UniGear ZS1 Tableau de moyenne tension, isolés dans l`air, à tenue

Medium voltage products
UniGear ZS1
Tableau de moyenne tension,
isolés dans l’air, à tenue d’arc interne
pour tension jusqu'à 24 kV
Table des matières
1.
UniGear ZS1
4 Description
8 Classification IEC
10 Caractéristiques structurelles
12 Gamme complète d'essais
14 Sécurité
18 Disjoncteur dans le vide
22 Disjoncteur au gaz
24 Contacteur sous vide
26 Interrupteur-sectionneur
28 Chariots de service
30 UFES - Sectionneur de terre ultra rapide
32 Is-limiter - limitation du courant de défaut
34 Transformateurs de mesure
36 Capteurs de mesure
40 Terminaisons des câbles
42 Distribution et automation
56 Système de commutation automatique
58 Unités typiques
60 Caractéristiques techniques
2. UniGear ZS1 - double système de barres
64 Description
66 Caractéristiques
68 Unités typiques
70 Caractéristiques techniques
3.
Applications navales
74 Description
76 Caractéristiques
78 Unités typiques
80 Caractéristiques techniques
UniGear ZS1- à double étage
82 Description
84 Caractéristiques
86 Unités typiques
88 Caractéristiques techniques
3
1. UniGear ZS1
Description
•UniGear ZS1 est la principale ligne de tableaux ABB diffusée sur une échelle
mondiale car produite sur les six continents, avec les caractéristiques électriques
suivantes: jusqu’à 24 kV, 4000 A, 50 kA
•Base installée de plus de 150.000 panneaux dans plus de 100 pays
•Chaque panneau UniGear ZS1 est composé d’une seule unité qui peut être
équipée de disjoncteur, contacteur ou interrupteur-sectionneur, ainsi que de
tous les accessoires disponibles pour les unités conventionnelles.
4
•Tableaux agréés pour applications spéciales telles que: navales, antisismiques,
nucléaires, et soumis aux essais de type conformément aux normes IEC, GB/DL
et GOST
•Possibilité d'accoupler directement les unités à d'autres produits de la famille
UniGear
• L'accès par l'arrière n'est pas nécessaire pour la mise en place ou l'entretien, car
toutes les opérations sont effectuées par la face avant
Caractéristiques des
tableaux UniGear ZS1
Applications
Gamme
• Jusqu’à 12-17,5 kV, ...4000 A, ...50 kA
• Jusqu’à 24 kV, ...2500 A, ...31,5 kA
• Normes CEI
• Versions hautement personnalisées
Services publics et centrales
électriques
• Stations de production d'énergie
• Stations de transformation
• Tableaux principaux et auxiliaires
Sécurité
• Verrouillages de sécurité
• Tenue d’arc interne IAC AFLR
• Classement LSC-2B, PM
• Manutention disjoncteur à porte
fermée
Flexibilité
• Amples applications
• Disjoncteur sous vide et dans le gaz
SF6
• Contacteur sous vide
• Interrupteur-sectionneur
• TC/TT conventionnels et capteurs
• Installation murale et indépendante
Qualité
• Qualité ABB
• Ample base installée
• Installations dans de nombreux pays
Equipement
• Protection et contrôle
• Sectionneur de terre
• Sectionneur de terre ultra rapide
• Is-limiter
• Batteries de condensateurs intégrées
• Ordinateur du tableau
Industrie
• Papeteries
• Cimenteries
• Textiles
• Alimentaires
• Secteur automobile
• Extractive
• Pétrochimiques
• Oléoducs et gazoducs
• Métallurgie
• Laminage
• Miniers
Applications navales
• Plates-formes de forage
• Plates-formes pétrolières offshore
• Navires de croisière
• Porte-conteneurs
• Bateaux-citernes
• Navires câbliers
• Ferry-boats
Transports
• Aéroports
• Ports
• Chemins de fer
• Métros
Infrastructures
• Centres commerciaux
• Hôpitaux
• Infrastructures et ouvrages civils de
grandes dimensions
5
1. UniGear ZS1
Description
UniGear ZS1 est un tableau de moyenne tension à
enveloppe métallique, adapté aux installations en
intérieur.
Les compartiments des unités sont séparés par des
cloisons métalliques et les parties sous tension sont
isolées dans l’air.
Le tableau est hautement modulaire, il permet ainsi de
choisir les unités à placer côte à côte pour satisfaire tout
type d'application.
Les unités fonctionnelles du tableau sont garanties à
tenue à l’arc interne conformément aux Normes CEI
62271-200 annexe AA, accessibilité de classe A, critères
de 1 à 5.
Toutes les opérations de mise en service, maintenance et
service peuvent être réalisées par la face avant.
Les appareils de connexion et les sectionneurs de terre
peuvent être manœuvrés par le devant à porte fermée.
Le tableau peut être adossé à un mur.
Appareils
Conditions normales de service
Le tableau UniGear ZS1 peut être équipé de la plus vaste
gamme d'appareils disponibles sur le marché, parmi lesquels:
• disjoncteurs sous vide débrochables avec actionneur
mécanique ou magnétique,
• disjoncteurs isolés dans le gaz débrochables,
• contacteurs sous vide débrochables avec fusibles,
• Interrupteurs-sectionneurs dans la version fixe.
Ceci permet de disposer d'une seule interface pour le tableau,
avec des procédures de service et d'entretien identiques.
Le tableau peut être équipé de transformateurs ou des
capteurs pour la mesure du courant et de la tension et avec
tout type d'unité de contrôle et de protection.
Les caractéristiques nominales du tableau sont garanties aux
conditions ambiantes suivantes:
• température ambiante minimum: – 5 °C
• température ambiante maximum: + 40 °C
Pour des valeurs différentes de température veuillez contacter
ABB.
• Humidité ambiante:
- valeur moy. de l'humidité relative dans les 24 heures 95%
- moyenne maximale de la pression de la vapeur d'eau
dans les 24 heures 2,2 kPa
- moyenne maximale mensuelle de l'humidité relative 90%
- moyenne maximale mensuelle de la pression de la vapeur
d'eau 1,8 kPa
• L'altitude normale de service est de 1 000 m s.l.m. Pour des
altitudes supérieures veuillez contacter ABB.
• Présence d’atmosphère normale non corrosive et non
contaminante.
Configuration du tableau et du système
de barres
Le développement des unités fonctionnelles à système simple
de barres a donné naissance au tableau UniGear ZS1 avec:
• solution à double étage,
• unités compactes équipées de contacteurs à fusibles,
• solution à double système de barres.
L’utilisation de cette configuration permet une utilisation
extrêmement efficace de l’espace. En outre, UniGear ZS1
à système simple de barres peut être associé à d'autres
tableaux de la famille UniGear, tels que:
• UniGear 550
• UniGear 500R
• UniGear MCC.
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Normes
Indices de protection
Le tableau et les principaux appareillages qui le composent
sont conformes aux normes suivantes:
• IEC 62271-1 pour l’application en général
• IEC 62271-200 pour le tableau
• IEC 62271-102 pour le sectionneur de terre
• IEC 62271-100 pour les disjoncteurs
• IEC 60071-2 pour la coordination de l’isolement
• IEC 60470 pour les contacteur
• IEC 60265-1 pour les interrupteurs-sectionneurs
• IEC 60529 pour l'indice des protections
Les indices de protection des tableaux sont conformes aux
normes IEC 60529.
Le tableau UniGear ZS1 est normalement fourni avec les
indices de protection standard suivants:
• IP4X sur l'enveloppe extérieure
• IP2X pour la ségrégation entre les compartiments
Sur demande l’enveloppe extérieure peut être fournie avec
des indices de protection supérieurs; veuillez contacter ABB.
Couleur des surfaces extérieures
RAL7035 - gris clair (portes avant et tôles latérales).
D’autres couleurs sont disponibles sur demande.
Les caractéristiques électriques du tableau peuvent changer
en cas de conditions ambiantes différentes de celles décrites
dans la section précédente et des indices de protection
supérieurs aux indices standards.
Caractéristiques électriques du tableau UniGear ZS1 (IEC) - système simple de barres
Tension nominale
kV
7,2
12
17,5
Tension nominale d’isolement
kV
7,2
12
17,5
24
kV 1 min
20
28
38
50
Tension d’essai à fréquence industrielle
24
Tension de tenue sous choc
kV
60
75
95
125
Fréquence nominale
Hz
50/60
50/60
50/60
50/60
Courant assigné admissible de courte durée
Courant de crête
Courant de tenue à l’arc interne
Courant nominal des barres principales
Courant nominal du disjoncteur
Courant nominal du disjoncteur à ventilation forcée
kA 3 s
…50
…50
…50
…31,5
kA
…125
…125
…125
…80
kA 1 s
…50
…50
…50
…31,5
A
...4000
...4000
...4000
...3150
A
A
630
630
630
630
1250
1250
1250
1250
1600
1600
1600
1600
2000
2000
2000
2000
2500
2500
2500
2300
3150
3150
3150
–
3600
3600
3600
2500
4000
4000
4000
–
1) Pour les autres versions veuillez consulter les chapitres 2 (Double système de barres) et le chapitre 3 (Applications navales).
2) La version GB/DL est disponible avec des valeurs supérieures de rigidité diélectrique (42 kV) et courant nominal admissible de courte durée (4 s).
3) Les valeurs indiquées sont valables tant pour le disjoncteur sous vide que disjoncteur dans le gaz SF6.
4) Pour le panneau avec contacteur, la valeur du courant nominal est 400 A.
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1. UniGear ZS1
Classification IEC
La norme IEC 62271-200 a introduit de nouveaux critères
concernant les définitions et les classements des
tableaux de moyenne tension.
Une des principales modifications introduites par cette
norme est la suppression de la classification des tableaux
blindés, compartimentés et à unités.
Le réexamen du classement des tableaux a été fait
en tenant compte du point de vue de l’utilisateur,
notamment sur certains aspects tels que l’opérativité et la
maintenance du tableau, conformément aux exigences et
aux attentes d’une bonne gestion des sous-stations, de la
mise en place jusqu’au démantèlement.
Dans ce contexte, la “perte de continuité de service” a
été choisie comme critère fondamental pour l’utilisateur.
D’après la norme IEC 62271-200, les tableaux UniGear
ZS1 peuvent être définis de la manière suivante:
Perte de la continuité de service LSC-2B
Les diverses catégories LSC décrivent la possibilité de
maintenir sous tension d'autres compartiments et/ou
panneaux lorsqu'un compartiment est ouvert dans le circuit
principal. Les catégories définies sont:
• LSC-1: le tableau tout entier doit être mis hors service pour
ouvrir un compartiment du circuit principal pour le service
normal et/ou l'entretien ordinaire ou bien pour accéder aux
composants du tableau.
• LSC-2A: comme pour LSC1 à l'exception du fait que les
barres principales et les unités fonctionnelles adjacentes à
celle soumise à l'entretien peuvent rester en service.
• LSC-2B: comme pour LSC-2A à l'exception du fait que le
compartiment ligne peut demeurer en service
Le tableau UniGear ZS1 est classé LSC-2B car les
compartiments barres, disjoncteur et ligne sont séparés par
des ségrégations physiques et électriques entre eux. Cette
catégorie définit la possibilité d'accéder au compartiment
disjoncteur avec les barres et les câbles sous tension. Si on
utilise la version fixe de l'interrupteur-sectionner, le panneau
est classé comme LSC-2A, car le compartiment ligne et
le compartiment appareils ne sont pas séparés par des
cloisonnements physiques.
8
Ségrégation métallique - PM
En ce qui concerne la typologie des ségrégations ou des
obturateurs entre les parties sous tension et un éventuel
compartiment ouvert, on fait la distinction entre deux classes
de ségrégation:
• classe PM (Partition of Metal - ségrégation métallique)
• classe PI (Partition of Insulating material – ségrégation en
matériau isolant).
Le tableau UniGear ZS1 est classé PM, étant donné que les
compartiments sont séparés par des ségrégations en tôles
métalliques/obturateurs.
Compartiment à accès contrôlé par
verrouillage
La partie frontale du tableau UniGear ZS1 est classée
"contrôlé par verrouillage" car l'accès aux compartiments
contenant les parties de haute tension, nécessaire pour le
service normale et l'entretien ordinaire, est contrôlé par toute
la structure du tableau.
Compartiment avec accès à l'aide d'un
outil
L'arrière du tableau est classé "accessible avec un outil" car il
est possible d'ouvrir le compartiment contenant les parties de
haute tension (mais pas dans un but de service ou entretien
normal) seulement en utilisant un outil. Des procédures
spéciales sont nécessaires.
Classification de tenue à l'arc interne IAC AFLR
Le tableau UniGear ZS1 est classé IAC AFLR.
Pendant l'installation et la mise en service du tableau il faut
tenir compte de certains points fondamentaux:
• Niveau du courant de défaut (16...50 kA)
• Durée du défaut (0,1...1 s)
• Voies d’échappement des gaz chauds et toxiques, produits
par la combustion des matériaux
• Dimensions du local, avec une attention particulière à la
hauteur
Vous êtes priés de contacter votre revendeur ABB pour plus
d'informations.
9
1. UniGear ZS1
Caractéristiques structurelles
Compartiments
Sectionneur de terre
Chaque unité est constituée de trois compartiments de
puissance: disjoncteur [A], barres [B] et ligne [C] (voir la figure 1).
Chaque unité est dotée d'un compartiment basse tension [D],
dans lequel est logée toute l'instrumentation auxiliaire.
Le tableau à tenue de l’arc interne est normalement équipé
d'un conduit [E] pour l’évacuation des gaz produits par un arc
électrique. Différents types de conduits d'évacuation des gaz
sont disponibles.
Tous les compartiments sont accessibles par le devant, donc
les opérations de maintenance et de service peuvent être
exécutées le tableau étant adossé au mur.
Les compartiments sont délimités par des cloisons
métalliques.
Le compartiment ligne peut être équipé d’un sectionneur de
terre pour la mise à la terre des câbles.
Ce même dispositif peut être utilisé également pour la mise à
la terre du système des barres (unités mesure et coupleur).
Il peut aussi être installé directement sur le système principal
des barres dans un compartiment dédié (applications de
barre). Le sectionneur de terre est doté d’un pouvoir de
fermeture de court-circuit.
La commande du sectionneur de terre se fait par le devant
du tableau, avec manœuvre manuelle ou, sur demande,
motorisée.
La position du sectionneur est vérifiable sur la face avant du
tableau à l'aide d'un indicateur mécanique.
Barres principales
Barre de terre
Le compartiment des barres contient le système de barres
principales branché, à travers des connexions, aux contacts
supérieurs de sectionnement du disjoncteur.
Les barres principales sont réalisées en cuivre électrolytique.
Pour des courants jusqu'à 2500 A le système est réalisé avec
des barres plates, tandis que pour les courants de 3150 A à
4000 A on utilise une barre spéciale en forme de D.
Les barres sont revêtues d’une matière isolante.
Le compartiment des barres est unique pour toute la
longueur du tableau pour des puissances jusqu'à 31,5 kA;
sur demande il peut être divisé en compartiments. Pour des
courant de 40/50 kA, les isolateurs de traversée sont une
caractéristique standard.
La barre de terre est réalisée en cuivre électrolytique. Elles
parcourt longitudinalement tout le tableau, en donnant ainsi
une garantie de sécurité maximale pour le personnel et
l’installation.
Connexions des câbles
Le compartiment ligne contient le système de dérivations
pour le raccordement des câbles de puissance aux contacts
inférieurs de sectionnement du disjoncteur.
Les dérivations sont réalisées avec des barres plates en
cuivre électrolytique pour toute la gamme des courants et
elles sont revêtues de matière isolante pour des tensions de
17,5 et 24 kV.
10
Isolateurs de traversée et obturateurs
Les isolateurs de traversée dans le compartiment disjoncteur,
contiennent les contacts de raccordement du disjoncteur,
respectivement avec le compartiment barres et le
compartiment ligne.
Les isolateurs de traversée sont de type unipolaire et ils sont
réalisés
en résine époxy. Les obturateurs sont de type métallique et ils
sont actionnés automatiquement pendant le déplacement du
disjoncteur de la position "débrochée" à la position "service"
et vice versa.
Câbles
On peut employer des câbles unipolaires ou tripolaires jusqu’à
un maximum de douze par phase en fonction de la tension
nominale, des dimensions de l’unité et de la section des
câbles (consulter page 40).
Le tableau peut être adossé à la cloison, parce que les câbles
sont aussi facilement accessibles par le devant.
Conduit d’échappement des gaz
Le conduit d'échappement des gaz est placé au-dessus du
tableau et le parcourt sur toute sa longueur.
Chaque compartiment est doté d’un déflecteur placé sur
son sommet. La pression produite par la condition de défaut
provoque son ouverture, en permettant le passage des gaz
dans le conduit.
Les gaz chauds et les particules incandescentes produites
par l’arc interne doivent normalement être évacuées du local.
Le tableau UniGear ZS1 est doté d’une gamme complète
de solutions pour faire face à toutes les exigences, soit si
l’échappement peut avoir lieu directement aux extrémités du
tableau, soit quand les solutions exigent l’évacuation par la
face avant ou la partie arrière.
Certaines installations, comme par exemple les applications
navales, ne permettent pas l'évacuation des gaz à l'extérieur
du local, par conséquent pour préserver la sécurité du
personnel et satisfaire les réglementations, une solution
dédiée à été développée, telle que l'emploi de cheminées
d'évacuation longitudinales.
Veuillez contacter ABB pour plus d'informations.
Applications de barre
Chaque unité du tableau peut être dotée d’une application
de barre accessoire:
• transformateurs de courant ou de tension pour les mesures
de barre
• sectionneur de terre pour le système de barres
• conduit d'entrée supérieur ou câbles pour réaliser des
interconnexions entre les différentes sections du tableau.
Compartiments de l'unité
A Compartiment disjoncteur
B Compartiment barres
C Compartiment ligne
D Compartiment basse tension
E Conduit compact d’échappement des gaz
Figure 1: Vue en coupe du tableau UniGear ZS1 à simple étage
11
1. UniGear ZS1
Gamme complète d'essais
Le tableau UniGear ZS1 a été soumis à tous les essais
requis par les normes internationales (IEC) et locales
(par exemple les normes chinoises GB/DL et russes
GOST).
De plus, les essais ont été effectués conformément
aux règlements des principaux registres navals (LR, DNV,
RINA, BV et GL) pour l’utilisation des tableaux dans des
installations navales.
Comme indiqué par ces normes, les essais ont été
réalisés sur les unités du tableau considérées les plus
sensibles aux effets même de ces essais ; les résultats
ont donc été étendus à toute la gamme.
Toutes les unités du tableau sont soumises aux essais de
routine en usine avant la livraison.
Ces essais sont une vérification fonctionnelle du tableau
sur la base des caractéristiques spécifiques de chaque
installation.
Essais de type conforme aux normes
IEC
• Tenue au courant de courte durée et de crête
• Echauffement
• Tenue à l’arc interne
• Essai diélectrique
• Pouvoir de fermeture et de coupure du disjoncteur et des
contacteurs
• Pouvoir de fermeture du sectionneur de terre
• Manoeuvres mécaniques du disjoncteur et du sectionneur
de terre
• Indice de protection IP
Description des essais de type
conforme aux normes IEC
• Tenue au courant de courte durée et de crête
L’essai démontre que le circuit principal de puissance et
celui de terre résistent aux sollicitations provoquées par le
passage du courant de court-circuit sans pour cela en être
endommagés. On remarque aussi que le système de mise à la
terre du disjoncteur débrochable, ainsi que la barre de la mise
à la terre du tableau sont soumis à l’essai.
Les propriétés mécaniques et électriques du système principal
de barres et des dérivations supérieures et inférieures restent
inchangées même en cas de court-circuit.
• Echauffement
L’essai d’échauffement est effectué à la valeur nominale
de courant de l’unité du tableau et il démontre que la
température ne devient pas excessive dans aucune partie de
l'unité du tableau.
Pendant l'essai on contrôle aussi bien le tableau que le
disjoncteur ou le contacteur avec lequel il peut être équipé.
• Tenue à l’arc interne
Consulter page 14.
• Essai diélectrique
Cet essais vérifient que le tableau possède une résistance
suffisante à la tension d'essai à fréquence industrielle et à la
tension de tenue sous choc.
L’essai de tension à la fréquence industrielle est effectué tant
comme essai de type que comme essai de routine sur toutes
les unités de tableau produites.
Essais de routine en usine d'après les
normes IEC
• Inspection et contrôle visuel
• Vérification des séquences mécaniques
• Contrôle du câblage
• Vérification des séquences électriques
• Tension d’essai à fréquence industrielle
• Mesure de la résistance des circuits principaux
• Essai d’isolement secondaire
Essais de type spécial exigés par les
registres navals pour les applications en
milieu marin
• Températures ambiantes élevées (+ 45 °C)
• Inclinaison
• Vibration
12
Figure 2: UniGear ZS1 pendant l'essai de tenue à l'arc interne
• Pouvoir de fermeture et de coupure du disjoncteur
Le disjoncteur ou le contacteur est soumis à des essais de
coupure du courant nominal et du courant de court-circuit.
En outre, Il est aussi soumis aux essais d'ouverture et de
fermeture de charges capacitives et inductives, batteries de
condensateurs et/ou lignes sous câble.
• Pouvoir de fermeture du sectionneur de terre
Le sectionneur de terre du tableau UniGear ZS1 est en
mesure de se fermer en présence de court-circuit. Le
sectionneur de terre est normalement verrouillé pour
empêcher qu'il ne soit actionné sur des circuits encore sous
tension. Toutefois, si cela se produit pour les causes les
plus disparates, la sécurité du personnel serait pleinement
sauvegardée.
• Opérations mécaniques
Les essais de durée mécanique de tous les organes de
manœuvre garantissent la fiabilité des appareillages.
L’expérience générale dans le domaine électrotechnique
révèle que les défauts mécaniques sont l’une des causes les
plus communes de défaut d’une installation.
Le disjoncteur est testé en effectuant de nombreux cycles
d'opération, supérieurs à ceux normalement exécutés sur
les installations en service. En outre, les composants du
tableau sont insérés dans un programme de contrôle qualité.
Des échantillons sont prélevés régulièrement sur les lignes de
production et soumis à un essai de durée mécanique afin de
vérifier que la qualité du composant fabriqué est identique à
celle des appareils soumis au test.
• Indice de protection IP
L'indice de protection IP est la résistance offerte par le
tableau UniGear ZS1 contre la pénétration d'objets solides et
liquides.
Cet indice de résistance est indiqué après le préfixe IP suivi
par deux caractères (par ex.: IP4X)
Le premier chiffre identifie le degré de protection contre la
pénétration d'objets solides, tandis que le second caractère
se réfère aux liquides.
Figure 3: Essai d’inclinaison
Essais de type exigés par les registres
navals
• Température ambiante élevée
Les conditions de service des appareillages électriques dans
les installations navales sont généralement plus sévères de
celles des applications terrestres ordinaires.
La température est certainement l’un de ces facteurs et pour
cette raison les règlements des registres navals exigent que
le tableau soit en mesure de fonctionner à une température
ambiante plus élevée (45 °C ou supérieure) de celle prévue
par les normes IEC (40 °C).
• Inclinaison
L’essai est effectué en inclinant le tableau pendant une durée
définie jusqu’à 25° alternativement sur les quatre côtés et en
actionnant les appareils de manœuvre.
L’essai doit démontrer que le tableau est en mesure de
résister à ces conditions extrêmes de service, que tous
les appareils qu’il contient peuvent être actionnés sans
inconvénient et sans subir de dégâts.
• Vibration
La fiabilité et la robustesse du tableau UniGear ZS1 ont
définitivement étés démontrés par le résultat de l’essai de
tenue aux sollicitations mécaniques dues à la vibration. Les
conditions normales de service sur les installations navales et
les plates-formes marines requièrent que le tableau travaille
dans des environnements soumis à de fortes vibrations,
comme par exemple celles provoquées par les moteurs
de manœuvre des grands navires de croisière ou par les
installations de forage des plates-formes pétrolières:
– amplitude de 1 mm dans le champ de fréquence de 2 à
13,2 Hz
– amplitude d’accélération de 0,7 g dans le champ de
fréquence de 13,2 à 100 Hz.
Figure 4: Essai de vibration/sismique
13
1. UniGear ZS1
Sécurité
Dans l’étude du développement d’un tableau moderne de
moyenne tension il faut nécessairement mettre la sécurité
du personnel au plus haut niveau. C’est pour cette raison
que le tableau UniGear ZS1 a été conçu et testé pour
garantir la tenue de l’arc interne dérivé d’un courant
de court-circuit du même niveau que celui du courant
maximum admissible de courte durée.
Les essais démontrent que l’enveloppe métallique
du tableau UniGear ZS1 est en mesure de protéger le
personnel qui travaille à proximité du tableau au cas où la
panne évolue jusqu’à l’amorçage d’un arc interne.
L’arc interne est l’un des défauts les plus improbables, bien
que théoriquement il puisse être provoqué par plusieurs
facteurs:
• défauts d’isolement dérivant de la détérioration qualitative
des composants. Les causes peuvent être des conditions
ambiantes particulièrement défavorables et la présence
d’une atmosphère fortement polluée
• surtensions d’origine atmosphérique ou produites par la
manœuvre de certains composants
• formation inadéquate du personnel préposé l'installation
• rupture ou altération des verrouillages de sécurité
• échauffement des zones de contact, dû à la présence
d’agents corrosifs ou en cas de serrage insuffisant des
connexions
• entrée dans le tableau de petits animaux (par ex. à travers
l'arrivée des câbles)
• oubli de matériel à l’intérieur du tableau pendant les
opérations d'entretien.
Les caractéristiques du tableau ZS1 réduisent fortement
l’incidence de ces causes dans la génération d’une panne,
toutefois certaines de ces causes ne peuvent pas être
éliminées de manière définitive.
L’énergie dégagée par l’arc interne produit les phénomènes
suivants:
• augmentation de la pression interne
• hausse de la température
• effets visuels et sonores
• contraintes mécaniques à la structure du tableau
• fusion, décomposition et vaporisation des matériaux.
S'ils ne sont pas contrôlés de manière adéquate, ces
phénomènes peuvent avoir des conséquences graves pour
le personnel, comme des blessures (pièces projetées et
ouverture des portes à cause de l’onde de choc) et des
brûlures (dues à l’émission de gaz chauds).
L'essai de tenue à l'arc interne a pour but de vérifier que
les portes des compartiments restent fermées, qu’aucun
composant ne se détache violemment du tableau même
s’il est soumis à des pressions très élevées, qu'il n’y a
14
pas d’émanation de flammes ou de gaz incandescents, en
garantissant ainsi la sécurité du personnel qui travaille à
proximité du tableau.
L'essai veut aussi garantir qu'aucun trou ne se produise
dans les parties extérieures accessibles de l'enveloppe, et
enfin que toutes les connexions au circuit de terre demeurent
efficaces, en garantissant la sécurité du personnel qui aurait à
intervenir sur le tableau après la panne.
La norme IEC 62271-200 prescrit les modalités d’exécution
de l’essai et les critères auquel le tableau doit répondre.
Le tableau UniGear ZS1 satisfait pleinement tous les
paramètres indiqués par la norme IEC.
Si l'essai démontre un classement IAC, la désignation du
tableau blindé sera la suivante:
• Aspects généraux: classement IAC (initiales de Internal Arc
Classified, c’est-à-dire classé à tenue d’arc interne)
• Accessibilité: A, B ou C (tableau accessible seulement au
personnel autorisé (A), à tous (B), non accessible à cause
de l’installation (C)
• F, L, R: accès par le devant (F – front), par les côtés (L –
latéral) et par l'arrière (R – arrière)
• Valeurs d'essai: courant d’essai en kiloampère (kA) et durée
en secondes (s).
Les paramètres de chaque installation spécifique fait en
sorte que l’évacuation des gaz chauds et des particules
incandescentes doive être vérifiée avec une attention
particulière afin de préserver la sécurité du personnel.
Systèmes limiteurs de défauts
La structure du tableau UniGear ZS1 offre une protection
complète de type passif contre les effets du défaut à la suite
d'un arc interne d'une durée de 1 seconde jusqu'à 50 kA.
ABB a en outre développé des systèmes actifs de protection,
qui permettent d’obtenir des avantages importants:
• détection et extinction du défaut, dans un temps
généralement inférieur à 100 ms, qui améliorent la stabilité
du réseau
• limiter les dégâts aux appareillages
• limiter la durée de hors service du tableau.
Pour la protection active contre l’arc interne, des dispositifs
constitués de capteurs de plusieurs types peuvent être
prévus dans les divers compartiments, pour relever les effets
immédiats du défaut et commander l’ouverture sélective des
disjoncteurs.
Les systèmes limiteurs de défaut se basent sur de capteurs
qui exploitent la pression ou la lumière produite par un arc
interne pour activer la séparation de la ligne défaillante.
ITH
Les capteurs ITH sont constitués de micro-contacts
positionnés sur le dessus du tableau au niveau des
déflecteurs d’échappement des gaz des trois compartiments
de puissance (barres, disjoncteur et ligne).
L’onde de choc fait en sorte que les déflecteurs s’ouvrent et
actionnent les micro-contacts branchés aux déclencheurs
d’ouverture des disjoncteurs.
Le temps de déclenchement est de 75 ms (15 ms ITH + 60
ms disjoncteur).
FRD (Fast Recovery Device)
Ce système est constitué de capteurs de pression logés
dans le compartiment de basse tension et reliés aux trois
compartiments de puissance au moyen de petits tubes.
Les capteurs détectent le front de montée de l’onde de
pression qui se développe dans les premiers instants de la
formation de l’arc et leur réaction provoque l’ouverture des
disjoncteurs.
Les capteurs sont protégés de l’environnement extérieur
et leur fonctionnement peut être contrôlé même quand le
tableau est en service.
Le temps de déclenchement est de 75 ms (15 ms FRD + 60
ms disjoncteur).
sélectif. Pour toutes informations supplémentaires, consulter le
chapitre page 50.
Le temps de déclenchement total est de 62,5 ms (2,5 ms
REA + 60 ms disjoncteur).
Protection contre les arcs électriques
avec DEI
Sur demande, les DEI (Intelligent Electronic Device) REF615,
RET615, REM615 et REF610 peuvent être dotés d'une
protection rapide et sélective contre les arcs électriques. Il
s'agit d'un système de protection contre les défauts dus à
un arc à deux ou trois canaux pour le contrôle d'éventuels
arcs électriques dans les compartiments disjoncteur, ligne et
barres des unités du tableau.
Le temps de déclenchement total est de 72 ms (12 ms DEI +
60 ms disjoncteur).
UFES (Ultra fast Earthing Switch)
Le sectionneur de terre ultra rapide UFES est un appareil
au design novateur en mesure de mettre à la terre les trois
phases en moins de 4 ms depuis la détection d'un défaut
pour arc interne.
Pour toutes informations supplémentaires, consulter le
chapitre page 30.
TVOC
Ce système est constitué d’un dispositif électronique de
contrôle logé dans le compartiment de basse tension géré par
des capteurs optiques. Ceux-ci sont répartis dans les divers
compartiments de puissance et il sont connectés au dispositif
à l’aide de fibres optiques.
Quand le niveau de lumière prédéterminé est dépassé, le
dispositif détermine l’ouverture des disjoncteurs.
Pour éviter que le système puisse intervenir à cause des
lumières produites occasionnellement par des phénomènes
extérieurs (le flash d’un appareil photo, le reflet des lumières
extérieures, etc.) il est possible de raccorder aussi des
transformateurs de courant au dispositif de contrôle.
Le module de protection transmet au disjoncteur la commande
d’ouverture seulement s’il reçoit simultanément le signal de la
lumière et celui du courant de court-circuit.
Le temps de déclenchement total est de 62 ms (2 ms TVOC +
60 ms disjoncteur).
kA2 s
Fusion
Acier
Fusion
Cuivre
Fusion
Câbles
REA
Ce système offre la même fonctionnalité du système TVOC.
Il est constitué d'une unité centrale (REA 101) et d'unités
d'extension optionnelles (REA 103, 105, 107), qui permettent
de réaliser des solutions personnalisées à déclenchement
0
100
200
500 ms
Figure 5: Durée de l’arc et dégâts provoqués
15
1. UniGear ZS1
Sécurité
Le tableau UniSec ZS1 est doté de tous les verrouillages
et de tous les accessoires nécessaires à garantir le plus
haut niveau de sécurité et de fiabilité pour les opérateurs
et l’installation.
Verrouillages
Les verrouillages mécaniques de sécurité sont prévus de série
[1÷5] (voir le tableau page 17).
Ils sont prévus par les normes IEC et donc ils sont
nécessaires pour garantir la séquence correcte de
manœuvres.
Les verrouillages de sécurité ABB garantissent le niveau
maximum de fiabilité, même en cas d'erreur accidentelle, et
ils permettent d'obtenir la sécurité maximale de système pour
les opérateurs.
Clés
L’utilisation de verrouillages à clé est particulièrement
important dans la réalisation de logiques de verrouillage entre
des unités du même tableau, ou bien d’autres tableaux de
moyenne, basse et haute tension. Les logiques sont réalisées
au moyen de distributeurs de clés ou bien en reliant les clés
par des anneaux.
Le chariot des appareils [6] peut être bloqué dans la position
"débrochée" et la relative clé de verrouillage peut être retirée
seulement quand les appareils sont dans cette condition.
Les manœuvres de fermeture [7] et d’ouverture [8] du
sectionneur de terre peuvent être bloquées à l’aide de clés (la
logique des clés est illustrée dans le tableau page 17).
Ces verrouillages peuvent également être appliqués au
sectionneur de terre des applications de barre.
Les manœuvres d’embrochage/débrochage des appareils [9]
et d’ouverture/fermeture du sectionneur de terre [10] peuvent
être empêchées à l’aide de verrous à clé, qui bloquent le
branchement des leviers correspondants de manœuvre.
Le verrouillage à clé peut également être appliqué au
sectionneur de terre des applications de barre. Les clés
peuvent toujours être enlevées de leur siège respectif.
Cadenas
Les portes des compartiments disjoncteur [11] et ligne [12]
peuvent être bloquées dans la position "fermée" à l’aide de
cadenas. Ceux-ci sont applicables aux deux versions de
fermeture, c'est-à-dire à poignée centrale (standard) ou vis
(option).
16
Figure 6: Double verrouillages à clé sur le sectionneur de terre
Les manœuvres d’embrochage/débrochage des appareils [13]
et d’ouverture/fermeture du sectionneur de terre [14] peuvent
être condamnées en mettant des cadenas aux ouvertures
de d'enclenchement des leviers de manœuvres. Le cadenas
peut également être appliqué au sectionneur de terre des
applications de barre.
Les obturateurs métalliques de cloisonnement [15] entre
les compartiments disjoncteur, barres et ligne peuvent être
bloqués à l’aide de deux cadenas indépendants tant dans la
position "ouverte" que "fermée".
Le tableau est prévu pour des cadenas ayant un diamètre de 4
à 8 mm.
Aimants de verrouillage
Les aimants de verrouillage permettent de réaliser des
logiques de verrouillage automatiques sans l'intervention
humaine.
Les manœuvres d’embrochage/débrochage du disjoncteur
[16] et d’ouverture/fermeture du sectionneur de terre [17]
peuvent être verrouillées.
Ces aimants peuvent également être appliqués au sectionneur
de terre des applications de barre.
Les aimants agissent avec une logique active, donc l'absence
de tension auxiliaire désactive le verrouillage en conditions de
sécurité.
Type de verrouillages
Verrouillages de sécurité de série (obligatoires)
Type
1
2
3
4
5
Description
Condition
A
Embrochage/débrochage des appareils
Appareils en position "fermée"
B
Fermeture des appareils
Chariot en position définie
A
Branchement des appareils.
Fiche multicontact des appareils branchée
B
Enlèvement de la fiche multicontact
des appareils
Chariot en position d'essai
A
Fermeture du sectionneur de terre
Chariot en position d'essai
B
Branchement des appareils.
Sectionneur de terre en position "fermée"
A
Ouverture de la porte du compartiment appareils
Chariot en position d'essai
B
Branchement des appareils.
Porte du compartiment appareils fermée
A
Ouverture de la porte du compartiment ligne
Sectionneur de terre en position "fermée"
B
Ouverture du sectionneur de terre
Porte du compartiment de ligne fermée
Remarque: Les appareils sont disjoncteurs et contacteurs.
Clés (sur demande)
6
Verrouillage à l’embrochage des appareils
La clé peut être enlevée seulement si le chariot est en position
"débroché"
7
Verrouillage à la fermeture du sectionneur de terre
La clé peut être enlevée seulement si le sectionneur de terre est
ouvert
8
Verrouillage à l’ouverture du sectionneur de terre
La clé peut être enlevée seulement si le sectionneur de terre est
fermé
9
Enclenchement du levier d'embrochage/débrochage
La clé peut toujours être enlevée
des appareils
10
Enclenchement du levier de manœuvre du
sectionneur de terre
La clé peut toujours être enlevée
Cadenas
11
Ouverture de la porte du compartiment appareils
12
Ouverture de la porte du compartiment ligne
13
Enclenchement du levier d’embrochage/débrochage des appareils
14
Enclenchement du levier de manœuvre du sectionneur de terre
15
Ouverture et fermeture des obturateurs
Aimants de blocage (sur demande)
16
Embrochage/débrochage des appareils
Aimants sous tension
17
Ouverture/fermeture du sectionneur de terre
Aimants sous tension
Dispositifs accessoires
20
Autoprotection des obturateurs
Le dispositif bloque les obturateurs dans la position "fermée" quand
l’appareil est enlevé du compartiment. L’opérateur ne peut pas
ouvrir manuellement les obturateurs. Les obturateurs peuvent être
actionnés seulement depuis le chariot de l'appareil ou du chariot de
service (consulter le chapitre dédié page 28).
21
Empreinte de compatibilité appareil - unité du
tableau
La fiche multicontact de l'appareil et la prise correspondante de
l’unité du tableau sont équipées d’une empreinte mécanique, qui
rend impossible l’embrochage de l’appareil dans une unité de
tableau avec courant nominal non approprié.
Commande mécanique du disjoncteur
Le compartiment appareils est doté d’un dispositif mécanique,
qui rend possible la fermeture et/ou l’ouverture des disjoncteurs
directement avec les boutons-poussoirs de la commande frontale,
en maintenant la porte fermée. Les commandes peuvent être
exécutées avec les disjoncteurs en position "service" ou "débroché".
22
17
1. UniGear ZS1
Disjoncteur dans le vide
Le tableau UniGear ZS1 peut être équipé de la plus
vaste gamme d’appareils disponible actuellement sur le
marché et parmi eux le disjoncteur sous vide qui occupe
une position fondamentale dans tous les secteurs de la
distribution primaire.
Les disjoncteurs sous vide couvre toute la gamme des
paramètres du tableau et donc la gamme intégrale des
applications possibles.
L'expérience pluriannuelle accumulée dans le
développement et l’utilisation des ampoules sous vide se
Figure 7: UniGear ZS1
18
reflète aujourd’hui dans la gamme des disjoncteurs ABB,
qui se distinguent par des caractéristiques électriques et
mécaniques exceptionnelles, une durée opérationnelle
extrêmement longue et des exigences réduites de
maintenance, la compacité et l’emploi de techniques de
fabrication hautement novatrices.
ABB développe et produit une gamme d’ampoules
complète, pour l’emploi dans les disjoncteurs et les
contacteurs ainsi que pour les applications de moyenne
tension.
Disjoncteur VD4
Les ampoules des disjoncteurs de moyenne tension VD4,
emploient le vide pour l’extinction de l’arc électrique et
comme moyen d’isolement.
Grâce aux propriétés inégalables du vide et de la technique
“interruptive” adoptée, la coupure des courants a lieu sans
déchirure de l’arc et sans produire de surtensions. Le
rétablissement des propriétés diélectriques après la coupure
est extrêmement rapide.
Les disjoncteurs VD4 sont utilisés dans la protection
de câbles, lignes aériennes, moteurs, transformateurs,
générateurs et batteries de condensateurs.
Pôles
Les disjoncteurs de moyenne tension VD4 utilisent des
ampoules sous vide encapsulées dans des pôles (1).
Les ampoules encapsulées rendent le disjoncteur résistant
aux chocs et le protègent contre les dépôts de poussière et
l'humidité.
Figure 8: Disjoncteur VD4 à actionneur mécanique
L'ampoule sous vide renferme les contacts et constitue la
chambre de coupure.
Les disjoncteurs ABB utilisent les techniques de coupure
dans le vide les plus perfectionnées: à flux magnétique radial
pour les disjoncteurs à performance moyennes-basses et à
flux magnétique axial pour ceux à haut pouvoir de coupure.
Ces deux techniques garantissent la distribution homogène
de l’arc sur toute la surface des contacts, en obtenant ainsi
les meilleures performances à toutes les valeurs de courant.
La structure de l'ampoule sous vide est relativement
simple. L’enveloppe extérieure est constituée d’un isolateur
céramique fermé aux extrémités par des couvertures en acier
inoxydable. Les contacts, réalisés en cuivre pur et chrome
fritté, sont soudés aux prises en cuivre. Une membrane
métallique permet le mouvement du groupe mobile contactsprises, tout en garantissant le maintien du vide dans
l’ampoule. Les composants de l’ampoule sont soudés dans
un environnement sous vide pour garantir dans l’ampoule des
valeurs inférieures à 10-5 Pa.
L'ampoule ne contient donc aucune matière ionisable. Lors
de l'ouverture des contacts, il y a quand même la génération
d'un arc électrique, formé exclusivement par la fusion et la
vaporisation du matériau des contacts.
Dans l’ampoule est intégré un blindage métallique qui capture
les vapeurs métalliques émises pendant l’interruption et
qui contrôle le champ électrique. La forme particulière des
contacts produit un champ magnétique qui force l’arc à
tourner et à intéresser une superficie beaucoup plus grande
par rapport à celle de l’arc à contact fixe.
Tout ceci, limite non seulement le stress thermique sur les
contacts, mais rend aussi l’érosion des contacts négligeable
et, surtout, permet de contrôler le processus d’interruption
avec des courants de court-circuit très élevés.
L’arc électrique reste soutenu par l'énergie extérieure jusqu’au
passage du courant par le zéro naturel.
Les ampoules sous vide ABB sont des ampoules à courant
zéro et elles sont exemptes de réamorçages.
La diminution rapide de la densité de courant, et la
condensation rapide des vapeurs métalliques simultanément
au passage du courant par le zéro, permettent de rétablir la
tenue diélectrique maximale entre les contacts de l’ampoule
en quelques millièmes de seconde. La supervision du niveau
de vide n’est pas nécessaire puisque les pôles du disjoncteur
sont des systèmes à pression scellée pour la durée de vie
opérationnelle qui ne requièrent pas de maintenance.
(1 Les disjoncteurs jusqu'à 17,5 kV - 1250 A - 31,5 kA, sont réalisés avec
des pôles en polyamide.
19
1. UniGear ZS1
Disjoncteur dans le vide
Commande
Disjoncteur eVD4
Le disjoncteur VD4 est doté d’une commande mécanique à
accumulation d’énergie.
Le déclenchement est libre et il permet donc des manœuvres
d'ouverture et de fermeture, indépendantes de l'opérateur.
Le système des ressorts de commande est à rebandage soit
manuel soit au moyen d’un motoréducteur. L’ouverture et la
fermeture de l’appareil peuvent être effectués au moyen de
boutons-poussoirs placés sur la face avant de la commande ou
au moyen de déclencheurs électriques (fermeture, ouverture et
tension minimale).
Les disjoncteurs sont toujours dotés d’un dispositif
antirefermeture pour éliminer la possibilité des commandes
simultanées d’ouverture et de fermeture, les commandes
de fermeture avec ressorts débandés ou avec les contacts
principaux pas encore en position de fin de course.
Le disjoncteur eVD4 est un système complet de protection de
lignes électriques de moyenne tension avec installation “plug
and play”. Il représente l'évolution du principe traditionnel de
disjoncteur, étant donné qu'un seul appareil est en mesure
d'exécuter des fonctions de coupure, mesure, protection,
contrôle et communication.
Le disjoncteur eVD4 est dérivé de la série VD4 dont il a hérité
les caractéristiques de fiabilité et robustesse bien connues.
Le disjoncteur eVD4 intègre l'unité de protection RBX615
qui repose sur la technologie ABB Relion® avec capteurs
combinés de courant et de tension.
Grâce à cette solution intégrée, le MTTR (temps moyen de
réparation) du système géré par eVD4 est nettement inférieur
à celui des solutions traditionnelles. Cela rend le disjoncteur
eVD4 la solution idéale pour toutes les installations où le
niveau de continuité de service demandé est élevé.
Le disjoncteur eVD4 est disponible dans la version
fixe et débrochable pour tableau UniGear ZS1 et il est
mécaniquement interchangeable avec le disjoncteur VD4.
Chariot
Les pôles et la commande sont fixés sur un chariot métallique
de support et de manutention.
Le chariot est muni d’un système de roues qui rend possible
les opérations de débrochage et d’embrochage de l’appareil
dans le compartiment du tableau, la porte étant fermée. Le
chariot permet la mise à la terre efficace du disjoncteur à
travers la structure métallique de l’unité du tableau.
Le chariot du disjoncteur sous vide peut être motorisé.
Les manœuvres d'embrochage et de débrochage peuvent être
exécutées à l'aide de commandes électriques, soit localement
par l'opérateur qu'au moyen d'un système à distance.
Interface appareil-opérateur
La partie frontale du disjoncteur contient l'interface utilisateur,
dotée des accessoires suivants:
• poussoir d'ouverture
• poussoir de fermeture
• compteur de manœuvres
• indicateur de l’état de disjoncteur ouvert et fermé
• indicateur de l’état des ressorts de commande bandés et
débandés
• dispositif de bandage manuel des ressorts de commande.
• sélecteur d’exclusion du déclencheur à minimum de tension
(option).
Figure 9: Disjoncteur eVD4 avec capteurs à bord et unité de protection et contrôle RBX 615.
20
Disjoncteur VM1
Normes
La commande mécanique à accumulation d’énergie de type
conventionnel des disjoncteurs VD4 peut être remplacée par
une commande à actionneur magnétique, qui est à l’origine
des disjoncteurs de la série VM1.
Toutes les caractéristiques des disjoncteurs décrites dans ce
chapitre demeurent inchangées, à l’exception de la commande.
La commande se base sur un nombre de composants
extrêmement réduit.
• Actionneur à aimants permanents. Le cœur de la commande
est constitué par l’actionneur magnétique, qui commande les
manœuvres de fermeture et d’ouverture tout en maintenant
les contacts principaux dans les positions respectives prises
après la manœuvre. L’aimant transmet la commande aux
ampoules à l’aide d’un unique levier de transmission
• Dispositif électronique de contrôle. Toutes les fonctions
(déclenchement, manœuvre, chargement de l’énergie
et auto-diagnostic) sont commandées par le contrôleur
électronique intégré. Le disjoncteur est équipé d’une
alimentation multi-tension en courant continu et alternatif ;
• Condensateurs. L’énergie servant à la commutation
de la commande est obtenue à l’aide d’une batterie de
condensateurs intégrée. L’énergie accumulée garantit la
séquence de re-fermeture O-C-O complète
• Capteurs de position La position des contacts du disjoncteur
est mesurée à l’aide de capteurs électroniques de proximité.
IEC 62271-100 pour le disjoncteur.
Figure 10: Disjoncteur VM1 à actionneur magnétique
21
1. UniGear ZS1
Disjoncteur au gaz
Le tableau UniGear ZS1 peut aussi être équipé de
disjoncteur dans le gaz SF6.
La série de disjoncteurs ABB sous vide et au gaz sont
mécaniquement interchangeables entre-eux et donc la
même unité de tableau peut recevoir indifféremment
les deux appareils. Seul ABB est en mesure d'offrir des
appareils des deux techniques pour toute la gamme
d'applications, niveaux de tension (12-17,5-24 kV),
courant nominal (630...4000 A) et pouvoir de coupure
(16...50 kA).
Ceci permet de choisir la solution optimale pour les
caractéristiques de l'installation et les utilisations à
manoeuvrer et protéger.
L’expérience largement éprouvée de ABB démontre que
les deux types de disjoncteurs sont également valables et
complémentaires.
Disjoncteur HD4
de manière optimale dans la coupure de courants faibles,
la deuxième agit efficacement durant la manœuvre sur des
valeurs élevées de courant. La technique “autopuffer” permet
d’utiliser des quantités de gaz inférieures à celles requises par
les disjoncteurs basés sur d’autres techniques. Pour la même
raison même la pression relative du gaz est considérablement
réduite. La technique « autopuffer » garantie la tenue de la
tension d’isolement et le pouvoir de coupure jusqu’à 30% de
celui nominal, même à une pression relative égale à zéro.
Toute la gamme de disjoncteurs HD4 adopte la même
pression du gaz pour tous les niveaux de tension nominale
(12-17,5-24 kV). La supervision du niveau de pression du gaz
SF6 n’est pas nécessaire puisque les pôles du disjoncteur
sont des systèmes à pression scellée pour la durée de vie
opérationnelle et il ne requièrent pas de maintenance.
Dans tous les cas ils sont dotés d’un dispositif de contrôle de
la pression, pour vérifier que les caractéristiques générales
ne sont pas altérées après un transport ou une mauvaise
utilisation.
Les disjoncteurs de moyenne tension HD4, emploient du
gaz hexafluorure de soufre (SF6) pour l’extinction de l’arc
électrique et comme moyen d’isolement.
Grâce aux excellentes propriétés du gaz SF6, la coupure des
courants a lieu sans déchirure de l’arc et sans produire de
surtensions. Il n’y a aucun phénomène de réamorçage après
la coupure ; par ailleurs le rétablissement des propriétés
diélectriques après la coupure est extrêmement rapide.
Les disjoncteurs dans le gaz sont disponibles pour tous les
domaines d'application de la distribution électrique. Ils sont
tout particulièrement recommandés dans l’utilisation sur
les batteries de condensateurs, moteurs, transformateurs
isolés dans l’huile et dans les installations où sont montés
des composants particulièrement sensibles aux contraintes
diélectriques et dynamiques (par ex. anciens câbles ou
transformateurs).
Pôles
Les pôles du disjoncteur HD4 emploient le système de
coupure “autopuffer”, en associant les techniques de
compression et d’autosoufflage en une solution unique.
Le système “autopuffer” est la technique la plus innovante
dans le domaine des disjoncteurs au gaz qui doit ses origines
aux appareils de haute tension.
La combinaison des techniques de compression et
d’autosoufflage permet d’obtenir les meilleures performances
à toutes les valeurs de courant. Les deux techniques sont
toujours présentes, mais tandis que la première intervient
Figure 11: Disjoncteur HD4
22
Commande
Chariot
Le disjoncteur HD4 est doté d’une commande mécanique
à accumulation d’énergie. Le déclenchement est libre et il
permet donc des manœuvres d'ouverture et de fermeture,
indépendantes de l'opérateur.
Le système des ressorts de commande est à rebandage soit
manuel soit au moyen d’un motoréducteur. La commande
est identique pour toute la série et elle dispose d'une gamme
normalisée d'accessoires et de pièces détachées.
Tous les composants accessoires sont facilement
remplaçables à l’aide de connecteurs fiche et prise.
L’ouverture et la fermeture de l’appareil peuvent être effectués
au moyen de boutons-poussoirs placés sur la face avant
de la commande ou au moyen de déclencheurs électriques
(fermeture, ouverture et tension minimale).
Les disjoncteurs sont toujours dotés d’un dispositif
antirefermeture pour éliminer la possibilité des commandes
simultanées d’ouverture et de fermeture, les commandes
de fermeture avec ressorts débandés ou avec les contacts
principaux pas encore en position de fin de course.
Les pôles et la commande sont fixés sur un chariot métallique
de support et de manutention.
Le chariot est muni d’un système de roues qui rend possible
les opérations de débrochage et d’embrochage de l’appareil
dans le compartiment du tableau, la porte étant fermée.
Le chariot permet la mise à la terre efficace du disjoncteur à
travers la structure métallique de l’unité du tableau.
Interface appareil-opérateur
La partie frontale du disjoncteur contient l'interface utilisateur,
dotée des accessoires suivants:
• poussoir d'ouverture
• poussoir de fermeture
• compteur de manœuvres
• indicateur de l’état de disjoncteur ouvert et fermé
• indicateur de l’état des ressorts de commande bandés et
débandés
• dispositif de bandage manuel des ressorts de commande.
• sélecteur d’exclusion du déclencheur à minimum de tension
(option)
• indicateur à diode de signalisation de la pression du gaz
(option).
Disjoncteur HD4-HXA pour fortes
composantes unidirectionnelles
La gamme des disjoncteurs HD4 est enrichie de la version
HD4-HXA.
Cette série de disjoncteurs tout en maintenant les
caractéristiques décrites dans ce chapitre se distingue
notamment par l'aptitude à commuter des charges à fortes
composantes unidirectionnelles.
Pour des pouvoirs de coupure équivalents ou inférieurs à
40 kA, les disjoncteurs HD4-HXA sont en mesure
d'interrompre des charges à composants unidirectionnels
équivalents à IDC = 100%, jusqu’à des tensions de service
de 13,8 kV; à 50 kA le pourcentage de composants
unidirectionnels IDC est réduite à 50%. Ces disjoncteurs
peuvent être utilisés dans toutes les installations constituées
de fortes composantes unidirectionnelles, mais elles trouvent
leur domaine d'application naturelle dans les systèmes pour
transformateurs et protection des circuits auxiliaires des
centrales de production d’énergie.
Normes
IEC 62271-100 pour le disjoncteur.
IEC 60376 pour le gaz SF6.
Figure 12: Disjoncteur HD4-HXA
23
1. UniGear ZS1
Contacteur sous vide
Les contacteurs de moyenne tension V-Contact VSC sont
des appareils indiqués pour travailler en courant alternatif
et ils sont normalement utilisés pour commander des
utilisations qui exigent un nombre élevé de manœuvres
par heure.
Ils sont indiqués pour la commande et la protection de
moteurs, transformateurs et batteries de mise en phase.
Equipés de fusibles appropriés ils peuvent être utilisés
dans des circuits avec des niveaux de défaut jusqu'à
1 000 MVA.
La vie électrique des contacteurs V-Contact VSC est
définie dans la catégorie AC3 avec 100 000 manœuvres
(fermeture-ouverture), courant interrompu 400 A.
Contacteur V-Contact VSC
Ces contacteurs sont constitués d'un monobloc en résine
contenant les composants suivants :
• ampoules dans le vide
• parties mobiles
• actionneur magnétique
• alimentation multitension
• accessoires et contacts auxiliaires.
Les contacteurs V-Contact sont disponibles dans les versions
suivantes :
• VSC7/P pour tensions jusqu'à 7,2 kV.
• VSC7/PG pour tensions jusqu'à 7 kV avec tension d'essai à
fréquence industrielle de 32 kV.
• VSC12/P pour tensions jusqu'à 12 kV.
• VSC12/PG pour tensions jusqu'à 12 kV avec tension
d'essai à fréquence industrielle de 42 kV.
Les deux versions sont disponibles avec une commande à
retenue électrique ou mécanique.
Les contacteurs V-Contact VSC sont mécaniquement
interchangeables avec les précédents contacteurs V-Contact
V/P et avec toute la série de disjoncteurs ABB; la même
unité de tableau peut donc recevoir indifféremment les deux
appareils sans modifications.
Une version de contacteurs V-Contact VSC jusqu'à 400 A est
aussi employée dans le tableau compact UniGear MCC.
Commande
Etant donné la présence de l'actionneur magnétique, les
contacteurs V-Contact VSC exigent une quantité négligeable
d'énergie auxiliaire dans toutes les configurations (15 W au
démarrage - 5 W continu).
Le contacteur V-Contact VSC est disponible dans trois
configurations différentes:
• SCO (manoeuvre unique de commande). Le contacteur se
ferme quand la tension auxiliaire est fournie à l'entrée de
l'alimentation multitension, tandis qu'il s'ouvre quand la
tension auxiliaire s'interrompt
• DCO (double manoeuvre de commande). Le contacteur se
ferme quand la tension auxiliaire est fournie à l'entrée de
fermeture de l'alimentation multitension, tandis qu'il s'ouvre
quand la tension est fournie à l'entrée d'ouverture; la
fonction d'antirefermeture est toujours disponible
• Sur demande, la configuration DCO est aussi disponible
avec une fonction de tension minimale retardée. Cette
fonction permet l'ouverture automatique du contacteur
quand le niveau de tension auxiliaire descend au-dessous
des niveaux définis par les normes IEC.
L'ouverture peut être retardée entre 0 et 5 secondes
(configuration définie par le client à travers dip-switch).
Toutes les configurations sont disponibles pour 1 000 000 de
manoeuvres mécaniques.
Fusibles
Le contacteur est doté de fusibles de moyenne tension pour
la protection des utilisations.
La coordination entre contacteur, fusibles et unité de
protection est garantie conformément aux normes IEC 60470
pour les appareils de classe C.
Le châssis porte-fusibles est normalement prévu pour
l'installation de trois fusibles avec dimensions et percuteur de
type moyen, conforme aux normes suivantes :
• DIN 43625
• BS 2692
Figure 13: Contacteur V-Contact VSC
24
Les fusibles pouvant être employés sont :
• type DIN d'une longueur égale à 192, 292 et 442 mm
• type BS d'une longueur égale à 235, 305, 410, 453 et
553 mm.
Les châssis porte-fusibles sont dotés de dispositif d'ouverture
automatique en cas de fusion même d'un seul fusible.
Ce dispositif empêche la fermeture du contacteur en cas
d'absence même d'un seul fusible.
La gamme ABB de fusibles pour la protection des
transformateurs est dénommée CEF, tandis que celle pour
moteurs et condensateurs CMF.
Normes
Figure 14: Fusible aux normes DIN
• CEI 60470 pour le contacteur
• IEC 60282-1 pour les fusibles
Caractéristiques électriques
VSC7/P
VSC12/P
7,2
12
kV
Tension nominale
Tension nominale d’isolement
Tension d’essai à fréquence industrielle
kV
7,2
12
kV 1 min
20 (3)
28 (3)
Tension de tenue sous choc
kV
60
75
Fréquence nominale
Hz
50/60
50/60
kA
Courant assigné admissible de courte durée
Courant de crête
Courant de tenue à l’arc interne
(2)
Courant nominal maximum du contacteur
(1)
…50
…50
kA
…125
…125
kA 1 s
…50
…50
A
400
400
(1) Limitée par les fusibles.
(2) Les valeurs de tenue à l'arc interne sont garanties dans les compartiments en amont des fusibles (barres et appareils) de la structure du tableau et en aval (ligne) par les propriétés de limitation des fusibles.
(3) Sur demande sont disponibles dans un panneau dédié le VSC7/PG pour tension d'essai à fréquence industrielle de 32 kV et le VSC12/PG pour tension d'essai à fréquence industrielle de
42 kV.
Performances limite du contacteur avec fusibles
3,6 kV
7,2 kV
12 kV
Moteurs
kW
1500
3000
5000
Transformateurs
kVA
2000
4000
5000
kVAR
1500
3000
4800 (*)
Condensateurs
(*) L'utilisation d'éclateurs est conseillée.
Courant maximum de charge des fusibles
Ligne
Transformateurs
Moteurs
Condensateurs
Tension nominale
Fusible
Charge maximum
Fusible
Charge maximum
Fusible
Charge maximum
3,6 kV
200 A
160 A
315 A
250 A
450 A
360 A
7,2 kV
200 A
160 A
315 A
250 A
355 A
285 A
12 kV
200 A
160 A
200 A
160 A
200 A
160 A
25
1. UniGear ZS1
Interrupteur-sectionneur
Les unités UniGear peuvent être équipées d'interrupteurs
- sectionneurs type ABB NAL.
Ces unités sont employées pour la manœuvre et la
protection de lignes et de transformateurs ou dans
les centrales électriques pour les transformateurs des
services auxiliaires.
Les interrupteurs - sectionneurs NAL sont des
sectionneurs de moyenne tension isolés dans l'air,
constitués d'un support fixe dans lequel sont appliqués
les isolateurs de support (supérieurs et inférieurs), le
système de contacts (fixes et mobiles) et les pinces
d'accrochage (des fusibles ou des barres d'isolement).
Interrupteur-sectionneur NAL-NALF
L'interrupteur-sectionneur est doté de deux systèmes de
contacts mobiles à lames, le principal (traversé par le courant
de charge avec le sectionneur en position fermée) et le
contact de coupure d'arc (traversé par le courant pendant les
manœuvres d'ouverture et de fermeture).
Cette solution permet de ne pas solliciter les contacts
principaux et donc de maintenir les caractéristiques
électriques de l'appareil inchangées.
Pendant l'ouverture de l'interrupteur-sectionneur l'air est
comprimé à l'aide de pistons contenus dans les cylindres
des isolateurs supérieurs. Au moment de l'ouverture et de la
séparation des contacts, un jet d'air comprimé qui sort des
buses prévues à cet effet, permet le refroidissement et la
désionisation de l'arc.
Figure 15: Interrupteur-sectionneur NALF
26
Cela produit une augmentation graduelle de la résistance
d'arc qui détermine son extinction. Le mouvement des
pistons est synchronisé avec les des contacts de coupure de
l'arc de l'interrupteur-sectionneur de manière à garantir le plus
grand apport d'air au moment de la séparation des contacts
et obtenir ainsi une extinction sûre de l'arc.
L'unité peut être équipée de barres d'isolement (unité
interrupteur-sectionneur NAL) ou bien de fusibles de moyenne
tension (unité interrupteur-sectionneur à fusibles NALF).
L'interrupteur-sectionneur NALF est équipé de mécanisme de
déclenchement automatique pour l'intervention des fusibles
et il emploie des fusibles aux normes DIN 43625. La gamme
de fusibles ABB pour la protection des transformateurs et
dénommée CEF. Chaque unité est équipée d’un sectionneur
de terre avec pouvoir de fermeture pour la mise à la terre des
câbles.
L'interrupteur-sectionneur ainsi que le sectionneur de terre
sont commandés depuis le devant du tableau par une
manœuvre manuelle.
La position des deux appareils peut être relevée directement
par le devant du tableau à travers un hublot.
L'unité du tableau peut être équipée de trois transformateurs
de courant ou de capteurs de mesure.
L'unité sectionneur de ligne (DF) est constitué de deux
compartiments de puissance : barres et interrupteursectionneur/ligne. Ce dernier contient aussi bien
l'interrupteur-sectionneur que les prises de connexion des
câbles de puissance.
La séparation "cloisonnée" entre les compartiments de
puissance est faite automatiquement lors de la fermeture du
sectionneur de terre. Un obturateur de type isolant créé une
séparation complète entre les contacts fixes de l'interrupteursectionneur en rendant inaccessibles les contacts supérieurs
aux opérateurs. Ceci rend possibles d'éventuelles opérations
de maintenance sur les câbles et les fusibles, tout en laissant
la partie restante du tableau en service.
L'unité UniGear ZS1 avec interrupteur-sectionneur est classée
LSC-2A, parce que les compartiments ligne et appareils son
physiquement cloisonnés entre-eux.
L'interrupteur-sectionneur, le sectionneur de terre et la porte
d'accès au compartiment de la ligne sont verrouillés entre-
eux pour garantir la sécurité maximale pour le personnel et la
séquence correcte des manœuvres.
Chaque unité du tableau est dotée d'un compartiment pour
l'instrumentation auxiliaire, où sont logés tous les instruments
et le câblage.
Tous les compartiments sont accessibles par le devant, donc
les opérations de maintenance et de service peuvent donc
être exécutées avec le tableau adossé au mur.
Normes
• CEI 60265-1 pour l’interrupteur-sectionneur
• IEC 60282-1 pour les fusibles
Caractéristiques électriques
Tension nominale
kV
12
17,5
24
Tension nominale d’isolement
kV
12
17,5
24
kV 1 min
28
38
50
Tension de tenue sous choc
kV
75
95
125
Fréquence nominale
Hz
50/60
50/60
50/60
Tension d’essai à fréquence industrielle (1)
(1) La version B/DL est disponible avec des niveaux supérieurs des caractéristiques diélectriques.
Interrupteur-sectionneur NALF avec fusibles
Courant assigné admissible de courte durée
kA (1)
...25
...25
...20
kA
...100
...100
...63
A
63
63
63
kA 1 s
...40
...40
...25
Courant de crête
Courant nominal maximum des fusibles
Courant de tenue à l’arc interne (2)
(1) Limitée par les fusibles.
(2) Les valeurs de tenue à l'arc interne sont garanties dans les compartiments en amont des fusibles (barres) de la structure du tableau et dans le compartiment en aval (ligne) par les
propriétés limitatrices des fusibles.
Table de choix des fusibles pour la protection des transformateurs
Tension nominale
transformateur [kV]
Puissance nominale du transformateur (kVA)
25
50
75
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
Tension nominale
fusible
[kV]
1000 1250 1600 2000
Fusible CEF In [A]
3
16
25
25
40
40
50
63
80
100
125
5
10
16
25
25
25
40
40
50
63
80
100
125
3,6/7,2
6
6
16
16
25
25
25
40
40
50
63
80
100
125
10
6
10
16
16
16
20
20
25
31,5
40
50
63
80
100
125
12
6
6
10
16
16
16
20
20
25
40
40
50
63
80
100
125
15
6
6
10
10
16
16
16
20
20
25
40
40
50
63
80
100
20
6
6
6
10
10
16
16
16
20
20
25
31,5
40
50
63
80
24
6
6
6
6
10
10
16
16
16
20
20
25
40
40
50
63
12
125
80
17,5
24
Les valeurs dans la table ont été calculées conformément aux normes IEC 60787 et IEC 62271-105 (pour tensions de service jusqu'à 24 kV). Les conditions de service des transformateurs
suivantes ont été supposées:
• Surcharge maximale de longue durée – 150%
• Courant initial de démarrage magnétisant – 12×In pour 100 ms
• Tension de court-circuit du transformateur conformément à la norme IEC 60076-5
• Conditions de service ambiante standard des fusibles
La table reporte dans les détails le courant nominal d'un fusible particulier pour une tension de ligne donnée et une puissance donnée du transformateur. Pour des critères différents il faut
revoir la sélection des fusibles.
Les limites indiquées pour le courant nominal du fusible ne sont pas obligatoires pour l'interrupteur-sectionneur NALF / NAL sans le système de déclenchement du fusible. Les valeurs de
courant nominal des fusibles correspondants pour ces applications sont indiquées dans le catalogue ABB “FUSIBLES”.
27
1. UniGear ZS1
Chariots de service
La gamme UniGear ZS1 est équipée de tous les chariots
de service nécessaires pour les opérations de service ou
les activités de maintenance.
Les chariots sont divisés en quatre typologies différentes:
• mise à la terre sans pouvoir de fermeture
• mise à la terre avec pouvoir de fermeture
• essais des câbles
• sectionnement
Pendant la phase d'embrochage, le chariot de mise à la terre
des câbles de puissance actionne seulement l'obturateur
inférieur et met à la terre les contacts connectés aux
dérivations inférieures (et donc aux câbles de puissance) à
travers la structure du tableau.
Ces chariots peuvent aussi être utilisés dans les unités
coupleur de barres. Dans ce cas ils mettent à la terre l'un des
deux côtés du système de barres principales.
Chariot de mise à la terre sans pouvoir
de fermeture
Chariot de mise à la terre avec pouvoir
de fermeture
Ces chariots ont la même fonction que les sectionneurs de
terre sans pouvoir de fermeture.
Ils n'ont donc aucune capacité de réaliser la mise à la terre de
circuits sous tension en conditions de défaut.
Ils sont utilisés pour garantir une mise à la terre fixe
supplémentaire, comme le requièrent les procédures de
service et d'entretien de certaines installations, en garantie
d'une sécurité supplémentaire du personnel.
L'utilisation de ces chariots prévoit que l'on enlève du tableau
l'appareil (disjoncteur ou contacteur) et qu'on le remplace par
le chariot.
Les unités pré-équipées pour l'utilisation des chariots de mise
à la terre sont munies de verrouillage à clé dont l'activation
empêche l'embrochage.
Ces chariots sont disponibles en deux versions:
• mise à la terre du système principal de barres
• mise à la terre des câbles de puissance.
Pendant la phase d'embrochage, le chariot de mise à la terre
des barres principales ne soulève que l'obturateur supérieur
et met à la terre les contacts branchés aux dérivations
supérieures (et donc au système principal de barres) à travers
la structure du tableau.
Ces chariots ont la même fonction que les sectionneurs de
terre avec pouvoir de fermeture.
Ils sont constitués de disjoncteurs équipés uniquement des
prises supérieures (mise à la terre des barres principales)
ou inférieures (mise à la terre des câbles de puissance).
Les contacts qui n'ont pas de prises sont court-circuités au
moyen d'une barre en cuivre et raccordés à la terre à travers
le chariot de l'appareil.
Ces chariots possèdent toutes les caractéristiques des
disjoncteurs, tels que le plein pouvoir de fermeture et
d'ouverture sur les circuits sous tension en conditions de
défaut.
Ils sont utilisés pour garantir une mise à la terre extrêmement
efficace sur les circuits sollicités par un défaut. Ils permettent
d'effectuer rapidement les manœuvres d'ouverture et de
fermeture avec la commande électrique à distance.
L'utilisation de ces chariots prévoit que l'on enlève du tableau
l'appareil (disjoncteur ou contacteur) et qu'on le remplace par
le chariot. Les unités pré-équipées pour l'utilisation des chariots de mise à la terre sont munies de verrouillage à clé dont
l'activation empêche l'embrochage.
Figure 16: Chariots de service HD4
28
Ces chariots sont disponibles en deux versions:
• mise à la terre du système principal de barres
• mise à la terre des câbles de puissance.
Pendant la phase d'embrochage, le chariot de mise à la terre
des barres principales, ne soulève que l'obturateur supérieur
et prépare les contacts branchés aux dérivations supérieures
(et donc au système principal des barres) à la fermeture à
travers la commande.
Pendant la phase d'embrochage, le chariot de mise à la terre
des câbles de puissance, actionne seulement l'obturateur
inférieur et prépare les contacts connectés aux dérivations
inférieures (et donc aux câbles de puissance) à la fermeture à
travers une commande.
Ces chariots peuvent aussi être utilisés dans les unités
coupleur de barres. Dans ce cas ils mettent à la terre l'un des
deux côtés du système de barres principales.
Chariot d'essai des câbles de puissance
Ces chariots permettent d'effectuer les essais d'isolement sur
les câbles de puissance sans accéder au compartiment de la
ligne ni déconnecter les câbles du tableau.
L'utilisation de ces chariots prévoit que l'on enlève du tableau
l'appareil (disjoncteur ou contacteur) et qu'on le remplace par
le chariot.
Pendant la phase d'embrochage le chariot actionne
seulement l'obturateur inférieur et, au moyen des connecteurs
dont il est doté, il permet le raccordement des câbles des
appareillages d'essai.
Ces chariots ne peuvent être utilisés que dans les unités
arrivée/départ avec porte ouverte.
Chariot de sectionnement
Ce sectionneur permet la connexion des contacts supérieurs
du tableau directement à ceux inférieurs. Cette connexion
est rendue extrêmement sûre grâce à l'utilisation des pôles
des disjoncteurs pour isoler les barres de connexion de
l'environnement extérieur. Dans les unités arrivée/départ, le
chariot relie le système des barres principal aux câbles de
puissance, tandis que dans les unités coupleur de barres il
relie les deux côtés du système de barres.
Ce chariot trouve son application dans les tableaux UniGear
pour la réalisation des unités arrivée/départ sans disjoncteurs
dans les réseaux radiaux, pour réaliser des raccordements
en câble entre deux tableaux placés l'un en face de l'autre,
pour la réalisation d’unités d’interconnexion et pour créer des
unités coupleur-remontée à double sectionnement (dans ce
cas les deux unités sont constituées de coupleurs de barres,
la première est équipée d'un disjoncteur et l'autre d'un chariot
de sectionnement).
Les unités prévues pour l'utilisation de chariots de
sectionnement sont munies de verrouillage à clé dont
l'activation empêche l'embrochage.
Chariot de mise à la terre du
système principal de barres,
sans pouvoir de fermeture.
Chariot de mise à la terre des
câbles de puissance, sans
pouvoir de fermeture.
Chariot de mise à la terre du
système principal de barres,
avec pouvoir de fermeture.
Chariot de mise à la terre des
câbles de puissance, avec
pouvoir de fermeture
Chariot d'essai des câbles.
Chariot de sectionnement.
29
1. UniGear ZS1
UFES - Sectionneur de terre ultra rapide
Le sectionneur de terre UFES (Ultra Fast Earthing Switch)
est un appareil novateur extrêmement rapide, en mesure
de mettre à la terre les trois phases en moins de 4 ms
depuis la détection d'un défaut pour arc interne.
Le temps d'intervention extrêmement court de l'élément de
manœuvre primaire, associé à une détection rapide et fiable
du courant de défaut et de la lumière, garantit l'extinction
d'un défaut pour arc interne immédiatement après sa
formation. Ceci empêche efficacement que ne se vérifient des
dégâts thermiques et mécaniques à l'intérieur du système
protégé du tableau.
Figure 17: Dispositif électronique pour fonction
mesure, logique et déclenchement,
type QRU1
Le sectionneur de terre UFES est en mesure de satisfaire une
vaste gamme d'applications dans les tableaux UniGear ZS1:
• installation dans le compartiment barres avec enveloppe
supérieure
• installation dans le compartiment ligne
• panneau séparé avec UFES sur une unité débrochable
Avantages en cas de défaut pour arc interne:
• réduction radicale des coûts de maintenance ; aucun
risque de dégâts aux appareillages du tableau. Aucun
remplacement du panneau défectueux
• grande disponibilité du système : après vérification et
élimination de la cause du défaut, le tableau peu être remis
en service très rapidement
• sécurité des opérateurs nettement supérieure en cas de
dysfonctionnement dû à une erreur humaine en conditions
d'entretien
Figure 18: Elément de manœuvre primaire type U1
Caractéristiques électriques limite dans les tableaux UniGear ZS1
IEC
Tension nominale d'isolement (rms) (1)
kV 17,5
24
Tension d’essai à fréquence industrielle (rms)
kV 38
50
Tension de tenue sous choc (crête)
kV 95
125
Fréquence nominale
Hz 50/60
50/60
Courant assigné admissible de courte durée (rms) ( 1)
kA 50
40
Courant nominal de fermeture en court-circuit
kA 130
Durée nominale du court-circuit
s 3
(1) La version GB/DL est disponible avec des valeurs supérieures de rigidité diélectrique (42 kV) et courant nominal admissible de courte durée (4 s).
30
104
3
Surpression en bar
1.6
1.4
I(t)
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
20.0
40.0
60.0
Temps en ms
80.0
100.0
120.0
0
0
Courant de court-circuit In
Composant DC
Durée d'arc avec UFES
Suppression définitive du courant de défaut au moyen du disjoncteur
en amont - 80 ms + x temps
Délai pour atteindre les critères de déclenchement
tTC
2.
TC
70
4.
80
90
100
5.
Disjoncteur
Disjoncteur
TC
TC
I k“
QRU
UFES
60
Figure 20: Prévention des effets graves d'un défaut pour arc interne, tels que:
- augmentation rapide de la température (jusqu'à 20 000 °C)
- augmentation rapide de la pression (voir figure)
- combustion des matériaux
Dans ces cas l'extinction de l'arc est plus rapide.
I k“
QRU
UFES
50
Délai pour atteindre les critères de déclenchement
TC
I k“
40
Courbe de pression sans UFES
tTC
Disjoncteur
TC
30
Temps en ms
3.
Disjoncteur
Disjoncteur
20
Courbe de pression avec UFES (4 ms)
Figure 19: Dans des cas rares, un défaut à l'intérieur d'un compartiment
du tableau, par exemple dû à un défaut, à une condition de service
exceptionnelle ou surtout à un dysfonctionnement pour erreur humaine,
peut déclencher un arc interne. Plus l'extinction de l'arc est rapide, moins il
y aura de dégâts aux appareillages du tableau.
1.
10
tTC + < 4 ms
I k“
QRU
UFES
I k“
QRU
UFES
QRU
UFES
(Option)
I(t)
0.0
I(t)
5.0
10.0
15.0
Temps en ms
20.0
25.0
0.0
I(t)
5.0
10.0
15.0
Temps en ms
20.0
25.0
0.0
I(t)
5.0
10.0
15.0
Temps en ms
20.0
25.0
0.0
I(t)
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
Temps en ms
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0
Temps en ms
Figure 21: Description de la séquence d'événements
1. Formation de l’arc interne
2. Détection de l'arc interne au moyen d'un dispositif électronique (lumière et courant)
3. ~ 1-2 ms à la suite de la détection: signal de déclenchement aux éléments primaires de manœuvre de l'UFES
4. ~ 4-3 ms après la détection: mise à la terre triphasée par intervention des éléments primaires de manœuvre de l'UFES: - coupure de la tension de l'arc: extinction immédiate de l'arc
- flux de courant de défaut au potentiel de terre contrôlé au moyen des éléments primaires de manœuvre de l'UFES
5. Suppression définitive du courant de défaut au moyen du disjoncteur en amont
31
1. UniGear ZS1
IS-limiter: limitation du courant de défaut
le cas d’extension d’installations déjà existantes ainsi que dans
les nouveaux équipements, et diminue également les coûts.
On suppose un court-circuit en aval d’un départ disjoncteur.
L’oscillogramme ci-dessous illustre l’évolution des courants
de court-circuit dans la première demi-onde.
Par l’intermédiaire de chaque transformateur, un courant
de court-circuit de 31,5 kA peut circuler vers le point du
court-circuit. On produit par conséquent une courant de
court-circuit de 63 kA, qui correspond au double de la valeur
supportée par le tableau.
Dans ce cas, le courant qui passe à travers l'IS -limiter est
représenté par le courant i 2.
On peut remarquer que l'IS-limiter intervient avec une
telle rapidité qu'il exclut tout type de contribution du
transformateur T2 au courant de court-circuit de crête (i 1 + i2).
Par conséquent, pour cette application un tableau avec une
puissance de 31,5 kA est approprié.
Des courants de court-circuit à intensité trop élevée ?
L'IS-limiter, un appareil à durée de déclenchement
extrêmement courte, résout le problème.
Les besoins énergétiques croissants dans le monde entier
exigent des transformateurs et des générateurs toujours
plus puissants ou supplémentaires, ainsi que des réseaux de
distribution de plus en plus interconnectés.
Cela peut provoquer un dépassement des courants de
court-circuit admissibles par les équipements, avec des
dégâts graves par effet dynamique ou thermique ou même la
destruction totale des équipements.
Le remplacement des liaisons par câbles et des tableaux
existants par de nouveaux appareillages ayant une plus
grande résistance s’avère souvent impossible sur le plan
technique ou n’est pas très rentable pour l’exploitant.
L'utilisation de IS-limiter réduit le courant de court-circuit dans
T1
lnk = 31,5 kA
T2
l1
lnk = 31,5 kA
l2
l = l 1+ l 2
Schéma unifilaire d'un
coupleur pour un
système avec
lnk = 31,5 kA
et avec un
lS - limiter
lnk adm.= 31,5 kA
i
160 kA
i = i 1+ i 2
sans Is-limiter
Courant i = i1+ i2
dans la position de
défaut
80 kA
(31,5 kA x % x √2)
i = i 1+ i 2
avec Is-limiter
l1
l2
t
Figure 22: Diagramme d'applications de IS-limiter:
Figure 23: IS-limiter
Caractéristiques techniques
Tension nominale
kV
12,0
17,5
24,0
36,0/40,5
Courant nominal
A
1250/2000/2500/
3000/40001)
1250/2000/2500/
3000/40001)
1250/1600/2000/
2500 1)/30001)
1250/2000/25001)
Jusqu’à 210
Jusqu’à 210
Jusqu’à 140
Jusqu’à 140
Courant de coupure
1) avec ventilateur de refroidissement
32
kARMS
Applications potentielles
Un tel appareil de manœuvre est en mesure de satisfaire une
vaste gamme d'applications que les appareils conventionnels
ne sont pas en mesure de garantir. Les plus importantes sont
illustrées ci-dessous.
Avantages de toutes les applications de IS-limiter:
• réduction des courants de court-circuit dans la position de
défaut
• aucune reconfiguration des tableaux existants.
Option A, figure 24
Fonctionnement couplage-parallèle de deux systèmes.
Avantages:
• meilleure qualité de l’énergie
• plus grande fiabilité du système
• diminution de l'impédance du réseau
• flux de charge optimal
Option B, figure 24
IS-limiter dans la ligne du générateur pour protéger le système
haute tension.
Avantages:
• possibilité de connecter le générateur indépendamment du
pouvoir de court-circuit du système
• pas besoin de modifier le système de barres existant
• aucune exigence d'un coûteux disjoncteur du générateur
Option C, figure 24
IS-limiter et inductance branchés en parallèle.
Avantages:
• prévention de pertes de cuivre de l'inductance
• prévention des chutes de tension dans l'inductance
• aucun champ électromagnétique de l'inductance
Option D, figure 25
Alimentation de service de postes et réseau d'alimentation
public.
Avantages:
• possibilité de raccorder la ligne du générateur privé/
industriel au réseau (entièrement chargée)
• déclenchement sélectif de l'IS-limiter (l'IS-limiter intervient
seulement en cas de court-circuit dans le réseau)
Option E, figure 26
Si, dans le cas de deux IS-limiter installés dans un tableau,
il est requis un déclenchement sélectif, une mesure du
courant total est nécessaire.
Avantage : L'I S-limiter intervient de la manière suivante :
• court-circuit dans la zone A : seul l'IS-limiter n° 1 déclenche
• court-circuit dans la zone B : l'IS-limiter n° 1 et n° 2
déclenchent
• court-circuit dans la zone C : seul l'IS-limiter n° 2 déclenche
110 kV
31,5 MVA
12%
Option
B
40 MVA
8%
10 kV/31,5 kA
10 kV/40 kA
Option
A
Option
C
Figure 24: Trois application possibles de l'IS-limiter en une unique représentation (option A, B, C)
IııkT = 15 kA
10 kV/25 kA
10 kV/16 kA
IııkG = 3 kA
Option
D
Figure 25: Point de couplage de l'Is-limiter avec un réseau de distribution public (option D)
T1
T2
IT
A
T3
IT
1
IS-1
B
II -1
s
Isum1=IT +II
1
s-1
Isum2=II
IT
2
IS-2
3
C
II -2
s
+I +I
s-1 T2 Is-2
Isum3=II
+I
s-2 T3
Figure 26: Utilisation de plus d'un Is-limiter avec caractéristiques de sélectivité (option E)
33
1. UniGear ZS1
Transformateurs de mesure
Transformateurs de courant normalisé
DIN
Les transformateurs de courant normalisés DIN sont de type
isolé dans la résine et ils sont employés pour l'alimentation de
mesures et protections.
Ces transformateurs peuvent être à noyau enveloppé ou
à barre de traversée à un ou plusieurs noyaux, avec des
performances et des classes de précision adaptées aux
exigences de l'installation.
Ces disjoncteurs sont conformes aux normes IEC 60044-1.
Leurs dimensions sont conformes au standard DIN 42600
Narrow Type, dans les versions Medium et Long Size jusqu'à
2 500 A; par contre ils sont de type torique dans la gamme de
courants de 3 150 A à 4 000 A (type KOKS).
Les transformateurs de courant peuvent être équipés d'une
prise capacitive pour le raccordement aux dispositifs signalant
la présence de la tension.
Les transformateurs de courant sont normalement montés
en aval du compartiment des appareils pour la mesure des
courants de phase de l'unité du tableau. Le montage en
amont du compartiment appareils est possible (applications
de barre) pour la mesure des courants de barre ou pour la
réalisation de schémas particuliers de protection. La gamme
ABB de transformateurs de courant est dénommée TPU.
Figure 28: TPU 1250 A
Transformateurs toriques de courant
Les transformateurs de courant sont de type isolé dans la
résine et ils sont employés pour l'alimentation de mesures et
protections.
Ces transformateurs peuvent être à noyau fermé ou ouvrable.
Ils peuvent être employés aussi bien pour la mesure des
courants de phase que pour la détection du courant de défaut
à la terre.
Ils sont conformes aux normes IEC 60044-1.
Figure 27: Transformateur de courant torique
34
Figure 29: TPU 2500 A
Figure 30: KOKS 3150 A
Transformateurs de tension
Les transformateurs de tension sont de type isolé dans la
résine époxy et ils sont employés pour l'alimentation de
mesures et protections.
Ils sont disponibles dans la version à montage fixe ou sur
chariots démontables et débrochables.
Ils sont conformes aux normes IEC 60044-2.
Leurs dimensions sont conformes au standard DIN 42600
Narrow Type.
Ces transformateurs peuvent être à un ou deux pôles, avec
des performances et des classes de précision adaptées
aux exigences fonctionnelles des instruments qui leur sont
raccordés.
Quand il sont montés sur chariots démontables ou
débrochables, ils sont dotés de fusibles de protection de
moyenne tension.
Les chariots débrochables permettent également de
remplacer les fusibles avec le tableau en service. Le
débrochage du chariot avec la porte fermée comporte
la fermeture automatique d'un obturateur métallique de
cloisonnement entre les parties sous tension du tableau et le
compartiment mesure.
Les transformateurs de tension de type fixe peuvent aussi être
installés directement sur le système principal des barres dans
un compartiment prévu à cet effet (applications de barre).
La gamme ABB de transformateurs de tension est dénommée
TJC, TDC,TJP.
Figure 32: TT unipolaire - type TJC
Figure 33: TT bipolaire - type TDC
Figure 31: Chariot TT avec fusibles
Figure 34: TT unipolaire avec fusible - type TJP
35
1. UniGear ZS1
Capteurs de mesure
Transformateurs de mesure
électroniques
Caractéristiques des capteurs
La technologie du futur pour la mesure de courants et
tensions dans les tableaux UniGear intelligents est un
transformateur de mesure (appartenant, suivant les normes
IEC actuelles, au groupe des transformateurs de mesure
électroniques), appelé brièvement “capteur”. Ces capteurs
remplacent les transformateurs de mesure conventionnels
avec un noyau ferromagnétique.
La caractéristique singulière des capteurs ABB est le niveau
du signal de sortie, parfaitement adapté aux exigences des
appareils à microprocesseur, qui n'exigent pas de puissance
pour l'alimentation, mais seulement d'un signal.
Le niveau du signal de sortie analogique dépend du principe
utilisé et il peut être:
– dans l'ordre de mV pour le capteur de courant (la valeur
caractéristique est 150 mV au courant primaire nominal).
– dans l'ordre de volt pour les capteurs de tension dont le
rapport de division est de 1:10 000 (par ex. sortie 1/√3 V
pour tension nominale du système 10 000/√3 kV sur le côté
primaire/entrée).
Le tableau UniGear ZS1 peut être équipé des capteurs de
type KEVCD.
En ce qui concerne les dimensions, le capteur de type à bloc
KEVCD est conforme aux normes DIN. Deux versions sont
disponibles : une version avec mesure de courant et fonction
d'indication de la tension, l'autre soit avec mesure de courant
que de tension. Toutes les mesures/indications pour chaque
phase sont réalisées à l'intérieur d'un même instrument, donc
aucun autre dispositif supplémentaire n'est nécessaire.
Les capteurs de courant et de tension n'ont pas
structurellement de noyau ferromagnétique. Ceci comporte un
certains nombre d'avantages:
– le comportement du capteur n'est pas influencé par la
non-linéarité et l'amplitude de la courbe d'hystérésis; ceci
entraîne une réponse précise et linéaire pour une vaste
gamme dynamique de grandeurs mesurées
– on peut utiliser un unique dispositif/capteur tant pour la
mesure que pour la protection (des dispositifs séparés ne
sont pas nécessaires)
– on ne constate pas de pertes d'hystérésis, donc les
capteurs ont une excellente réponse même à des
fréquences différentes de celle nominale, en garantissant
un signal très sélectif pour les fonctions de protection, de
manière à obtenir une analyse et une localisation précise et
efficace des défauts
– les capteurs n'ont pas d'états de fonctionnement
dangereux (il n'y a plus de problèmes de sorties courtcircuitées ou ouvertes) et ceci comporte une sécurité élevée
pour les dispositifs voisins et le personnel. Le signal de
sortie se maintient très bas même dans des conditions de
défaut du réseau
– l'utilisation de capteurs élimine la possibilité de
phénomènes de ferrorésonance, en augmentant encore
plus la sécurité et la fiabilité du réseau de distribution; en
outre, aucun autre dispositif de protection, câblage ou
investissements particuliers ne s'avèrent nécessaires.
Secondaire
Capteurs ABB
Sortie
Us
Niveau de saturation
TC standard
is
10 A
100 A
1000 A
10000 A
Courant primaire
Figure 35: Linéarité des capteurs ABB et comparaison avec la forme d'onde des signaux de sortie d'un transformateur de courant conventionnel en saturation.
36
Les capteurs ABB sont raccordés aux appareils de mesure et
de protection au moyen de câbles blindés et de connecteurs,
en garantissant un haut degré d'immunité aux perturbations
électromagnétiques.
La précision de ces capteurs, y compris le câblage, est
vérifiée et testée, en garantissant ainsi la disponibilité
d'informations précises jusqu'à l'instrument de mesure. En
outre, l'utilisation de capteurs et de relais ABB garantit une
précision totale du système, c'est-à-dire qu'elle assure la
précision de toute la chaîne de mesure (capteurs plus DEI)
supérieure à 1%.
Avantages des capteurs
Etant donné la réponse linéaire et l'ample champ dynamique,
les capteurs sont des dispositifs bien plus normalisés (par
rapport aux nombreux modèles différents de TC et TT). Par
conséquent, il est beaucoup plus simple de sélectionner le
modèle approprié (simplification des activités d'ingénierie) et il
est possible de réduire les pièces détachées.
La réduction importante de la consommation d'énergie
pendant le fonctionnement des capteurs par effet de pertes
négligeables induites par les capteurs (absence de fer =
aucune perte d'hystérésis; courant inférieur sur l'enroulement
et négligeable en sortie = pertes réduites sur l'enroulement
des capteurs) comporte une économie énorme en termes
d'énergie perdue et une augmentation minime de température
(et par conséquent une amélioration des conditions
thermiques et de l'état de vieillissement à l'intérieur de
l'application). On obtient de la sorte des dispositifs nettement
plus légers par rapport au TC ou au TT conventionnels.
Par conséquent nul besoin d'outils/équipements spéciaux
pour les transporter et cela permet de réduire les coûts de
transport.
La connexion rapide des capteurs aux dispositifs
électroniques sans avoir besoin d'équipements spécifiques,
simplifie et réduit les coûts de montage.
Figure 36: Capteur de courant et tension de type bloc KEVCD
37
1. UniGear ZS1
Capteurs de mesure
Capteur de courant
Le capteur de courant se base sur le principe de la bobine
de Rogowski. La bobine de Rogowski fonctionne de la même
manière que les transformateurs de courant conventionnels
à noyau ferromagnétique (TC). La principale différence entre
la bobine de Rogowski et le TC est que les enroulements de
la bobine sont enveloppés sur un noyau non magnétique, au
lieu que ferromagnétique. Par conséquent, les signaux de
sortie des bobines de Rogowski sont linéaires, car le noyau
non magnétique n'est pas sujet à saturation. Les bobines de
Rogowski produisent une tension en sortie (US), c'est-à-dire
une dérivée temporelle scalaire du courant primaire mesuré
(I P).
dip (t)
uS (t)=M –––––––
dt
Figure 37: Principe de fonctionnement de la bobine de Rogowski
L'intégration du signal de sortie du capteur de courant est
effectuée à l'intérieur du DEI connecté pour obtenir les
informations sur la valeur effective de courant.
ip (t) = √21p sin(ωt)
us (t) = √21p ωcos(ωt)
38
La tension en sortie est déphasée de 90° par rapport à la
forme d'onde du courant primaire.
Pour cette raison, pour des informations simples et
élémentaires sur le signal de courant mesuré on peut utiliser
des voltmètres à haute impédance d'entrée. Toutefois, pour
obtenir des informations exactes et précises en conditions de
transitoires, connaître le contenu de diverses composantes de
fréquence ou de distorsions éventuelles de la forme d'onde
du courant qui apparaissent dans le réseau de distribution,
l'intégration d'un signal de tension produit par la bobine
de Rogowski est nécessaire. Cette fonctionnalité est déjà
garantie par les DEI fournis par ABB, qui offrent une mesure
très précise du courant primaire.
La tension en sortie de la bobine de Rogowski dépend
de la fréquence, par conséquent la valeur nominale de la
tension est 150 mV à 50 Hz et 180 mV à 60 Hz. Après avoir
configuré la fréquence nominale dans le DEI, le capteur
fournit des informations précises sur le signal de courant
primaire mesuré même en présence de diverses harmoniques
(aucune perte d'hystérésis et aucune saturation), en garantie
de performances correctes pour toutes les fonctions de
protection.
En théorie, la réponse de la sortie de la bobine de Rogowski
est linéaire dans la gamme dynamique illimitée du courant
primaire mesuré. Les restrictions d'utilisation de la bobine
de Rogowski sont dues à d'autres limitations, par ex. les
dimensions de l'application, les systèmes de fixation, etc.
Une seule bobine suffit pour couvrir la gamme toute entière
de courants primaires, par ex. le type KECA 250B1 a été
testé avec succès jusqu'à un courant thermique continu de
2000 A. Le capteur KEVCD inclut un conducteur primaire,
par conséquent il suffit de deux types de ce genre de capteur
pour couvrir la gamme toute entière de courant primaire de 0
à 3200 A.
Ces disjoncteurs sont conformes aux normes IEC 60044-8.
Capteur de tension
Le capteur de tension se base sur le principe du diviseur
résistif. Il est constitué par 2 éléments résistifs qui divisent le
signal d'entrée de manière à pouvoir brancher un dispositif de
mesure à basse tension standard.
La principale différence entre le diviseur résistif et le
transformateur de tension conventionnel (TT) est leur
principe de fonctionnement. Dans le TT la tension est induite
dans l'enroulement. Dans le diviseur résistif, la tension est
simplement divisée en relation aux résistances des éléments
résistifs, par conséquent aucune induction ne se vérifie.
R2
US = ––––––– Up
R1 + R2
Figure 38: Principe de fonctionnement du diviseur résistif
Pour obtenir des informations sur le signal de tension mesuré
on peut utiliser des voltmètres à haute impédance d'entrée,
toutefois il est recommandé d'utiliser les DEI ABB, car le
branchement relatif a été testé et vérifié.
Le diviseur résistif ne comporte ni noyau ferromagnétique
ni enroulement, il ne comporte donc pas le risque de
phénomènes de ferrorésonance comme pour les TT et il
n'exige pas d'autres dispositifs de compensation dans ce
but. L'utilisation de ces diviseurs augmente considérablement
la sécurité et la fiabilité du réseau, ainsi que la sécurité du
personnel en toutes circonstances. Il n'y a plus de problèmes
ou de dangers en cas de court-circuit des prises secondaires.
En outre le capteur peut rester raccordé même pendant les
essais de tension du tableau à fréquence industrielle.
Le diviseur résistif intervient correctement même pendant les
transitoires, dans lesquels sont présents, en plus du courant
continu, aussi d'autres composants de fréquence (l'absence
de noyau ferromagnétique du diviseur élimine la possibilité
de saturation à fréquences différentes). Cela permet une
évaluation sans distorsion des transitoires et une analyse
précise des fonctions de protection. Outre la possibilité
de mesurer les composants CC pendant les transitoires,
le diviseur résistif permet aussi une mesure précise de la
composante continue de la tension.
Etant donné la réponse linéaire et l'absence de saturation, un
seul diviseur suffit pour couvrir toute la gamme de tensions
de 0 à 24 kV. Malgré cela, dans le cas d'un unique capteur
de tension général, il pourrait être nécessaire de tenir compte
d'autres exigences mécaniques ou dimensions/distances pour
différents niveaux de tension. C'est la raison pour laquelle le
capteur KEVCD est disponible en deux hauteurs différentes,
conformes aux dimensions des normes DIN. La version du
capteur sélectionné peut aussi être utilisée pour des niveaux
de tension inférieurs à la tension primaire nominale maximale.
Ces disjoncteurs sont conformes aux normes IEC 60044-7.
Les éléments résistifs utilisés sont constitués d'un matériau
céramique stable sur lequel est appliqué un revêtement
spécial résistif non inductif.
Le signal de sortie est une tension directement proportionnelle
à la tension primaire, donc aucune intégration ou calcul
supplémentaire n'est nécessaire.
up (t) = √2Up sin(ωt)
R2
up (t) = ––––––– √2Up sin(ωt)
R1 + R2
Le rapport de division standard utilisé dans les capteurs ABB
est 10000/1. Ceci assure un signal de sortie suffisant et sûr
pour un calcul ultérieur à l'intérieur du DEI.
39
1. UniGear ZS1
Terminaisons des câbles
Terminaisons pour câbles isolés en
polymère 1 – 24 kV
Il est fondamental que les câbles de puissance utilisés dans
le tableau soient munis de terminaisons appropriées et, dans
ce but, ABB a développé une gamme excellente de produits
facile à utiliser pour la préparation et la terminaison des
câbles.
Le câble de puissance MT sont habituellement projetés
avec un conducteur en aluminium ou cuivre, une isolation
en matière polymérique, une gaine isolante extrudée, une
enveloppe métallique, une armature (en option) et une gaine
de protection extérieure polymérique.
Pour garantir un débit de courant sûr et fiable, il est
nécessaire de prévoir une bonne connexion mécanique
entre le conducteur du câble et la barre. Pour cela ABB offre
des cosses mécaniques conçues spécialement pour être
adaptées au conducteur du câble par vissage. En outre il est
indispensable de guider correctement le champ électrique
produit par les câbles ; c'est pourquoi ABB fournit des
terminaisons appliquées à froid et réalisées en caoutchouc,
qui créent une pression active autour du câble. Par ailleurs, si
le câble a été projeté avec une gaine métallique ne contenant
pas de cuivre, il faudra utiliser des kits spéciaux de mise à la
terre pour contrôler correctement les courants éventuels de
défaut. L'armature du câble doit avoir le même potentiel de
terre de la gaine du câble, il faut donc utiliser des accessoires
ultérieurs de raccordement, eux-aussi mis à disposition par
ABB. Des informations détaillées sont reportées dans la
documentation technique séparée relative aux accessoires
pour câbles.
40
Applications et caractéristiques
Il est indispensable d'utiliser les accessoires corrects en
fonction de la structure du câble. En cas d'utilisation de
câbles unipolaires blindés uniquement avec gaine en cuivre,
il suffit d'utiliser une cosse et une terminaison adaptée aux
dimensions effectives du câble.
Les terminaisons appliquées à froid permettent de renoncer
à l'emploi de chaleur ou flammes libres pour l'installation
(à l'exception pour le scellement des dérivations sur câbles
tripolaires). Après la préparation du câble, on fait simplement
glisser la terminaison sur le câble sans utiliser d'outils. En cas
d'utilisation d'un câble tripolaire ou d'un câble blindé avec un
ruban de cuivre ou une feuille d'aluminium ou encore un câble
avec armature, il faut utiliser d'autres accessoires.
Un autre facteur très important est la préparation correcte des
câbles et, même dans ce but, ABB offre d'excellents outils.
Produits recommandés pour la terminaison des câbles
La terminaison prémoulé type Kabeldon SOT peut
être employée sur n'importe quel câble polymérique,
indépendamment de la structure ou des dimensions du
conducteur. La terminaison de type SOT 10 est projetée
pour les câbles de 7,2 kV, tandis que la terminaison SOT 24
couvres les tensions de 17,5 et 24 kV. Quelques variantes
de terminaisons sont adaptées à une ample gamme de
dimensions de câbles. La gamme de produits ABB inclut
aussi d'autres accessoires, tel que kit de mise à la terre, joints
de support pour câbles tripolaires et matériel de blindage
pour l'armature des câbles. Contacter ABB pour plus
d'informations.
Figure 39: Terminaison des câbles ABB Kabeldon type SOT 10 avec cosse bimétallique type SKSB
Figure 40: Terminaison des câbles ABB Kabeldon type SOT 24 avec cosse bimétallique type SKSB
Désignation et dimensions
Désignation
Kabeldon
Diamètre
sur l’isolement.
mm
Dimensions conducteur
7,2 kV
12 kV
17,5 kV
24 kV
1 - 7,2
SOT 101
10.5 - 15
10 - 35
-
-
-
1 - 7,2
SOT 102
12,9 - 25,8
50 - 150
-
-
-
1 - 7,2
SOT 103
21,4 - 34,9
185 - 300
-
-
-
12 - 17,5
SOT 241 A
11 - 15
-
10 - 35
-
-
12 - 17,5
SOT 241
15 - 28
-
50 - 185
50 – 150
-
12 - 17,5
SOT 242
24 - 39
-
240 - 500
185 - 300
-
24
-
-
-
-
-
-
12 - 17,5
SOT 242 B
38 - 54
-
630 (**)
630 (**)
-
24
SOT 241 A
11 - 15
-
-
-
10
24
SOT 241
15 - 28
-
-
-
25 - 120
24
SOT 242
24 - 39
-
-
-
150 - 400
24
SOT 242 B
38 - 54
-
-
-
500 - 630 (**)
Niveau de tension
kV
mm²
(**) Peut être installée sur câbles de 800 et 1000 mm en utilisant un ruban en caoutchouc siliconique 2342 comme adhésif.
2
41
1. UniGear ZS1
Distribution et automation
La philosophie de protection ABB
En qualité de fournisseur de DEI (Intelligent Electronic Device
ou Dispositifs Electroniques Intelligents) de protection à plus
de 70 Pays, ABB comprend parfaitement l’existence de
plusieurs philosophies de protection dérivant des législations,
des exigences environnementales et des applications
techniques. Pour cette raison, ABB a élaboré une philosophie
de protection qui non seulement répond aux exigences et aux
prescriptions spécifiques de différents systèmes, mais créé
aussi un état de sécurité et de tranquillité absolue tant pour
les propriétaires des systèmes que pour les utilisateurs.
Le principal objectif d’un système de protection avec DEI ABB
est de reconnaître les états de défaut du système électrique
ou le mauvais fonctionnement des composants du système.
Sur la base des données acquises par le DEI, le système
de protection met en place des mesures de corrections
42
qui rétablissent l'état opérationnel normal du système ou
qui isolent le défaut pour limiter les dégâts au système
et les accidents physiques au personnel. Ceci garanti un
environnement sûr pour tous.
Le système de protection n’empêche pas aux défauts de
réseau de se manifester, mais il ne s’active que lorsque
l’anomalie se produit dans le système électrique. Toutefois,
une sélection attentive des fonctions et des méthodes
de protection offerts par les DEI ABB pour les exigences
spécifiques de protection du système électrique et des
composants non seulement garantit la meilleure protection
pour le système électrique, mais améliore aussi le rendement
et la fiabilité du système de protection, en minimisant les
effets des défauts dans le réseau et en empêchant au défaut
en question de se propager aux composants sains du réseau
et provoquer des anomalies et des perturbations.
Avantages d’un système de protection
complet
La vitesse opérationnelle, la sensibilité, la sélectivité et
la fiabilité du système de protection sont des facteurs
importants qui méritent une attention certaine. Il y a une
corrélation étroite entre la vitesse opérationnelle du système
de protection et les risques et les dégâts provoqués par un
défaut dans le réseau. L’automation des sous-stations offre
des fonctions de surveillance et de contrôle à distance, qui
accélèrent la localisation des défauts et le rétablissement
de l’alimentation. En outre, la rapidité de fonctionnement
des déclencheurs de protection réduit les pics de charge
après défauts, lesquels, tout comme les chutes de tension,
augmentent le risque que le défaut puisse se propager aux
composants sains du réseau. La sensibilité de la protection
doit être adaptée pour faciliter la détection des défauts à
Qualités requises élevées
Alimentation par les deux
extrémités
Terminaux de protection monofonction
et multifonction
Lignes à boucle
Protection à
distance
Schéma
unifilaire HMI*
Localisateur de
défauts
Lignes radiales
avec dispositifs
de re-fermeture/
sectionneurs
Lignes
radiales
Supervision qualité énergie
Caractéristiques du DEI
Type de ligne
Lignes parallèles
Lignes avec production distribuée
la terre à haute résistance et des courts-circuits dans les
composants les plus éloignés du réseau. Une sélectivité
fiable est fondamentale pour circonscrire le plus possible les
pertes d’alimentation et permettre une localisation sûre du
composant défectueux du réseau.
On peut donc adopter des actions correctives ciblées au
composant défectueux du réseau et rétablir l’alimentation le
plus rapidement possible.
Le système de protection doit posséder aussi une niveau de
fiabilité élevé. Cela signifie, par exemple, que si le disjoncteur
subit un défaut, ce défaut sera identifié et éliminé par la
protection de sauvegarde.
L’automation des sous-stations permet à l’opérateur d’avoir
le contrôle total de la sous-station. En outre le système
d'automation de sous-station (SA) améliore la qualité de
l’énergie du réseau de transmission et de distribution dans
des conditions normales de service, mais surtout en cas
de défaut et pendant la maintenance de la sous-station.
Un système d'automation de sous-station (SA) ou SCADA
(télésurveillance et acquisition de données) offre tous les
avantages de la technologie numérique pour la protection et
le contrôle des réseaux. Les terminaux peuvent facilement
être configurés et paramétrés selon les exigences spécifique
du système à travers un accès sécurisé et convivial depuis le
poste de l'opérateur.
Des méthodes appropriées de protection et une fonctionnalité
complète augmentent le rendement du système de protection.
La définition de « fonctionnalité complète » varie en fonction
des exigences du réseau ou du système électrique protégé.
Alors que pour certaines applications de réseau des DEI de
protection monofonction suffisent, les réseaux plus complexes
exigent des déclencheurs multifonction avancés. Les DEI de
protection monofonction incluent une série de fonctions de
protection, par exemple pour un type spécifique d’application.
Les principaux avantages de ces DEI de protection sont la
redondance et le prix. Un ou plusieurs DEI de protection
monofonction garantissent une protection suffisante dans la
plupart des applications.
Communication
Refermeture
automatique
Fonction simple
* Interface Homme Machine
Qualités requises standard
Figure 41: Comparaison entre les lignes à exigences standard et élevées
43
1. UniGear ZS1
Distribution et automation
Protection des lignes
Applications et caractéristiques
Les applications de protection de ligne peuvent être divisées
sommairement en deux catégories principales, c'est-à-dire les
applications standards (qui utilisent une protection basée sur
la mesure du courant) et les applications à exigences élevées
(qui utilisent une protection reposant sur la mesure du courant
et de la tension), et diverses autres combinaisons de ces deux
catégories.
Le schéma ou le système de protection sélectionné doit
satisfaire les exigences spécifiques de l'application en matière
de sensibilité, sélectivité et vitesse de commande de la
protection.
Les exigences de protection sont principalement déterminées
par la structure physique du réseau ou du système électrique
et, dans la plupart des cas, ces exigences peuvent être
satisfaites avec des DEI de protection de courant maximum
non directionnel/directionnel.
Dans les réseaux ou les systèmes électriques à structure
plus complexe il faut introduire des fonctions de protection
plus avancées, telle qu'une protection à distance ou une
protection différentielle de lignes.
Le système de protection de tension maximum et minimum
a pour but de contrôler le niveau de tension du réseau. Si le
niveau de tension diffère de la valeur cible dans une mesure
supérieure à la limite admise pour un intervalle de temps
préétabli, le système de protection de tension maximum
et minimum intervient en mettant en oeuvre une série de
mesures pour limiter la durée de cette condition anormale
et les contraintes conséquentes sur le système ou ses
composants.
Pour empêcher des interruptions importantes à cause de
perturbations fréquentes, les sous-stations sont normalement
équipées de DEI de protection à fréquence minimale qui, à
leur tour, contrôlent différents schémas de décrochage des
charges de puissance. Ce ne sont là que quelques exemples
des principales fonctions de protection des lignes.
En fonctions des exigences, il est possible de sélectionner et
de configurer un type de DEI approprié de manière à obtenir
une solution globale pour divers types de ligne.
En règle générale, les fonctions de protection requise diffèrent
considérablement entre les différents types de ligne, par
exemple d’après les caractéristiques des sources de courant
de défaut et du type de fonctions plus avancées qui peuvent
être nécessaires pour satisfaire les exigences de base de
l'application de protection.
Produits conseillés
Les produits préconisés pour la protection des lignes
font partie de la famille de DEI de protection basés sur la
technologie ABB Relion®. Ces DEI sont le fruit de nombreuses
années d'expérience, acquise sur une vaste gamme
d'applications et d'exigences de fonctionnalités requises par
les clients ABB dans le monde entier. Même les renommés
DEI de la série RE500 ont joué un rôle important dans le
succès de ABB dans ce secteur.
Les produits Relion ® ont été projetés pour implémenter les
standards fondamentaux de la norme IEC 61850. La précise
mise en oeuvre du protocole de communication pour sousstations IEC 61850 couvre la communication tant verticale
qu'horizontale entre DEI.
Figure 42: Unité de protection et de contrôle de ligne REF630
44
• Unité de protection et de contrôle de lignes REF630:
cette unité offre une importante protection pour lignes
aériennes et lignes en câble de réseaux de distribution
d'énergie. L'unité REF630 s'adapte tant aux réseaux à neutre
isolé qu'aux réseaux à neutre mis à la terre par résistance ou
impédance.
Quatre configurations prédéfinies sont disponibles pour
répondre aux exigences typiques de contrôle et de protection
des lignes.
Les configurations prédéfinies peuvent être utilisées comme
telles ou modifiées et étendues dans leur fonctionnalité avec
des fonctions supplémentaires librement sélectionnables
pour adapter de manière spécifique le DEI, en satisfaisant les
conditions d'application individuelle les plus exigeantes.
• Unité de protection et de contrôle de lignes REF615:
c'est un DEI pour lignes dédié et parfaitement aligné pour
la protection, le contrôle, la mesure et la supervision de
systèmes de distribution de l'énergie des entreprises
publiques et de l'industrie. Il garantit la protection générale
de lignes aériennes, lignes en câble et systèmes de barres de
postes de distribution de l'énergie.
Il s'adapte tant aux réseaux à neutre isolé qu'aux réseaux à
neutre mis à la terre par résistance ou impédance. En outre,
en faisant usage des systèmes de communication avancés
Figure 43: Unité de protection et de contrôle de ligne REF615
des DEI, l’unité REF615 peut aussi être utilisée pour la
protection de réseaux de distribution à boucle et maillés, ainsi
que radiaux.
Actuellement, la série REF615 comprend huit configurations
standards pour satisfaire les applications les plus communes
de protection et de contrôle des lignes mais aussi les
exigences de protection actuelles et futures.
• Unité de protection de ligne REF610: cette unité est
conçue principalement pour la protection de lignes d'arrivée
et départ dans les postes de distribution de l'énergie de
systèmes avec mise à la terre directe à travers la résistance et
le neutre. L’unité REF610 est indiquée pour des applications
navales et off-shore. Dotée d'une fonction de protection
optionnelle contre les arcs électriques, l'unité REF610 offre
en outre une protection rapide contre les défauts dus à l'arc
interne des barres de la sous-station. L'unité REF610 peut
aussi être employée comme protection de sauvegarde des
moteurs, transformateurs et générateurs, pour augmenter
la redondance de protection dans les applications critiques
à niveau industriel que des entreprises de distribution de
l'énergie.
Figure 44: Unité de protection de ligne REF601
45
1. UniGear ZS1
Distribution et automation
Protection des transformateurs
Produits conseillés
Le transformateur de puissance est l'un des composants les
plus importants et l’une des unités à fonctionnalité majeure
dans le réseau de distribution de l’énergie.
Une disponibilité élevée du transformateur de puissance est
donc un facteur prioritaire pour empêcher l’apparition de
défauts dans le système de distribution de l’énergie.
Bien que les transformateurs de puissance de haute
qualité soient très fiables, des défauts peuvent se vérifier
occasionnellement à cause d’états de pannes de l’isolement.
Ces défauts, qui se présentent sous la forme de courtscircuits et/ou de défauts à la terre, provoquent généralement
des dégâts graves aux enroulements et au noyau du
transformateur. Les dégâts sont proportionnels au temps
nécessaire pour résoudre les défauts, donc le transformateur
de puissance doit être débranché le plus rapidement possible.
Le transformateur de puissance doit donc être transporté en
atelier pour les réparations, une procédure très dispendieuse
en terme de temps. Le fonctionnement d’un réseau électrique
dans lequel le transformateur de puissance est hors service
est toujours très onéreux. Une panne du transformateur de
puissance a souvent des répercutions plus graves sur le
système électrique par rapport à une défaut sur la ligne qui,
en général, peut être résolu plus rapidement. Il est donc très
important d’utiliser des DEI de protection rapides et fiables
pour relever des défauts sur le transformateur et lancer la
procédure de déclenchement.
Les dimensions, le niveau de tension et l’importance du
transformateur de puissance détermine le choix du type et
la quantité de dispositifs de protection et de surveillance à
utiliser pour limiter les dégâts provoqués par un défaut. Le
coût du système de protection est négligeable par rapport
au prix total du transformateur de puissance et aux frais
occasionnés par les pannes.
Les produits préconisés pour la protection des
transformateurs font partie de la famille de ABB
Relion®comprenant DEI de protection. Ces DEI sont le fruit
de nombreuses années d'expérience, acquise sur une
vaste gamme d'applications sur la base d'exigences de
fonctionnalités requises par les clients ABB dans le monde
entier.
Même les renommés DEI de la série RE500 ont joué un rôle
important dans le succès de ABB dans ce secteur.
Les produits Relion ® ont été projetés pour implémenter les
standards fondamentaux de la norme IEC 61850. La précise
mise en oeuvre du protocole de communication pour sousstations IEC 61850 couvre la communication verticale et
horizontale entre DEI.
Figure 45: Unité de protection et de contrôle pour transformateurs RET630
46
• Terminal de protection et de contrôle pour
transformateurs RET630: il s'agit d'un DEI complet pour
la gestion des transformateurs, conçu pour la protection, le
contrôle la mesure et la supervision de transformateurs de
puissance, transformateurs d'unités et postes, y compris
des blocs transformateur-générateur dans les réseaux de
distribution des entreprises publiques et de l'industrie. Ce
terminal fournit la protection principale pour transformateurs
de puissance à deux enroulements et bloc générateurtransformateur de puissance.
Deux configurations prédéfinies sont disponibles pour
répondre aux exigences typiques de protection et de contrôle
des transformateurs. Les configurations prédéfinies peuvent
être utilisées comme telles ou modifiées et étendues dans leur
fonctionnalité avec des fonctions supplémentaires librement
sélectionnables pour adapter de manière spécifique le DEI, en
satisfaisant les conditions d'application individuelle les plus
exigeantes.
• Terminal de protection et de contrôle pour
transformateurs RET615: il s'agit d'un DEI dédié pour la
protection et le contrôle de transformateurs de puissance
à deux enroulements, transformateurs d'unités et postes,
y compris des blocs transformateur-générateur dans les
réseaux de distribution des entreprises publiques et de
l'industrie.
Le terminal RET615 est disponible en huit configurations
standards pour satisfaire les principes de mise à la terre du
neutre du transformateur avec des schémas de protection à
haute impédance ou protection restreinte contre le défaut à
la terre à basse impédance. Les différences du rapport TC
et les déplacements de phase de tous les groupes vectoriels
des transformateurs utilisés communément sont compensées
mathématiquement. Le terminal RET615 propose aussi des
fonctions de contrôle local et à distance du disjoncteur sur le
côté HT du transformateur.
Figure 46: Unité de protection et de contrôle pour transformateurs RET615
47
1. UniGear ZS1
Distribution et automation
Protection des moteurs
Produits conseillés
En ligne générale la protection du moteur doit protéger contre
les états de courant maximum, charge déséquilibrée, défaut
à la terre et court-circuit. Toutefois la protection fondamentale
des moteurs est celle thermique, car l’échauffement est le
principal facteur de risque pour un moteur.
Les moteurs ne doivent pas être protégés seulement
contre les défauts électriques, mais aussi contre les
fausses manoeuvres d’actionnement. ABB propose des
solutions basées sur des protections thermiques avancées,
qui empêchent un actionnement erroné des moteurs. La
protection contre la surcharge thermique est nécessaire pour
protéger le moteur soit contre les surcharges à court terme
soit à long terme, elle est donc d’une grande importance pour
le rendement du moteur. Les états de surcharge de courte
durée se vérifient surtout pendant le démarrage du moteur.
L’actionnement impropre du moteur en service n’endommage
pas nécessairement l’installation, mais réduit sa vie utile.
Par conséquent, un système de protection moteur fiable
et polyvalent ne protège pas seulement le moteur, mais il
prolonge aussi son cycle de vie, en contribuant à améliorer la
rentabilité du capital investi dans les motorisations.
Les produits préconisés pour la protection des moteurs font
partie de la famille de DEI de protection ABB Relion®.
Ces DEI sont le fruit de nombreuses années d'expérience,
acquise sur une vaste gamme d'applications et d'exigences
de fonctionnalités requises par les clients ABB dans le monde
entier.
Même les renommés DEI de la série RE500 ont joué un rôle
important dans le succès de ABB dans ce secteur.
Les produits Relion ® ont été projetés pour implémenter les
standards fondamentaux de la norme IEC 61850. La précise
mise en oeuvre du protocole de communication pour sousstations IEC 61850 couvre la communication tant verticale
qu'horizontale entre DEI.
Figure 47: Unité de protection et de contrôle de moteurs REM630
Figure 48: Unité de protection et de contrôle de moteurs REM615
48
• Unité de protection et de contrôle de moteurs REF630:
ce DEI complet de gestion des moteurs est conçu pour la
protection, le contrôle, la mesure et la supervision de moteurs
asynchrones de moyennes-grandes dimensions dans les
systèmes électriques industriels de moyenne tension.
L’unité REM630 appartient à la famille de produits ABB
Relion ® et à la série de produits 630, caractérisée par une
architecture évolutive fonctionnelle et une flexibilité de
configuration. Elle offre aussi des fonctions de contrôle
nécessaires à la gestion de tableaux de contrôle des moteurs
industriels.
L’unité REM630 garantit la protection principale pour des
moteurs asynchrones et leurs transmissions. Le DEI de
gestion moteurs est conçu pour les moteurs asynchrones
de moyennes-grandes dimensions contrôlés par disjoncteur
et contacteur dans une vaste gamme d'applications de
transmissions, tels que les transmissions motorisées
pour pompes, ventilateurs, compresseurs, broyeurs,
déchiqueteurs, etc. La configuration prédéfinie peut être
utilisée comme telle ou facilement personnalisée et étendue
avec des fonctions supplémentaires, à travers lesquelles
le DEI de gestion moteurs peut être parfaitement adapté
pour satisfaire exactement les exigences spécifiques d'une
application donnée.
• Unité de protection et de contrôle de moteurs REF615:
c'est un DEI pour moteurs dédié et parfaitement aligné
pour la protection, le contrôle, la mesure et la supervision
de systèmes de moteurs asynchrones dans l'industrie de
transformation et de process. L’unité REM615 est d'ordinaire
utilisée avec des moteurs de haute tension contrôlés par
disjoncteur ou contacteur, ainsi qu'avec des moteurs de
basse tension de moyennes-grandes dimensions contrôlés
par contacteur dans une vaste gamme de transmissions.
L’unité REM615 est disponible en trois configurations
standards, dont chacune inclut des fonctions base de
protection des moteurs, fonctions de protection de tension
maximum et minimum, ainsi que la mesure de la puissance et
de l'énergie. En outre le démarrage/arrêt aussi bien local qu'à
distance s'avère facilité.
• Relais de protection de moteurs REF610: c'est un DEI
pour la protection, la mesure et la supervision de moteurs à
basse tension asynchrones de moyennes-grandes dimensions
et de moteurs à haute tension asynchrones de petitesmoyennes dimensions dans l'industrie de transformation et de
process.
Le DEI REM610 peut être utilisé avec des transmissions
motorisées contrôlées par disjoncteur ou contacteur dans
une vaste gamme d'applications. Renforcé par une carte
supplémentaire en option pour les capteurs RTD ou éléments
thermistance, ce DEI peut être utilisé pour la mesure directe
de la température de pièces critiques de moteurs, tels que
roulements et enroulements. Il est en outre employé pour
la protection de lignes en câble et de transformateurs de
distribution, bénéficiant ainsi de la protection contre la
surcharge thermique mais aussi de la protection contre
le courant de phase maximal, le défaut à la terre et le
déséquilibre de phase.
Figure 49: Unité de protection de moteurs REF610
49
1. UniGear ZS1
Distribution et automation
Protection à maximum et minimum de
tension
Le terminal REU615 est disponible en deux configurations
"déjà prête", dénommées A et B, conçues pour deux des
applications plus communes des DEI.
La configuration A du terminal REU615 est adaptée pour les
méthodes de protection basées sur la tension et la fréquence
dans les postes et systèmes électriques industriels et dans les
réseaux de distribution, notamment les réseaux de distribution
avec production d'énergie électrique distribué.
Cette configuration est prévue pour être utilisée dans les
tableaux de moyenne tension à unité de mesure de la tension
séparée.
Elle garantie une supervision de l'état du maximum et du
minimum de tension des barres, ainsi que le suivi de la
fréquence et la tension résiduelle de réseau.
La configuration B est prévue pour la régulation automatique
de la tension. Les deux configurations disposent également
de fonctions de contrôle de disjoncteur, de mesure et de
surveillance. La fonction de régulation de la tension de la
configuration B est conçue pour la régulation automatique
et manuelle des transformateurs de puissance équipés d'un
commutateur sous charge motorisé.
Le terminal REU615 fait partie de la famille de produits de
protection et contrôle ABB Relion®, précisément de la série
615. Les DEI série 615 sont caractérisés par leur design
compact et facilement débrochable. Disposant d'une
Figure 50: Unité de protection à maximum et minimum de tension REU615
50
conception entièrement nouvelle, la série 615 a été étudiée
pour exploiter toutes les potentialités de la norme CEI 61850
à des fins de communication et d'interopérabilité entre
dispositifs d'automatisation des postes.
Protection contre les arcs électriques
Un court-circuit à cause d’un arc électrique à l’intérieur d’un
tableau est généralement provoqué par un objet étranger
qui est entré dans l’unité ou par un défaut des composants.
L’arc produit un effet de pression et de chaleur semblable à
celui d'une explosion, en provoquant en général des dégâts
importants au tableau et aux opérateurs.
Un système approprié de protection protège donc le poste
contre les défauts dus à l’arc, en réduisant au minimum le
temps de permanence de l’arc et en empêchant la production
d’une chaleur excessive et de dégâts importants. Ce système
de protection minimise les dommages matériels et permet le
rétablissement sûr et régulier de la distribution d’énergie. Le
système peut donc offrir des avantages économiques bien
avant que ne se vérifie un défaut dû à un arc électrique. Etant
donné que les tableaux les plus anciens sont aussi les plus
sensibles aux défauts dus aux arcs, un système de protection
contre les arcs électriques rallonge effectivement la vie utile
du tableau, en rendant le capital investi plus rentable.
Mais l’aspect le plus important de cette technologie est la
sauvegarde de l’intégrité physique des opérateurs.
Figure 51: Unité de protection contre les arcs électriques REA 101 avec
extensions REA 103, REA 105 et REA 107
Applications et caractéristiques
L’arc électrique peut être provoqué par des défauts
d’isolement, le mauvais fonctionnement de dispositifs,
des raccordements de câbles ou barres défectueux,
surtension, corrosion, pollution, humidité, ferro-résonance
(transformateurs de mesure) et même par le phénomène de
vieillissement dû à la contrainte électrique. Une grande partie
de ces causes potentielles de défaut dû à l’arc électrique
peut être prévenue en prenant des mesures appropriées de
maintenance. Toutefois, malgré les précautions adoptées,
l’erreur humaine peut elle aussi provoquer des défauts dû à
l’arc électrique.
L’aspect temps est crucial dans la détection et la réduction
au minimum des effets d’un arc électrique. Un défaut dû à
un arc d’une durée de 500 ms peut provoquer des dégâts
importants à l’installation. Si la durée de l’arc est inférieure à
100 ms, les dégâts sont souvent de petite entité, mais si l’arc
est éteint en moins de 35 ms, ses effets sont pratiquement
négligeables.
En ligne générale, les DEI de protection sont suffisamment
rapides pour garantir des temps sûrs d’élimination d’un
défaut en cas d'arc électrique.
Par exemple, le temps opérationnel du DEI à maximum de
courant qui contrôle le disjoncteur d'arrivée doit pouvoir être
retardé d'une centaine de millièmes de secondes pour des
raisons de sélectivité.
Ce retard peut être évité en prévoyant un système de
protection contre les arcs électriques. Le temps total
d’élimination des défauts peut donc être réduit à un maximum
de 2,5 ms en plus du temps de course des contacts du
disjoncteur.
En outre, en cas de défaut dans le compartiment ligne, la
protection contre les arcs électriques peut empêcher que ne
se produisent des cas de refermeture automatique.
Produits conseillés
• Système de protection contre les arcs électriques REA
101: ce système et ses unités d'extension REA 103, REA 105
et REA 107, sont conçus pour la protection des tableaux de
moyenne et basse tension isolés dans l’air.
L’unité centrale REA 101 fonctionne indépendamment ou avec
les autres unités REA 101. REA est le système de protection
contre les arcs électriques le plus rapide sur le marché, car il
garantit des temps de déclenchement de 2,5 ms.
REA est doté d’un élément intégré de détection rapide de
courant maximum et, donc, qui fonctionne indépendamment
des autres unités de protection de ligne.
Les DEI de protection de ligne REF615 et REF6100 incluent
une fonction de protection contre les arcs électriques pour le
compartiment ligne.
Figure 52: Configuration typique avec REA 101 et sous-unité 103
51
1. UniGear ZS1
Distribution et automation
Système d'automatisation de postes
COM600
COM600, le système d'automatisation de postes, comprend
une passerelle de communication, une plate-forme
d'automation et une interface utilisateur des postes de
distribution au niveau industriel et des sociétés de distribution
de l'énergie.
La fonctionnalité passerelle garantit une connectivité CEI 61850
sans solution de continuité entre les DEI des postes et les
systèmes de contrôle et de gestion au niveau du réseau.
La plate-forme d'automation à microprocesseur logique fait
du système COM600 une plate-forme d'implémentation
flexible pour les fonctions d'automation au niveau des postes.
Comme interface utilisateur, le système COM600 incorpore les
fonctionnalités basées sur la technologie Web, en garantissant
l'accès aux dispositifs et processus des postes à travers
l'interface homme-machine (HMI) reposant sur le navigateur
Web.
Figure 53: Système d'automatisation de postes COM600
52
Produit
Le système d'automatisation des postes COM600 offre
les fonctionnalités web serveur, en mettant à disposition
un interface homme-machine (HMI) pour le contrôle et la
surveillance de postes. La communication sûre permet l'accès
à l'HMI du poste à travers Internet ou LAN/WAN à tout
utilisateur autorisé avec un PC standard et un navigateur web.
En connectant un ordinateur portable à l'unité sur place, on
obtient au niveau du poste une HMI pour une fonctionnalité
complète de contrôle et de supervision.
Le système d'automatisation de postes COM600 offre aussi
des fonctions de passerelle pour la collecte des données
et des signaux entre les postes et les systèmes de niveau
supérieur, tels que SCADA, DSC.
Le système COM600 est conçu pour une intégration facile
de système et une interopérabilité reposant sur des solutions
préconfigurées en utilisant des paquets de connectivité pour
les DEI ABB.
Applications et caractéristiques
Grâce au design compact et robuste, le système COM600 est
parfaitement adapté aux environnements difficiles. L'enveloppe
répond à l'indice de protection IP4x et ne contient pas de
parties mobiles soumises à consommation et usure. Le
système COM600 repose sur la technologie embarquée en
garantie d'une longue durée et d'une disponibilité maximale.
Les caractéristiques et les dimensions compactes du
système COM600 permettent de l'installer facilement dans
le compartiment basse tension des panneaux UniGear ZS1.
Le système COM600 est indiqué tant pour les applications
d'entreprises de distribution d'énergie qu'industrielles.
Le système COM600 intègre la fonctionnalité "OPC Server",
qui garantit un unique point d'entrée à toutes les informations
d'un poste. La conformité à la norme CEI 61850 garantit la
connectivité et la communication sans solution de continuité
avec des appareils spécifiques d'une application donnée.
Le système COM600 répond pleinement à la norme CEI 61850
pour l'automatisation de la distribution. Il garantit donc une
interopérabilité totale avec n'importe quel DEI, système et
accessoire conforme à la norme CEI 61850, en simplifiant la
conception et la mise en service du système.
La mise en service des DEI ABB est directe grâce au support
du paquet extraordinaire de connectivité ABB, qui simplifie la
configuration du système et réduit le risque d'erreurs pendant
l'intégration dans le système, en limitant ainsi les opérations de
configuration et les temps de réglage.
Pour plus d'informations consulter le guide technique et le
guide du produit COM600 disponibles sur le site :
http://www.abb.com/substationautomation
Ingénierie d'accès à distance
Ingéniérisation
système de
contrôle
distribué
EMS/
scada
OPC client/server
wan
Switch Ethernet
GPS
Protocoles série
(DNP3, IEC 60870-5-101)
LAN1
Switch Ethernet
Protocoles TCP/IC
(IEC 61850, DNP3,
Modbus®)
REF610
Protocoles série
(Modbus®)
REF610
REF615 REF615
REF601 REF601
Tableau de distribution secondaire
Figure 54: Panorama d'un système qui utilise COM600
53
1. UniGear ZS1
Distribution et automation
Guide à la sélection des relais
Application
REF
610
Protection basée sur la mesure de la tension
Protection de lignes (arrivée et/ou départ)
615
630
542+
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Protection de lignes avec exigences élevées
RED
54_
Protection de transformateurs
Protection de transformateurs avec exigences élevées
615
•
•
Protection des moteurs
Protection de moteurs avec exigences élevées
•
Protection de générateurs et moteurs synchrones
Protection à distance
•
•
•
•
•
•*
•*
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Protection différentielle de ligne
•
Protection de back-up
•
Protection contre les arcs électriques
o
o
IEC61850-8-1
o
•
IEC60870-5-103
•
•
DNP 3.0
•
•
SPA
•
•
Protocoles de communication
•
•
LON
•
•
Modbus
•
•
•
•
•
Profibus
o
•*
•*
•*
•*
•
•
Fonctions supplémentaires
Localisateur de défauts
Refermeture automatique
•
3 manœuvres 5 manœuvres 2 manœuvres 5 manœuvres 5 manœuvres ou (5 manœuvres)
Contrôle commutateur sous charge
Oscilloperturbographe
•
•
Débrochabilité
•
•
Schéma unifilaire HMI**
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Contrôle local
•
•
•
•
•
•
Contrôle à distance
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Surveillance de l’état
Supervision de la qualité de l’énergie
Entrées analogiques (TT/TC)
•
-/4
Entrées des capteurs
Entrée / sorties binaires
9/8
•
5/8
18/13
RTD*** / entrées mA
Sorties mA
* Avec convertisseur du protocole d'interface
** HMI - Interface Homme Machine
*** RTD - Capteur de température à résistance
**** 27 si les sorties sont statiques
1) REU615 avec configuration A, pour protection basée sur la mesure de la tension et de la fréquence
2) REU615 avec configuration B, pour contrôle du commutateur
o = option
s = application secondaire
54
-/5
•
32/27
•
42/24****
8/-
6
ou (4)
ou (4)
18/13
REM
610
615
RET
630
54_
615
630
•
REX
REA
54_
610
REU
615
521
10_
•
•
•¹
•
s
•
•
•
s
•
•
•
•²
•
•
•
•
•
•
•
•
•
o
•*
•
•
•
•
•
o
•
•*
•
o
•
•
•
•
•
•*
o
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•*
•
•
•
•
•*
•*
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•*
•*
o
•*
•*
•
•
•
5
manœuvres
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
5 manœuvres
•
•²
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
-/4
-/5
4/5
-/7
3/9
•
5/8
12/10
6/-
6/2
32/27
14/13
8/-
4/-
-/3
•
6/2
32/27
•
5/8
8/-
1/3
6 / 2²
55
1. UniGear ZS1
Système de commutation automatique
Les systèmes de commutation automatique sont utilisés
pour garantir la continuité maximale de service, en
fournissant aux utilisations de l'énergie sans interruptions.
Tout ceci est possible grâce à l'emploi de systèmes
de diverse nature, basés sur des techniques de genre
différent.
Les plus communs sont indiqués ci-dessous avec les temps
moyens de commutation correspondant:
• Retardée:
1500 ms
• Dépendant de la tension résiduelle:
400-1200 ms
• Synchronisée (ATS):
200-500 ms
• A haute vitesse (HSTS):
30-120 ms
Les deux premiers systèmes sont les plus simples et ils
peuvent également être réalisés avec une logique et des
instruments conventionnels.
Ils garantissent des temps de commutation moyens et ils
peuvent donc être utilisés dans des installations où les trous
de tension ne sont pas particulièrement critiques.
Les deux autres systèmes (ATS – Automatic Transfer System
et HSTS – High Speed Transfer System) requièrent au
contraire des appareillages à microprocesseur à haut contenu
technologique.
Ils garantissent des temps de commutation rapides et
trouvent leur meilleure application dans les installations où
le processus est particulièrement critique. En effet, des
commutations extrêmement rapides pourraient provoquer de
graves dysfonctions ou l'arrêt du processus lui-même.
ABB est en mesure d'offrir tous les systèmes de
commutation, du plus simple au plus complexe.
ATS
L'unité REF542plus peut être utilisée dans les tableaux de
moyenne tension pour gérer la commutation automatique et
manuelle entre les deux différentes lignes d'arrivée.
Le temps nécessaire à la commutation automatique réalisée
avec les unités REF542plus est compris entre 200 et 300
millisecondes (temps de manœuvre des disjoncteurs inclus).
Ce temps peut changer à l'intérieur de la plage indiquée
en fonction de la complexité des logiques de commutation
prévues dans le logiciel.
Les tableaux équipés du dispositif REF542plus, programmés
de manière adéquate, sont un système complet et efficace
capable de gérer la commutation entre un système
d'alimentation et un autre alternatif, ou bien de reconfigurer
le réseau en passant d'une distribution à double radial à un
simple système, de manière totalement automatique.
Il est également possible d'effectuer la même manœuvre
manuellement d'un poste de gestion à distance ou par la face
avant du tableau sous la supervision du personnel utilisateur.
La commutation manuelle comporte l'exécution du parallèle
de passage: à travers la fonction de contrôle du synchronisme
(synchro-check - code 25) implémentée par le REF542plus,
les lignes d'alimentation sont fermées au moment de la
synchronisation des vecteurs de tension pour ensuite être de
nouveau déconnectées une fois que la commutation a eu lieu.
Les applications décrites n'exigent aucun instrument
supplémentaire.
Figure 55: Schéma unifilaire du tableau UniGear ZS1 avec architecture REF542plus adaptée à exécuter, en plus des protections et des
mesures du tableau, aussi la commutation automatique et manuelle
56
Dispositif de commutation rapide
SUE3000
Vu les divers domaines d'application, le dispositif SUE 3000
est prévu pour différentes configurations de tableaux.
Actuellement, les chutes de tension ou les coupures totales
d'alimentation constituent les plus grands problèmes pour
la qualité de l'énergie. Le dispositif de commutation rapide
SUE3000 garantit un protection optimale de la fourniture
d'énergie. Ce dispositif garantit une alimentation continue
aux utilisateurs à travers une commutation automatique
de l'énergie à une alimentation de secours et protège
le processus des temps d'inactivité coûteux. En outre,
grâce à la possibilité de commutations d'énergie activées
manuellement, par exemple pour les transferts ciblés,
l'installation est considérablement simplifiée.
• Comparaisons entre réseaux permanents
Ce qui caractérise de manière particulière le dispositif de
commutation rapide SUE3000 des principes concurrents c'est
la disponibilité constante des critère de synchronisation, car
ceux-ci sont calculés en ligne par le dispositif SUE3000.
Pour cette raison, en cas d'intervention, la modalité de
commutation concernée a déjà été définie et peut intervenir
immédiatement. Cela signifie que la probabilité d'une
commutation rapide a été augmentée au maximum. Les
systèmes qui attendent le moment d'intervention pour
démarrer la détermination de l'état du réseau n'ont pas
l'opportunité, en tenant compte de toute une série d'aspects
physiques, de mettre en oeuvre une commutation rapide et de
limiter au minimum le temps de coupure.
• Domaines d'application
Le dispositif de commutation rapide SUE3000 trouve son application dans des domaines où une quelconque perturbation
de l'alimentation électrique pourrait compromettre la production entraînant des coûts ou la perte de productivité.
Les domaines d'utilisation possibles incluent, par exemple :
• Installations auxiliaires d'alimentation de centrales
électriques
• Installations technologiques dans le domaine de
l'environnement
• Alimentation de processus industriels continus.
Pour garantir une disponibilité d'énergie constante, l'utilisation
est alimentée au moins par deux lignes synchronisées
indépendantes l'une de l'autre et dotées respectivement de
dispositifs de commutation rapide SUE3000.
Le dispositif de commutation rapide SUE3000 a la fonction de
garantir un fonctionnement ininterrompu des dispositifs reliés,
en cas de coupure de l'alimentation, en tenant compte de
différents facteurs physiques. Pour cela il est mis en oeuvre une
commutation quasi instantanée à une alimentation alternative.
Figure 56: Dispositif de commutation rapide SUE 3000
• Modalités et temps de commutation
Quatre modalités de commutation sont disponibles, à
savoir : commutation rapide, commutation à la première
concordance de phase, commutation de la tension résiduelle,
commutation à temps. La commutation rapide est la modalité
de commutation optimale pour réduire au minimum le temps
de coupure de l'alimentation de tension en cas de défaut. En
cas de commutation rapide, le temps de commutation totale
à partir du moment ou se vérifie un défaut dans l'alimentation
principale au moment ou l'alimentation de secours entre en
service est inférieur à 100 ms.
Figure 57: Exemple de tableau
57
1. UniGear ZS1
Unités typiques
M - Mesures 58
R - Remontée
IFD - Ligne arrivée/départ directe
RM - Remontée avec mesures
Débrochable
BT - Coupleur
Débrochable
Débrochable
IF - Ligne arrivée/départ
Débrochable
Débrochable
Schéma unifilaire des unités typiques
IFDM - Ligne arrivée/départ direct
avec mesures
DF - Unité interrupteur-sectionneur.
Schéma unifilaire des applications de barre
Transformateurs de courant
Transformateurs de tension
Entrée ligne en conduit
Sectionneur de terre
Symboles graphiques
Disjoncteur
Contacteur
Interrupteur-sectionneur
Sectionneur
Barre de sectionnement
Prise et fiche
Transformateurs de
tension
Transformateurs de
courant
Fusible
Terre
Entrée ligne en câble
Entrée ligne en barre
Légende des composants
Composants standards
Accessoires
Solutions alternatives
59
1. UniGear ZS1- simple système de barres
Caractéristiques techniques
Unité: ... 12 kV - 17,5 kV - ... 31,5 kA
Profondeur (mm)
1340
Hauteur (mm)
2200/2595
Hauteur avec conduit d'échappement
du gaz (mm)
2675
Largeur (mm)
650
Courant assigné (A)
630 1250 1600 2000 2500 630 1250 1600 2000 2500 3150 3600 4000 630 1250 1600 2000 2500 3150 3600 4000
IF
Unité arrivée/départ duplex
BT
Coupleur
R
Remontée
RM
Remontée avec mesures
M
Mesures
IFD
Arrivée/départ directe
IFDM
Arrivée/départ directe
avec mesures
DF
Unité interrupteursectionneur
1340
1390
2200/2595
(1)
2675
(5)
1340
2200/2595
(1)
2675
(5)
800
1390
2200/2595
(1)
2675
(5)
800
2200/2595
(1)
2675
(5)
1000
(1)
(5)
1000
(3)
(3)
(3)
(4)
Unité: ... 12 kV - 17,5 kV - 40 / 50 kA
Profondeur (mm)
1340 (1390 @ 50 kA)
1390
Hauteur (mm)
2200/2595
2200/2595
Hauteur avec conduit d'échappement
du gaz (mm)
2675 (2700 @ 50 kA)
Largeur (mm)
800
Courant assigné (A)
IF
(1)
1250
40 kA
40 kA
BT
Coupleur
Remontée
RM
Remontée avec mesures
M
Mesures
IFD
Arrivée/départ directe
IFDM
Arrivée/départ directe
avec mesures
1600
1340 (1390 @ 50 kA)
1390
2200/2595
2200/2595
(1)
2675 (2700 @ 50 kA) (5) 2675 (2700 @ 50 kA)
(5)
800
630
Unité arrivée/départ duplex
R
(1)
2000
2500
2675 (2700 @ 50 kA) (5)
(5)
1000
3150
3600
4000
630
(1)
1000
1250
1600
2000
2500
(2)
(2)
3150
3600
4000
Unité: ... 24 kV - ... 31,5 kA
Profondeur (mm)
1700
Hauteur (mm)
2325/2720
Hauteur avec conduit d'échappement
du gaz (mm)
2775
Largeur (mm)
800
Courant assigné (A)
IF
Unité arrivée/départ duplex
BT
Coupleur
R
Remontée
RM
Remontée avec mesures
M
Mesures
IFD
Arrivée/départ directe
IFDM
Arrivée/départ directe
avec mesures
DF
Unité interrupteursectionneur
60
630
1700
(6)
(6)
2325/2720
(1)
2775
(5)
(1)
(5)
1000
1250
1600
2000
2500
630
1250
(2)
(2)
(2)
(4)
1600
2000
2500
(1) La hauteur des unités dépend de la hauteur
du compartiment basse tension, disponible
dans les versions de 705 et 1100 mm.
(2) Version disponible seulement avec disjoncteurs sous vide.
(3) Pour les caractéristiques des unités équipées
de contacteur voir page 24
(4) Pour les caractéristiques des unités équipées
d'interrupteur-sectionneur consulter page 26.
(5) Pour d'autres solutions disponibles contacter
ABB.
(6) Pour le courant de courte durée à 25 kA est
disponible une version avec profondeur de
1560 mm.
Hauteur avec conduit d'échappement du gaz
Hauteur
Compartiments de l'unité
A Compartiment disjoncteur
B Compartiment barres
C Compartiment ligne
D Compartiment basse tension
E Conduit d’échappement des gaz
Largeur
Figure 58: Exemple de tableau avec conduit
d'échappement gaz doté de cheminées supérieures (la hauteur totale du
tableau est 2530 mm pour 12-17,5 kV
jusqu'à 40 kA)
Profondeur
Figure 59: Exemple de tableau avec conduit d'échappement gaz (la hauteur totale
du tableaux est 2675 mm pour 12-17,5 kV jusqu'à 40 kA)
Figure 60: Exemple de tableau UniGear ZS1 avec compartiment basse tension hauteur 1100 mm
61
62
63
2. UniGear ZS1-double système de barres
Description
Le double système de barres a été inclus dès le début
dans le développement du tableau UniGear ZS1.
Les tableaux UniGear ZS1 à double système de
barres sont utilisés principalement par les entreprises
de distribution, les poste et les industries lourdes.
L'utilisation de ce produit est dans tous les cas
recommandée quand une augmentation de la continuité
du service est requise.
L’utilisation de tableaux UniGear ZS1 à double système de
barres peut s’avérer nécessaire quand les fonctions suivantes
sont requises:
• déconnexion de la charge des unités de départ à différents
niveaux de priorité en conditions d’émergence.
• sectionnement de certaines unités de départ du réseau
normal.
• équilibre des unités de départ sur les systèmes à double
système de barres dans des conditions normales de service
• flexibilité pendant les procédures d’inspection et de
maintenance sans interruption de la charge
• possibilité d’extension sans effectuer le hors service du
tableau
• sectionneur de barre motorisé qui permet la commutation
rapide entre les deux systèmes de barres en conditions
d'émergence (possible seulement avec coupleur transversal
fermé)
• libre accès à un système de barres pendant des interventions d'entretien, tandis que l'autre système de barres est
en service et le compartiment concerné est hors service
< 2500 A
< 2500 A
< 4000 A
• Les unités arrivée et les unités départ très importantes
peuvent être munies de deux disjoncteurs pour permettre
une redondance des appareillages.
• interventions de maintenance et d’essai du disjoncteur sans
extinction des unités ligne
• peu de composants et moins d’appareils de manoeuvre
< 4000 A
Figure 61: Exemple d'une section d'un tableau UniGear ZS1 à double système de barres
64
< 4000 A
< 2500 A
Les tableaux UniGear ZS1 à double système de barres
s’appuient sur deux schémas différents:
• deux systèmes de barres, deux sectionneurs de ligne et un
disjoncteur (jusqu'à 2500 A-12-17,5 et 2000 A-24 kV).
• deux systèmes de barres, deux compartiments disjoncteur
avec un ou deux disjoncteurs; cette version est appelée
système duplex (jusqu'à 4 000 A- 12-17,5 kV et 2500 A 24 kV).
Les deux schémas offrent une redondance du système de
barres (sectionnement physique entre les systèmes de barres
source) et permettent des conditions de service fiables et
ininterrompues.
Grâce aux nombreuses unités standards disponibles, le
tableau peut être configuré de manière appropriée pour
répondre à toute exigence d'installation.
Chaque unité du tableau peut être équipée de disjoncteurs ou
de contacteurs.
Tous les composants et les accessoires significatifs sont
identiques à ceux employés pour les unités UniGear ZS1
à un seul et à double étage, en garantissant les mêmes
procédures de services et de maintenance.
Le système ABB à double système de barres peut être équipé
d'une seule section ou avec deux ou plusieurs sections pour
satisfaire les requêtes les plus exigeantes des clients.
Dans ces pages sont reportées deux exemples de sections:
• une section à double système de barres (figure 61)
• deux sections à double système de barres (figure 62)
< 2500 A
< 4000 A
< 2500 A
Caractéristiques électriques IEC
Tension nominale
kV
12
17,5
kV 1 min
28
38
50
Tension de tenue sous choc
kV
75
95
125
Fréquence nominale
Hz
50/60
50/60
50/60
kA 3 s. jusqu'à
31,5
31,5
25
Courant de crête
kA jusqu'à
80
80
63
Courant de tenue
à l’arc interne
kA 1 s. jusqu'à
31,5
31,5
25
Courant nominal des
barres principales
A jusqu'à
4000
4000
2500
Courant thermique
nominal du disjoncteur
A jusqu'à
4000
4000
2500
Tension d’essai
Courant assigné admissible
de courte durée
Courant nominal unité double
sectionneur de barre
A
Courant nominal unité duplex
A
Courant nominal unité duplex
à ventilation forcée.
A
24
630
630
630
1250
1250
1250
1600
1600
1600
2000
2000
2000
2500
2500
-
3150
3150
-
3600
3600
2500
4000
4000
-
1) Pour d'autres versions consulter le chapitre n° 1 (un étage) et le chapitre n° 3 (double
étage).
2) Les valeurs indiquées sont valables tant pour le disjoncteur sous vide que disjoncteur dans
le gaz SF6.
3) Pour le panneau avec contacteur, la valeur du courant nominal est 400 A.
< 4000 A
< 4000 A
< 2500 A
< 4000 A
< 2500 A
Figure 62: Exemple de deux sections d'un tableau UniGear ZS1 à double système de barres
65
2. UniGear ZS1-double système de barres
Caractéristiques
Compartiments
Sectionneurs de barre
Chaque panneau est composé de quatre compartiments de
puissance indépendants: appareils (A), barre 1 (B1), barre 2
(B2) et ligne (C) (consulter page 67).
Tous les compartiments sont délimités par des cloisons
métalliques. Dans la partie frontale/supérieure, le panneau
est équipé d'un compartiment qui renferme l'appareillage
auxiliaire (D).
Le tableau UniGear ZS1 à double système de barres est à
tenue d’arc interne et équipé d’un conduit pour l’évacuation
des gaz produits par l’arc électrique (E).
Chaque compartiment de l’unité est doté d’un déflecteur
placé sur son sommet.
La pression produite par la condition de défaut provoque son
ouverture, en permettant le passage des gaz dans le conduit.
Le compartiment des appareils est accessible par la face
avant. La fermeture de la porte de ces compartiments est
disponible en deux versions, avec vis moletées ou à poignée
centrale.
La dépose des appareils (disjoncteurs et contacteurs) du
tableau et des compartiments correspondants est faite au
moyen d’un unique chariot dédié.
Les compartiments barres et ligne sont accessibles par
l'arrière du tableau à travers des panneaux démontables.
Toutes les opérations de service ordinaire sont faites par
le devant, tandis que celles de maintenance et de mise en
service requièrent aussi l'accès par l'arrière du tableau.
Les sectionneurs de barre des unités IF sont conçus pour
fonctionner comme sectionneurs à deux positions (ouverte et
fermée), à manoeuvre manuelle (c’est-à-dire sans ressorts).
La manœuvre d'ouverture et fermeture du sectionneur de
barre a lieu par le devant du panneau et la position est
indiquée sur la face avant par des indicateurs mécaniques.
Les sectionneurs de barre sont séparés de façon claire et les
compartiments barres correspondants doivent être séparés
l'un de l'autre par des cloisons pour garantir la condition
suivante:
• Les interventions de maintenance doivent être possibles
ainsi que l’extension du tableau par l’intégration d’autres
unités, en maintenant l’un des deux systèmes de barres
sous tension.
• un défaut qui se vérifie à l’intérieur d’un compartiment (par
ex. perte d’isolement) ne doit provoquer aucun dégât aux
autres compartiments ou bien exige l’extinction de l’unité.
Les sectionneurs de barre sont munis de fin de course
pour la détection de la position de service et ils peuvent
être manœuvrés manuellement ou, sur demande, par une
commande motorisée.
Les sectionneurs de barre sont dotés de tous les dispositifs
de verrouillage nécessaires.
Les verrouillages entre les deux sectionneurs et le disjoncteur
sont mis en oeuvre par des aimants de blocage.
Figure 63: Sectionneur de barre en position "fermé"
Figure 64: Sectionneur de barre en position "ouvert"
66
Le sectionneur de barre est constitué d’un tube mobile en
cuivre inséré dans un isolateur en résine époxy. Le contact
électrique est garanti par deux ou quatre ressorts de liaison
(en fonction des caractéristiques du sectionneur).
Les capuchons de protection et d’isolement supplémentaires
sont montés des deux côtés de l’isolateur, en garantissant au
dispositif un niveau de fiabilité élevé.
7
2
1
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
7
Figure 65: Panneau frontal avec ouvertures de manœuvre du sectionneur de barre
Porte du compartiment appareils
Compartiment basse tension
Manoeuvre d'embrochage/débrochage (appareils)
Manoeuvre du sectionneur de terre
Sectionneur de barre B1 ouvert/fermé
Sectionneur de barre B2 ouvert/fermé
Conduit d’échappement des gaz
Figure 66: Double système de barres avec deux sectionneurs de barre
Figure 67: Deux compartiment barres
67
2. UniGear ZS1 - double système de barres
Unités typiques
Schéma unifilaire des unités typiques
IF - Arrivée/Départ
M - Mesures
68
IF et IFM - Barre A duplex
BTL - Coupleur longitudinal
IF et IFM - Barre B duplex
RL - Remontée longitudinale
BTT - Coupleur transversal
RLM - Remontée longitudinale avec mesure
Applications de barre
Transformateurs de tension montés sur le
sommet
Légende des composants
Sectionneur de terre monté sur le sommet
Composants standards
Accessoires
Conduit d’entrée monté sur le sommet
Solutions alternatives
69
2. UniGear ZS1-double système de barres
Caractéristiques techniques
Unité ... 12 - 17,5 kV - ... 31,5 kA
Profondeur (mm)
2021
2021
2021
Hauteur (mm)
2200/2595 (1)
2200/2595 (1)
2200/2595 (1)
Hauteur avec conduit d'échappement du
gaz (mm)
2700 (2)
2700 (2)
2700 (2)
Largeur (mm)
650
Courant assigné (A)
IF
Unité arrivée/départ duplex
IF
Unité duplex
arrivée/départ
IFM
Unité arrivée/départ duplex
avec mesures
BTT
Coupleur transversal
M
Mesures
BTL
Coupleur longitudinal
RL
Remontée longitudinale
RML
Remontée longitudinale
avec mesures
630
800
1250
1600
2000
2500
1600
1000
2000
2500
3150
3500
4000
2500
3150
3500
4000
1600
2000
2500
Unité ... 24 kV - ... 25 kA
Profondeur (mm)
2570
2570
Hauteur (mm)
2400/2720 (1)
2400/2720 (1)
Hauteur avec conduit d'échappement du gaz (mm)
3000 (2)
3000 (2)
Largeur (mm)
800
Courant assigné (A)
IFM
Unité duplex arrivée/départ duplex avec mesures
BTT
Coupleur transversal
M
Mesures
BTL
Coupleur longitudinal
RL
Remontée longitudinale
RLM
Remontée longitudinale avec mesures
630
1000
1250
1600
2000
Les unités IF et IFM duplex, M, BTL, RL et RLM sont disponibles pour les connexions aussi bien du système à barres A que B.
1) La hauteur des unités dépend de la hauteur du compartiment basse tension, disponible dans les versions de 705 et 1 100 mm.
2) Pour d'autres solutions disponibles contacter ABB.
70
2500
630
1250
Hauteur
Hauteur avec conduit d'échappement
du gaz
Largeur
Profondeur
Compartiments de l'unité
A Compartiment appareils
B Compartiment barres
C Compartiment ligne
D Compartiment basse tension
E Conduit d’échappement des gaz
71
72
73
3. Applications navales
Description
Le marché naval peut être divisé en quatre segments différents:
• bateaux de passagers (bateaux de croisières et ferry).
• embarcations industrielles (bateaux-citernes, navires de
forage, pétroliers, bateau de transport, etc.).
• Plates-formes (de perforation et extraction pétrolière).
• marine.
Dans ce type d'applications, la gamme de températures,
les vibrations et l’inclinaison variable sont des conditions
particulièrement contraignantes qui influencent la fonctionnalité
des composants embarqués, comme les tableaux.
ABB est leader dans la production de tableaux isolés dans l’air
pour les applications navales installées par les principaux chantiers navals du monde (Brésil, Chine, Danemark, Finlande, France,
Allemagne, Japon, Corée, Italie, Norvège, Singapour, Espagne,
Royaume Uni et Etats-Unis).
Le tableau indiqué pour les applications navales est le UniGear
ZS1 dans la configuration à simple et double étage jusqu'à une
tension nominale de 7,2-12 kV (avec option pour 17,5 kV), car il
est en mesure d'offrir de nombreuses caractéristiques dédiées et
des unités typiques spéciales.
Au niveau mondial plus de 10 000 tableaux ABB sont en
service à bord de n’importe quel type d’embarcation. Les
registres navals et les consommateurs finaux (chantiers navals
ou armateurs) exigent des tableaux devant être produits
conformément aux conditions d’essais des registres navals des
appareillages de bord.
C’est pour cela que sont exécutés des essais destinés à tester
le respect des principales dispositions des registres navals, et
notamment les dispositions DNV, LR, RINA, BV, GL, ABS, KR et
les dispositions russes.
Pour garantir le confort et les structures nécessaires, les grosses
installations de production d'énergie électrique et les systèmes
de commande doivent être concentrés dans des encombrements
particulièrement réduits.
Le tableau UniGear ZS1, dans la version à simple étage avec
possibilité d'accouplement à un double étage, offre une vaste
gamme d'appareillages et d'unités de commande pour répondre
à toutes les exigences des applications navales.
Les tableaux UniGear ZS1 représentent les solutions idéales pour
les applications navales:
• la structure à tenue d'arc, les verrouillages mécaniques de
sécurité, les obturateurs de cloisonnement automatiques et la
commande des appareillages à porte fermée garantissent la
sécurité du personnel pendant les interventions d'installation,
maintenance et service.
• indice de protection élevée sur l’enveloppe extérieure (jusqu'à
IP43)
• ségrégations métalliques garanties entre chaque compartiment
et la mise à la terre de tous les composants accessibles au
personnel: appareils, obturateurs, porte et tout le châssis du
tableau
• une haute résistance au feu est prévue grâce à la faible
utilisation de matières plastiques et de résines: les appareillages
auxiliaires et le câblage sont hautement auto-extinguibles.
74
Figure 68: UniGear ZS1 à simple étage pour applications navales
Panneau "Shore connection"
Pendant leur escale au port, pour alimenter les procédures ordinaires et les utilisations,
les bateaux maintiennent en service leurs propres systèmes de production d'énergie et,
par conséquent, constituent une source importante de pollution fortement localisée.
Dans les ports où le trafic d'embarcation est intense, cette pratique crée un impact
négatif tant au niveau environnemental que pour la santé des communautés locales
environnantes.
Vu l'expansion constante des commerces mondiaux, les émissions navales constituent
un problème environnemental aux proportions croissantes.
Aujourd'hui le développement durable est un principe clé de l'industrie navale, dans
laquelle est en cours la mise en oeuvre de mesures importantes sur plusieurs fronts pour
réduire radicalement les émissions navales.
Une de ces mesures est le système d'alimentation "shore-to-ship", qui élimine les
problèmes de pollution et l'émission de particules polluantes, ainsi que le niveau sonore
et les vibrations des embarcations dans les ports.
Le panneau UniGear ZS1 Shore Connection est fourni sous forme de cabine prête,
munie soit d'un module de puissance que d'un module de contrôle.
En fonction de la configuration du système et des conditions requises à bord, la cabine
peut être équipée de connecteurs pour câbles logés en partie frontale de la cabine ou
avec des ouvertures pour l'entrée de câbles à travers le sol de la cabine.
Tous les appareillages sont fabriqués et testés en usine conformément aux normes
internationales et aux registres navales.
Conditions environnementales pour le classement des appareillages à bord
• Température ambiante de 0 °C à + 45 °C
• Inclinaison jusqu'à 25° permanent
Vibrations dans la bande de fréquence de 2 à 100 Hz avec l'amplitude de
mouvement suivante:
• Amplitude de 1 mm dans le champ de fréquence de 2 ...13,2 Hz
• Amplitude d'accélération de 0,7 g dans le champ de fréquence de 13,2 .... 100 Hz
Gamme complète d'essais
En plus de tous les essais requis par les normes internationales (IEC), le tableau
UniGear ZS1 a aussi été soumis aux essais exigés par les principaux registres
navals (LR, DNV, RINA, BV, GL, KR et russe) pour l'utilisation à bord.
Pour plus d'informations sur les essais spécifiques requis par les principaux
registres navals, consulter page 13.
Caractéristiques électriques IEC
Tension nominale
kV
7,2
12
Tension nominale d’isolement
kV
7,2
12
kV 1 min
20
28
Tension de tenue sous choc
kV
60
75
Fréquence nominale
Hz
50 / 60
50 / 60
Tension d’essai à fréquence industrielle
Courant assigné admissible de courte durée
Courant de crête
kA 3 s.
...50
...50
kA
...125
...125
...40
kA 1 s.
...40
kA 0,5 s.
...50
...50
Courant nominal des barres principales
A
1250...4000
1250...4000
Courant nominal du disjoncteur
A
630...3150
630...3150
Courant nominal du disjoncteur à ventilation forcée
A
3600...4000
3600...4000
Courant de tenue à l’arc interne
1) Les valeurs indiquées sont valables tant pour le disjoncteur sous vide que disjoncteur dans le gaz SF6.
2) Pour le panneau avec contacteur, la valeur du courant nominal est 400 A.
75
3. Applications navales
Caractéristiques
Ci-dessous sont décrites les caractéristiques nécessaires
pour les applications navales, ne faisant pas partie de la
configuration standard.
Indice de protection
Sur demande l'enveloppe extérieure du tableau UniGear ZS1
est disponible avec différents indices de protection. L’indice
standard de protection nécessaire aux applications navales
est IP42 ou IP43 :
• IP42: protection contre les corps étrangers d'un diamètre
de 1 mm et contre la pénétration d'eau avec inclinaison
maximale de 15°
• IP43: protection contre les corps étrangers d'un diamètre
de 1 mm et contre la pénétration d'eau avec inclinaison
maximale de 60°.
Conduit pour interconnexions
Sur le sommet, et précisément sur le compartiment de basse
tension, le tableau peut être doté sur demande de conduit
pour les interconnexions. Ce conduit loge les borniers qui
desservent le câblage entre les panneaux.
Conduit d’échappement des gaz
Le tableau UniGear ZS1 est à tenue d’arc interne et
équipé d’un conduit pour l’évacuation des gaz produits
par l’arc électrique. Ce conduit est fixé sur le sommet
du compartiment. Dans les installations navales les gaz
d’échappement ne peuvent pas être évacués dans le local, le
conduit d’échappement des gaz doit donc toujours être fermé
aux deux extrémités et doté de cheminées supérieures.
Dans les cas où les gaz chauds peuvent être évacués
par le local, il est possible de prévoir le conduit standard
d’échappement des gaz.
Portes
La porte du compartiment appareils et du panneau arrière
est toujours munie d'une main courante. En outre, toutes les
portes (compartiments basse tension, appareils et ligne) sont
équipées de série d’un dispositif approprié pour les bloquer
dans la position ouverte.
Câbles
UniGear ZS1 à simple étage
Les unités IF et IFM à simple étage sont généralement
réalisées dans la version la plus profonde (1650 - 1700 mm).
Cette configuration permet d’obtenir les caractéristiques
suivantes:
• entrée des câbles inférieure et supérieure
• distance adéquate des bornes des câbles (conditions
minimum):
- 700 mm en cas d’entrée inférieure
- 1 000 mm en cas d’entrée supérieure.
Les unités IF d’une profondeur standard (1340-1390 mm)
sont aussi utilisées comme alternative en cas de problèmes
d’espaces.
Cette version de l’unité permet exclusivement l’entrée
inférieure des câbles et une distance des bornes des câbles
entre 440 et 535 mm, en fonction du courant nominal.
UniGear ZS1 à double étage
Toutes les consignes prévues pour les unités à simple étage
sont valables pour les unités à double étage.
La distance des bornes des câbles des unités IF est de 600
mm pour toutes les configurations suivantes:
• entrée câbles inférieure (les deux unités)
• entrée câbles supérieure (les deux unités)
• entrée câbles inférieure et supérieure (une unité par le haut,
une unité par le bas)
1 Conduit d’échappement des gaz
2 Déflecteurs
3 Cheminées supérieures
Figure 69: UniGear ZS1 avec conduit d'échappement gaz compact, muni de cheminées supérieures
76
Configuration composée, formée de panneaux à simple étage, double étage et tableau contrôle moteurs
Unité
départ avec
disjoncteurs
Unité mesure
Unité arrivée
Unité
contacteur
Coupleur
Unité départ
Remontée
Unité
contacteur
Unité arrivée
Unité mesure
Unité départ
Unité départ
départ avec
disjoncteurs
Contrôle thermographique
En général le contrôle thermographique est nécessaire sur les
bornes des câbles de puissance et, parfois, sur les systèmes de
barres principales.
Habituellement c'est le premier type de contrôle qui est
demandé, parce que les défauts sur les bornes des câbles
représentent la plupart des défauts dans les tableaux, tandis que
les défauts dans les systèmes de barres sont plutôt rares.
Le contrôle et la supervision thermographique peuvent avoir lieu
de deux manières:
• contrôle temporaire à l’aide d’une caméra IR à travers un
hublot d’inspection approprié
• supervision continue par capteurs IR installés à l’intérieur du
tableau.
Le premier système (contrôle temporaire) exige une caméra IR (à
infrarouge) et un hublot d’inspection pour chaque compartiment
à surveiller.
Le deuxième système exige une surveillance continue.
Il s’agit d’un système de surveillance de la température utilisant
des sondes thermiques aux infrarouges, reliées à une centrale (8
sondes peuvent être reliées à chaque centrale).
Vu les contraintes de construction du tableau, le contrôle
thermographique des barres principales peut être effectué
exclusivement en utilisant le système de surveillance thermique.
Les câbles de puissance peuvent être surveillés en utilisant les
deux systèmes.
En ce qui concerne le tableau UniGear ZS1 à double étage, il
faut par contre mettre en évidence que, vu les limitations de
configuration du tableau, aussi bien le contrôle thermographique
des barres principales et des câbles de puissance ne peut être
exécuté qu’avec le système de contrôle thermique.
Figure 70: Exemple de contrôle thermographique dans le tableau UniGear ZS1 à simple étage
77
3. Applications navales
Unités typiques
Pour les unités typiques utilisées dans les applications
navales, consulter page 58 pour la version UniGear ZS1 à
simple étage et page 86/87 pour la version UniGear ZS1 à
double étage. Ci-dessous sont décrites les unités ne faisant
pas partie de la configuration standard.
Unité transformateur de mise à la terre
Du point de vue électrique, les installations navales se basent
sur des réseaux isolés (neutre isolé).
Cette configuration comporte avant tout les conséquences
suivantes:
• le réseau peut être exploitée en conditions de défaut à la
terre monophasée
• difficulté de relever les défauts à la terre à cause de la faible
valeur de courant.
Pour augmenter la sensibilité de détection et permettre le
fonctionnement des déclencheurs en présence de défauts à la
terre monophasée, on peut envisager deux solutions:
• brancher l’enroulement secondaire du générateur à la terre
au moyen d’une résistance
• installer un transformateur de terre dans le réseau.
Pour cette raison la gamme UniGear ZS1 doit être intégrée
par deux unités typiques supplémentaires:
• ME: unité de mesure des barres avec unité du
transformateur de mise à la terre
• RE: remontée avec unité transformateur de mise à la terre.
Dans le cas de tableaux avec section à système simple
de barres, on peut utiliser l’unité ME ; dans le cas de
tableaux sans sections à double système de barres, on doit
employer les deux unités ME et RE pour couvrir toutes les
configurations possibles.
78
Caractéristiques supplémentaires des
unités mesures et remontée
Les unités M et R doivent être dotées de TT fixes, au lieu de
TT débrochables avec fusibles.
Dans cette configuration, ce que l’on appelle le
« compartiment appareils » où est logé le chariot TT est utilisé
comme un compartiment supplémentaire d’instrumentation
auxiliaire. Ce compartiment doit être totalement séparé
des compartiments de puissance par des cloisonnements
métalliques et conçu comme un compartiment basse tension
en ce qui concerne les normes de sécurité.
Les parois latérales et arrières internes du compartiment
sont dotées d’une plaque grillagée pour la fixation de
l’instrumentation auxiliaire.
Ce compartiment est entre autre équipé d’un conduit d’entrée
des câbles par le fond sur le côté gauche et de sortie dans le
compartiment basse tension monté sur le sommet.
ME – Unité mesures avec transformateur de mise à la terre
ME – Unité remontée avec mesures et
transformateur de mise à la terre
79
3. Applications navales
Caractéristiques techniques
7,2 - 12 kV - ... 31,5 kA
Largeur unité (mm)
650
Profondeur unité (mm)
1650
Courant assigné (A)
630
IF
Unité arrivée/départ duplex (1)
( 3)
IFM
Unité arrivée/départ duplex avec mesures ( 1)
( 3)
Largeur unité (mm)
650
Profondeur unité (mm)
1340
Courant assigné (A)
IF
Unité arrivée/départ (2)
BT
Coupleur
R
Remontée
RE
Remontée avec transformateur de mise à la terre
RM
Remontée avec mesures
M
Mesures
ME
Mesures avec transformateur de mise à la terre
(1) Entrée des câbles inférieure et supérieure
(2) Entrée câbles inférieure
(3) Jusqu’à 50 kA avec contacteur dans le vide
80
630
( 3)
1250
1600
2000
2500
1250
1600
2000
2500
7,2 - 12 kV - ... 40-50 kA
Largeur unité (mm)
650
Profondeur unité (mm)
1650
Courant assigné (A)
400
IF
Unité arrivée/départ duplex (1)
( 3)
IFM
Unité arrivée/départ avec mesures ( 1)
( 3)
Largeur unité (mm)
650
Profondeur unité (mm)
1340
Courant assigné (A)
IF
Unité arrivée/départ (2)
BT
Coupleur
R
Remontée
Remontée avec transformateur de mise à la
terre
Remontée avec mesures
RE
RM
M
ME
400
1000
1700
1250 1600 2000 2500 3150 4000
1650
630
1700
1250 1600 2000 2500 3150 4000
1000
1390
1250 1600 2000 2500 3150 4000
1340
630
1390
1250 1600 2000 2500 3150 4000
( 3)
Mesures
Mesures avec transformateur de mise à la
terre
(1) Entrée des câbles inférieure et supérieure
(2) Entrée câbles inférieure
(3) Jusqu’à 50 kA avec contacteur dans le vide
81
3. Applications navales
UniGear ZS1 à double étage Description
UniGear ZS1 est disponible avec un système
individuel de barres dans la configuration à double
étage. Chaque panneau est composé de deux unités
superposées, complètement indépendantes entre-elles
et fonctionnellement identiques à deux unités à un seul
étage juxtaposées.
Grâce aux nombreuses unités typiques disponibles, le tableau
peut être configuré de manière appropriée pour répondre à
toute exigence d'installation. Chaque unité peut être équipée
de disjoncteurs ou de contacteurs, ainsi que de tous les
accessoires disponibles pour les unités du tableau UniGear
ZS1 à simple étage.
Tous les composants significatifs sont identiques à ceux
employés pour les unités à un seul et à double étage,
en garantissant les mêmes procédures de services et de
maintenance.
Le tableau UniGear ZS1 à double étage se distingue surtout
par l'emploi efficace de l'espace. Toutes les configurations
permettent d'obtenir une réduction importante de l'espace
occupé, avec une attention particulière à la largeur du tableau
(30...40% en moins dans les configurations typiques).
Leur utilisation est recommandée dans des installations
prévoyant un nombre élevé d'utilisations, équipées aussi bien
de disjoncteurs que de contacteurs.
Il peut être utilisé comme tableau de contrôle des moteurs
pour des applications jusqu'à 12 kV.
Toutes les caractéristiques des unités à simple et double
étage sont identiques.
Le courant nominal global du système de barres et donné par
la somme des courants des deux demi-barres supérieure et
inférieure. Les unités à double étage peuvent être accouplées
directement avec une unité à simple étage, en offrant ainsi la
possibilité d'extension des deux côtés du tableau.
Le tableau doit être accessible aussi par l'arrière pour les
procédures d'installation et d'entretien, tandis que toutes les
opérations de service sont effectuées par la partie frontale.
Le tableau UniGear ZS1 à double étage peut être utilisé dans
deux configurations typiques:
• complète à double étage
• composée à simple et double étage.
Figure 71: Exemple de configuration complète d'un tableau UniGear ZS1 à double étage
82
La solution complète ne prévoit que des panneaux à deux
étages pour réaliser toutes les unités typiques: arrivée,
coupleur, remontée, mesures de barre et départ.
La solution composée, au contraire, utilise les deux
configurations à simple et double étage: la première pour
l'unité arrivée, coupleur et remontée, la deuxième pour les
unités mesures de barre et départ.
La solution complète à double étage est particulièrement
compacte et peut être utilisée pour des courants nominaux
relativement réduits (courant maximum des unité d'arrivée
1 600 A). Elle est normalement utilisée pour réaliser des
tableaux de distribution locale, avec un nombre limité d'unité
départ.
Le domaine d'application de la solution composée est au
contraire celle des tableaux principaux de distribution, avec
des courants nominaux élevés (courant maximum des unités
arrivée 3 150A) et nombreuses unités départ.
Caractéristiques électriques selon les normes IEC
Tension nominale
kV
7,2
12
17,5
Tension nominale d’isolement
kV
7,2
12
17,5
kV 1 min
20
28
38
Tension de tenue sous choc
kV
60
75
95
Fréquence nominale
Hz
50 / 60
50 / 60
50 / 60
Tension d’essai à fréquence industrielle
Courant assigné admissible de courte durée
Courant de crête
Courant de tenue à l’arc interne
Courant nominal des barres principales
kA 3 s.
...50
...50
...40
kA
...125
...125
...105
...40
kA 1 s.
...40
...40
kA 0,5 s.
...50
...50
–
A
...1600
...1600
...1600
Courant nominal du disjoncteur
630
630
630
1000
1000
1000
1250
1250
1250
1600
1600
1600
1) La version GB/DL est disponible avec des valeurs supérieures de rigidité diélectrique (42 kV) et courant nominal admissible de courte durée (4 s).
2) Les valeurs indiquées sont valables tant pour le disjoncteur sous vide que disjoncteur dans le gaz SF6.
3) Pour le panneau avec contacteur, la valeur du courant nominal est 400 A.
Figure 72: Exemple de configuration d'un tableau UniGear ZS1 à simple et double étage
83
3. Applications navales
UniGear ZS1 à double étage
Caractéristiques
Compartiments
Chaque panneau est composé de deux unités superposées
[1er étage et 2ème étage] et chaque unité est donc constituée
de trois compartiments de puissance indépendants: appareils
[A], barres [B] et ligne [C] (consulter page 89).
Tous les compartiments sont délimités par des cloisons
métalliques.
Dans la partie centrale, le panneau est équipé d'un compartiment
pour loger l'instrumentation auxiliaire des deux unités [D].
Cette solution permet de placer les appareillages d'interface
avec l'opérateur à la bonne hauteur. Dans la partie supérieure
du panneau est disponible un compartiment pour loger tout
autre appareillage [d].
Le tableau à tenue d’arc interne est normalement équipé d’un
conduit pour l’évacuation des gaz produits par l’arc électrique [E].
Chaque compartiment de l’unité est doté au 2ème étage d’un
déflecteur placé sur son sommet. La pression produite par la
condition de défaut provoque son ouverture, en permettant
le passage des gaz dans le conduit. Les gaz produits par des
défauts provenant des compartiments de puissance de l'unité
placée au 1er étage sont évacués vers le conduit principal
à travers un conduit dédié, placé sur le côté au tableau [e].
Chaque compartiment du panneau du tableau placé au 1er
étage est doté d’un déflecteur placé sur son sommet. La
pression produite par la condition de défaut provoque son
ouverture, en permettant le passage des gaz dans le conduit.
Grâce à cette solution les unités placées au 2ème étage ne
sont pas influencées par le défaut.
Les compartiments des appareils est accessible par la face
avant.
La fermeture de la porte de ces compartiments est disponible
en deux versions, avec vis moletées ou à poignée centrale. La
dépose des appareils (disjoncteurs, contacteurs et chariots
mesures) du tableau et des compartiments placés sur deux
étages est faite au moyen d’un unique chariot de relevage
dédié. Ce chariot peut être utilisé pour les mêmes procédures
aussi pour les unités à simple étage.
Les compartiments barres et ligne sont accessibles par
l'arrière du tableau en enlevant les panneaux démontables.
Toutes les opérations de service ordinaire sont faites par
le devant, tandis que celles de maintenance et de mise en
service requièrent aussi l'accès par l'arrière du tableau.
5
1
2
3
2 ème étage
4
1er étage
4
1
2
3
1
2
3
4
5
84
Porte du compartiment appareils
Manoeuvre d'embrochage/débrochage appareils
Manoeuvre du sectionneur de terre
Compartiment basse tension
Compartiment basse tension additionnel
Les caractéristiques du système de barres, des dérivations,
de la barre de mise à la terre, du sectionneur de terre, des
isolateurs de traversée et des obturateurs sont identiques à
celles des unité à un seul étage.
On peut employer au maximum six câbles unipolaires ou
tripolaires par phase en fonction de la tension nominale, des
dimensions des panneaux du tableau et de la section des
câbles.
Configurations
Les unités typiques du tableau disponibles permettent la
réalisation des configurations les plus appropriées en fonction
des exigences d'installation.
L'unité arrivée/départ [IF] est celle la plus largement utilisée:
les deux étages du tableau sont constitués d'une unité de ce
type et elles peuvent être employées soit comme unité arrivée
soit comme unité départ.
Les unités coupleur [BT] et remontée [R] sont utilisées pour
réaliser une configuration complète à double étage.
Ces unités sont positionnées au 2ème étage, tandis qu'au 1er
étage se trouvent les unités arrivée/départ.
Les unités coupleur peuvent être équipées de transformateurs
de courant en aval du disjoncteur pour la mesure des barres.
Il est possible d'installer des transformateurs de courant
même en amont pour réaliser des schémas spéciaux de
protections. L'unité de remontée est aussi disponible
dans la version à chariot instruments débrochable et à
transformateurs de tension à fusibles [RM].
La configuration composée à simple et double étage
comporte le raccordement entre les deux sections du tableau
à travers d'une unité de connexion. Cette unité permet de
raccorder les deux sections du tableau (barres, barre de mise
à la terre, conduit d'échappement du gaz, conduites pour
le raccordement des circuits auxiliaires) et elle peut intégrer
le sectionneur de mise à la terre des barres [J] et également
le chariot instruments débrochable avec transformateurs de
tension à fusibles [JM]. Ces unités sont positionnées au 2ème
étage, tandis qu'au 1er étage se trouvent les unités arrivée/
départ.
Figure 73: Configuration composée d'un tableau UniGear ZS1 à simple et double étage
85
3. Applications navales
UniGear ZS1 à double étage
Unités typiques
BT
Coupleur
R
Remontée
IF
Unité arrivée/départ
IF
Unité arrivée/départ
IF
Unité arrivée/départ
1er étage
2ème étage
IF
Unité arrivée/départ
86
JM
Unité de connexion avec
mesures
IF
Unité arrivée/départ
IF
Unité arrivée/départ
Débrochable
J
Unité de connexion
Débrochable
RM
Remontée avec mesures
IF
Unité arrivée/départ
Légende des composants
Composants standards
Accessoires
Solutions alternatives
Composants standards
87
3. Applications navales
UniGear ZS1 à double étage
Caractéristiques techniques
... 12 kV - ... 50 kA
Profondeur (mm)
1976
Hauteur (mm)
2700
(1)
Hauteur avec conduit d'échappement du gaz (mm) 2700
(1)
Largeur (mm)
Courant nominal de courte durée (kA)
750
750
900
900
... 31,5
... 31,5
... 50
... 50
630
1000
1250
1600
Courant assigné (A)
2 SDgr
IF
Unité duplex
(2)
1SDgr
IF
Unité duplex
(2)
2SDgr
BT
Coupleur
1SDgr
IF
Unité duplex
2SDgr
R
Remontée
1SDgr
IF
Unité duplex
2SDgr
RM
Remontée avec mesures
1SDgr
IF
Unité duplex
2SDgr
J
Connexion
1SDgr
IF
Unité duplex
2SDgr
JM
Connexion avec mesures
1
IF
Unité duplex
SDgr
1250 A
( 2)
1250 A
()
2
.... 17,5 kV - ... 40 kA
Profondeur (mm)
1976
Hauteur (mm)
2700 (1)
Hauteur avec conduit d'échappement du gaz (mm) 2700 (1)
Largeur (mm)
Courant nominal de courte durée (kA)
Courant assigné (A)
2 SDgr
IF
Unité duplex
1SDgr
IF
Unité duplex
2SDgr
BT
Coupleur
1SDgr
IF
Unité duplex
2SDgr
R
Remontée
1SDgr
IF
Unité duplex
2SDgr
RM
Remontée avec mesures
1SDgr
IF
Unité duplex
2SDgr
J
Connexion
1SDgr
IF
Unité duplex
2SDgr
JM
Connexion avec mesures
1SDgr
IF
Unité duplex
750
750
900
900
... 31,5
... 31,5
... 40
... 40
630
1000
1250
1600
1250 A
1250 A
(1) La hauteur du tableau dans la configuration composée à un et deux étages est identique à celle dans la configuration à
double étage.
(2) Pour les caractéristiques de ces unités équipées de contacteur voir page 24.
88
Hauteur
Largeur
Profondeur
Compartiments de l'unité
A Compartiment appareils
B Compartiment barres
C Compartiment ligne
D Compartiment basse tension
E Conduit d’échappement des gaz
89
Remarques
90
91
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1VCP000138 - Rév. D, fr - Catalogue technique - 2011.06 (UniGear ZS1) (gs) (a)
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