareils2 Compartiment basse tension3 Manoeuvre d'embrochage/débrochage (appareils)4 Manoeuvre du sectionneur de terre5 Sectionneur de barre B1 ouvert/fermé6 Sectionneur de barre B2 ouvert/fermé7 Conduit d’échappement des gaz

Figure 67: Deux compartiments barres

Figure 65: Panneau frontal avec ouvertures de manœuvre du sectionneur de barre

Le sectionneur de barre est constitué d’un tube mobile en cuivre inséré dans un isolateur en résine époxy. Le contact électrique est garanti par deux ou quatre ressorts de liaison (en fonction des caractéristiques du sectionneur).Les capuchons de protection et d’isolement supplémentaires sont montés sur des deux côtés de l’isolateur, ce qui garantit au dispositif un niveau de fiabilité élevé.

Figure 66: Système à double jeu de barres avec deux sectionneurs de barres

68

IF - Arrivée/Départ IF et IFM - Barre A duplex IF et IFM - Barre B duplex BTT - Coupleur transversal

2. UniGear ZS1 - Système à double jeu de barres

Unités typiques

Schéma unifilaire des unités typiques

M - Mesures BTL - Coupleur longitudinal RL - Remontée longitudinale

RLM - Remontée longitudinale avec mesure

69

Applications de barre

Transformateurs de tension montés sur le sommet

Sectionneur de terre monté sur le sommet Conduit d’entrée monté sur le sommet

Composants standards Accessoires Solutions alternatives Légende des composants

70

Les unités IF et IFM duplex, M, BTL, RL et RLM sont disponibles pour les connexions aussi bien du système à barres A que B. 1) La hauteur des unités dépend de la hauteur du compartiment basse tension, disponible dans les versions de 705 et 1 100 mm.2) Pour d'autres solutions disponibles contacter ABB.

Unité ... 12 - 17,5 kV - ... 31,5 kAProfondeur (mm) 2021 2021 2021

Hauteur (mm) 2200/2595 (1) 2200/2595 (1) 2200/2595 (1)

Hauteur avec conduit d'échappement du gaz (mm) 2700 (2) 2700 (2) 2700 (2)

Largeur (mm) 650 800 1000

Courant assigné (A) 630 1250 1600 2000 2500 1600 2000 2500 3150 3500 4000 2500 3150 3500 4000

IF Unité arrivée/départ duplex

IF Unité duplex arrivée/départ

IFM Unité arrivée/départ duplex avec mesures

BTT Coupleur transversal

M Mesures

BTL Coupleur longitudinal

RL Remontée longitudinale

RML Remontée longitudinale avec mesures

2. UniGear ZS1 - Système à double jeu de barres

Données techniques

Unité ... 24 kV - ... 25 kAProfondeur (mm) 2570 2570

Hauteur (mm) 2400/2720 (1) 2400/2720 (1)

Hauteur avec conduit d’échappement du gaz (mm) 3000 (2) 3000 (2)

Largeur (mm) 800 1000

Courant assigné (A) 630 1250 1600 2000 2500 1600 2000 2500

IF Unité arrivée/départ

IF Unité arrivée/départ duplex

IFM Unité duplex arrivée/départ duplex avec mesures

BTT Coupleur transversal

M Mesures

BTL Coupleur longitudinal

RL Remontée longitudinale

RLM Remontée longitudinale avec mesures

71

Compartiments de l'unitéA Compartiment appareilsB Compartiment barresC Compartiment câblesD Compartiment basse tensionE Conduit d’échappement des gaz

Hau

teur

Hau

teur

ave

c co

ndui

t d

'éch

app

emen

t d

u ga

z

Largeur Profondeur

72

73

74

3. Applications navales Description

Le marché naval peut être divisé en quatre segments différents:•naviresàpassagers(naviresdecroisièresetferry-boats).•naviresindustriels(bateaux-citernes,naviresdeforage,

pétroliers, cargos, etc.).•plates-formes(deperforationetextractionpétrolière).•marine.Dans ce type d’applications, la gamme de températures, les vibrations et la variabilité d’inclinaison créent des conditions particulièrement difficiles, qui ont un impact certain sur les caractéristiques fonctionnelles requises pour les composants embarqués, comme les tableaux.ABB est leader dans la production de tableaux isolés dans l’air pour applications navales, qui sont installés dans les principaux chantiers navals du monde (Brésil, Chine, Danemark, Finlande, France, Allemagne, Japon, Corée, Italie, Norvège, Singapour, Espagne, Royaume-Uni et Etats-Unis).Le tableau indiqué pour les applications navales est l’UniGear ZS1, dans la configuration à un et à deux étages jusqu’à une tension nominale de 7,2-12 kV (avec option pour 17,5 kV), car il est en mesure d’offrir de nombreuses caractéristiques dédiées et des unités typiques spéciales.Au niveau mondial, plus de 10.000 panneaux ABB sont en service à bord de n’importe quel type d’embarcation. Les registres maritimes et les consommateurs finaux (chantiers navals ou armateurs) exigent des tableaux devant être produits conformément aux conditions d’essais des Registres maritimes pour les appareillages de bord.C’est pour cela que sont exécutés des essais destinés à tester le respect des principales dispositions des registres maritimes, et notamment les dispositions DNV, LR, RINA, BV, GL, ABS, KR et les dispositions russes.Pour garantir le confort et les structures nécessaires, les centrales à haute puissance et les systèmes de commande doivent être concentrés dans des espaces particulièrement réduits.Le tableau UniGear ZS1 peut être fourni dans sa version à un seul étage avec possibilité de combinaison à deux étages, offre une vaste gamme d’appareillages et d’unités de commande pour répondre à toutes les exigences des applications navales.Les tableaux UniGear ZS1 représentent les solutions idéales pour les applications navales:•structurerésistanteàl’arc,interverrouillagesmécaniques

de sécurité, volets de cloisonnement automatiques, et commande des appareillages à porte fermée, garantissent la sécurité du personnel pendant les interventions d’installation, d’entretien et d’exercice.

•degrédeprotectionélevésurl’enveloppeextérieure(jusqu’à IP43)

•cloisonnementsmétalliquesentrechaquecompartiment,et mise à la terre de tous les composants accessibles au personnel: appareils, volets, portes, et tout le châssis du tableau

•hauterésistanceaufeu,grâceàl’emploiminimaldematières plastiques et de résines: les appareillages auxiliaires et le câblage sont hautement auto-extinguibles.

Figure 68: UniGear ZS1 à un seul étage pour applications navales

75

Caractéristiques électriques IEC

Tension nominale kV 7,2 12

Tension nominale d’isolement kV 7,2 12

Tension d’essai à fréquence industrielle kV 1 min 20 28

Tension de tenue sous choc kV 60 75

Fréquence nominale Hz 50 / 60 50 / 60

Courant assigné admissible de courte durée kA 3 s ...50 ...50

Courant de crête kA ...125 ...125

Courant de tenue à l’arc interne kA 1 s ...40 ...40

kA 0,5 s ...50 ...50

Courant nominal des barres principales A 1250...4000 1250...4000

Courant nominal du disjoncteur A 630...3150 630...3150

Courant nominal du disjoncteur à ventilation forcée A 3600...4000 3600...4000

1) Les valeurs indiquées sont valables tant pour le disjoncteur sous vide que pour le disjoncteur à gaz SF6.2) Pour le panneau avec contacteur, la valeur du courant nominal est 400 A.

"Shore Connection"Pendant leur escale au port, pour créer du courant électrique à bord, les navires maintiennent en exercice leurs moteurs auxiliaires et, par conséquent, engendrent des émissions polluantes.Dans les ports où le trafic naval est intense, cette pratique crée un impact négatif sur la santé et sur l’environnement dans les communautés locales environnantes.Vu l’expansion constante des commerces mondiaux, les émissions polluantes provenant des navires constituent un problème environnemental qui ne cesse d’augmenter.Aujourd’hui le développement durable est un principe clé de l’industrie navale, dans laquelle est en cours la mise en œuvre de mesures importantes sur plusieurs fronts pour réduire radicalement les émissions polluantes.Unedecesmesuresestlesystèmed’alimentation«terre-navire»,quiéliminelesproblèmes de pollution et l’émission de particules polluantes, ainsi que le niveau sonore et les vibrations des navires dans les ports.Le tableau UniGear ZS1 Shore Connection est fourni sous forme d’une armoire électrique déjà prête, munie soit d’un module de puissance que d’un module de contrôle.En fonction de la configuration du système et des exigences à bord, l’armoire peut être équipée de connexions des câbles situées sur le devant de l’armoire, ou avec des ouvertures pour l’arrivée des câbles à travers le plancher de l’armoire. Tous les appareillages sont fabriqués et testés en usine conformément aux normes internationales et aux registres maritimes.

Conditions environnementales pour le classification des appareillages à bord• Températureambiantede0°Cà+45°C• Inclinaisonjusqu'à25°permanente

Vibrations dans la plage de fréquences de 2 à 100 Hz avec l'amplitude de mouvement suivante:• Amplitudede1mmdanslaplagedefréquencesde2...13,2Hz• Amplituded'accélérationde0,7gdanslaplagedefréquencesde13,2....100Hz

Gamme complète d'essaisEn plus de tous les essais requis par les normes internationales (IEC), le tableau UniGear ZS1 a aussi été soumis aux essais exigés par les principaux registres maritimes (LR, DNV, RINA, BV, GL, KR et russe) pour l’utilisation à bord.Pour plus d’informations sur les essais spécifiques requis par les principaux registres maritimes, consulter page 13.

76

1 Conduit d’échappement des gaz2 Déflecteurs3 Cheminées supérieures

Figure 69: UniGear ZS1 avec conduit d'échappement gaz compact, muni de cheminées supérieures

3. Applications navales Caractéristiques

Ci-dessous sont décrites les caractéristiques nécessaires pour les applications navales qui ne font pas partie de la configuration standard.

Degré de protectionSur demande, l’enveloppe extérieure du tableau UniGear ZS1 peut être fournie avec différents degrés de protection. Le degré standard de protection nécessaire pour les applications navales est IP42 ou IP43:•IP42:protectioncontrelescorpsétrangersd’undiamètre

de 1 mm et contre la pénétration d’eau avec inclinaison maximalede15°.

•IP43:protectioncontrelescorpsétrangersd’undiamètrede 1 mm et contre la pénétration d’eau avec inclinaison maximalede60°.

Conduit à câbles pour interconnexionsSur le sommet, et précisément sur le compartiment de basse tension, le tableau peut être doté, sur demande, d’un conduit à câbles. Ce conduit loge les borniers qui desservent le câblage entre les panneaux.

Conduit d’échappement des gazLe tableau UniGear ZS1 est résistant à l’arc électrique, et équipé d’un conduit pour l’évacuation des gaz produits par l’arc électrique. Ce conduit est fixé au sommet du compartiment auxiliaire. Normalement, dans les installations navales, les gaz d’échappement ne peuvent pas être évacués dans le local; donc le conduit d’échappement des gaz doit toujours être fermé aux deux extrémités et doté de cheminées supérieures.S’il y a des cas où il est possible que les gaz chauds soient évacués hors du local, on peut alors prévoir le conduit standard d’échappement des gaz.

PortesLa porte du compartiment appareils et du panneau arrière est toujours munie d’une main courante. En outre, toutes les portes (compartiments basse tension, appareils et câbles) sont équipées de série d’un dispositif approprié pour les bloquer dans la position ouverte.

CâblesUniGear ZS1 à un seul étageLes unités IF et IFM à un seul étage sont généralement réalisées dans la version la plus profonde (1650-1700 mm).Cette configuration permet d’obtenir les caractéristiques suivantes:• entréedescâblesinférieureetsupérieure•distanceadéquatedesbornesdescâbles(conditions

minimum): - 700 mm en cas d’entrée inférieure - 1000 mm en cas d’entrée supérieure.Les unités IF d’une profondeur standard (1340-1390 mm) sont aussi utilisées comme alternative en cas de problèmes d’espaces.Cette version de l’unité permet exclusivement l’entrée inférieure des câbles et une distance des bornes des câbles comprise entre 440 et 535 mm, en fonction du courant nominal.UniGear ZS1 à deux étages Toutes les consignes prévues pour les unités à un seul étage sont valables pour les unités à deux étages.La distance des bornes des câbles des unités IF est de 600 mm pour toutes les configurations suivantes:•entréecâblesinférieure(lesdeuxunités)•entréecâblessupérieure(lesdeuxunités)•entréecâblesinférieureetsupérieure(uneunitéparlehaut,

une unité par le bas)

77

Contrôle thermographiqueEn général le contrôle thermographique est nécessaire sur les bornes des câbles de puissance et, parfois, sur les systèmes de barres principales.Habituellement c’est le premier type de contrôle qui est demandé, parce que les défauts sur les bornes des câbles représentent la plupart des défauts dans les tableaux, tandis que les défauts dans les systèmes de barres sont plutôt rares.Le contrôle et la supervision thermographique peuvent avoir lieu de deux manières:•contrôletemporaireàl’aided’unecaméraIRàtraversun

hublot d’inspection approprié•suivicontinupardescapteursIRinstallésàl’intérieurdu

tableau.Le premier système (contrôle temporaire) exige une caméra IR (à infrarouge) et un hublot d’inspection pour chaque compartiment à surveiller.Le deuxième système exige un contrôle thermique en continu.Ils’agitd’unsystèmedecontrôlethermique« non-touch »quiutilise des sondes thermiques aux infrarouges, reliées à une centrale (8 sondes peuvent être reliées à chaque centrale).Vu les contraintes de construction du tableau, le contrôle thermographique des barres principales peut être effectué exclusivement en utilisant le système de contrôle thermique en continu.Les câbles de puissance peuvent être surveillés en utilisant les deux systèmes.En ce qui concerne le tableau UniGear ZS1 à deux étages, il faut par contre mettre en évidence que, vu les limites de configuration du tableau, le contrôle thermographique tant des barres principales que des câbles de puissance doit être exécuté uniquement en utilisant le système de contrôle thermique en continu.

Configuration composée, formée de panneaux à un seul étage, à deux étages et tableau de contrôle moteurs

Unité départ avec disjoncteurs

Unité mesure

Unité départ

Unité arrivée Unité contacteur

Unité contacteur

Unité arrivéeCoupleur Remontée Unité mesure

Unité départ

Unité départ avec disjoncteurs

Figure 70: Exemple de contrôle thermographique dans le tableau UniGear ZS1 à un seul étage

78

Pour les unités typiques utilisées dans les applications navales, consulter la page 58 pour la version UniGear ZS1 à un seul étage, et les pages 86/87 pour la version UniGear ZS1 à deux étages. Ci-dessous sont décrites les unités ne faisant pas partie de la configuration standard.

Unité transformateur de mise à la terreDu point de vue électrique, les installations navales se basent sur des réseaux isolés (neutre isolé).Cette configuration comporte avant tout les conséquences suivantes:• leréseaupeutêtreexploitéenconditionsdedéfautàla

terre monophasé• ilesttrèsdifficilededétecterlesdéfautsàlaterre,carle

courant de défaut à la terre est très faible.

Pour augmenter la sensibilité de détection et donc permettre aux déclencheurs de fonctionner sur les défauts à la terre monophasés, on peut envisager deux solutions:•brancherl’enroulementsecondairedugénérateuràlaterre

au moyen d’une résistance• installeruntransformateurdemiseàlaterredansleréseau.

Pour cette raison, la gamme UniGear ZS1 doit être améliorée en ajoutant deux unités supplémentaires:•ME:unitédemesuredesbarres,avecunitédu

transformateur de mise à la terre•RE:remontée,avecunitétransformateurdemiseàlaterre.Dans le cas de tableaux avec section à un seul jeu de barres, on peut utiliser l’unité ME; dans le cas de tableaux avec sections à double jeu de barres, on doit employer les deux unités ME et RE pour couvrir toutes les configurations possibles.

Caractéristiques supplémentaires des unités de mesure et de remontéeLes unités M et R doivent être dotées de TT fixes, au lieu de TT débrochables avec fusibles.Danscetteconfiguration,le«compartimentappareils»oùest logé le chariot TT est utilisé comme un compartiment supplémentaire d’instrumentation auxiliaire. Ce compartiment doit être totalement séparé des compartiments de puissance par des cloisonnements métalliques, et est conçu comme un compartiment basse tension en ce qui concerne les normes de sécurité.Les parois latérales et arrières internes du compartiment sont dotées d’une plaque grillagée pour la fixation de l’instrumentation auxiliaire.Ce compartiment est équipé d’un conduit d’entrée des câbles par le fond sur le côté gauche, et de sortie dans le compartiment basse tension monté sur le sommet.

3. Applications navales Unités typiques

79

ME – Unité Mesures avec transformateur de mise à la terre

ME – Unité Remontée avec mesures et transformateur de mise à la terre

80

7,2 - 12 kV - ... 31,5 kALargeur unité (mm) 650

Profondeur unité (mm) 1650

Courant assigné (A) 630 1250 1600 2000 2500

IF Unité arrivée/départ duplex (1) (3)

IFM Unité arrivée/départ duplex avec mesures (1) (3)

Largeur unité (mm) 650

Profondeur unité (mm) 1340

Courant assigné (A) 630 1250 1600 2000 2500

IF Unité arrivée/départ (2) (3)

BT Coupleur

R Remontée

RE Remontée avec transformateur de mise à la terre

RM Remontée avec mesures

M Mesures

ME Mesures avec transformateur de mise à la terre

(1) Entrée des câbles inférieure et supérieure(2) Entrée câbles inférieure(3) Jusqu’à 50 kA avec contacteur sous vide

3. Applications navales Données techniques

81

(1) Entrée des câbles inférieure et supérieure(2) Entrée câbles inférieure(3) Jusqu’à 50 kA avec contacteur sous vide

7,2 - 12 kV - ... 40-50 kALargeur unité (mm) 650 1000

Profondeur unité (mm) 1650 1700 1650 1700

Courant assigné (A) 400 1250 1600 2000 2500 3150 4000 630 1250 1600 2000 2500 3150 4000

IF Unité arrivée/départ duplex (1) (3)

IFM Unité arrivée/départ avec mesures (1) (3)

Largeur unité (mm) 650 1000

Profondeur unité (mm) 1340 1390 1340 1390

Courant assigné (A) 400 1250 1600 2000 2500 3150 4000 630 1250 1600 2000 2500 3150 4000

IF Unité arrivée/départ (2) (3)

BT Coupleur

R Remontée

RE Remontée avec transformateur de mise à la terre

RM Remontée avec mesures

M Mesures

ME Mesures avec transformateur de mise à la terre

82

Figure 71: Exemple de configuration complète d’un tableau UniGear ZS1 à deux étages

UniGear ZS1 est aussi disponible comme système avec un seul jeu de barres dans la configuration à deux étages. Chaque panneau est composé de deux unités superposées complètement indépendantes entre-elles; du point de vue du fonctionnement, il est identique à deux unités à un seul étage juxtaposées.

Grâce aux nombreuses unités typiques disponibles, le tableau peut être configuré de manière appropriée pour répondre à toutes les exigences d’installation. Chaque unité peut être équipée de disjoncteurs ou de contacteurs, ainsi que de tous les accessoires disponibles pour les unités du tableau UniGear ZS1 à un seul étage.Tous les composants significatifs sont identiques à ceux qui sont utilisés pour les unités à un seul étage, ce qui garantit les mêmes procédures d’exercice et d’entretien.Le tableau UniGear ZS1 à deux étages se distingue surtout par son utilisation intelligente et efficace de l’espace. Toutes les configurations permettent d’obtenir une réduction importante de l’espace occupé, avec une attention particulière à la largeur du tableau (30...40% en moins dans les configurations typiques).Son emploi est recommandé pour les installations prévoyant un grand nombre de lignes d’alimentation, aussi bien avec des disjoncteurs que des contacteurs. Il peut être utilisé comme centre de commande des moteurs pour des applications jusqu’à 12 kV.Toutes les caractéristiques des unités à un seul étage et à deux étages sont identiques.

Le courant nominal total du jeu de barres est donné par la somme des courants des deux demi- jeux de barres supérieur et inférieur. Les unités à deux étages peuvent être accouplées directement à des unités à un seul étage, en offrant ainsi la possibilité d’extension des deux côtés du tableau. Le tableau doit être accessible aussi par l’arrière pour les procédures d’installation et d’entretien, tandis que toutes les opérations d’exercice sont effectuées sur le devant.Le tableau UniGear ZS1 à deux étages peut être utilisé dans deux configurations typiques:•complèteàdeuxétages•composéeavecunseulétageetdeuxétages.

3. Applications navales UniGear ZS1 à deux étages Description

83

Figure 72: Exemple de configuration d’un tableau UniGear ZS1 à un seul étage et à deux étages

La solution complète adopte seulement des panneaux à deux étages pour réaliser toutes les unités typiques: arrivée, coupleur, remontée, mesure de barres, et départ.La solution composée, au contraire, utilise les deux configurations à un seul étage et à deux étages: la première pour les unités arrivée, coupleur et remontée, la deuxième pour les unités mesure de barres et départ.La solution complète à deux étages réalise l’objectif de réduction maximale des dimensions et peut être utilisée

pour des courants nominaux relativement réduits (courant maximum des unités d’arrivée 1600 A). Elle est normalement utilisée pour réaliser des tableaux de distribution locale, avec un nombre limité d’unités départ.Le domaine d’application de la solution composée est au contraire celui des tableaux de distribution primaire, avec des courants nominaux élevés (courant maximum des unités arrivée 3150A) et de nombreuses unités départ.

Caractéristiques électriques selon les normes IEC

Tension nominale kV 7,2 12 17,5

Tension nominale d’isolement kV 7,2 12 17,5

Tension d’essai à fréquence industrielle kV 1 min 20 28 38

Tension de tenue sous choc kV 60 75 95

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

Courant assigné admissible de courte durée kA 3 s ...50 ...50 ...40

Courant de crête kA ...125 ...125 ...105

Courant de tenue à l’arc interne kA 1 s ...40 ...40 ...40

kA 0,5 s ...50 ...50 –

Courant nominal des barres principales A ...1600 ...1600 ...1600

Courant nominal du disjoncteur

630 630 630

1000 1000 1000

1250 1250 1250

1600 1600 1600

1) La version GB/DL est disponible avec des valeurs supérieures de rigidité diélectrique (42 kV) et courant nominal admissible de courte durée (4 s).2) Les valeurs indiquées sont valables tant pour le disjoncteur sous vide que pour le disjoncteur à gaz SF6 .3) Pour le panneau avec contacteur, la valeur du courant nominal est 400 A.

84

5

2

3

4

4

1

2

3

1

2ème étage

1er étage

1 Porte du compartiment appareils2 Manoeuvre d'embrochage/débrochage appareils3 Manoeuvre du sectionneur de terre4 Compartiment basse tension5 Compartiment basse tension additionnel

CompartimentsChaque panneau est composé de deux unités superposées [1er étage et 2ème étage], et chaque unité est donc constituée de trois compartiments de puissance indépendants: appareils [A], barres [B] et câbles [C] (consulter page 89).Tous les compartiments sont séparés par des cloisons métalliques.Dans la partie centrale, le panneau est équipé d’un compartiment pour loger l’instrumentation auxiliaire des deux unités [D].Cette solution permet de placer les appareillages d’interface avec l’utilisateur à une bonne hauteur. Dans la partie supérieure du panneau est disponible un compartiment pour loger tout autre appareillage [d].Le tableau résistant à l’arc interne est normalement équipé d’un conduit pour l’évacuation des gaz produits par l’arc électrique [E].Chaque compartiment de l’unité placé au 2ème étage est doté d’un déflecteur au sommet. La pression produite par la condition de défaut provoque son ouverture, en permettant le passage des gaz dans le conduit. Les gaz produits par des

défauts provenant des compartiments de puissance de l’unité placée au 1er étage sont évacués vers le conduit principal à travers un conduit dédié, placé au côté du tableau [e].Chaque compartiment du tableau placé au 1er étage est doté d’un déflecteur situé au côté du tableau. La pression produite par la condition de défaut fait ouvrir ce déflecteur, en permettant aux gaz de passer dans le conduit.Grâce à cette solution, les unités placées au 2ème étage ne sont pas touchées par ce défaut.Les compartiments des appareils sont accessibles sur le devant.La fermeture de la porte de ces compartiments est disponible en deux versions, avec des vis ou avec une poignée centrale. Pour enlever les appareils du tableau et des compartiments (disjoncteurs, contacteurs et chariots de mesure) placés aux deux étages, on utilise un chariot élévateur unique dédié. On peut aussi utiliser ce chariot, pour les mêmes procédures, pour les unités à un seul étage.Les compartiments des barres et des câbles sont accessibles à l’arrière du tableau en enlevant les panneaux démontables.Toutes les opérations d’exercice ordinaire sont faites sur le devant, tandis que pour les opérations d’entretien et de mise en service on doit accéder à l’arrière du tableau.

3. Applications navales UniGear ZS1 à deux étages Caractéristiques

85

Figure 73: Configuration composée d’un tableau UniGear ZS1 à un seul étage et à deux étages

Les caractéristiques du système de barres, des dérivations, de la barre de mise à la terre, du sectionneur de terre, des isolateurs de traversée et des volets sont identiques à celles des unités à un seul étage.On peut employer au maximum six câbles unipolaires ou tripolaires par phase, en fonction de la tension nominale, des dimensions des panneaux du tableau et de la section des câbles.

ConfigurationsLes unités typiques du tableau disponibles permettent de réaliser les configurations les plus appropriées en fonction des exigences d’installation.L’unité d’alimentation arrivée/départ [IF] est celle qui est la plus largement utilisée: les deux étages du tableau consistent d’unités de ce type, et peuvent être utilisés soit comme unité arrivée soit comme unité départ.Les unités coupleur [BT] et remontée [R] sont utilisées pour réaliser une configuration complète à deux étages.Ces unités sont positionnées au 2ème étage, tandis qu’au 1er étage se trouvent les unités arrivée/départ.

Les unités coupleur peuvent être équipées de transformateurs de courant en aval du disjoncteur pour la mesure des barres. Il est possible d’installer des transformateurs de courant également en amont, pour réaliser des schémas de protection spéciaux. L’unité de remontée est aussi disponible dans la version à chariot instruments débrochable, et à transformateurs de tension à fusibles [RM]. La configuration composée à un seul étage et à deux étages requiert une liaison entre les deux sections du tableau grâce à une unité de connexion. Cette unité permet de raccorder les deux sections du tableau (barres, barre de mise à la terre, conduit d’échappement du gaz, conduites pour le raccordement des circuits auxiliaires), et elle peut être dotée du sectionneur de mise à la terre des barres [J], et également du chariot instruments débrochable avec transformateurs de tension à fusibles [JM]. Ces unités sont positionnées au 2ème étage, tandis qu’au 1er étage se trouvent les unités arrivée/départ.

86

2ème

étag

e1er

éta

ge

IF Unité arrivée/départ

3. Applications navales UniGear ZS1 à deux étages Unités typiques

R Remontée

BT Coupleur

IF Unité arrivée/départ

IF Unité arrivée/départ

IF Unité arrivée/départ

87

IF Unité arrivée/départ

Déb

roch

able

JM Unité de connexion avec mesures

J Unité de connexion

RM Remontée avec mesures

IF Unité arrivée/départ

IF Unité arrivée/départ

Déb

roch

able

Composants standards Accessoires Solutions alternatives Composants standards Légende des composants

88

... 12 kV - ... 50 kAProfondeur (mm) 1976

Hauteur (mm) 2700 (1)

Hauteur avec conduit d'échappement du gaz (mm) 2700 (1)

Largeur (mm) 750 750 900 900

Courant nominal de courte durée (kA) ... 31,5 ... 31,5 ... 50 ... 50

Courant assigné (A) 630 1000 1250 1600

2nd IF Unité duplex (2)

1er IF Unité duplex (2)

2nd BT Coupleur

1er IF Unité duplex

2nd R Remontée

1er IF Unité duplex

2nd RM Remontée avec mesures

1er IF Unité duplex

2nd J Connexion 1250 A

1er IF Unité duplex (2)

2nd JM Connexion avec mesures 1250 A

1er IF Unité duplex (2)

(1) La hauteur du tableau dans la configuration composée à un et deux étages est identique à celle dans la configuration à deux étages.

(2) Pour les caractéristiques de ces unités équipées de contacteur voir page 24.

.... 17,5 kV - ... 40 kAProfondeur (mm) 1976

Hauteur (mm) 2700 (1)

Hauteur avec conduit d'échappement du gaz (mm) 2700 (1)

Largeur (mm) 750 750 900 900

Courant nominal de courte durée (kA) ... 31,5 ... 31,5 ... 40 ... 40

Courant assigné (A) 630 1000 1250 1600

2nd IF Unité duplex

1er IF Unité duplex

2nd BT Coupleur

1er IF Unité duplex

2nd R Remontée

1er IF Unité duplex

2nd RM Remontée avec mesures

1er IF Unité duplex

2nd J Connexion 1250 A

1er IF Unité duplex

2nd JM Connexion avec mesures 1250 A

1er IF Unité duplex

3. Applications navales UniGear ZS1 à deux étages Données techniques

89

Compartiments de l'unité

A Compartiment appareilsB Compartiment barresC Compartiment câblesD Compartiment basse tensionE Conduit d’échappement des gaz

Largeur ProfondeurH

aute

ur

90

Remarques

91

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