NXAIR - Siemens

Customer Day 23 Avril 2015 - Abidjan
La gestion de l’énergie sous
toutes ses facettes
Jan Dox : Distribution Moyene Tension
siemens.com/answers
Agenda
Notre portefeuille
en bref
La coupure dans le
vide
Technologies clés
des tableaux isolés
au SF6
Tableaux isolés à l’air
Agenda
Notre portefeuille
en bref
Technologies clés
des tableaux isolés
au SF6
Tableaux isolés à l’air
La coupure dans le
vide
Tableau moyenne tension isolé au gaz (CEI)
Distribution primaire
Niveau générateur et réseau haute tension
NXPLUS C
jusqu'à 24 kV, jusqu'à 31,5 kA,
jusqu'à 2 500 A
8DA/B
jusqu'à 40,5 kV, jusqu'à
40 kA,
jusqu'à 5 000 A
NXPLUS
jusqu'à 40,5 kV, jusqu'à
31,5 kA,
jusqu'à 2 500 A
Niveau de
distribution primaire
NXPLUS C Wind
jusqu'à 36 kV, jusqu'à 25 kA,
jusqu'à 1 000 A
Niveau de distribution
secondaire
Distribution secondaire
Detail 1
Basse tension
8DJH Compact
8DJH
8DJH 36
jusqu'à 24 kV, jusqu'à 25 kA,
jusqu'à 630 A
jusqu'à 36 kV, jusqu'à 20 kA
jusqu'à 630 A
Tableau moyenne tension isolé dans l'air (CEI)
Distribution primaire
Niveau générateur et réseau haute tension
Detail 2
NXAIR (LSC 2B)
jusqu'à 17,5 kV, jusqu'à
40 kA,
jusqu'à 4 000 A
jusqu'à 24 kV, jusqu'à 25 kA
jusqu'à 2 500 A
NXAIR P (LSC 2B)
jusqu'à 17,5 kV, 50 kA,
jusqu'à 4 000 A
8BT1 (LSC 2A)
jusqu'à 24 kV, jusqu'à 25 kA,
jusqu'à 2 000 A
8BT2 (LSC 2B)
jusqu'à 36 kV, jusqu'à
31,5 kA, jusqu'à 2 500 A
Niveau de
distribution primaire
Niveau
de distribution
Sekundäre
Verteilungsebene
secondaire
Distribution secondaire
Basse tension
SIMOSEC (LSC 2)
(Tableau hybride : tableau isolé dans l'air avec appareillages de commutation isolés au gaz)
jusqu'à 24 kV, 20 kA, jusqu'à 17,5 kV, jusqu'à 25 kA, jusqu'à 1 250 A
Tableau électrique basse tension SIVACON S8
SIVACON S8
Power Center
Tableau de distribution
principal
Jeux de barres principaux horizontaux
• In jusqu'à 7 000 A
• Icw jusqu'à 150 kA / 1 s
Disjoncteur jusqu'à 6 300 A
Départ jusqu'à 630 A pour
• montage fixe ou montage « plug-in »
• Unité débrochable
Vérification de conception conformément à la CEI 61439-2
Applications types :
Tableau de distribution d'énergie ou Tableau de commande
moteur (MCC) pour des applications industrielles ou dans
l'infrastructure
Tableau de distribution
secondaire
Consommateurs
Charges
MCC
M
M
M
M
Systèmes de canalisations électriques préfabriquées
SIVACON à basse tension
Système LD
Système LX
Système LR
1 100 A à 5000 A
800 A à 6 300 A
400 A à 6 150 A
1 000 V Ue max.
690 V Ue max.
Distribution et transmission de l'énergie
dans des halls d'exposition, dans
l'industrie automobile, dans l'industrie
lourde ou sur les bateaux
Distribution et transmission de courants
élevés dans les grands bâtiments, dans les
stations de radiodiffusion, dans les
centres informatiques ainsi que dans des
applications de fabrication de puces et de
semi-conducteurs
1 000 V Ue max.
Transmission de grandes quantités
d'énergie dans des conditions ambiantes
extrêmes, pour l'alimentation dans les
tunnels ou pour la mise en réseau de
différentes parties de bâtiments ainsi que
pour la transmission de l'énergie
dans l'industrie chimique
Système BD01
Système BD2
40 A à 160 A
160 A à 1 250 A
400 V Ue max.
690 V Ue max.
Alimentation pour des petits
consommateurs dans des ateliers et pour
des installations d'éclairage
Transmission et distribution de l'énergie
dans les immeubles de bureaux et les
lignes de transfert dans toutes les
applications industrielles
Tableau moyenne tension pour installation extérieure
Disjoncteur à
réenclenchement 3AD
Disjoncteur à
réenclenchement à coupure
dans le vide pour
automatisation du réseau
3AF01/3AF03/3AG01
Disjoncteur « live-tank »
pour distribution
3AF04/05
Disjoncteur « live-tank »
pour applications ferroviaires
SDV6/7
Disjoncteur « dead-tank »
pour distribution
Série SE/SER/EF/EH
Commutateurs monophasés
manuels
Série Topper
Commutateurs triphasés
manuels
Série Vector
Commutateurs triphasés
motorisés
Detail 3
Disjoncteur à coupure dans le
vide (Fusesaver)
Disjoncteur 1 phase pour
économiser les fusibles en cas
de défauts temporaires
Agenda
La coupure dans le
vide
Technologies clés
des tableaux isolés
au SF6
Tableaux isolés à l’air
Notre portefeuille
en bref
1936 - Patent: Vacuum is Switching Medium
Market Shares of Arc Quenching Principles
World-wide
Market share for MV Circuit Breakers
100%
90%
19
80%
7
37
46
70%
60%
50%
20%
10%
56
60
62
65
70
Vacuum
SF6
Magnetic
Min. Oil
Bulk Oil
13
15
36
40%
30%
51
20
20
33
28
26
24
22
18
22
16
22
13
20
10
0%
1980 1982 1985 1988 1990 1993 1996 2002 2007
Market share of Vacuum Circuit-Breakers in Germany: >99 %
Highlights vacuum switching technology
n Constant dielectric
ØHermetically sealed vacuum interrupter keeps out all environmental effects
ØNo degradation of “quenching medium”
n Constant contact resistance
ØIn vacuum, contacts cannot oxidize
ØThe very small resistance is maintained throughout the contact life
n High total current switched
ØSince contact erosion is small, rated normal current can be interrupted up to
30,000 times and rated short-circuit breaking current up to 100 times (and more)
n Economic advantages
ØVacuum interrupters are maintenance-free
ØModern vacuum circuit-breakers are also maintenance-free, e.g. Siemens type
3AH, SION
Ud [kV] Lightning impulse withstand voltage
Discharge voltage depending on the contact piece
distance in various quenching mediums
300
SF6 5 bar
250
Vacuum
Oil
200
Vacuum
SF6 1 bar
150
Oil
100
Air 1 bar
50
0
0
10
20
30
Contact piece distance s [mm]
SF6
Arc Energy
1000
Arc energy [kWs]
Oil
800
T
W = ò u i dt
0
600
Vacuum
Circuit-Breaker
n Low arc voltage
400
SF6
n Short arc length
n Short arcing time
200
Ø Low arc energy
Vacuum
0
0
10
20
30
40
50
Breaking Current [kA]
The Heart of the Circuit-Breaker The Vacuum Interrupter
Terminal disc
Insulator (ceramics)
Arcing chamber made of copper
Fixed contact
Movable contact
Metal bellows
Operating and connecting bolt
Trendsetter in Vacuum- Technology
Portfolio Vacuum Interrupters
Prototypes
72kV
100kA
LV – MV (1 bis 40,5 kV) - HV
Contactors
Circuit Breakers
Loadbreak switch
Recloser
Special Applications
State of the art production and quality assurance
Inhouse production of contact
material by arc melting
NC-fabrication
Vacuum brazing in worldwide
largest furnaces
Volume: 50-200 pcs.
Cycle time: 12 – 18h
Computer controlled routine
testing
Clean room area - Vacuum-furnaces
Requirements on circuit-breakers
§ Priority of features depend on
individual installation
§ Switching surges depend on the
circuit-breaker and its interaction
with the network
§ Protective measures control
– switching surges
– other transient phenomena
Switching capacity
Safety
Switching
surges
Costs
Reliability
Environment
Good system engineering is
the basis for reliable
switching
Vacuum CB
SF6 CB
Protective
measure
Switching surges
Points forts de la technologie des disjoncteurs à
coupure dans le vide
n Constante diélectrique
§ Ampoule de coupure dans le vide sous enveloppe scellée protégé des conditions
environnementales
§ Aucune dégradation des contacts principalles.
n Résistance permanente des contacts
§ Dans le vide, les contacts n’ont pas la posibilité d'oxyder
§ Pas de changement de la résistance durant toute la vie du contact
n Courant total commuté élevé
§ L'érosion de contact était faible, le courant nominal peut être commuté jusqu'à 30 000 fois et
un courant de court-circuit peut être interrompu jusqu'à 100 fois (et plus).
n Avantages économiques
§ Les ampoules à coupure dans le vide ne nécessitent aucun entretien
§ Les disjoncteurs à coupure dans le vide modernes ne nécessitent également aucun
entretien, par ex. Siemens type 3AH, SION
Agenda
Technologies clés
des tableaux isolés
au SF6
Notre portefeuille
en bref
La coupure dans le
vide
8DJH
Detail 1
Tableaux isolés à l’air
8DJH
Caractéristiques techniques
§ Tableau jusqu'à 17,5 kV, 25 kA
ou 24 kV, 20 kA
Tableau
36 kV, 20 kA
§ Jeu de barres 630 A, départs jusqu'à
630 A
§ Tableau fabriqué en usine, certifié par
un essai de type selon CEI 62271-200
§ Sous enveloppe métallique
§ Simple jeu de barres
§ Isolé au gaz, hermétique à vie
§ Flexible en raison de l'option
d'extension et de la possibilité de
former un bloc de cellules
§ Version sous forme de cellule
individuelle ou de bloc de cellules
8DJH
Technologie de production, par soudure au laser
Technologie du caisson
§ Caisson en acier inoxydable
§ Soudé hermétiquement
§ Pas de joint
à Insensible aux fluctuations de température
et de pression
à Pas de perte de SF6
à Pas d’infiltration d’humidité – comportement
stable des points de condensation
à Technique de soudure au laser sûre et moderne
à Résistance maximum au pliage et à la déformation
à Coordination de pression sûre et à basse tolérance
du système de surpression
Étanchéité au SF6 – selon la CEI:
„Sealed for lifetime“
Test à 100% pour les caissons soudés
Recherche de fuite intégrale
Étanchéité (testé à l’hélium):
Fuite max. : 5·10-6
mbar·l
sec
Indicateur prêt au service
§ Sans joint
§ Indépendant des températures ambiantes
§ Indépendant de l’altitude
§ Contrôle de fonctionnement après le transport
§ En option, également avec contact de signalisation
Visualisation:
4 Pas prêt au service
5 Prêt au service
1 Caisson rempli au SF6, 1500 hPa*) (absolu) à 20°C
2 Bourdon de mesure rempli au SF6, 1000 hPa *) (absolu) à 20°C
3 Aimants de couplage
Traversées
Qualité la plus élevée du fait
§ Développement SIEMENS
§ Propre fabrication
§ Test de changement
des conditions climatiques
Contrôle des pièces:
§ Contrôle radiographique
§ Contrôle haute tension (HT)
§ Contrôle de décharges partielles (DP)
§ Contrôle d’étanchéité à l’hélium
Bride en acier avec
électrode de champ
Prises de mesure
pour l‘indicateur de
présence tension
Résine
Pièce de
raccordement
Gamme 8DJH
Extension du jeu de barres, Modularité
§ Extension du jeu de barres possible
sur toutes les cellules individuelles ou
tous les blocs de cellules (option)
§ Pièce embrochable composée d'un
contact de couplage et d'un manchon
en silicone blindé
§ Centrage à l'aide de boulons de
guidage et
d'angles de butée
§ Distance minimum requise pour
l'installation de 200 mm
§ Extension du jeu de barres en option
en prise de tension capacitive
Constitution et fonction
d’un disjoncteur à coupure dans le vide
Partie Primaire isolé SF6
contact HT
Exemple: 3AH55 – NXPLUS C
Partie secondaire isolé
dans l‘air
mec de commande
Commande du Disjoncteur
§ Sans entretien
§ Réalisation sans joint
§ Chaîne mécanique testée
§ Technique de verrouillage et de commande
sûre
§ Construction modulaire, de la commande
à ressort simple jusqu’à la commande
motorisé
Gamme 8DJH
Départ interrupteur-sectionneur type R
8DJH 36
Largeur de cellule : 430 mm
Pour cellules individuelles ou blocs de
cellules
Courant du départ 400 A ou 630 A
8DJH
Largeur de cellule : 310 / 500 mm
Pour cellules individuelles ou blocs de
cellules
Courant du départ 400 A ou 630 A
Gamme 8DJH
Départ protection transformateur type T
8DJH36
Largeur de cellule : 500 mm
Pour cellules individuelles ou blocs de
cellules
Courant du départ 200 A
(en fonction du fusible HPC HT)
8DJH
Largeur de cellule : 430 mm
Pour cellules individuelles ou blocs de
cellules
Courant du départ 200 A
(en fonction du fusible HPC HT)
8DJH
Départ disjoncteur type L
8DJH36
Largeur de cellule : 590 mm
Pour cellules individuelles ou blocs de
cellules
Courant du départ 630 A
Exemple :
Disjoncteur type 2
Uniquement 8DJH
Largeur de cellule : 430 / 500 mm
Pour cellules individuelles ou blocs de
cellules
Courant du départ 250 A ou 630 A
Exemple :
Option de conception avec
disjoncteur type 2
1400
8DJH
Cellule de comptage de facturation type M
840
M (SS)
M (KS)
M (SK)
M (KK)
Contact sphérique Ø 20 ou 25 mm
Largeur de cellule : 840 mm
Pour cellules individuelles
• Pour installation de transformateurs de courant et de tension isolés à la résine moulée avec des dimensions selon DIN
42 600-8 ou -9
• Transformateurs de courant et de tension fournis par le client, ou départ usine
• Raccordement aux cellules isolées au gaz voisines en conformité avec le système via l'extension de jeu de barres ou
câbles
Agenda
Tableaux isolés à l’air
Notre portefeuille
en bref
La coupure dans le
vide
Detail 2
Tableau NXAIR
Technologies clés
des tableaux isolés
au SF6
NXAIR –
Avantages client
§ Protège la vie
§ Augmente la productivité
§ Économise de l'argent
§ Préserve l'environnement
§ Assure la fiabilité et la satisfaction
Famille NXAIR
NXAIR <= 17,5kV
NXAIR 24kV
NXAIR P
Famille NXAIR
NXAIR
<= 17,5 kV
Tension assignée
Jusqu'à 17,5 kV
Courant assigné
Jusqu'à 4000 A
Courant assigné de court-circuit
25; 31,5; 40 kA
Largeur, mm
600; 800; 1000
Profondeur, mm
1350
Hauteur minimale sous plafond,
2,50
m
IAC
A FLR 40 kA 1s
LSC
2B, PM
Valeurs assignées
NXAIR 24 kV
NXAIR P
Jusqu'à 24 kV
Jusqu'à 2500 A
16; 20; 25 kA
800; 1 000
1600
Jusqu'à 17,5 kV
Jusqu'à 4000 A
50 kA
1000
1635
2,70
2,80
A FLR 25 kA 1s
2B, PM
A FLR 50 kA 1s
2B, PM
NXAIR –
Conception de la cellule disjoncteur
B
E
A
A = Compartiment appareillage
B = Compartiment jeu de barres
C = Compartiment de raccordement
D = Disjoncteur
D
C
E = Compartiment basse tension
NXAIR –
Catégorie de perte de continuité de service LSC 2B
§ Compartiment de jeu de barres :
accessible par outillage
§ Compartiment appareillage :
contrôlé par verrouillage
§ Compartiment de raccordement :
accessible par outillage
NXAIR –
Classe de cloisonnement PM résistante à la pression
§ Selon IEC 62271-200, protection totale
contre l'accès aux parties dangereuses
entre les compartiments individuels
§ Volets à guidage forcé pour les
compartiments de jeu de barres
et de raccordement
NXAIR –
Volets à guidage forcé
§ À guidage forcé, c'est à dire, avec
couplage mécanique entre la partie
débrochable et les volets
§ Métallique en raison de
la classe de cloisonnement PM
jeu de
barres
jeu de
barres
départ
départ
Volets fermés
§ Degré de protection des cloisons IP2X
§ À ouverture séparée
§ Indépendants l'un de l'autre,
cadenassables
départ
départ
Volets ouverts
Conception d'un disjoncteur à coupure dans le vide
Connecteur basse tension
Dissipateur de
chaleur
Mécanisme de commande
Système de
contacts supérieur
Coques de
séparation du pole
Ampoule à coupure dans
le vide
Châssis
débrochable
Système de
contacts
inférieur
Conception de la cellule contacteur
Combiné contacteur à coupure dans le vide / fusibles 3TL6..
Certifié par un essai de type selon CEI 60470 et CEI 60271-200
Tension assignée
kV
≤ 12 kV
Fréquence assignée
Tension de tenue assignée
à fréquence industrielle
Tension de tenue assignée aux chocs de foudre
Courant de courte durée admissible assigné,
max.
Durée de court-circuit assignée, max.
Courant assigné de coupure de court-circuit,
max.
Courant assigné en service continu, max.
Hz
50/60
kV
28 1)
kV
75 2)
kA
8
s
1
kA
50
A
450
Pouvoir de fermeture assigné, max.
A
4500
Pouvoir de coupure assigné, max.
A
3600
Endurance mécanique
1 000 000
Endurance électrique des ampoules à vide
Tension auxiliaire
Consommation de puissance
Pouvoir de fermeture
Pouvoir de maintien
Durée de coupure
V
500 000
DC 24 – DC 220
AC 110 – AC 240
W
650
90
ms
≤ 45 ms
1) Selon la norme GOST 32 kV avec 7,2 kV
comme version spécifique
2) 60 kV sur la distance d'isolement entre
contacts ouverts
Conception de la cellule contacteur
Combiné contacteur à coupure dans le vide / fusibles 3TL6..
§ Combiné contacteur à coupure dans le vide /
fusibles sur partie débrochable
§ Adéquat pour les catégories d'utilisation
AC1, AC2, AC3 et AC4
§ Max. 2 fusibles HPC HT possibles
par phase
§ Dimension de référence max. du fusible HPC
HT : 442 mm
§ Remplacement des fusibles facile
sans outils
§ Accrochage de fermeture mécanique
(en option)
§ Avec transformateur de contrôle pour
alimentation auxiliaire (en option)
NXAIR – Conception des cellules
Compartiment de jeu de barres
§ Sections 1 x 80 mm x 10 mm jusqu'à
3 x 120 mm x 10 mm en fonction du courant
§ Version standard nue, en assurant la rigidité
diélectrique correspondante
§ En option, conception isolée de toutes les
parties en cuivre (jeu de barres,
assemblages vissés et liaison aux
traversées supérieures), en assurant la
rigidité diélectrique correspondante
Compartiment jeu de barres à barres nues,
cloisonnement transversal optionnel pour ≤ 31,5 kA
§ Compartiment jeu de barres continu, en
option avec cloisonnement transversal
jusqu'à ≤ 31,5 kA
Compartiment jeu de barres à barres isolées,
cloisonnement transversal optionnel pour ≤ 31,5 kA
NXAIR – Conception des cellules
Compartiment de raccordement, exemples
§ Compartiment de raccordement à cloisonnement
métallique vers le compartiment appareillage et/ou le
compartiment jeu de barres
§ Raccordement de câbles possible par l'avant ou par
l'arrière
§ Jusqu'à 6 câbles mono conducteurs, 500 mm² par
phase possibles selon le courant
§ Hauteur de raccordement de câbles confortable de
590 mm
§ Raccordement de barres en cuivre plat standard, ou
à isolation totale (sûr au contact)
§ Prise de tension capacitive du départ dans les
traversées vers le compartiment appareillage
§ Avec sectionneur de terre (en option)
NXAIR – Conception des cellules
Sectionneur de terre
§ Appareillage de commutation indépendant
(sectionneur)
§ Manœuvres depuis la face avant de la cellule
en maintenant la porte haute tension fermée
§ Commande intégrée dans l'interverrouillage
de la cellule
§ Sert à la protection des personnes pendant
le travail
§ Peut conduire tout le courant de court-circuit
§Toujours avec pouvoir de fermeture
en court-circuit
§ Classes d'endurance :
§ E1 (2 x en court-circuit)
§ M0 (1000 cycles de manœuvre
mécaniques)
§ En option avec commande manuelle
ou motorisée
§ Cadenassable (en option)
NXAIR –
Protège la vie
Système d'interverrouillage
mécanique logique
§ Toutes les manœuvres uniquement
à porte fermée
§ L'ouverture de commande pour insérer
un outil de manœuvre ne peut être
ouverte que lorsque cette action est
autorisée par la logique du système
d'interverrouillage
§ Éléments de commande (manœuvre
du disjoncteur, déplacement de la
partie débrochable, mise à la terre du
départ) verrouillables en option
§ Indicateurs de position mécaniques
NXAIR –
Protège la vie et augmente la productivité
Évacuation des gaz en cas de
surpression et hauteurs de plafond
§ Évacuation des gaz en cas de surpression
de tous les compartiments séparément
vers le haut dans un conduit commun
avec évacuation définie
§ Hauteur du local avec conduit
d'échappement pour évacuer les gaz à
l'extérieur par l'arrière ou latéralement :
≤ 17,5 kV / ≤ 40 kA:
≥ 2500 mm
§ Hauteur du local avec absorbeur
≤ 12 kV / ≤ 25 kA:
≥ 2800 mm
≤ 12 kV / 31,5 kA:
≥ 3000 mm
≤ 12 kV / 40 kA ou 17,5 kV: ≥ 3500 mm
8BT2
Données électriques
8BT2
1 200 mm
Valeurs nominales
Tension assignée
kV
36
Fréquence assignée
Hz
50 / 60
Courant assigné de
fermeture en court-circuit et
courant de courte durée
admissible, 3 s max.
kA
31,5
Courant assigné du jeu de
barres, max.
A
3 150
Courant assigné des départs,
A
max.
3 150
Largeur
mm
1 200
Hauteur
mm
2 400
Profondeur
mm
2450 / 2700
8BT2
Schémas en coupe
Installation adossée au mur, FL
Installation en milieu de station, FLR
Detail 3
Fusesaver de Siemens
Aperçu des avantages techniques
§ Manœuvre en demi-cycle: le
disjoncteur à coupure dans le vide le
plus rapide du marché
§ Prêt pour les réseaux intelligents et
doté d'un module de communication
§ Technologie innovante et hautement
intégrée
§ Protection, surveillance, mesure et
contrôle dans une seule unité
§ Auto-alimenté
Nous fournissons des systèmes et des solutions
pour une distribution d'énergie fiable et économique
Systèmes
§ Tableau moyenne tension isolé au gaz
§ Tableau moyenne tension isolé dans l’air.
§ Tableaux électriques basse tension
§ Systèmes de canalisations électriques
préfabriquées à basse tension
§ Tableau & appareilage moyenne tension pour
installation extérieure
§ Tableau moyenne tension pour générateur
Solutions
§ Solutions d'alimentation
§ E-Houses
§ Stockage d'énergie SIESTORAGE
§ Couplage de réseaux SIPLINK
§ Protection lignes FUSE SAVER
Compétences technologiques
solides et position
de leader dans les domaines
§ de la technologie des disjoncteurs à
coupure dans le vide
§ des tableaux isolés dans l'air / gaz
Examples de distribution
Cabine de base avec comptage AIS et disjoncteur
client.
Examples de distribution
Cabine de base avec comptage GIS