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Automatisation des réseaux électriquesde transport et de distribution

Session 2.2 “Automatisation”

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

Electrification, automatisation et digitalisation desréseaux électriques

Centre de contrôle ( SCADA,EMS ,…/ Applications IT )

Protection, CCN , Communication, …

Postes HT ouverts ( AIS), Postes HT blindés ( GIS),Transformateurs depuissance , Tableaux MT,…

Powergeneration TSOs Oil and gas Industries Infrastructure

constructionDSOs/munis

Digitalisation

Automatisaton

Electrification

Distributedgeneration

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

Automatisation des réseaux d‘ énergie électrique

Protection des lignes, câbles ,transformateurs,…Contrôle-commande des sous-stations, monitoring des lignes ,…Systèmes de télécommunications ,…

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

Substation automation

AMIS

Substation Automation

Power Quality

Energy Data Management

Protection

Control Center

Feeder Automation

Substation Automation

Power Quality

La pyramide des niveaux de conduite

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

Implémentation HW+SW dans les sous-stations

Produit tiers

Engineering SAT

Configuration +paramétrage

Test / FAT

Mise-en-service

Substationautomation

AMIS

SubstationAutomation

PowerQuality

Energy DataManagement

Protection

ControlCenter

Feeder Automation

Substation Automation

PowerQuality

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

Protection sélective des réseaux électriques

TÂCHES:

§ détecter les défauts et isoler uniquement le composant défaillant du réseau

§ limiter les conséquences des défauts des équipements (câbles, transformateurs,. etc.)

SCHÉMA DE PROTECTION :

Transformateurs de mesure + Relais de protection + Disjoncteur

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

« Loi d‘Ohm » pour la mesure de la distance

6 boucles: 3 boucles phase- phase et3 boucles phase- terre

boucle phase- phase : UL1-L2 = ZL ( IL1 - IL2)

Courant mesurétension mesurée

IL1

IL3

IE ZE

UL1UL2UL3

ZL = RL + j XL

ZE = RE +j XE

IL2

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« Loi de Kirchhoff » pour la mesure du différentiel

Kirchhoff

I1+I2+I3+I4+I5=0

Lignes et câbles

Jeu de barres

Transformateur

Générateur

Moteur

I1

I2

I3

I4

I5

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

SIPROTECplus de 100 ans d'expérience

1910 1960 1970 1980 1990 2000 2014

Relais analogiques

Relais électromécaniques

Relais de protection numérique

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

Innovation et fiabilité

Fondamentaux : rapidité , précision, pas dedéclenchement intempestif malgré la distorsion dessignaux

Axes d’innovations : intégration fonctionnelle ,communication , automatismes et monitoring , fluxholistique des données , sûreté .

X

R

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

SIPROTEC 5

Protectiondifférentielle

de ligne

Protectionde surintensité

Contrôleurde travée

Protection combinéedistance et

différentielle

Oscilloperturbogrape

Protectionmoteur

Protection dela distance

Réenclencheur, refusdisjoncteur,

synchrocheck

Protectionjeu de barres

Protection différentielledu transformateur

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

Protection d’un transformateur à 2 enroulements

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

Protection d’une ligne avec contrôleur de travée séparé

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

DIGSI

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

SIPROTEC 5 – 1 device for all tasks

Intégration fonctionnelle

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

Créer vos propres fonctions et automatismes avecle Function Chart Editor ( CFC)

Exemples:

§ Délestage et restauration deréseaux

§ Gestion des productionsdécentralisées

§ Découplage automatique

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

§ Modules de communicationsérie et basée sur Ethernet

§ Versions fibres optiques etfils de cuivre

Communication “under control”

Siprotec5-Designed to communicate

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

• Hardware robuste et durable

• Haute résistance EMC, climatique ,mécanique , …

• Sécurité de raccordement des TI

• Auto-contrôle

• Sûreté des protocoles comme IEC 61850

• Cybersecurité

Sûreté , sécurité et disponibilité

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

DesignExploitation

Implémentation• selection appareils

• engineering• paramétrage

• réglages

Mise enservice

Consistance des données gérées par un seul outil

HolisticWorkflow

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

• Phase Measurement Unit ( PMU)

• Wide Area Monitoring ( WAM)

• Active Network Management ( ANM)

Monitoring pour sécuriser la stabilité du réseau

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

Un réseau intelligent renforcé par des servicesd'intégration et l'informatique

RAIL ET MICRO-RÉSEAUXCONSOMMATION

TI DES RÉSEAUX

COMMUNICATIONET AUTOMATISATION

PRODUCTION TRANSMISSION DISTRIBUTION

DISPOSITIFS DETERRAIN

CAPTEURS ETPROTECTION

SERVIC

EET

SÉCU

RITÉ

DES

RÉSEAU

XIN

TELLIGEN

TS

COMMUNICATIONAUTOMATISATIONIHM

APPLICATIONS DERÉSEAU

TRANSMISSIONINTELLIGENTE

RAIL ETMICRO-

RÉSEAUX

DISTRIBUTIONINTELLIGENTE

ÉQUIPEMENTSPRIMAIRES

CONTRÔLE DURÉSEAU

CAPTEURS

QUALITÉ DEL'ÉNERGIE

COMPTEURINTELLIGENT

PROTECTION

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

SICAM

Contrôle-Commande Numérique dans les sous-stations

Ethernet et IEC 61850Topologies et architectures multiples

L ‘utilisateur définit la topologie la mieuxadaptée à ses exigences de même que le

degré de redondance requis

Ethernet et IEC 61850Structure en boucle avec des switches externes

Field 1 Field n

Switch SwitchSwitch

Device 1 Device n-1 Device n Device m

Station Automation

Switch

DIGSI

Ethernet et IEC 61850Structure en boucle avec des switches intégrés

Field 1 Field n

Device 1 Device n-1 Device n Device m

Station Automation

Switch

DIGSI

Ethernet et IEC 61850Structure en boucle avec plusieurs boucles

Device 1 Device n

Station Automation

Device 4

Device 3

SwitchSwitch

Device 2

Device 3 …

Device n

Device 5Device 2

Device 1 …

Ethernet et IEC 61850Interverrouillage suivant IEC 61850-GOOSE

Q1

SS1

SS2

Q0x

Q2

=C01

Q0x

Q2

=C03

Q0x

Q2

=C02

Q1 Q1

Coupling

IEC 61850- GOOSE

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“Full Server”

Ethernet IEC61850

Station Bus

IEC T101 IEC T104

SICAM PAS CCControl Center

CorporateNetwork TCP/IP

Du niveau travée au dispatching

Ethernet and IEC 61850Bus de poste et de prcessus

IEC 61850 and EthernetProtection & Control

Digital Converter

Data Transmission according to IEC 61850-9-2

*Standardization in work

Network Control Centre

Device Device

Router

Firewall

Gateway

MergingUnit

CB

Control Unit

IEC 61850 Station Bus

IEC 61850 Process Bus

Harmonization

with CIM

IEC 61970*

Communicationwith other Switch-

gear Systems*Process Control

System

Control CenterIEC 608705-104

CT

VT

3rd partydevice

Câblage parallèle

CCN

Process bus

Station bus

IEC

6185

0IEC 61850 communication dans une sous-station

DNP3 TCP

Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux

> 1.100.000Digital protection

devices

> 120.000RTUs

> 8.000Substation automation

systems

> 2.500Substation automation system

Protectiondevices

with250.000

> 220.000Power quality

devices

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