Disjoncteurs Haute Tension

Transcription

De 72,5 kV à 800 kV
Disjoncteurs Haute Tension
www.siemens.com/energy
1
1 Allemagne
2
2 Russie
5
4
6
3
3 Inde
4 Chine
5 USA
7
6 Mexique
7 Brésil
Des produits personnalisés pour le client dans des délais très courts, en provenance
de notre réseau mondial de fabrication de disjoncteurs HT.
2
Sommaire
Préambule04
Design modulaire
06
Commande07
Principes d'extinction
08
Systèmes de manœuvre
10
Développement et essai individuel (de série)
12
Installation et mise en service
13
Disjoncteur Live Tank
Disjoncteur Dead Tank
Dead Tank Compact
Disconnecting Circuit-Breaker
Disjoncteur à vide
Accessoires de disjoncteur
14
18
20
22
24
26
3
3AP1 FG 145 kV
3AP4 FI 800 kV pôle
Disjoncteur Live Tank
Disjoncteur Siemens
La disponibilité de l'énergie électrique est indispensable au
développement économique et à la qualité de vie. Un
système de transfert fonctionnel est l'une des conditions de
la fiabilité de l'approvisionnement en énergie électrique.
Siemens est la seule entreprise au monde à proposer au
client de couvrir toute la chaîne de transformation d'énergie
avec une offre efficace de produits, de solutions et de
savoir-faire dans la transmission et la distribution de
l'énergie électrique.
Les disjoncteurs constituent un élément central des postes
isolés à l'air (AIS) et des postes isolés au gaz (GIS). Les
disjoncteurs HT sont des dispositifs de commutation
mécaniques qui ouvrent et ferment des circuits électriques
(courants de travail et courants de défaut) et qui conduisent
le courant nominal à l'état actif.
3AP1 DT 145 kV
4
Etant l'une des entreprises leaders dans le monde, Siemens
se doit de proposer des disjoncteurs qui répondent aux
conditions environnementales, techniques et économiques
des différents pays. Les quelque 135 000 disjoncteurs en
service dans plus de 140 pays en sont la preuve formelle.
Dans cette brochure, nous vous informons sur notre gamme
complète de produits dans le secteur de la haute tension de
72,5 kV à 800 kV et sur nos derniers prototypes à 1 200 kV.
Nous vous proposons des disjoncteurs Live Tank et Dead
Tank, ainsi que des solutions hybrides, qui combinent
diverses fonctions dans un format compact, tels que notre
Dead Tank Compact (DTC) et notre Disconnecting CircuitBreaker (DCB). Tous nos produits sont fabriqués sur la base
de notre concept modulaire éprouvé, qui inclut des
chambres de coupure, des mécanismes et des éléments de
3AP2 DT 550 kV pôle
Disjoncteur Dead Tank
Module hybride compact (DTC)
3AP1 DTC 145 kV
commande identiques pour tous les types de disjoncteurs,
qu'il s'agisse d'applications GIS ou AIS. Ils sont disponibles
avec des isolateurs en porcelaine ou composite.
En outre, vous découvrirez notre gestion de la qualité sur
tout le cycle de vie d'un produit, du développement à
l'utilisation sur les sites de nos clients. Cette gestion de la
qualité englobe, entre autres, le service mondial et la
formation de nos clients et de leurs collaborateurs.
Nous souhaitons vous présenter un prototype conçu sur la
dernière génération de technique de coupure HT, comme
aperçu de nos ambitions futures. Cette génération de
disjoncteurs fonctionne sans SF6, mais avec des ampoules à
vide bénéficiant d'une expérience de 40 ans dans les
réseaux moyenne tension jusqu'à 52 kV.
Disconnecting Circuit-Breaker (DCB)
3AP1 DCB 145 kV
3AP1 DTC 245 kV
Conformément à notre vision de pionniers mondiaux, les
ingénieurs Siemens ont développé cette technique de vide
pour les applications au-delà de 52 kV, afin de continuer à
répondre à l'avenir aux exigences économiques et
écologiques de nos clients. Siemens a commercialisé le
premier disjoncteur sans SF6 totalement conforme à l'essai
de type CE, basé sur la technique de vide pour 72,5 kV et l'a
déjà livré. Notre motivation au quotidien est de poursuivre
cette nouvelle tendance.
Nous nous réjouissons de vos commentaires, questions et
suggestions. N'hésitez pas à nous contacter à l'adresse
[email protected] ou via l'un des 1 640 sites
Siemens dans le monde.
3AP2 DCB 420 kV pôle
5
1
1
1
2
2
4, 5
2
5
4
3
5
4
3
3
3AP1 FG jusqu'à 245 kV
3AP1 FI jusqu'à 300 kV
3AP2 FI jusqu'à 550 kV
Tous les types se
composent des mêmes
éléments de base :
1
1
4, 5
3
3AP1 DT jusqu'à 245 kV
1
5
4
1. Chambre de coupure
5
4
3
3
4. Armoire électrique
3AP1 DTC jusqu'à 245 kV
3AP2/3 DT jusqu'à 550 kV
2. Support isolant
3. Pied
5. Armoire de commande
Design modulaire
Un nombre limité de composants
de base permet d'obtenir une grande
diversité de types
Les disjoncteurs HT Siemens sont, indépendamment du
type ou de la plage de tension, conçus sur un concept de
plateforme modulaire éprouvé. Cela permet une grande
diversité de types de disjoncteurs et une grande flexibilité
en termes d'applications conformes aux exigences de
nos clients.
Les composants principaux comme
le mécanisme de commande,
le système de commande,
le châssis,
la chaîne cinématique et
les formes d'isolateurs (composite ou porcelaine)
sont identiques et basés sur une expérience de fabrication
et d'utilisation datant de plusieurs décennies. Nos postes
isolés au gaz sont également dotés des mêmes chambres
de coupure, mécanismes et éléments de commande.
L'utilisation de cette conception modulaire éprouvée nous
permet d'être capables, non seulement dans notre usine
mère en Allemagne, mais également dans notre réseau de
fabrication mondial, de répondre aux plus hautes attentes
de disponibilité et de fiabilité à des prix particulièrement
compétitifs.
6
Ce principe modulaire se retrouve aussi dans la définition
de type de nos disjoncteurs HT.
3AP1 FG
Disjoncteur extérieur tripolaire
3AP1 FG
Nom de la série de disjoncteurs (P, Q, T, V)
3AP1 FG
Nombre de chambres de coupure par pôle
3AP1 FG
Mécanisme de commande à
ressort (F) / hydraulique (E)
3AP1 FG
G :1 mécanisme de commande +
1 châssis commun
E :3 mécanismes de commande +
1 châssis commun
I :3 mécanismes de commande +
3 châssis séparés
3AP1 DT
DT : Dead Tank
DTC : Dead Tank Compact
DCB :Disconnecting Circuit-Breaker
Armoire de commande avec
mécanisme de commande à ressort
Commande
Le système de commande contient les composants
techniques secondaires servant à activer le disjoncteur,
qui sont principalement logés dans l'armoire de
commande. Les raccords du transformateur de courant
se trouvent aussi dans l'armoire de commande. Les
tensions de commande, déclenchement, moteur et
chauffage sont sélectionnables par le client. Deux
variantes de commande standard sont disponibles en
fonction de vos besoins.
Variante de base
La variante de base contient tous les éléments de
commande et de surveillance requis pour le
fonctionnement du disjoncteur, et notamment :
19 contacts auxiliaires (9 contacts à fermeture,
9 contacts à ouverture, 1 contact de passage)
Compteur de commutations
Manœuvre locale
Variante compacte
Outre les éléments de la variante de base, la variante
compacte contient :
Surveillance du ressort par la surveillance du temps
de fonctionnement du moteur
Surveillance du chauffage (relais de mesure du courant)
Eclairage et prise BT avec éclairage et e prise avec un
disjoncteur de protection commun pour faciliter les travaux d'entretien et de maintenance
Amortissement des surtensions
Disjoncteur de protection du moteur
Disjoncteur de protection du chauffage
Caractéristiques particulières
Outre ces deux variantes standard, nos clients peuvent
choisir parmi un grand nombre d'autres composants et
options. Chaque configuration de commande d'un
disjoncteur peut donc être personnalisée. Tous les
composants de commande ont subi un essai de type pour
l'utilisation dans nos disjoncteurs. Ils se trouvent tous
dans une armoire résistante aux intempéries (indice de
protection IP 55), résistent aux variations de commutation
et respectent les exigences de compatibilité électro
magnétique (CEM).
La documentation sur les disjoncteurs inclut le schéma
électrique de la configuration de commande.
Ce schéma inclut les documents suivants :
Schéma des circuits
Plan étendu des appareils avec les données techniques
et la nomenclature des appareils
Plan de raccordement
Que nos clients privilégient la variante de base ou la
variante compacte, nous pouvons la monter sur n'importe
quel disjoncteur de notre gamme. Et, si une armoire de
commande spécifique est nécessaire au client, nous
sommes à même de modifier l'armoire de commande
selon les souhaits du client.
7
1
2
3
4
5
6
1. Support de contact
2. Tuyère
3. Contact d'arc
4. Contact principal
5. Cylindre de contact
Position de fermeture
6. Socle
Ouverture : contact principal
Ouverture : contact d'arc en
en position OUVERT
position OUVERT
Position d'ouverture
Principes d'extinction
La totalité de notre gamme 3AP jusqu'à 800 kV et plus
repose sur le principe d'extinction de l'arc électrique par
auto-compression ou auto-compression dynamique, en
utilisant l'énergie thermique de l'arc électrique. Siemens a
fait breveter cette procédure d'extinction de l'arc électrique en 1973 et a perfectionné depuis la technique de la
chambre de coupure à auto-compression. Lors des coupures de courant de court-circuit, l'énergie de la commande requise est réduite à l'énergie pour le mouvement
mécanique du contact.
Principe d'auto-compression
Pour les applications jusqu'à 245 kV, nos disjoncteurs
à auto-compression 3AP garantissent une puissance
optimale dans toutes les conditions.
Fonctionnement
Le circuit de courant de la chambre de coupure se compose
d'un porte-contact (1), du socle (6) et du cylindre de
contact mobile (5). A l'état fermé, le courant de fonctionnement circule via le contact principal (4) et le cylindre de
contact (5).
8
Pendant l'ouverture, le contact principal (4) s'ouvre
d'abord et le courant commute sur le contact d'arc encore
fermé. Ensuite, le contact d'arc (3) s'ouvre et un arc
électrique se forme entre les contacts. Simultanément,
le cylindre de contact (5) bouge dans le socle (6) et
condense le gaz SF6 qui s'y trouve. Cette compression du
gaz génère un courant de gaz renforcé via le cylindre de
contact (5) et la tuyère (2) jusqu'au contact d'arc, ce qui
conduit à l'extinction de l'arc électrique.
Lors de l'interruption de courants élevés, le gaz SF6
est chauffé par l'énergie de l'arc. Ceci a pour effet un
accroissement de la pression dans le cylindre de contact.
Dans la suite de la manœuvre d'ouverture, cette pression
accrue induit un flux de gaz à travers la tuyère (2), ce qui
provoque l'extinction de l'arc électrique. Dans ce cas,
l'énergie de l'arc électrique est utilisée pour interrompre le
courant de court-circuit. Ce qui permet de minimiser
l'énergie apportée par le mécanisme de commande.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1.Levier
2.Tige
10
11
3.Fourchette d'entraînement
4.Coupleur
5.Broche mobile
6.Tuyère
12
7.Lamelle de contact
8.Contact tubulaire
9.Cylindre de contact principal
10.Plaque de soupape
11.Piston
12.Groupe de soupapes
Position de fermeture
Ouverture : contact princi-
Ouverture : contact d'arc en
pal en position OUVERT
position OUVERT
Principe d'auto-compression dynamique
A partir de 245 kV, nos disjoncteurs 3AP utilisent le
principe d'auto-compression dynamique avec des contacts
de commutation mobiles.
Fonctionnement
En cas d'ouverture, le circuit principal situé entre la
lamelle de contact (7) et le cylindre de contact principal
(9) s'ouvre. Le contact d'arc généré par la broche mobile
(5) et le contact tubulaire (8) est encore fermé, pour que
le courant commute sur le contact d'arc électrique.
La broche mobile (5) se déplace à travers les composants
liés entre eux que sont le cylindre de contact principal (9),
la tuyère (6), le coupleur (4), la tige (2), le levier de commande (3) à l'opposé du mouvement du contact tubulaire
(8) (mouvement d'ouverture du disjoncteur).
Position d'ouverture
gaz d'extinction entre le piston (11) et le groupe de soupapes (12). Ce faisant, le gaz d'extinction s'écoule, dans le
sens opposé aux pièces de contact mobiles, à travers le
clapet anti-retour, composé du piston (11) et de la plaque
de soupape (10), dans le cylindre de contact principal puis
à travers la fente entre le contact tubulaire (8) et la tuyère
d'extinction, ce qui conduit à l'extinction de l'arc électrique. En cas de courants de court-circuit élevés, le gaz
d'extinction qui se trouve dans la chambre d'extinction
autour de la broche mobile (5) est chauffé par l'énergie de
l'arc électrique et chassé dans le cylindre de contact principal (9) par la haute pression. Dans la zone du passage à
zéro du courant, le gaz repart du cylindre de contact principa dans la tuyère et éteint l'arc. Pendant ce temps, la
plaque de soupape (10) dans le cylindre de contact principal (9) empêche que la haute pression n'arrive dans l'espace de compression entre le piston (11) et le groupe de
soupapes (12).
De la même manière, l'électrode mobile est poussée dans
la direction du cylindre de contact principal (9). Dans la
suite de la procédure, le contact d'arc électrique s'ouvre,
ce qui génère un arc électrique. Simultanément, le
cylindre de contact principal (9) s'abaisse et compresse le
9
1.Bouton de déclenchement FERMÉ
2.Disque à cames
3.Mécanisme de renvoi
4.Tige de commande
5.Bielle pour ressort de fermeture
1
6.Barre de connexion pour
8
ressort d'ouverture
9
2
7.Ressort de fermeture
8.Manivelle
3
9.Mécanisme de serrage
4
10.Arbre d'armement
11.Levier à rouleaux
5
12.Amortisseur (pour fermeture)
10
11
12
13
14
15
13.Arbre principal
14.Amortisseur (pour ouverture)
6
7
15.Déclencheur OUVERT
16
16.Enveloppe de la commande
17
17.Ressort d'ouverture
Systèmes de manœuvre
Mécanisme de commande à ressort
Le mécanisme de commande est un élément central d'un
disjoncteur HT. Le mécanisme de commande de la famille
de disjoncteurs 3AP repose sur le principe breveté de la
commande à ressort et est identique sur tous les types
et tous les niveaux de tension. Les mécanismes de
commande à ressort sont particulièrement adaptés, suite
au développement d'une chambre de coupure à autocompression requérant une énergie de commande
minimale. Ce type compact de mécanisme de commande
rend possible l'installation de la commande à ressort dans
l'armoire de commande dans une enveloppe compacte.
Les types de commandes se distinguent par leur nombre,
leur taille et la disposition des ressorts d'ouverture et de
fermeture. Les ressorts de fermeture et d'ouverture se
trouvent dans le mécanisme de commande, ce qui rend
l'appareil simple et robuste. Ce type réduit le nombre
de pièces mobiles nécessaires. L'utilisation de paliers à
roulement et du mécanisme de serrage sans entretien est
une condition préalable à la fiabilité sur le très long terme.
Les principes de construction éprouvés, tels que les
loquets découplés des vibrations et le découplage sans
charge du mécanisme de serrage, ont été conservés.
10
Les avantages du mécanisme de commande à ressort :
Même principe pour les tensions de mesure de
72,5 kV à 800 kV
Haute fiabilité grâce à une énergie de commande
inférieure (10 000 cycles de manœuvres garantis)
Fiable, économique et durable grâce à une construction
simple et robuste comprenant peu d'éléments mobiles
Etat de commutation contrôlable à tout moment
Ressorts facilement accessibles, car ils ne sont pas logés
dans les compartiments SF6
Sans entretien pendant 25 ans ou 6 000 cycles
de manœuvres
Empreinte écologique réduite par rapport aux anciens
systèmes de manœuvre
1.Accumulateur hydraulique
2.Piston de commande
1
3.Soupape pilote
4.Soupape principale
5.Bobine magnétique de fermeture
2
6.Bobine magnétique d'ouverture
14
15
16
5
15
3
6
8.Pompe à huile
9.Moteur
10.Filtre
11.Clapet anti-retour
12.Soupape compensatrice de pression
4
13.Soupape de sûreté
11
7
7.Réservoir d'huile
8
9
10
13
12
Commande électrohydraulique
La commande électrohydraulique est utilisée dans les
disjoncteurs 3AT et 3AQ depuis plus de 20 ans. Même les
puissances les plus élevées sont contrôlées parfaitement
dans un délai ultracourt, et les cas de commutation les
plus épineux peuvent être maîtrisés.
Fermeture
La soupape principale (4) s'ouvre de manière électro
magnétique. Ainsi, les deux faces du piston de commande
différentiel (2) reçoivent la même pression de l'accumulateur
hydraulique (1). La force appliquée du côté de la plus
grande surface du piston surpasse celle du disjoncteur et
le ferme à l'aide de la tige de commande et de couplage.
La commande est conçue de manière à conserver sa
position en cas de chute de pression.
14.Manomètre
15.Pressostat
16.Commande hydraulique compacte
Avantages de la commande électrohydraulique :
Energie de commande élevée pour une puissance
maximale en un minimum de temps
Les positions sont conservées même en cas de panne
de l'alimentation auxiliaire
Plusieurs refermetures rapides possibles sans
réarmement nécessaire
Auto-surveillance constante
Réserves d'énergie contrôlables à tout moment
Peu d'entretien, économique et durable
Remplit les exigences strictes de protection de
l'environnement
Ouverture
La soupape principale (4) se ferme de manière électro
magnétique. Ainsi, la plus grande des deux surfaces du
piston n'est plus soumise à la pression et, en raison de
la différence de pression entre les deux côtés du piston,
le piston (2) se déplace en position d'ouverture. Le
disjoncteur est toujours prêt à la coupure. En option, deux
circuits de déclenchement isolés électriquement sont
disponibles pour modifier la commande de la soupape
principale (4) sur la position OUVERT.
11
Essai individuel (de série)
3AP1 DT 245 kV
Qualité constante dès le départ
Développement et essais de type
Dès le développement d'un nouveau produit, nous posons
la pierre angulaire de la qualité des disjoncteurs HT
Siemens. La puissance de coupure, la résistance à la HT et
la puissance sous des charges mécaniques normales (force
du vent et de court-circuit), ainsi que la tenue sismique
sont simulées et optimisées dès la phase d'ébauche en
CAO. L'utilisation de pièces communes dans un grand
nombre de types de disjoncteurs, tels que Live Tank, Dead
Tank et GIS permet de bénéficier de l’effet de série en
assurant les standards de qualité les plus élevés. Le
contrôle statistique de qualité est basé sur de grandes
quantités de pièces et est donc très parlant. Tous les
disjoncteurs 3AP sont conçus pour une tenue sismique
jusqu'à 0,5 g.
Préalablement à leur commercialisation, tous nos disjoncteurs
subissent un essai de type intégral conforme aux dernières
normes CEI et ANSI. Dans notre usine de Berlin, nous
disposons d'un des laboratoires d'essais les plus modernes,
homologué EN 45001, et membre du réseau européen
des organes de contrôle indépendants PEHLA.
Tous les dispositifs nécessaires y sont disponibles :
Laboratoire de physique
Champ d'essai HT
Champ d'essai de puissance de commutation
Champ d'essai mécanique
Champ d'essai d'échauffement
Les principaux autres laboratoires d'essais avec lesquels
nous collaborons sont KEMA, CESI, IPH et FGH, qui sont
également membres du réseau européen des organes de
12
contrôle indépendants, mais d'autres organismes de
contrôle non européens certifient les très hauts standards
de qualité des disjoncteurs Siemens.
Essais individuels (de série)
Les principaux composants sont soumis à un contrôle de
qualité préalablement au montage. L'essai individuel (de
série) a lieu alors sur le disjoncteur assemblé. Les exigences
de spécifications sont importées automatiquement
pendant le traitement de la commande dans le plan
d'essai individuel (de série) assisté par ordinateur. Ceci
garantit avant la livraison que l'exigence du client est
bien respectée.
Les essais individuels (de série) ont lieu conformément
aux normes CEI et ANSI et incluent au moins les points
suivants :
100 manœuvres mécaniques
Détermination du temps de manœuvre
Courants du déclencheur et du moteur
Surveillance du gaz
Contrôle des circuits de commande sur la base du
schéma électrique
Chute de tension du circuit principal
Tenue diélectrique
Tenue diélectrique 2 kV des circuits auxiliaires
La CEI prescrit un taux de fuite SF6 maximum de 0,5 %
ou 1 % par an. Plusieurs contrôles à haute et à basse
température et notre expérience de fonctionnement sur
plusieurs décennies de fonctionnement du parc installé
montrent que le taux de fuite des disjoncteurs Siemens est
même inférieur à 0,1 % par an.
Installation et mise en service très simples
Nos disjoncteurs pour les tensions de comprises entre
72,5 kV et 300 kV sont transportables prémontés et après
l'essai individuel (de série). Les disjoncteurs pour les
niveaux de tension plus élevés sont démontés après essais
de routine en modules de transport compacts, simples
et peu encombrants. Les coûts de transport sont réduits
grâce au rassemblement de plusieurs disjoncteurs en
une seule unité de transport. Les modules peuvent être
ré-assemblés rapidement. Un monteur qualifié peut installer
un disjoncteur en l'espace d'un jour et demi seulement.
Comme le disjoncteur a déjà subi un essai de routine la
mise en service peut être réduite au minimum. Aucun
outil ou équipement spécial n’est requis.
Service à vie pour le disjoncteur
Sur demande, nous nous occupons de l'installation, de
la mise en service et de la maintenance. Une fois installés,
les disjoncteurs HT Siemens fonctionnent pendant
de nombreuses années en toute sécurité et en toute fiabilité. Dans le cas improbable d'un dysfonctionnement, vous
pouvez toutefois compter sur notre service client mondial.
Nous proposons des prestations de services sur toute la
durée de vie du disjoncteur. Notre service après-vente
vous offre l'assistance requise 24h/24.
La première inspection du disjoncteur a lieu au bout
de 12 ans ou 3 000 cycles de manœuvres, et la première
maintenance après 25 ans ou 6 000 cycles de manœuvres.
La disponibilité des pièces détachées et kits de maintenance
est garantie pendant au moins 25 ans après la livraison.
En fonction des souhaits du client, nous pouvons proposer
des formations pour l'installation, la mise en service et la
maintenance dans notre centre de formation ou sur place
pendant les travaux de mise en service.
13
3AP1 FG 145 kV
3AP2 FI 420 kV
Disjoncteur 3AP-Live Tank – le best-seller
Pour les applications de 72,5 kV à 800 kV
Contrairement aux disjoncteurs Dead Tank, l’enveloppe de
la chambre de coupure des disjoncteurs Live Tank n'est
pas mise à la terre en état de fonctionnement ; elle est
sous tension, c'est pourquoi ces disjoncteurs sont appelés
Live Tank.
La gamme de disjoncteurs 3AP est disponible pour les
tensions comprises entre 72,5 kV et 800 kV. Les
disjoncteurs 3AP1 jusqu'à 300 kV sont dotés d'une
chambre de coupure par pôle, et les disjoncteurs 3AP2
jusqu'à 550 kV comprennent deux chambres de coupure.
Pour les applications de 362 kV à 550 kV, les disjoncteurs
peuvent être dotés en option de résistances de fermeture
(3AP3). Le 3AP4 comprend 4 chambres de coupure par
pôle et peut être livré avec des résistances de fermeture
(3AP5).
En outre, nos disjoncteurs HT Live Tank sont dotés d'une
commande tripolaire sur un châssis commun (FG), d'une
commande unipolaire également sur un châssis commun
(FE) ou d'une commande unipolaire sur des châssis
séparés (FI).
Conformément à notre concept modulaire, tous les
disjoncteurs Siemens 3AP-Live Tank sont équipés de notre
mécanisme de commande à ressort et de nos chambres de
coupure à auto-compression.
Sécurité et disponibilité à tout instant
Les disjoncteurs HT 3AP sont fiables et résistent à de
fortes sollicitations mécaniques. Des isolateurs en
porcelaine particulièrement robustes et une conception
des disjoncteurs optimisée grâce à de nouvelles méthodes
14
3AP4 FI 800 kV pôle
mathématiques leur confèrent une très grande résistance
antisismique en fonctionnement et assurent des
performances maximales pendant toute leur durée de vie.
Notre expérience de presque 100 ans dans le domaine de la
technique de coupure HT contribue à la conception et à la
production d’appareils performants, concurrentiels et à la
pointe de la technique. Grâce au standard de qualité élevé
typique de Siemens, nous répondons aux exigences de
nos clients dans le monde entier concernant la fiabilité, la
sécurité et la rentabilité. Quelle que soit l'application, les
disjoncteurs 3AP constituent toujours la solution optimale
pour vos exigences.
Caractéristiques techniques
Courant de coupure [kA]
par court-circuit assigné
90
80
63
50
40
31,5
25
3AP1 FG
0
72,5
123
145
3AP1 FI
170
245
300
3AP2/3 FI
362
420
550
Type
Tension assignée
3AP4/5 FI
800
Tension assignée [kV]
3AP1
kV
72,5
123
145
170
3AP2/3
245
300
420
1
550
2
Tension nominale de tenue de courte
durée assignée
kV
140
230
275
325
Tension de tenue assignée aux chocs
de foudre/min
kV
325
550
650
750
Tension de choc de commutation assignée
kV
Courant de pilotage assigné, jusqu'à
460
460
610
800
830
2 100
1 050 1 175
1 425
A
2 500 4 000 4 000 4 000 4 000 4 000 5 000 5 000
5 000
Courant de coupure par court-circuit
assigné (1 s à 3 s), jusqu'à
kA
31,5
Plage de température
°C
40
Séquence de manœuvres assignée
40
50
40
63
63
63
-60 à +55
O-0,3 s-CO-3 min-CO ou CO-15 s-CO
Durée de coupure assignée
Fréquence assignée
40
850
800
4
1 050 1 050 1 425 1 550
-
3AP4/5
3 cycles
Hz
Maintenance après
2 cycles
50 ou 60
25 ans
Toutes les valeurs selon CEI, autres valeurs sur demande
15
3AT2 EI 300 kV
Disjoncteur 3AT-Live Tank – la performance pure
Disjoncteur à commande électrohydraulique
pour les applications de 245 kV à 800 kV
Contrairement à notre série 3AP, les disjoncteurs 3AT sont
dotés d'une commande hydraulique. Comme tous nos
types de disjoncteurs, ils offrent une énergie de commande élevée qui maîtrise en toute sécurité les puissances
de commutation les plus élevées. Il maîtrise les situations
de coupure les plus difficiles, telles que l'interruption des
courants de court-circuit en un temps minimum. Grâce à
sa puissance de coupure et à la structure de sa chambre
de coupure, il est parfait pour les applications proches de
l'alternateur.
Disponibilité permanente
Les autres avantages des disjoncteurs HT 3AT sont leur
fiabilité et leur extrême robustesse. Des isolateurs en
porcelaine particulièrement stables et des supports
optimisés par une nouvelle procédure de calcul, confèrent
à ces disjoncteurs une excellente résistance antisismique.
Avec des amortisseurs de tremblement de terre
supplémentaires de Siemens, il est presque inébranlable.
Le mécanisme de commande dans la chambre de coupure
est entraîné par la commande hydraulique. La coupure
de courant se distingue aussi des disjoncteurs 3AP.
La chambre de coupure 3AT fonctionne avec le système
d'extinction à double tuyère éprouvé et certifié.
16
1.Tube fixe
2.Contact de
commutation
3.Piston
4.Cylindre de
soufflage
5.Tige de
commande
6.Coupleurs
1
2
3
4
6
5
Disjoncteur en position FERMÉ
Un système de contact à double tuyère en graphite
garantit un processus d'extinction constant et également
une résistance à la tension constante. Les puissantes
tuyères doubles sont résistantes à l'arc et disposent d'une
longue durée de vie.
Des pressions relatives réduites pendant l'extinction du
plasma d'arc et la moindre conductivité du plasma d'arc
sont les autres avantages de ce processus d'extinction.
Le système à double tuyère convient même pour les
applications spéciales, telles que la coupure sans
réamorçage des petits courants inductifs et capacitifs, ainsi
que l'ouverture de tous les types de courts-circuits.
90
80
63
50
40
31,5
25
3AT2/3 FI
0
72,5
123
145
170
3AT4/5 FI
245
300
362
Type
Tension assignée
550
800
3AT2/3
kV
245
300
362
3AT4/5
420
550
362
420
2
durée assignée
kV
de foudre/min
kV
kV
A
kA
°C
460
460
520
550
-
850
950
800
4
610
800
450
520
620
1 050 1 050 1 175 1 425 1 550 1 175 1 425 1 550
1 050 1 175
950
1 050 1 175
830
2 100
1 425
4 000
80
63
63
63
63
80
80
63
63
-25 à +50
420
2 cycles
Hz
Maintenance après
50 ou 60
25 ans
17
1
2
3
4
1.Chambre de coupure
2.Enveloppe métallique
3.Traversée
4.Transformateur
de courant
5.Bâti d'ensemble
6. Armoire de
commande avec
mécanisme
de commande
7.Pied
5
6
7
3AP1 DT 145 kV
3AP2 DT 550 kV
Disjoncteur 3AP-Dead Tank – le terre à terre
Pour les applications de 72,5 kV à 550 kV
Contrairement aux disjoncteurs Live Tank, les disjoncteurs
Dead Tanks disposent d'une chambre de coupure sous enveloppe métallique à la terre. C'est pourquoi, ils sont appelés
disjoncteurs à cuve mise à la terre. Pour certains postes, les
disjoncteurs Dead Tank doivent remplacer les disjoncteurs
Live Tank standard.
Le disjoncteur à cuve mise à la terre offre des avantages
particuliers si le schéma de protection requiert l'utilisation
de plusieurs transformateurs de courant par pôle.
Principales caractéristiques d'un disjoncteur à cuve mise
à la terre :
Transformateur de courant tore sur les traversées
(conception compacte)
Courants de coupure en court-circuit élevés possibles
(jusqu'à 63 kA avec une chambre de coupure)
Sollicitation dynamique réduite des fondations
Centre de gravité bas (sécurité antisismique accrue)
Mélange gazeux ou système de chauffage pour les
applications à température minimale
Les composants isolés au gaz garantissent une
disponibilité maximale malgré une maintenance minimale
Distance d'isolement entre contacts ouverts à capsule
métallique (enveloppe sur le potentiel de terre)
Transformateurs de courant
Les disjoncteurs à cuve mise à la terre peuvent être dotés de
transformateurs de courant, conformément aux normes
internationales CEI, ANSI, etc., pour de la mesure ou de la
18
protection. Les transformateurs de courant sont montés
dans des enveloppes résistantes aux intempéries, des
deux côtés de chaque pôle, et se trouvent sur le socle des
traversées. Les câbles d'alimentation des transformateurs
de courant sont reliés à des borniers de shuntage situés
dans l'armoire de commande. Notre enveloppe standard
peut accueillir jusqu'à trois transformateurs de courant par
traversée.
Autres points forts
Le 3AP DT est fiable et résiste à de fortes sollicitations. Des
traversées en porcelaine particulièrement stables et une
conception optimisée des disjoncteurs lui confèrent une
très grande résistance antisismique en fonctionnement.
Le disjoncteur couvre la totalité de la plage de température
de -60 °C à +55 °C. Il est donc utilisable dans toutes les
zones climatiques. A l'instar des autres disjoncteurs, nos
Dead Tanks reposent sur notre conception modulaire
éprouvée, avec notre système d'extinction à auto-
compression breveté et le mécanisme de commande à
ressort. Ils garantissent une puissance de coupure
constante des courants assignés et de court-circuit –
même après de nombreux cycles de manœuvres.
Prochainement
Le nouveau membre de notre famille de disjoncteurs
à cuve mise à la terre sera utilisable dans les applications à
ultra haute tension, jusqu'à 1 200 kV. Un prototype
de ce tout nouveau 3AP5 DT a été livré en Inde, dans le
cadre de l'extension du réseau national, et y fonctionne
parfaitement depuis quelques années.
90
80
63
50
40
31,5
25
3AP1 DT
0
72,5
123
145
170
3AP2/3 DT
245
300
362
420
Type
Tension assignée
550
800
3AP1
kV
72,5
123
3AP2/3
145
245
362
1
550
2
durée assignée
kV
140
230
275
460
520
800
de foudre/min
kV
325
550
−
650
1 050
1 380
1 865
kV
-
1 095
1 350
1 050
1 175
1 425
A
3 150
3 150
3 150
3 150
5 000
4 000
kA
40
40
63
90
63
63
°C
-60 à +55
3 cycles
Hz
Maintenance après
2 cycles
50 ou 60
25 ans
19
Modules disponibles pour le
poste compact 3AP1 DTC
1
1. Traversée
2. Transformateur de courant
3. Disjoncteur à principe
d'auto-compression
4. Sectionneur et mise à la terre
à trois positions
5. Transformateur de tension
6. M
odule de raccordement de
câbles
7. Mise à la terre rapide
7
5
4
2
3
6
Solutions modulaires adaptées aux
configurations de votre poste
Disjoncteur à commande unipolaire ou tripolaire
Sectionneur, connecteur de terre, mise à la
terre rapide
Transformateur de courant, transformateur de
tension et indicateur de tension
Raccordements de câbles possibles selon diverses
positions
Traversées composite ou porcelaine
Compartimentages supplémentaires sur
demande avec densistat SF6
Modules double disjoncteur pour des postes
ultra-compacts
Possibilité de composants autonomes,
p. ex. sectionneur avec transformateur de tension
3AP1 Dead Tank Compact – le polyvalent
Pour les applications 145 kV et 245 kV
Le concept hybride, sur lequel le 3AP1 Dead Tank Compact
(DTC) repose, allie des composants isolés en SF6 et des
composants isolés dans l'air. L'utilisation de composants
isolés en SF6 accroît la disponibilité du poste. Selon des
analyses du CIGRE, les composants isolés en SF6 sont
quatre fois plus fiables que ceux isolés dans l'air. En outre,
la sécurité peut être encore accrue en séparant les compartiments de gaz, p. ex. entre le disjoncteur et le sectionneur. Le DTC est une construction compacte qui remplit
plusieurs fonctions requises dans un poste. Les éléments
de ce module compact Siemens sont un disjoncteur Dead
Tank, doté d'un ou de deux transformateurs de courant,
d'un ou de plusieurs sectionneurs, d'un connecteur
de terre et de traversées en fonction des besoins de
raccordement au système de barres omnibus. Naturellement,
les composants principaux sont repris de nos disjoncteurs,
sectionneurs et famille de produits GIS, conformément à
notre concept de modularité. En raison de la structure
compacte et de l'utilisation flexible de modules prédéfinis,
diverses dispositions sont réalisables avec un minimum
d'ingénierie.
Le degré d'encapsulation et la configuration du module
DTC peuvent être définis en fonction des exigences
de la disposition du poste et du budget dont dispose
l'exploitant. Ceci permet l'optimisation des investissements
et la rentabilité pour nos clients.
3AP1 DTC 245 kV
Le 3AP1 DTC vous offre :
Des composants SF6 et isolés dans l'air éprouvés qui
peuvent être combinés différemment et de manière
inédite
Des investissements en fonction des besoins pour
répondre aux exigences de votre poste
Une disponibilité maximale grâce aux composants isolés
au gaz avec un minimum de maintenance
La flexibilité dans un espace très réduit, même dans des
conditions extrêmes, p. ex. applications à température
minimal
Profitez-vous aussi des solutions hybrides !
20
90
80
63
50
40
31,5
25
DTC 145 kV
0
72,5
123
DTC 245 kV
145
170
245
300
362
420
Type
Tension assignée
550
800
3AP1 DTC
kV
145
245
1
durée assignée
kV
275
460
de foudre/min
kV
650
1 050
kV
A
3 150
4 000
kA
40
63
°C
-55 à +55
-
3 cycles
Hz
Maintenance après
50 ou 60
25 ans
21
Vos avantages :
Fiabilité maximale grâce à l'utilisation de composants éprouvés
des disjoncteurs Siemens et des mises à la terre Ruhrtal
Fiabilité maximale grâce à des interruptions pour maintenance
moins fréquentes
Gain d'argent et d'espace grâce à la combinaison d'un disjoncteur
et d'un sectionneur dans un seul appareil
Coûts de transport, de maintenance, d'installation, de mise
en service et de construction (fondations, acier, conduites pour
câbles, etc.) réduits.
Dispositif de verrouillage compact et intelligent et indicateur
de position
Disponible en option avec connecteur de terre (145 kV)
Tout d'un seul fournisseur : Documentation et assistance
technique, montage et installation, formation des clients,
assistance 24 h/24
3AP1 DCB 145 kV
3AP2 DCB 420 kV
3AP DCB Disconnecting Circuit Breaker –
le combiné
Pour les applications 145 kV et 420 kV
Dans les postes, les distances de sectionnement dans l'air
sont utilisées en combinaison avec les disjoncteurs afin de
protéger le circuit électrique dans le réseau d'alimentation.
Siemens a développé un appareil avec lequel la distance
de sectionnement a été intégrée dans le volume de SF6
pour réduire les influences extérieures. Le DCB (Disconnecting Circuit Breaker) sert à la fois de disjoncteur et
de sectionneur – deux fonctions combinées dans un seul
appareil.
Le DCB a été développé sur la base d'un disjoncteur 3AP
standard à dimensionnement supérieur, afin d'obtenir les
caractéristiques diélectriques plus élevées requises. Grâce
à la fonction de sectionneur isolé au SF6, il n'y a plus de
distance de sectionnement visible. Le fonctionnement
parfait de la chaîne cinématique a été contrôlé très
soigneusement. La plus grande attention a été apportée
au développement d'un dispositif de verrouillage
mécanique qui s'assure que le disjoncteur reste en
position OUVERT lorsqu'il sert de sectionneur.
En cas d'activation de ce dispositif de verrouillage
mécanique, il n'est pas possible de fermer le disjoncteur.
L'état actuel du DCB peut aussi être surveillé
électriquement et est signalé clairement par des
indicateurs de position.
Jusqu'aux tensions de 145 kV, un connecteur de terre
supplémentaire isolé à l'air peut être monté sur la
3AP2 DCB indicateur de verrouillage
construction support. Sa fonction de mise à la terre a
été intégrée par un connecteur de terre éprouvé à système
de contact sans maintenance au design Ruhrtal.
Les Disconnecting Circuit Breaker ont été soumis à un
essai de type de classes M2 et C2 conformément à
la norme CEI 62271-108, une norme spéciale pour les
dispositifs de commutation combinés.
Par la combinaison des forces de notre gamme de produits
éprouvée, nous pouvons proposer un nouveau type
d'appareil qui répond aux exigences des clients en termes
de fiabilité et de sécurité, tout en économisant de l'espace
et des coûts.
UN appareil – DEUX fonctions
22
90
80
63
50
40
31,5
25
DCB 145 kV
0
72,5
123
DCB 420 kV
145
170
245
300
362
420
Type
Tension assignée
kV
550
800
3AP1 DCB
3AP2 DCB
145
420
1
2
durée assignée
kV
275 ou 315
520 ou 610
de foudre/min
kV
650 ou 750
1 425 ou 1 665
kV
-
1 050 ou 1 245
A
3 150
4 000
kA
31,5
40
°C
-40 à +40
3 cycles
Hz
Maintenance après
Milieu isolant
50 ou 60
25 ans
SF6
23
Fiabilité
Plus de 40 ans d'expérience dans la technique
des disjoncteurs à vide
Convient aux applications à température minimale
Efficacité
Aucun coût de maintenance ou de service en cas
d'ouvertures fréquentes
Puissance
Coupure de courant sur 2 cycles
Réalisable jusqu'à 145 kv
Nombre élevé de coupures par court-circuit possible
Eco-conception
Coupure de courant dans le vide
Isolation à l'azote
Prototype 3AV1FG 72,5 kV
Disjoncteur à vide 3AV – l'avant-gardiste
Prototype pour les applications 72,5 kV
La nouvelle génération de disjoncteurs HT
L'excellente performance technique et les coûts réduits de
cycle de vie des disjoncteurs à vide font de cette solution
la technologie privilégiée dans les réseaux d'alimentation
en énergie jusqu'à 52 kV.
Grâce à une expérience de 40 ans dans la production des
ampoules à vide moyenne tension et plus de 3 millions
d'unités livrées, Siemens est le leader de cette technologie
éprouvée dans les réseaux d'énergie HT au-delà de 52 kV.
Le futur nouveau membre de notre famille de disjoncteurs
remplit les mêmes hauts standards de qualité que notre
gamme SF6 et est conçu également sur la base de notre
concept de plateforme modulaire. Le nouveau disjoncteur
à vide 3AV1 présente des avantages techniques
spécifiques : Il offre un pouvoir de coupure fiable,
ne nécessite pas de maintenance même en cas
d'ouvertures fréquentes et est, en outre, respectueux de
l'environnement – en raison des commutations dans
le vide et de l'utilisation d'azote comme milieu d'isolation.
Ces disjoncteurs constituent un choix judicieux pour les
projets tournés vers l'avenir et pour un large éventail
d'applications.
Expérience sur le terrain
Les prototypes des nouveaux disjoncteurs à vide HT
Siemens ont déjà été installés dans des réseaux
d'alimentation européens.
Certains clients du secteur énergétique exploitent les
prototypes 3AV1 dans leurs systèmes et partagent leur
expérience avec nous. En effet, plusieurs milliers de
manœuvres sur le terrain ont déjà été effectuées avec
succès et documentées. La commercialisation aura lieu à
la fin des études sur le terrain.
Siemens garantit les plus hauts standards de qualité et
offre aux clients le plus haut degré de sécurité pour leurs
réseaux d'alimentation en énergie. Un ensemble complet
d'essais de type conformes à la norme CEI 62271-100
actuelle a prouvé la qualification du prototype du
disjoncteur à vide 72,5 kV Live-Tank.
Ampoules à vide pour 72,5 kV et 145 kV
Vide sous haute tension
24
90
80
63
50
40
feasible
up to
145 kV
31,5
25
0
3AV1 FG
72,5
123
145
170
245
300
362
Type
Tension assignée
420
550
800
3AV1
kV
72,5
1
durée assignée
kV
140
de foudre/min
kV
325
kV
-
A
2 500
kA
31,5
°C
-55 à +40
2 cycles
Hz
Maintenance après
Milieu isolant
50
25 ans
N2
25
Tout est maîtrisé avec les accessoires de disjoncteurs
Commutation contrôlée avec le
PSD02/03
L'application de tension sur des câbles de transfert compensés
en parallèle durant un réenclenchement automatique ou une
ouverture liée au fonctionnement provoque des surintensités de
manœuvre. Celles-ci peuvent être réduites par l'introduction de
la commutation contrôlée de câbles de transfert avec l'appareil
de commande PSD03. Pour les cas de commutation standard,
l'appareil de commande PSD02 peut également être utilisé.
Les procédés traditionnels de réduction des surintensités et
de protection des équipements électriques nécessitent des
disjoncteurs équipés de résistances de fermeture ou le montage
de parafoudres. L'utilisation d'un PSD peut remplacer ces
composants additionnels et réduire les coûts.
Le développement de l'appareil de commande PSD repose sur 10
ans d'expérience dans le domaine de la commutation contrôlée.
On peut citer les applications comme la commutation capacitive,
l'application de tension sur les transformateurs et les câbles de
transmission non compensés jusqu'à 800 kV.
Contacts contrôlés avec SICEA01
L'analyseur d'usure de contacts SiCEA01 sert à déterminer
le degré d'usure des contacts du disjoncteur. Les courants
de coupure du disjoncteur servent à déterminer l'usure des
contacts. Les manœuvres des courants sous le courant de
fonctionnement assigné sont analysées avec le courant de
fonctionnement assigné. L'usure des contacts est calculée
au moyen de l'intégrale des courants de coupure du
disjoncteur. Le résultat est comparé aux valeurs de référence
configurées. Si le résultat de cette comparaison dépasse
la valeur d'avertissement ou d'alarme, le contact de signal
correspondant est activé et le témoin de l'analyseur d'usure
des contacts signale l'état.
Avec cet avertissement ou cette alarme, le SiCEA01 indique
si le système de contact du disjoncteur est usé à un
certain degré, ce qui permet de prévoir à temps les travaux
d'entretien.
Surveillance en ligne avec le SOLM01
Le système de surveillance en ligne Siemens SOLM01 surveille
l'état du disjoncteur au moyen de capteurs. Le SOLM01
enregistre les résultats, mesure les valeurs momentanées et
d'autres paramètres externes et les compare avec des valeurs
de référence données. L'appareil peut informer l'équipe de
maintenance automatiquement des écarts ou signes d'usure
et calcule les tendances pour la suite du fonctionnement.
Il optimise les travaux d'entretien en termes de mesures de
maintenance correctives et préventives.
Les données mesurées sont saisies en continu par le dispositif
dédié et enregistrées dans une base de données sur le serveur
Oracle. L'accès aux données peut se faire par les utilisateurs
autorisés au moyen d'autorisations diverses via un navigateur
Web Intranet / Internet. Les messages d'alarme peuvent aussi
être envoyés directement au système SCADA via les sorties de
relais.
26
Récapitulatif :
Commutation de câbles de transmission sans résistance
de fermeture
Réenclenchement automatique unipolaire et tripolaire
Un appareil pour toutes les tâches de commutation
Logiciel à programmation libre
Circuits standard de déclenchement de fermeture
et d'ouverture
Deux commutations peuvent être indiquées simultanément
Compensation linéaire et vectorielle
Mesure sûre du courant avec les transformateurs traversants
Commande de logiciel protégée par une hiérarchie
des utilisateurs
Analyse via l'interface utilisateur graphique
Historique des commutations transférable
Historique des cycles de manœuvres, alarmes,
valeurs de mesures
Récapitulatif :
Appareil pour déterminer l'usure des contacts
2 valeurs limites (avertissement et alarme) sont réglables
en % de l'usure maximale admissible des contacts
Sorties des contacts et LED pour l'avertissement et l'alarme
Calcul du courant intégré durant l'ouverture pour les trois pôles
Température ambiante de -40 à +85 °C
Entrée :
3 entrées analogiques pour les transformateurs de courant
de circuit de protection via le transformateur de courant
additionnel 100 A/100 mA
3 entrées numériques pour les contacts de référence
(contacts auxiliaires)
Sortie :
3 sorties de relais (avertissement, alarme, système OK) ; 3 LED
Communication via Ethernet
Récapitulatif :
Surveillance complexe pour déterminer son état
Mesure des valeurs momentanées
Détermination des paramètres externes
Surveillance cumulative ou intégrale de la sollicitation
de fonctionnement du disjoncteur
Estimation des tendances du comportement de
fonctionnement
Evaluation de la fiabilité à venir
Le SOLM01 n'influence pas la commande du disjoncteur
Saisie des données avec le prétraitement frontal réparti
Détection précoce des possibles dysfonctionnements
Prend en charge le futur protocole de communication
de bus de terrain CEI 61850
27
Publié par
Siemens AG 2015
Energy Management
Freyeslebenstrasse 1
91058 Erlangen, Allemagne
Pour de plus amples informations, contactez notre
Customer Support Center.
Téléphone: +49 180 / 524 70 00
Fax: +49 180 / 524 24 71
(coûts en fonction de l'opérateur)
E-mail: [email protected]
ou: [email protected]
Numéro d’article EMHP-B10001-00-7700
Imprimé en Allemagne
Dispo 30002
dans le contrat.
Tous droits réservés.
Les marques déposées mentionnées dans le présent document sont la
propriété de Siemens AG, de ses filiales ou de leurs propriétaires respectifs.
Sous réserve de modifications sans préavis.
Les informations contenues dans le présent document incluent des descriptions générales des options techniques livrables qui ne correspondent pas
forcément à tous les cas. Les options techniques requises doivent donc être
indiquées dans le contrat.
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Disjoncteurs Haute Tension

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