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siemens.com/answers© Siemens AG 2014. Tous droits réservés.
Automatisation des réseaux électriquesde transport et de distribution
Session 2.2 “Automatisation”
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
Electrification, automatisation et digitalisation desréseaux électriques
Centre de contrôle ( SCADA,EMS ,…/ Applications IT )
Protection, CCN , Communication, …
Postes HT ouverts ( AIS), Postes HT blindés ( GIS),Transformateurs depuissance , Tableaux MT,…
Powergeneration TSOs Oil and gas Industries Infrastructure
constructionDSOs/munis
Digitalisation
Automatisaton
Electrification
Distributedgeneration
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
Automatisation des réseaux d‘ énergie électrique
Protection des lignes, câbles ,transformateurs,…Contrôle-commande des sous-stations, monitoring des lignes ,…Systèmes de télécommunications ,…
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
Substation automation
AMIS
Substation Automation
Power Quality
Energy Data Management
Protection
Control Center
Feeder Automation
Substation Automation
Power Quality
La pyramide des niveaux de conduite
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
Implémentation HW+SW dans les sous-stations
Produit tiers
Engineering SAT
Configuration +paramétrage
Test / FAT
Mise-en-service
Substationautomation
AMIS
SubstationAutomation
PowerQuality
Energy DataManagement
Protection
ControlCenter
Feeder Automation
Substation Automation
PowerQuality
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
Protection sélective des réseaux électriques
TÂCHES:
§ détecter les défauts et isoler uniquement le composant défaillant du réseau
§ limiter les conséquences des défauts des équipements (câbles, transformateurs,. etc.)
SCHÉMA DE PROTECTION :
Transformateurs de mesure + Relais de protection + Disjoncteur
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
« Loi d‘Ohm » pour la mesure de la distance
6 boucles: 3 boucles phase- phase et3 boucles phase- terre
boucle phase- phase : UL1-L2 = ZL ( IL1 - IL2)
Courant mesurétension mesurée
IL1
IL3
IE ZE
UL1UL2UL3
ZL = RL + j XL
ZE = RE +j XE
IL2
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
« Loi de Kirchhoff » pour la mesure du différentiel
Kirchhoff
I1+I2+I3+I4+I5=0
Lignes et câbles
Jeu de barres
Transformateur
Générateur
Moteur
I1
I2
I3
I4
I5
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
SIPROTECplus de 100 ans d'expérience
1910 1960 1970 1980 1990 2000 2014
Relais analogiques
Relais électromécaniques
Relais de protection numérique
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
Innovation et fiabilité
Fondamentaux : rapidité , précision, pas dedéclenchement intempestif malgré la distorsion dessignaux
Axes d’innovations : intégration fonctionnelle ,communication , automatismes et monitoring , fluxholistique des données , sûreté .
X
R
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
SIPROTEC 5
Protectiondifférentielle
de ligne
Protectionde surintensité
Contrôleurde travée
Protection combinéedistance et
différentielle
Oscilloperturbogrape
Protectionmoteur
Protection dela distance
Réenclencheur, refusdisjoncteur,
synchrocheck
Protectionjeu de barres
Protection différentielledu transformateur
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
Protection d’un transformateur à 2 enroulements
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
Protection d’une ligne avec contrôleur de travée séparé
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
DIGSI
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
SIPROTEC 5 – 1 device for all tasks
Intégration fonctionnelle
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
Créer vos propres fonctions et automatismes avecle Function Chart Editor ( CFC)
Exemples:
§ Délestage et restauration deréseaux
§ Gestion des productionsdécentralisées
§ Découplage automatique
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
§ Modules de communicationsérie et basée sur Ethernet
§ Versions fibres optiques etfils de cuivre
Communication “under control”
Siprotec5-Designed to communicate
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
• Hardware robuste et durable
• Haute résistance EMC, climatique ,mécanique , …
• Sécurité de raccordement des TI
• Auto-contrôle
• Sûreté des protocoles comme IEC 61850
• Cybersecurité
Sûreté , sécurité et disponibilité
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
DesignExploitation
Implémentation• selection appareils
• engineering• paramétrage
• réglages
Mise enservice
Consistance des données gérées par un seul outil
HolisticWorkflow
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
• Phase Measurement Unit ( PMU)
• Wide Area Monitoring ( WAM)
• Active Network Management ( ANM)
Monitoring pour sécuriser la stabilité du réseau
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
Un réseau intelligent renforcé par des servicesd'intégration et l'informatique
RAIL ET MICRO-RÉSEAUXCONSOMMATION
TI DES RÉSEAUX
COMMUNICATIONET AUTOMATISATION
PRODUCTION TRANSMISSION DISTRIBUTION
DISPOSITIFS DETERRAIN
CAPTEURS ETPROTECTION
SERVIC
EET
SÉCU
RITÉ
DES
RÉSEAU
XIN
TELLIGEN
TS
COMMUNICATIONAUTOMATISATIONIHM
APPLICATIONS DERÉSEAU
TRANSMISSIONINTELLIGENTE
RAIL ETMICRO-
RÉSEAUX
DISTRIBUTIONINTELLIGENTE
ÉQUIPEMENTSPRIMAIRES
CONTRÔLE DURÉSEAU
CAPTEURS
QUALITÉ DEL'ÉNERGIE
COMPTEURINTELLIGENT
PROTECTION
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
SICAM
Contrôle-Commande Numérique dans les sous-stations
Ethernet et IEC 61850Topologies et architectures multiples
L ‘utilisateur définit la topologie la mieuxadaptée à ses exigences de même que le
degré de redondance requis
Ethernet et IEC 61850Structure en boucle avec des switches externes
Field 1 Field n
Switch SwitchSwitch
Device 1 Device n-1 Device n Device m
Station Automation
Switch
DIGSI
Ethernet et IEC 61850Structure en boucle avec des switches intégrés
Field 1 Field n
Device 1 Device n-1 Device n Device m
Station Automation
Switch
DIGSI
Ethernet et IEC 61850Structure en boucle avec plusieurs boucles
Device 1 Device n
Station Automation
Device 4
Device 3
SwitchSwitch
Device 2
Device 3 …
Device n
Device 5Device 2
Device 1 …
Ethernet et IEC 61850Interverrouillage suivant IEC 61850-GOOSE
Q1
SS1
SS2
Q0x
Q2
=C01
Q0x
Q2
=C03
Q0x
Q2
=C02
Q1 Q1
Coupling
IEC 61850- GOOSE
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
“Full Server”
Ethernet IEC61850
Station Bus
IEC T101 IEC T104
SICAM PAS CCControl Center
CorporateNetwork TCP/IP
Du niveau travée au dispatching
Ethernet and IEC 61850Bus de poste et de prcessus
IEC 61850 and EthernetProtection & Control
Digital Converter
Data Transmission according to IEC 61850-9-2
*Standardization in work
Network Control Centre
Device Device
Router
Firewall
Gateway
MergingUnit
CB
Control Unit
IEC 61850 Station Bus
IEC 61850 Process Bus
Harmonization
with CIM
IEC 61970*
Communicationwith other Switch-
gear Systems*Process Control
System
Control CenterIEC 608705-104
CT
VT
3rd partydevice
Câblage parallèle
CCN
Process bus
Station bus
IEC
6185
0IEC 61850 communication dans une sous-station
DNP3 TCP
Abidjan ,le 23 avril 2015 – A.Belvaux
> 1.100.000Digital protection
devices
> 120.000RTUs
> 8.000Substation automation
systems
> 2.500Substation automation system
Protectiondevices
with250.000
> 220.000Power quality
devices
MERCI de votre attention