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18 R e v u e A B B 3 / 1 9 9 6 T E C H N I Q U E D E C O N T R Ô L E - C O M M

18 R e v u e A B B 3 / 1 9 9 6 T E C H N I Q U E D E C O N T R Ô L E - C O M M A N D E P O U R I N S T A L L A T I O N S D E D I S T R I B U T I O N Dr Volker Biewendt Dr Werner Ebbinghaus Rudolf Wiegand ABB Calor Emag Schaltanlagen AG Concepts d’avenir de la technique de contrôle-commande des installations de distribution De nos jours, les installations de distribution ont atteint un degrée d’automa- tisation et de fiabilité élevé. Par le développement de capteurs performants en relation avec la technique numérique de contrôle-commande et de logi- ciels de conduite de procédé, on a fondé une nouvelle base pour la technique secondaire des installations de distribution qui procurent de nombreux avan- tages aux utilisateurs. Par l’utilisation d’appareils de contrôle-commande et de protection de panneau numériques dans les installations de distribution moyenne tension et haute tension simples, on améliore encore considérable- ment la fonctionnalité et la fiabilité de la technique primaire. e système de contrôle-commande numérique pour installations de distribution PYRAMID [1] assume des fonctions de commande, de surveillance, de signalisation, de mesure, de téléaction, ainsi que de ver- rouillage et de protection d’installations de distribution de tous les niveaux de tension. Ce système est fondé sur des unités de trai- tement programmables. Il utilise des conducteurs à fibres optiques et applique la technique de bus, avec une structure simple et logique. montre la structure du PYRA- MID pour des installations de distribution moyenne tension et haute tension simples. Au niveau de la sous-station, le système de visualisation et de conduite MicroSCADA fournit une vue d’ensemble d’une clarté diffi- cilement accessible par une technique conventionnelle sur les événements et l’état de l’installation de distribution, tout en per- mettant une conduite sûre assistée par menu. Au niveau des panneaux, l’unité de contrôle-commande et de protection du type SCU accomplit les missions de protection, de conduite, de mesure, de surveillance et de communication. 1 Adaptation précise à l’extension des missions L’appareil de contrôle-commande et de pro- tection SCU est fondé sur une technique de microprocesseurs hautement intégrés. Grâce à l’utilisation conséquente de ses possi- bilités et de la conduite du procédé gérée par logiciel, cette technique offre un vaste spectre de fonctions. Ses appareils peuvent s’adapter à prix avantageux à pratiquement toutes les exigences des installations. On les paramétrise et on les active conformément aux désirs indi- viduels des clients et aux conditions spécifi- ques des panneaux de distribution. montre une installation de distribution moyenne ten- sion équipée d’appareils SCU pour toutes les fonctions de commande et de protection re- quises par les différents panneaux. En com- plément, les panneaux de distribution dans 3 3 2 sont dotés de capteurs de courant et de ten- sion , ainsi que de détecteurs de proximité inductifs [2]. Pour répondre intégralemement aux diffé- rents profils d’exigences des exploitants d’ins- tallations de distribution, les concepteurs ont réparti toutes les missions potentielles sur plu- sieurs microprocesseurs de la plate-forme ma- térielle. montre la structure de principe du matériel, avec la répartition des fonctions sur différents processeurs. Nouvelle technique de capteurs pour l’intégration dans les procédés Lors de l’intégration des SCU dans un pan- neau de distribution moyenne tension, on uti- lise des entrées et des sorties à séparation galvanique pour les dispositifs de signalisation et de commande. Les entrées binaires sont reliées par des capteurs avec l’appareillage d’exploitation [2]. Des détecteurs de proximité inductifs saisis- sent sans contact la position des appareils de commutation. En raison de leur compacité, on peut positionner ces capteurs de manière avantageuse, ce qui rend possible un affi- chage direct et très précis. Etant donné que ces capteurs travaillent sans contact électri- que ou mécanique, ces appareils fournissent une fiabilité et une longévité élevées. En complément, des signaux externes né- cessaires pour la conduite du procédé peu- vent être injectés dans ces unités de contrôle- commande et de protection de panneau. Les sorties de commande et de signalisa- tion sont formées de semi-conducteurs de puissance qui permettent de commander di- rectement les appareils de commutation, sans requérir des contacteurs. En comparaison de la technique secondaire existante, on peut supprimer une grande partie des câblages sinon nécessaires. Tant les éléments de com- mutation du panneau de distribution (disjonc- teur à vide, sectionneurs et mises à la terre) que par exemple les éléments de commuta- tion d’une installation basse tension subordon- née peuvent être commandés, affichés et surveillés par la SCU. La saisie des signaux de courant et de tension s’effectue à l’aide de capteurs de courant (bo- bine de Rogowski) et de capteurs de tension (diviseurs de tension ohmiques) . Dans les panneaux de distribution, on les utilise sous forme de convertisseurs combinés. Ils se dis- 4 5 4 L R e v u e A B B 3 / 1 9 9 6 19 tinguent par une précision élevée, un compor- tement de transmission linéaire et par une vaste gamme dynamique. Ces signaux ser- vent de base pour le calcul interne de la fré- quence, des valeurs minimales et maximales du courant, de la puissance apparente et réactive, ainsi que l’énergie transmise. Panneau de conduite local avec représentation graphique Pour assurer une conduite sûre de l’installation de distribution, les appareils de contrôle-com- mande et de protection de panneau possè- dent une surface utilisateur unifiée équipée d’un display. Un tableau schématique pro- grammable à volonté du panneau de distribu- tion avec des diodes lumineuses en deux 6 couleurs, des messages attribués également programmables, des avertissements et des alarmes en texte clair, informe directement l’utilisateur au sujet de l’état momentané du panneau de distribution . La conduite s’effectue à l’aide de ce ta- bleau schématique, avec des touches de sé- lection et des touches En – Hors. En se ser- vant d’interrupteurs à clé, il est possible de dé- terminer différents niveaux de compétence (locaux ou éloignés). En mode d’introduction et de conduite, on peut modifier sur l’appareil les paramètres des fonctions de protection ac- tivées. On peut activer ou désactiver les fonc- tions de réenclenchement et remettre à zéro les valeurs maximales et de l’énergie trans- mise, ainsi que les données des disjoncteurs. 7 Des affichages graphiques à histogrammes ou numériques des valeurs de courant et de tension, des puissances actives et réactives calculées, ainsi que de l’énergie transmise sont autant d’informations supplémentaires à la disposition de l’exploitant. Par une programmation spécifique aux ap- plications, l’extension des fonctions du tableau de commande local de la SCU est adaptée exactement aux besoins de l’installation. Fonctions de protection Les signaux de courant et de tension des cap- teurs servent de base aux fonctions de protec- tion implémentées. Ces fonctions couvrent la gamme des fonctions de protection usuelles des installations moyenne tension et des ins- tallations haute tension simples. Il s’agit par exemple de la protection multi-étage contre les surintensités (mono- ou bidirectionnelles), de la protection multi-étage contre les courts- circuits à la terre (mono- ou bidirectionnels), de la protection multi-étage contre les sur- et les sous-tensions, de la protection de distance, etc. Les différentes fonctions de protection peuvent être combinées, afin d’adapter le panneau de distribution à toutes les exigences spécifiques de l’installation. Toutes les fonc- tions de protection peuvent être implémentées de telle manière que le disjoncteur soit ouvert en cas de réponse. L’utilisateur peut pourtant ? READY OPEN CB SCU ABB SET OPERATIONAL LOCAL REMOTE ? READY OPEN CB SCU ABB SET OPERATIONAL LOCAL REMOTE ? READY OPEN CB SCU ABB SET OPERATIONAL LOCAL REMOTE 1 4 2 3 5 Configuration fonctionnelle du système de contrôle-commande PYRAMID pour installations de distribution moyenne tension et haute tension simples Bleu Niveau de la sous-station 1 Commandes proches Jaune Niveau des communications 2 Unité de sous-station modulaire Vert Niveau de contrôle-commande 3 Appareil de contrôle-commande et de des panneaux protection de panneau type SCU 4 Poste de conduite du réseau 5 Installations annexes, protection des barres collectrices 1 Appareil de contrôle-commande et de protection de panneau SCU – fonctionnalité et fiabilité élevées 2 T E C H N I Q U E D E C O N T R Ô L E - C O M M A N D E P O U R I N S T A L L A T I O N S D E D I S T R I B U T I O N 20 R e v u e A B B 3 / 1 9 9 6 A/D I/O DSP MC CP SP Installation de distribution moyenne tension avec appareils de contrôle-commande et de protection de panneau SCU 3 Capteur de mesure de courant et de tension combiné 4 Processeurs des appareils de contrôle-commande et de protection de panneau avec leurs missions CP Processeur de communication MC Processeur principal pour les A/D Convertisseur analogique/numérique commandes et les messages DSP Processeur des signaux uploads/s3/ concepts-d-x27-avenir-de-la-technique-de-controle-commande-des-installations-de-distribution.pdf