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UN PROJET SUR LES CREUX DE TENSION ET LES COUPURES BREVES POUR REPONDRE AUX ATT

UN PROJET SUR LES CREUX DE TENSION ET LES COUPURES BREVES POUR REPONDRE AUX ATTENTES DES CLIENTS J. Martinon O. Poisson F. DeChateauvieux EDF - Direction des Études et Recherches 1, Avenue du Général de Gaulle – 92141 Clamart Cedex (France) Tel : + 33.1.47.65.41.06 – Fax : + 33.1.47.65.37.86 – E-Mail : jean.martinon@edf.fr RESUME Un projet consacré aux creux de tension et aux coupures brèves a été mené dans le but de mieux répondre aux attentes des clients concernant la qualité de fourniture. L’objectif de ce projet est triple. Il s’agit de premièrement de mieux connaître les caractéristiques des creux et des coupures enregistrés sur le réseau aux différents niveaux de tension, la sensibilité des équipements les plus couramment installés chez la clientèle et les solutions de désensibilisation qui peuvent être préconisées. Deuxièmement, d’éclairer la politique d’Électricité de France dans le domaine de la normalisation et de la contractualisation de la qualité. Et troisièmement, de produire des outils d’information (guides techniques) et d’étude (logiciels) consacrés à ces perturbations de la tension. 1.- CONTEXTE La satisfaction des clients est une préoccupation majeure d’EDF. Dans ce but, des efforts importants ont été entrepris depuis une quinzaine d’années pour améliorer la qualité de fourniture. Ces efforts ont porté dans un premier temps sur la structure des réseaux (création de nouveaux postes sources), leur protection et leur mode d’exploitation (rebouclage des réseaux HTB). Ces programmes ont eu pour conséquence de diminuer notablement le nombre des coupures longues (supérieures à 3 minutes) subies par les clients, ainsi que la durée de ces coupures. Parallèlement, le développement de nouvelles applications de l’électricité a rendu la clientèle de plus en plus sensible aux creux de tension et aux coupures brèves (durée inférieure à 3 minutes). Ces phénomènes, qui peuvent perturber les process industriels et les applications informatiques, sont aujourd’hui perçus par les utilisateurs comme les perturbations les plus gênantes. Une enquête réalisée en 1994 a mis en évidence une forte attente des clients industriels sur ce point. En effet, 44% d’entre eux estiment que les creux de tension perturbent fortement leur activité, causant au minimum 5 arrêts de production par an, et entraînant la détérioration de matériel et des pertes de production. Pour un distributeur soucieux de la satisfaction de ses clients, ces perturbations constituent donc un enjeu de toute première importance. Aujourd’hui, EDF développe une approche qualité plus personnalisée, à travers le contrat « Émeraude » [1] et les services associés. Ce contrat, qui se généralise depuis 1996 auprès des clients industriels et tertiaires les plus importants prévoit, en standard, un engagement du distributeur sur le nombre de coupures brèves et longues subies par un client. En cas de dépassement des seuils contractuels (définis sur le plan national et approuvés par les pouvoirs publics), EDF dédommage le client sur la base des dégâts subis. Les clients qui le souhaitent peuvent également obtenir des engagements sur le nombre de creux de tension subis par leur installation, en négociant des seuils personnalisés. Cependant, il n’existe pas aujourd’hui de texte normatif précis concernant les creux de tension et les coupures brèves, que ce soit sur le plan de l’immunité des appareils, de la compatibilité électromagnétique ou bien encore de la mesure des perturbations. Par ailleurs, dans un contexte d’ouverture du marché de l’électricité, les engagements contractuels liés aux creux de tension et aux coupures brèves revêtent une importance significative. C’est pourquoi un projet traitant de ces perturbations a été mis en œ uvre par la Direction des Études et Recherches d’EDF avec un triple objectif : • mieux connaître les caractéristiques des creux de tension et des coupures brèves enregistrés sur le réseau aux différents niveaux de tension, la sensibilité des équipements les plus couramment installés chez la clientèle et les solutions de désensibilisation qui peuvent être préconisées ; • éclairer la politique de l’entreprise dans le domaine de la normalisation et de la contractualisation, en particulier pour préparer les évolutions du contrat « Émeraude » ; • produire des outils d’information (guides techniques) et d’étude (logiciels) permettant aux divisions commerciales d’EDF de répondre aux attentes et aux questions des clients. 2.- UNE MEILLEURE CONNAISSANCE DE L’IMPACT DES CREUX DE TENSION ET DES COUPURES BREVES 2.1.- Perturbations observées aux différents niveaux de tension Les mesures réalisées sur les réseaux de transport et de distribution français (soit plus de 20.000 événements) ont permis d’établir une classification, en termes de durée et d’amplitude, des creux de tension et des coupures brèves observés. Les tableaux 1 et 2 indiquent les résultats obtenus en HTA et en HTB. Tableau 1 : répartition (en %) des creux de tension et coupures brèves sur le réseau HTB durée (s) / tension résid. (%) > 0,05 > 0,20 > 0,40 > 0,60 > 1,00 < 80 17,2 6,5 2,5 1,8 0,9 < 75 10,8 4,1 1,4 1,0 0,6 < 70 7,7 3,0 1,1 0,8 0,5 < 50 3,3 1,1 0,6 0,4 0,3 < 30 2,5 0,7 0,4 0,3 0,3 coupures brèves 2,0 2,0 1,9 1,8 1,8 Tableau 2 : répartition (en %) des creux de tension et coupures brèves sur le réseau HTA durée (s) / tension résid. (%) > 0,05 > 0,20 > 0,40 > 0,60 > 1,00 < 80 17,4 9,9 5,1 2,3 0,6 < 75 13,4 7,6 3,9 1,6 0,2 < 70 10,8 5,7 2,7 0,9 0,1 < 50 6,7 3,5 1,3 0,4 0,1 < 30 4,8 2,2 0,8 0,1 0,1 coupures brèves 4,5 3,7 2,2 2,1 2,1 La méthode a consisté ensuite à classer les enregistrements en fonction de la protection mise en œ uvre pour éliminer le défaut. Il s’agit de reconnaître la « signature » d’un creux de tension, en fonction du type de cette protection. Une vingtaine de profils ont ainsi été identifiés. Cette procédure permet de déterminer l'origine des creux de tension. Une première répartition a ainsi été établie pour la HTB et la HTA (cf. tableau 3). Tableau 3 :Répartition des creux de tension mesurés, en fonction du cycle de protection mis en œ uvre cycle de protection répartition HTB répartition HTA protection rapide THT 22% 9% protection 1° stade HTB 48% 21% protection 2° stade HTB 6% 9% réenclenchement HTB 1% coupure HTB 2% 2% réenclenchement rapide du départ 6% réenclenchement lent du départ 3% réenclenchement rapide - lent du départ 1% réenclenchement rapide départ voisin 2% réenclenchement lent départ voisin 1% réencl. rapide - lent départ voisin 3% rapide départ voisin ou 1° stade HTB 3% 18% lent départ voisin ou 2° stade HTB 1% 10% inconnu 16% 14% Cette procédure a été validée à partir des données collectées par les divisions opérationnelles d’EDF. 2.3.- Sensibilité des matériels Une campagne de tests a été réalisée sur différents types de matériels industriels (moteurs avec leur alimentation, entraînements à vitesse variable, climatiseur, pompe à chaleur, etc.) et tertiaires (bureautique, armoire à froid, éclairage, etc.). Les seuils de sensibilité de ces matériels ont ainsi été établis. Quelques exemples de seuils sont donnés sur la figure 1, qui délimite la zone de sensibilité des matériels dans un plan profondeur / durée (les appareils sont perturbés en dessous et à droite de la limite). Le seuil de sensibilité varie d’un appareil à l’autre. Schématiquement, ce seuil se situe entre 100 et 300 ms pour la durée et entre 50 et 70% de la tension nominale pour l’amplitude. Le comportement de l’appareil au-delà de cette limite est également variable : soit l'appareil redémarre automatiquement à la fin de la perturbation sans modification du fonctionnement, soit l’appareil s’arrête et doit être réinitialisé pour redémarrer. 0 20 40 60 80 100 0 100 200 300 400 500 600 700 microprocesseurs appareillage de commande alternatif automatismes industriels matériels bureautiques - climatiseurs entraînements à vitesse variable éclairage Tension résiduelle (%) Durée (ms) Figure 1 : Seuils de sensibilité de quelques matériels aux creux de tension 2.4.- Préjudices liés aux coupures brèves Une enquête réalisée ces dernières années a permis d’obtenir une estimation du préjudice financier lié aux coupures brèves (cf. tableau 4). Tableau 4 : Estimation du préjudice économique lié aux coupures brèves dans le secteur industriel montant du préjudice répartition des incidents ayant eu des conséquences financières moins de 10 kF 30% de 10 à 50 kF 35% de 50 à 100 kF 18% plus de 100 kF 17% Il est à noter que tous les process ne sont pas affectés de la même façon. Les secteurs les plus sensibles sont entre autres les processus à flux tendus, l'industrie du caoutchouc et la construction électronique. 2.5.- Solutions de désensibilisation Une collaboration avec les constructeurs de matériel a permis d'identifier les nombreuses solutions de désensibilisation proposées aujourd'hui (cf. § 4.2). Par ailleurs, dans le cadre de l'étude des applications de l'électronique de puissance HTA et BT, une évaluation des solutions innovantes a été menée. Les dispositifs les plus prometteurs sont : • le compensateur série, qui permet de compenser les creux de tension ; • le compensateur parallèle, associé à un système de stockage qui permet de compenser les creux de tension et les uploads/Industriel/ un-projet-sur-les-creux-de-tension-et-les-coupures-breves-pour-repondre-aux-attentes-des-clients.pdf