Disjoncteur intelligent pour systèmes de moyenne tension

Le progrès de l'équipement du réseau électrique intelligent de moyenne tension. En tant que partie importante du réseau électrique intelligent, la distribution de moyenne tension compte un nombre énorme de sous - stations et d'équipements de distribution. Après près de 20 ans de développement, l'équipement de moyenne tension a atteint la maturité technologique. Les dispositifs intelligents sont un produit du développement de la technologie de contrôle moderne, de la technologie de capteur et de la technologie de communication. Ils sont la fusion des dispositifs primaires et secondaires et représentent un changement révolutionnaire. Construire un réseau électrique intelligent, de sorte qu'il n'y ait plus de frontière claire entre les « équipements primaires » et les « équipements secondaires », et les dispositifs intelligents intégrés et unifiés sont la tendance inévitable du développement. En installant des capteurs et des composants intelligents pour surveiller le mécanisme de fonctionnement, les composants clés et les caractéristiques, on peut réaliser la surveillance en temps réel de l'état du disjoncteur. Cependant, l'ajout d'un système de surveillance entraînera inévitablement une baisse de la fiabilité du disjoncteur. Certaines caractéristiques clés, telles que le degré de vide et la décharge partielle, n'ont pas de technologies de surveillance précises et fiables, et les technologies immatures peuvent entraîner des problèmes tels que des fausses alertes. Par exemple, le bruit environnemental a un impact significatif sur la décharge partielle. En comparant les directions de recherche et de développement de l'équipement du réseau électrique intelligent de moyenne tension parmi les principales entreprises nationales, on peut constater à partir du tableau 1 que la plupart des entreprises accordent plus d'attention à la surveillance des institutions et des composants clés, tandis qu'il y a moins de recherches sur l'intégration réelle du système.

L'équipe de R & D des systèmes industriels GE développe des disjoncteurs intelligents moyenne tension depuis 2008. Basé sur le concept de conception intégrée, le disjoncteur à vide iVB de GE espère réaliser l'intelligence de l'équipement en intégrant fortement les unités de détection électroniques et les systèmes de protection. L'équipement primaire, les signaux secondaires et la protection sont parfaitement intégrés pour atteindre une intégration fonctionnelle maximale et créer une valeur maximale pour les clients. Le disjoncteur iVB a une fonction d'ouverture automatique « cerveau ». Le disjoncteur intelligent iVB est un produit entièrement intégré qui remplace les composants discrets des appareils de coupure traditionnels tels que les transformateurs de courant, les relais de protection intégrés, le câblage secondaire, etc. Le coût total du disjoncteur est inférieur au prix total des composants discrets traditionnels. Un disjoncteur est comme un cabinet de sortie. Le disjoncteur intelligent iVB adopte un nouveau mécanisme d'actionnement à ressort compact, fiable, avec une chambre d'extinction d'arc à vide de haute qualité et des éléments de contact, sans entretien et ne nécessitant pas de surveillance. Il peut réaliser quatre configurations conventionnelles d'ouverture et de fermeture, de bobines de sous-tension et de surintensité, ainsi que des bobines de verrouillage réseau pour réaliser le verrouillage entre les disjoncteurs. Le dispositif de déclenchement rapide peut permettre une ouverture rapide des disjoncteurs en cas de besoin. Le signal de courant est collecté à partir d'un capteur basé sur le principe de la bobine de Rogowski, avec une armature en air pour éviter la saturation magnétique, sans risque de circuit ouvert secondaire, une large plage de mesure et une bonne linéarité. Une seule spécification permet une mesure sur toute la plage. Étant donné que les capteurs sont des composants basse tension installés sur les bras de contact haute tension, l'isolation électrique est un problème important. Le iVB a une excellente analyse du champ électrique et une conception d'isolation pour garantir qu'il répond au niveau de tenue en tension des disjoncteurs.

EntelliGuard intégré dans la boîte de mécanisme du disjoncteur ™ Unité de protection électronique TU. Responsable de la surveillance des signaux de courant et de tension dans un circuit primaire, et fournissant des fonctions de mesure, de protection, de diagnostic et de communication pour le courant, la tension, la fréquence, la puissance, etc. dans le circuit primaire. Permet de rendre le disjoncteur intelligent. Les principales caractéristiques sont les suivantes : a. Affichage LCD et menu déroulant, boutons tactiles, facilite l'affichage des paramètres et la configuration des paramètres b. Enregistrement des défauts et capture d'onde, enregistrement de données c. Protocole de communication Modbus, gestionnaire de communication HMI facultatif, peut réaliser une communication IEC61850 avec les systèmes supérieurs, répondant aux exigences du protocole de communication du réseau électrique intelligent d. Courbe de protection complète, peut réaliser la protection des lignes, des câbles, des transformateurs, des condensateurs, etc.

Le disjoncteur intelligent iVB est toujours un disjoncteur conçu en tant que tout, évitant l'installation d'unités de détection et d'unités de protection sur les disjoncteurs ordinaires, ce qui rend la structure complexe, et peut considérablement simplifier la préparation technique de l'ingénierie et le processus de traitement des commandes, permettant une livraison rapide ; Le travail de conception d'ingénierie est simplifié, et le circuit principal de l'armoire de commande est déjà intégré avec les disjoncteurs, nécessitant seulement l'ajout d'un petit nombre de circuits auxiliaires et de signaux ; Le câblage de l'armoire de commande est considérablement réduit, éliminant le risque et les conséquences de mauvais branchements, et le travail d'installation de la sous-station sera également effectué rapidement ; Intégration système en usine, inspection complète des disjoncteurs pour garantir une qualité de haute qualité, la sécurité et la fiabilité opérationnelle sont vérifiées. En utilisant une conception de boîte d'alimentation avec des fonctions intégrées de disjoncteur et de disjoncteur de mise à la terre, équipée d'un verrouillage mécanique complet, il peut être utilisé pour les armoires de commande compactes de 550 mm de large, réduisant l'encombrement au sol. En raison de l'intégration des principales fonctions, la hauteur et la profondeur de l'armoire peuvent également être réduites. Pour les usines de panneaux coopératives, il suffit de fabriquer l'armoire arrière et la salle d'instruments, de les connecter à des barres de cuivre et de les assembler facilement en armoires. La conception modulaire est plus facile à réaliser, le remplacement rapide, une conception et des outillages parfaits garantissent une coordination précise entre les interrupteurs et les armoires. En plus d'avoir passé l'essai de type des disjoncteurs ordinaires, iVB a également passé les tests de compatibilité électromagnétique, y compris les tests de tension d'impulsion, les tests de groupe d'impulsions électriques transitoires rapides et les tests d'immunité aux ondes oscillantes ; Et le capteur collecte les signaux de courant, et l'essai de déclenchement du disjoncteur est piloté par un déclencheur électronique, ainsi que l'essai de durée de vie mécanique de 1000 cycles du disjoncteur piloté par un déclencheur électronique.

Le compteur de commutation intelligent moyenne tension iPV Dual de GE vise à exploiter davantage les caractéristiques du disjoncteur intelligent iVB ; GE a développé l'iPV Dual, un appareillage de commutation intelligent double-couche fermé en métal moyenne tension. Basé sur les caractéristiques de l'iVB, l'iPV Dual est l'appareillage de commutation de la prochaine génération qui répond aux exigences du réseau électrique, avec un câblage minimal et sans entretien. Les principales caractéristiques de l'appareillage de commutation intelligent iPV Dual sont les suivantes :

Les valeurs mesurées des transformateurs de tension, des transformateurs de séquence zéro, etc. à l'intérieur de chaque appareillage de commutation peuvent être connectées à l'unité de protection sur le disjoncteur par des connecteurs d'aviation, et les positions du disjoncteur et de l'interrupteur de mise à la terre sont également connectées à l'unité de protection. L'interface homme-machine intelligent peut utiliser des câbles en paire torsadée ou des fibres optiques pour collecter des données auprès de 10 unités de protection de disjoncteur via Modbus. Un câble en paire torsadée peut permettre la communication de données locales et la consultation de l'état. L'IHM peut être connectée au système de la station principale via le protocole Ethernet IEC61850. Les fonctions du système de l'iPV Dual sont montrées dans la figure suivante.

L'interface intelligente d'interaction homme-machine (HMI) sert de centre du tableau de commutation et doit être utilisée comme sous-station de commande principale et processeur frontal du système d'automatisation intégrée, formant la couche intermédiaire du système d'automatisation. Elle peut communiquer avec divers systèmes tels que la station principale via l'ordinateur IEC61850/MODBUS vers le haut, et communiquer avec l'équipement terminal MTU dans la sous-station via MODBUS vers le bas, effectuant la collecte et le transfert des données de l'équipement terminal MTU.

En même temps, l'HMI sert de dispositif d'acquisition de données sur site, affichant l'état des interrupteurs du schéma système en temps réel. Grâce à l'interface d'interaction homme-machine tactile, il est facile de visualiser les données en temps réel telles que la tension, le courant, la puissance, l'état des interrupteurs, etc. de l'équipement terminal dans la sous-station, et on peut également consulter les courbes de courant, d'accident, etc., éliminant les accidents potentiels.

PV Dual est conçu avec une taille petite et compacte, ne mesurant que 550 mm de large, avec un circuit en double couche et à faible coût. Un tableau de commutation a deux circuits de sortie, ce qui permet d'économiser 35 % sur les coûts. Le bus-barre principal haute-performance de 12 kV atteint 2500 A/31,5 kA, avec une ligne de sortie de 1250 A. L'essai répond aux normes nationales, le panneau avant est facile à utiliser, avec une conception ergonomique et des coûts de maintenance faibles. Il est équipé d'un cabinet côté basse tension pour faciliter l'intégration des signaux d'équipement de commande secondaire. Il propose un système d'interverrouillage complet pour éviter les mauvaises manœuvres et améliorer la sécurité. Le tableau de commutation métallique fermé pour usage intérieur est facile à fabriquer et à entretenir. Le compartiment interne adopte une conception de cloisonnement métallique total, laissant suffisamment d'espace pour les salles de câbles pour faciliter la maintenance et l'installation des câbles

Conclusion: En tant qu'équipement important dans le réseau électrique, les coffrets de commutation moyenne tension sont en grande quantité et sont directement liés à la consommation d'électricité des ménages. La technologie des disjoncteurs moyenne tension et des coffrets de commutation est mature et relativement fiable. Grâce à une conception plus approfondie et à une amélioration de la qualité du processus, il est possible de réaliser véritablement un fonctionnement sans entretien. En tant que tendance dans le développement de l'électricité, le réseau intelligent exige la bonne direction pour intégrer véritablement les aspects tels que le contrôle, la protection, la surveillance et la communication grâce à l'intégration primaire et secondaire des équipements du système. Le disjoncteur à vide iVB et le coffret de commutation iPV sont des conceptions innovantes de GE dans l'industrie des interrupteurs, réalisant des changements révolutionnaires dans la technologie des interrupteurs et maximisant les avantages pour les utilisateurs.