Analyse des incidents dans Les réseaux électriques

Sommaire
Les incidents dans les réseaux électriques
• Editorial
Ecrit par Luc Philippot, Siemens
• 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
Ecrit par Luc Philippot, Siemens
Nouvelles
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• Agenda
• Compte-rendu de l'Assemblée Générale Statutaire du vendredi 31 mars 2000
Analyse des incidents dans
Les réseaux électriques

Les incidents dans les réseaux électriques
Typologie des défauts dans les réseaux de transport et de distribution
Ecrit par P. Rioual, EDF
Résumé
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
Résumé
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
Résumé
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
Résumé
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
Ecrit par Luc Philippot, Siemens
Résumé
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...