Rail Systems

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Session 2.1/“Electrification”
Infrastructure des sous-stations électriques
de transport et de distribution
siemens.com/answers
Transporter et distribuer les électrons générés par
les centrales et les parcs de production chez les
consommateurs
Liaisons aériennes et
souterraines
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Sous-stations de
transformation HT, MT, BT
Consommateurs
Evolution des flux de l'énergie dans les réseaux
électriques
Vent
Station électrique
principale
Hydro
220kV/90 kV
Processus
industriels
combinés
220 kV/90 kV
Biomasse
Pile à
combustible
15 kV
+
15 kV
-
Stockage
0,4 kV
Domestique
0,4 kV
Solaire
Domestique
Industrie
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Énergie calorifique
mixte
Électrification, automatisation, digitalisation du
réseau d‘ énergie électrique
Haute tension
Composants, appareillages de
commutation et projets clés en main
de technologies électriques CA et CC
pour la transmission de l'énergie
> 52 kV
Transformateurs
Transformateurs de puissance,
transformateurs de distribution à
isolation par huile ou résine
coulée.
Automatisation
Automatisation des sous-station et de la
protection, systèmes de télécommande, qualité
de l'énergie, dispositifs de communication,...
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Moyenne tension
Composants, appareillages de
commutation et projets clés en main de
technologies électriques CA et CC pour
la transmission de l'énergie ≤ 52 kV
Digitalisation
Centre de contrôle du réseau, planification du réseau et
consultance, maintenance technique et gestion de la
maintenance pour les réseaux, services de comptage,
solutions logicielles
Equipements pour postes HT ( AIS)
Circuits bouchon
Transformateurs de
mesure
Transformateurs Parafoudres
de puissance
Sectionneur
Disjoncteurs
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Sectionneur de
mise à la terre
Le disjoncteur : un composant essentiel
80
Courant nominal
de coupure de court-circuit [kA]
3AT2/3
3AT4/5
63
50
40
31,5
25
3AP1 FG
3AP2 FI
3AP1 FI
0
72,5
123
145
170
245
300
362
420
550
800
Tension nominale [kV]
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Caractéristiques techniques des disjoncteurs
Type
3AP1
3AP2/3
3AP4/5 3AT2/3
3AT2/3 / 4/5
Tension nominale
[kV] 72,5
123 145 170
245 300 362 420 550
800
245
362
420
550
Tension de tenue à
la fréquencepuissance
[kV]
140
230 275 325
460 460 520 610 860
1150
460
520
610
800
Tension de tenue
aux chocs de foudre [kV]
325
550 650 750 1050 1050 1175 1425 1800
2100
1050
1175
1425
1550
- 850 950 1050 1175
1425
-
950
1050
1175
[A] 4000 4000 4000 4000 4000 4000 5000 5000 5000
5000
4000
4000
4000
4000
63
80
Tension de tenue
aux chocs de
manoevres
Courant nominal,
jusqu'à
Courant nominal de
coupure,
jusqu'à
[kV]
[kA]
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
-
40
-
40
-
40
-
40
50
40
63
63
63
63 / 80 63 / 80 63 / 80
Chambre de coupure à soufflage par autocompression
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Commande mécanique ( par ressort )
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Sectionneurs ( coupure et mise à la terre visibles )
Coupure centrale
Double coupure
36 à 550 kV
36 à 800 kV
Pantographe
Articulé ( genou)
123 à 550 kV
123 à 550 kV
Coupure verticale
Sectionneur de mise à
la terre
36 à 800 kV
36 à 800 kV
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Caractéristiques techniques des sectionneurs
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Sectionneurs à ouverture centrale
- Une application modulaire, des contacts
fiables pour toute la gamme Siemens
- Des pinces de contact sans ressorts
- Une surface de contact traitée avec une
couche d‘alliage d‘argent et graphite,
sans lubrification
- Forces de contact réglées en usine, sans
nécessité d’ajustement durant toute la vie
du produit
- Produits garantis sans nécessité de
maintenance pour de nombreuses années
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Système de contacts des sectionneurs
Même apres 2000
opérations les
contacts sont encore
en excellent état
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Transformateurs de mesure
Transformateur de
tension capacitif
Transformateur
de courant
Transformateur de
tension inductif
Courant combiné &
Transfo de tension
Bobines de réactance
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Réactances et circuits bouchons
Circuits
bouchons
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Bobine de
supression d‘arc
Réactances
Applications des réactances
• Limitation de courant de court circuit
• Compensation de puissance réactive,
• Réactances série de contrôle du flux d'énergie
• Réactance de lissage utilisé dans une application CCHT
Circuits bouchon
Communication par courant porteur en ligne
Bobines de suppression d'arc
Protection contre les défauts de Terre
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Parafoudres
3EL5 3EL1
3EL
3EL2
3EQ1
3EQ4
3EQ3
3EQ5
3EP5/4 3EP2
3EP3
3ES2
3ES5
3ES9
3EQ
Silicone
Silicone
(Conception en
(Conception en
Abidjan
,le 23 avril 2015- A.Belvaux
tube)
cage)
3ES7
3EP
3ES
Porcelaine
GIS
Parafoudres
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Siemens offre une gamme complète de solutions en
haute tension ( AIS /Hybride/GIS)
Solutions
pour les
sousstations HT
Tension
assignée
Air-Insulated
S/S (AIS)
Dead Tank Compact
(DTC)
Gas-Insulated
Switchgear
(extérieur)
Gas-Insulated
Switchgear
(indoor)
72,5 – 800 kV
123 – 245 kV
72,5 – 550 kV
72,5 – 800 kV
Module combinant disjoncteurs
,sectionneurs , TI/TP
Blindé extérieur
Blindé intérieur
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
AISàGIS
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
61500
Poste extérieur AIS vs poste intérieur GIS
Réduction drastique des espaces
137500
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Sous-station blindée à isolation gazeuse (GIS)
Appareillage type 8DN9
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
§ Tension nominale
jusqu'à 245 kV
§ Fréquence nominale
50 / 60 Hz
§ Tension nominale de tenue
à la fréquence industrielle
(1 min)
jusqu'à 460 kV
§ Tension nominale de tenue
aux chocs de foudre (1,2/50 µs)
jusqu'à 1050 kV
§ Courant nominal jeu de barres
jusqu'à 3150 A
§ Courant nominal travée
jusqu'à 3150 A
§ Courant nominal coupure
jusqu'à 50 kA
§ Courant nominal de court-circuit
jusqu'à 50 kA
§ Taux de fuite par an et par
compartiment de gaz
< 0,5 %
§ Largeur travée
1500 mm
§ Hauteur travée
3500 mm
§ Profondeur travée
4700 mm
§ Poids d’une travée
5t
Travée blindée à isolation SF6
4
6
3
M
M
5
8
M
1
11
9
M
7
M
10
12
13
1 Disjoncteur
5 Sectionneur barres II
10 Sectionneur de mise à la terre rapide
2 Armoire de commande à ressort du
disjoncteur
6 Barres II
11 Transformateur de courant
7 Sectionneur ligne
12 Transformateur de tension
8 Sectionneur de mise à la terre
13 Compartiment câble
9 Sectionneur de mise à la terre
14 Armoire de contrôle local intégrée
3 Sectionneur jeu de barres
4 Jeu de barres
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Postes blindés à isolation SF6
Modèles de la
gamme
8DN8
8DN9
8DQ1
8DR1
Solution
Tension nominale
Courant nominal
de coupure de
court-circuit
Courant nominal
jeu de barres
145 kV
170 kV
245 kV
420 kV
420 kV
550 kV
800 kV
40 kA
63 kA
50 kA
63 kA
80 kA
63 kA
50 kA
3150 A
4000 A
4000 A
5000 A
5000 A
5000 A
5000 A /
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
6300 A
Exemple de réalisation
Extension GIS Mobile d’un poste AIS
Voltage
220kV
Country
Spain
Require
ment
Extension
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
La station mobile GIS permet de faire l ‘extension d ‘un
poste AIS dans un temps et un espace limités .
Exemple de réalisation
Sous station mobile 220/60kV GIS
220/60-30kV –
40MVA
Voltage
Country
Algeria
Requirem
ent
Power
Restoration
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
La station mobile est déployée en urgence pour renforcer le réseau
dans les zones fragilisées
Portable Power Solutions : Pourquoi?
Bénéfices
Temps
Intégration rapide sur le réseau
Durée d’installation et de travaux sur site réduit
Facilité de mobilisation et de réinstallation
Cout
Gain sur acquisition de terrain
Génie civil limité a des routes et fondations basiques
Coûts de main d’œuvre réduits sur site
Qualité
Complètement assemblé et testé en usine
Équipement intérieur protégé des intempéries et des environnements
difficiles
Sécurité améliorée (temps de montage réduit = moins de risque )
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Transformateurs
Trois-Rivieres
Jinan
Canada
Jackson
Chine
Transformateurs
de traction
Transformateurs
de distribution
Transformateurs
de puissance
Wuhan
USA
Chine
Guanajuato
Guangzhou
Mexique
Chine
Tenjo
Karachi
Colombie
Pakistan
Sabugo
Jundiai
Kirchheim
Nuremberg
Dresde
Nuremberg
Trento
Weiz
Linz
Zagreb
Budapest
Abu Dhabi
Voronezh
Kalwa
Portugal
Brésil
Allemagne
Allemagne
Allemagne
Allemagne
Italie
Autriche
Autriche
Croatie
Hongrie
Abu Dhabi
Russie
Inde
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Transformateurs
Grands
transformateurs de
puissance (LPT)
§ de plus de
300 kV et
250 MVA
§ y compris les
HVDC,
réactances ,
déphaseurs
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Moyens
transformateurs de
puissance (MPT)
Transformateurs de
distribution (DT)
§
§
§ de plus de
72,5 kV et
30MVA
§ en dessous de
72,5 kV et
30MVA
§ Huile et secs
Gestion du cycle de
vie
des transformateurs
(TLM)
surveillance,
réparations,
diagnostic,…
Moyenne tension : tubes à vide
n
Haute fiabilité
n
Excellente expérience de terrain avec
plus de 2 millions d'interrupteurs à tube à
vide
n
Utilisés dans les disjoncteurs, les
sectionneurs de charge et les contacteurs
BT ,changeurs de prises pour
transformateur,….
Programme de livraison
690 à 1300 V
jusqu'à 65 kA
jusqu'à 2500 A
7,2 à 40,5 kV
jusqu'à 72 kA
jusqu'à 6300 A
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Tableaux MT à isolation gazeuse
Distribution primaire
Niveau générateur et réseau haute tension
NXPLUS C
jusqu'à 24 kV
jusqu'à 31,5 kA
jusqu'à 2500 A
8DA/B
NXPLUS
jusqu'à 40,5 kV
jusqu'à 40 kA
jusqu'à 5000 A
jusqu'à 40.5 kV
jusqu'à 31,5 kA
jusqu'à 2500 A
Distribution primaire
NXPLUS C Wind
jusqu'à 36 kV
jusqu'à 25 kA
jusqu'à 1000 A
Distribution secondaire
Distribution secondaire
8DJH
8DJH 36
jusqu'à 24 kV
jusqu'à 25 kA
jusqu'à 630 A
jusqu'à36 kV
jusqu'à 20 kA
jusqu'à 630 A
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
Basse tension
Tableaux MT à isolation par air
Distribution primaire
8BT1 (LSC 2A)
NXAIR (LSC 2B)
jusqu'à 24 kV
jusqu'à 25 kA
jusqu'à 2000 A
jusqu'à 17,5 kV
jusqu'à 40 kA,
jusqu'à 4000 A
NXAIR P (LSC 2B)
8BT2 (LSC 2B)
jusqu'à 24 kV
jusqu'à 25 kA,
jusqu'à 2500 A
jusqu'à 17,5 kV
jusqu‘à 50 kA
jusqu'à 4000 A
jusqu'à 36 kV
jusqu'à 31,5 kA
jusqu'à 2500 A
Distribution secondaire
SIMOSEC (LSC 2)
(Appareillage de commutation hybride :
appareillage de commutation ç isolation
par air avec dispositifs de commutation
à isolation gazeuse)
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
jusqu'à 24 kV
jusqu‘à 20 kA
jusqu'à 17,5 kV
jusqu'à 25 kA
jusqu'à 1250 A
Un réseau intelligent renforcé par des services
d'intégration et l'informatique
PRODUCTION
COMMUNICATION
ET AUTOMATISATION
DISPOSITIFS DE
TERRAIN
CAPTEURS ET
PROTECTION
DISTRIBUTION
CONSOMMATION
RAIL ET MICRORÉSEAUX
APPLICATIONS DE
RÉSEAU
CONTRÔLE DU
RÉSEAU
IHM
AUTOMATISATION
COMMUNICATION
CAPTEURS
PROTECTION
QUALITÉ DE
L'ÉNERGIE
COMPTEUR
INTELLIGENT
ÉQUIPEMENTS
PRIMAIRES
TRANSMISSION
INTELLIGENTE
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
DISTRIBUTION
INTELLIGENTE
RAIL ET
MICRORÉSEAUX
SERVICE ET SÉCURITÉ DES RÉSEAUX INTELLIGENTS
TI DES RÉSEAUX
TRANSMISSION
SIPROTEC
plus de 100 ans d'expérience
1910
1960
1970
1980
1990
2000
Relais de protection numérique
Relais analogiques
Relais électromécaniques
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
2012
SIPROTEC 5
Oscilloperturbogrape
Protection de
la distance
Protection combinée
distance et
différentielle
Réenclencheur, refus
disjoncteur,
synchrocheck
Protection
jeu de barres
Protection
de surintensité
Protection
du moteur
Protection
différentiel
de ligne
Contrôleur
de baie
Protection différentielle
du transformateur
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
La pyramide des niveaux de conduite
Energy Data Management
Control Center
Substation Automation
Protection
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
FeederAMIS
Automation
Substation automation
Power Quality
Merci de votre attention
Abidjan ,le 23 avril 2015- A.Belvaux
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