Analyse des incidents dans Les réseaux électriques Sommaire Les incidents dans les réseaux électriques Editorial Typologie des défauts dans les réseaux de transport et de distribution Ecrit par P. Rioual, EDF Le perturbographe: ses applications, sa technologie, son évolution Ecrit par Ben Trémerie, Electronic Instruments International Algorithms for fault location based on voltage and current measurements Ecrit par Jean-Claude Maun, ULB; Luc Philippot, SIEMENS; Volker Leitloff, EdF Le rôle de la mise à la terre du neutre Ecrit par Volker Leitloff, EdF Un consignateur central de données perturbographiques couplé à des protections et enregistreurs numériques Ecrit par Bruno Wartmann, Elektrizitätswerke der Stadt Zürich, Suisse Automatisation de l'analyse des défauts Nouvelles Nouvelles Agenda Compte-rendu de l'assemblée Générale Statutaire du vendredi 31 mars 2000
Les incidents dans les réseaux électriques Typologie des défauts dans les réseaux de transport et de distribution Ecrit par P. Rioual, EDF Cet article présente le fonctionnement des différents protections sur les réseaux de transport et de distribution français. Ce rappel effectué, l'article livre une analyse des besoins en terme de localisation des défauts et dresse un état des lieux sur la fonction de localisation des oscilloperturbographes. Le perturbographe: ses applications, sa technologie, son évolution Ecrit par Ben Trémerie, Electronic Instruments International Le perturbographe (anciennement oscilloperturbographe) est un équipement qui permet l enregistrement et la visualisation des perturbations (défauts) affectant les réseaux électriques. Il offre à l électricien une image des grandeurs électriques analogiques (variables en amplitude) et logiques (états tout ou rien). Souvent considéré comme la boîte noire du réseau par analogie avec celle des avions, le perturbographe a montré son utilité bien au-delà de cette description restrictive. Outre son utilisation pour le diagnostic d'incident post mortem, il se révèle en effet un outil important pour assurer la maîtrise opérationnelle et la pérennité de l'équipement électrique haute tension. Le schéma de la Figure 1 décrit les éléments fondamentaux de son architecture, dont les caractéristiques principales sont décrites dans l article (immunité, flexibilité, puissance de calcul, capacité de mémoire, communication, ). La fonctionnalité perturbographique évolue en raison de plusieurs facteurs: augmentation de l intégration fonctionnelle, élaboration de systèmes experts, construction d une base de connaissance et obligations contractuelles suite à la dérégulation.
Algorithms for fault location based on voltage and current measurements Ecrit par Jean-Claude Maun, ULB; Luc Philippot, SIEMENS; Volker Leitloff, EdF La localisation de courts-circuits dans les réseaux électriques de transport et de distribution vise en général à orienter la réparation ou la maintenance. Elle peut s'appuyer sur diverses techniques. La méthode la plus courante, que l'article traite plus en détail, est le calcul de la distance entre le point de mesure et le défaut sur base de l'impédance de boucle. Elle a ses limitations, notamment en cas de défaut résistif. L'article explore les améliorations possibles et présente d'autres techniques de localisation, comme l'analyse des phénomènes de propagation. C'est hélas pour les réseaux de distribution complexes (topologie en épi, etc.) que la localisation de défaut est actuellement la moins précise ou la moins fiable, alors que les exploitants comptent justement beaucoup sur la localisation automatique des défauts pour rétablir rapidement la fourniture d'électricité, sans recourir à de multiples sectionnements du réseau. Le choix de régimes de neutre très impédants n'améliore pas la situation et stimule la recherche de techniques basées sur les harmoniques et les composantes transitoires des signaux.
Un consignateur central de données perturbographiques couplé à des protections et enregistreurs numériques Ecrit par Bruno Wartmann, Elektrizitätswerke der Stadt Zürich, Suisse Zurich, située au bord du Lac Léman et sur les rives de la Limmat, est connue dans le monde entier pour être le siège de nombreuses banques suisses. Mais Zurich, qui compte 330 000 habitants et abrite de nombreux sièges centraux et succursales de groupes suisses et internationaux et d'innombrables PMI, est aussi la plus importante ville de Suisse. L'approvisionnement en électricité de cette métropole incombe à la centrale électrique de la ville de Zurich (EWZ). Pour garantir à ses clients un approvisionnement sûr en énergie, EWZ utilise depuis les années 70 déjà, en plus des installations primaires et secondaires requises, des enregistreurs OSCILLOSTORE R conçus par la société Siemens pour enregistrer les défaillances survenant dans le réseau haute tension. Des enregistreurs numériques OSCILLOSTORE P531 sont installés chez EWZ depuis le début de l'année 1993. Les données enregistrées sont transmises à un central d'analyse via le réseau téléphonique interne. Dans les grandes sous-stations, un DAKON (concentrateur de données) de la société Siemens permet de coupler plusieurs enregistreurs numériques à deux serveurs. La normalisation de l'interface avec les appareils de protection numériques a ouvert la voie à la gestion commune des données provenant des deux appareils. Dans les centrales électriques de la ville de Zurich, les appareils de protection numériques des sociétés Siemens et ABB ont été couplés de cette manière au système de perturbographie existant. Etant donné que de cette manière, une grande quantité de données parvient au central d'analyse en cas de défaillances réseau complexes, il s'est avéré nécessaire de mettre en place un diagnostic automatique avec analyse de la qualité du réseau. Cette solution logicielle standard conçue par la société Siemens réduit automatiquement les données à un minimum de manière à ce que les spécialistes de la télésurveillance disposent en quelques lignes seulement d'une description du déroulement de l'incident. Au besoin, celle-ci peut être automatiquement assortie de l'enregistrement détaillé de la perturbation. Cette technique garantit une détection rapide des conditions réseau dans les cas limites et une alimentation fiable en énergie grâce à une optimisation effectuée par les spécialistes.
Automatisation de l'analyse des défauts La disponibilité de mesures numériques abondantes et de qualité a conduit à développer des systèmes d'analyse automatique d'incidents qui allègent les tâches de surveillance des réseaux électriques mais constituent aussi des outils appréciables pour assurer la qualité de l'électricité et optimiser les équipements. La méthode d'analyse automatique dépend fortement du type de données disponibles. Elle peut faire appel, dans une certaine mesure, aux techniques de l'intelligence artificielle mais il ne faut pas perdre de vue qu'elle doit reposer sur une base simple et fiable. Dans le flux de données numériques, l'analyse automatique trouve sa place la plus logique à la charnière entre un système de mesure, qui relève de l'informatique de processus, et le monde des applications bureautique (Fig. 1). C'est là aussi qu'elle profite le mieux des forces des diverses technologies. L'acceptation d'un système de diagnostic ne dépend pas que de la performance de l'analyse qu'il effectue. Il existe en effet des contraintes de mise en œuvre, comme la maintenance d'une description de réseau exacte et actuelle. En outre, tel un robot, le système devra gagner la confiance des utilisateurs...