AGILE – LES POSTES NUMÉRIQUES

Exploiter le potentiel des technologies numériques

GRID

Bus procédé CEI 61850

A

A

AB

C

D

L

Câblage traditionnel

Liaison fibre optique

Unité de commande des organes de coupure

M

Concentrateur numérique

M

Concentrateur de mesures

M

Unité de surveillance d’état

M

Unité de surveillance d’état

M

Traduction oubliée

M

Contrôleur de tranche DS Agile

C

Intégration des concentrateurs

M

Équipement primaire intelligentA

Réseau Ethernet CEI 61850

B

Une solution intégrale pour les postes numériques

02

Réseau Poste ou Station Bus

B

D

E

FF

F

F

H

G

I

I

I

K Serveur d’accès central

G Centre de Téléconduite Réseau

Commutateurs DS Agile

D Passerelle de Téléconduite DS Agile A300

E

Éditeur de configuration système (SCE)

H

Poste Opérateur ou Poste de Conduite Local DS Agile (OI)

I

DS Agile A400 WACU J

Cyber-sécurité

Protection MiCOM et intégration divers IED

K

Accès distant et télécommunication

F

Precision Time Protocol (PTP)

L

Après plus de 15 années de recherche de pointe et de projets dans le monde entier, les postes numériques d’Alstom Grid sont en mesure de fournir tout le potentiel de cette technologie : interopérabilité, configuration aisée, fiabilité et disponibilité optimisées, performances temps réel, communications Smart Grid et coût global d‘exploitation réduit.

Grâce à la conformité avec la norme CEI 61850, la continuité est assurée lors de la transition d’un poste classique vers un poste non conventionnel.

03

Un très bon investissement gratifiant

Michel Augonnet,Senior vice-président, Alstom Grid Commercial Solutions

L’accroissement des communications permet une analyse plus précise du PosteLes technologies numériques ont apporté de nombreux avantages dans le domaine stratégique des réseaux de transmission, et plus particulièrement dans les postes électriques. La technologie numérique au niveau du réseau de poste est aujourd’hui très répandue et elle couvre également les réseaux procédé au niveau des équipements primaires. En qualité de pionnier engagé dans la recherche, et acteur clé du secteur, Alstom Grid travaille depuis 1995 avec les services publics et le secteur de l’industrie pour instaurer une plus grande standardisation et la généralisation de l’utilisation de la norme commune CEI 61850.

Après des années de recherche en laboratoire, de programmes rigoureux de qualification sur plateformes d’essais et plus de 3 000 systèmes de contrôle numériques installés dans le monde, les solutions de postes numériques d’Alstom Grid sont à présent prêtes à être utilisées dans une architecture intégrée combinant matériel, logiciels et communication de pointe et une technologie conforme à la norme CEI 61850. En tant que leader mondial des réseaux électriques offrant une gamme complète de matériel numérique et de logiciels, Alstom Grid est particulièrement bien placé pour fournir des solutions interopérables éprouvées basées sur la fibre optique et les communications numériques, qui resteront viables à long terme, apportant ainsi aux opérateurs systèmes les avantages qu’ils sont en droit d’attendre.

Je vous invite à découvrir au gré de ces pages les principes et les avantages clés des postes numériques Agile d’Alstom Grid, la façon dont l’architecture est construite et comment nous pouvons adapter notre technologie à vos besoins.

04

Des solutions complètes et ajustablesLes solutions de postes numériques Alstom Grid sont disponibles pour :

■■ les programmes de rénovation et d’extension, car elles renforcent les outils et les systèmes conventionnels

■■ les nouveaux postes

La solution et l’architecture spécifiques peuvent être adaptées pour répondre à vos besoins opérationnels en fonction de l’importance stratégique de vos actifs et de votre poste pour le réseau.

Les extensions et les modifications sont plus faciles, puisque le poste fonctionne via le logiciel, et non pas le matériel.

Un très bon investissement gratifiant

Optimisez vos coûts d’exploitationLes gestionnaires d’actifs disposent désormais d’un outil essentiel qui, avec moins de câblage et moins de tests de mise en service, permet d’optimiser la maintenance préventive et peut prolonger la durée de vie du poste complet, y compris des équipements de tiers.

Les solutions numériques d’Alstom Grid :■■ optimisent la fiabilité de votre poste■■ exploitent les actifs de façon plus efficace et en toute sécurité proche des limites du système

■■ optimisent la maintenance, la réparation et la rénovation d’équipements avec un minimum de pannes

à de multiples égards

Les postes numériques Agile Alstom Grid ■■ Basés sur la norme de communication fédératrice CEI 61850 pour un partage partage des informations et une interopérabilité intégrales permettant à la fois une modernisation ultérieure et l’intégration de nouveaux systèmes.

■■ Systèmes de commande numérique reliés aux tranches primaires par l’intermédiaire d’un réseau procédé reposant sur des architectures Ethernet redondantes. Les concentrateurs et unités de commande collectent et traduisent les mesures, les indications et les commandes (E/S) de l’équipement primaire en valeurs échantillonnées et messages GOOSE, et vice versa.

■■ Possibilité d’ajouter des transformateurs de mesure numériques et des systèmes de surveillance d’état des équipements primaires dotés d’une IHM (Interface Homme Machine) intégrée, ce qui permet d’obtenir une analyse renforcée de l’état du poste au niveau renforcée du poste sur la situation au niveau local et à distance.

05

Les postes numériques d’Alstom Grid : les avantagesFiabilité et disponibilité optimisées Grâce à la capacité d’autodiagnostic renforcée des dispositifs numériques, la disponibilité du poste et de la gamme complète des fonctionnalités est optimale : la moindre perte de performance d’un actif est localisée en temps réel.

La redondance inhérente au système peut être utilisée pour auto-réparer une anomalie de fonctionnement, permettant d’assurer un dépannage sans nécessiter une interruption du système primaire.

Fonctionnement optimisé des actifsIl s’agit des capacités d’investigation des systèmes de postes numériques permet une surveillance étroite de la capacité de charge des équipements en fonction de leurs valeurs de conception. Cette analyse de la charge dynamique signifie que les lignes, câbles, transformateurs et autres équipements du réseau peuvent être exploitées plus près de leurs limites.

Sécurité renforcée■■ La suppression des circuits câblés intersites du TC (transformateur de courant) réduit le risque d’accidents mortels dus à l’ouverture inopinée du circuit par le personnel

■■ L’absence d’huile dans les transformateurs réduit les risques d’explosion

■■ Le système évolué d’auto-surveillance des actifs du poste leur garantit un fonctionnement sûr.

■■ L’auto-surveillance poussée (ou renforcée) des actifs du poste permet leur exploitation dans des plages de fonctionnement sûres.Ces plages sont plus proches des limites de conception.

Coûts de maintenance réduitsLe poste numérique surveille de près tous les actifs du poste en termes de conditions de fonctionnement, de capacité de charge effective et d’indicateurs d’état des actifs. Les systèmes intelligents analysent les données et fournissent des recommandations sur l’entretien et la réparation des actifs. Cela permet de passer à une maintenance prédictive, en évitant des arrêts forcés et des coûts de réparation d’urgence.

Optimisation des investissementsLe coût initial des projets d’investissement est réduit sur plusieurs fronts :

■■ économies sur le temps nécessaire pour concevoir et installer des postes

■■ réduction de l’emprise immobilière■■ jusqu’à 80 % de réduction du câblage en cuivre grâce à l’utilisation de la fibre optique

■■ les outils d’optimisation des actifs permettent de cibler plus rapidement les points faibles devant être renforcés, ce qui entraîne une réduction des coûts opérationnels.

Simplification de la rénovation et de l’extension des postes existantsGrâce aux solutions interopérables et à l’utilisation de la fibre optique à la place des câbles de cuivre, la durée et les coûts d’indisponibilité des postes pendant la phase de remise à neuf de l’équipement secondaire sont réduits. Ceci est également valable pour les travaux d’extension.

Standardisation et interopérabilitéDu fait de leur conformité avec la norme CEI 61850, les solutions et postes numériques d’Alstom Grid sont conçus pour être interopérables avec les équipements d’autres fournisseurs, avec un degré de standardisation élevé au niveau de l’interface des systèmes d’équipements secondaires.

Accroissement des capacités de communicationL’échange de données entre les appareils intelligents intra-poste et inter-postes, est optimisé grâce aux communications Ethernet. Des équipements de contrôle intelligents à portée locale et étendue permettent des échanges de données entre différents niveaux de tension au sein des postes et entre plusieurs postes.Grâce à la communication directe entre plusieurs postes, sans qu’il soit nécessaire de transiter par un centre de téléconduite, les temps de réponse sont réduits et permettent des applications rapides en temps réel.

Intégrer

06

Denis Chatrefou,Alstom Grid Recherche et Développement, Coordination Poste Numérique

« En tant que force motrice dans le développement de la norme, Alstom Grid est actif dans le support, la maintenance et le développement de la norme CEI 61850 et de ses composants. Nous avons développé une plateforme d’intégration pour des tests d’interopérabilité des systèmes numériques dans leur configuration réelle avant de procéder à l’installation sur le terrain. Nous allons poursuivre nos travaux pour faire en sorte que cette norme mette tous ses avantages potentiels au service des opérateurs systèmes de la transmission et de la distribution. Nous nous efforcerons également de développer des technologies et des solutions instantanément interopérables avec les équipements d’autres fournisseurs et compatibles avec les futures générations de logiciels et de matériel. »

Les capteurs modernes et autres dispositifs électroniques intelligents (IED) doivent être connectés pour communiquer au sein du poste et au-delà, sur le réseau. Autrefois, il y avait de nombreux protocoles différents qui nécessitaient de efforts importants pour les faire communiquer entre eux. Une standardisation insuffisante, la crainte d’une fiabilité moindre et d’un manque de retour sur investissement ont freiné l’apparition du poste intégralement numérique. Mais aujourd’hui, la norme CEI 61850 permet de faciliter l’interopérabilité entre les différents équipements et fournisseurs.

Introduite en 2004, la norme CEI 61850 est de plus en plus reconnue dans le monde entier, étant donné que son principal objectif est d’assurer l’interopérabilité entre les équipements provenant de différents fournisseurs. La norme CEI 61850 ne cesse d’évoluer et de s’adapter aux besoins identifiés par les groupes d’utilisateurs de l’industrie (UG UCA), afin de mieux répondre à tous les besoins des postes. Étant donné que de nouveaux domaines d’application viennent constamment s’y ajouter, la norme CEI 61850 s’est rapidement enrichie, notamment avec les normes CEI 61850-8-1 et CEI 61850-9-2.

Cela permet la numérisation intégrale des signaux dans un poste, de sorte que de grandes quantités de données peuvent être gérées et communiquées pour une gestion en temps réel d’un réseau électrique moderne, c’est-à-dire d’un réseau plus intelligent.

CEI 61850CEI 61850 est la norme internationale pour la communication Ethernet dans les postes. Il ne s’agit pas d’un simple protocole, mais d’une norme globale conçue pour les exploitants, afin d’offrir

des fonctionnalités qui ne sont pas prises en charge dans les protocoles de communication existants.

La norme CEI 61850 définit un modèle de données de domaine spécifique (données et services) supportant toutes les fonctions requises dans les postes. Ces caractéristiques uniques peuvent réduire considérablement les coûts associés à la conception, à l’installation, à la mise en service et à l’exploitation de systèmes électriques.

La norme CEI 61850 a été conçue dans une optique d’interopérabilité et de longévité, en supprimant la dépendance à l’égard d’un seul fournisseur et d’une génération d’IED.

CEI 61850-8-1La norme CEI 61850-8-1 est applicable au réseau de poste. Elle définit les moyens de produire et présenter des rapports qui peuvent être souscrits par d’autres équipements et IHM (Interfaces Homme-Machine), ainsi que le mode de communication en peer-to-peer. Cette dernière fonction est assurée par l’échange de messages GOOSE entre équipements sur le LAN (réseau local).

CEI 61850-9-2 CEI 61850-9-2 est un sous-ensemble de la norme qui fait intervenir la technologie des transformateurs de mesure non-conventionnels, brisant les contraintes des transformateurs conventionnels de courant et de tension (TC et TT). Elle est particulièrement importante pour le réseau procédé, car elle décrit comment les signaux analogiques tels que les courants et les tensions de phase peuvent être échangés sous forme de valeurs échantillonnées.

La norme CEI 61850 : un outil technologique indispensable

des postes numériques

07

La zone de contrôle-commande et supervision du posteCommunication au sein du poste et du système de commande, coordination avec les fonctions opérationnelles du poste et fonctions de support au niveau du poste.

Le niveau des processus de l’équipement primaireCapture des signaux de tension et de courant, consolidation, traitement et transmission de données par fibres optiques : les dispositifs intelligents primaires (électronique de puissance et transformateurs de mesure, disjoncteurs, sectionneurs) et la fibre optique ont remplacé les traditionnels systèmes TC/TT et le câblage classique.

Le niveau de protection et de contrôleLa protection et le contrôle des équipements du poste englobent les IED, généralement regroupés sous le terme d’« équipement secondaire » (protections, appareils de mesure, contrôleurs de tranche, enregistreurs...)

Figure 1 Vue d’ensemble d’un poste numérique

L’architecture du poste numérique se subdivise en trois niveaux

Accès à distance

Centre de Téléconduite Réseau

Relais de protection

Concentration des données

synchrophaseur

Poste Opérateur et IHM des outils d’analyse de l’état du Poste

Passerelle et Automatismes de

poste et inter-postes

BUS DE POSTE

RÉSEAU DE POSTE

Commutateurs

Commutateurs

Unités de surveillance

d’état

Équipement primaire avec

capteurs numériques

intégrés

Concentrateurs analogiques et

numériques

Contrôleurs de tranche

Passerelle

Réseau WAN

Les postes numériques d’Alstom Grid s’appuient sur le dernier système de contrôle-commande numérique DS Agile qui fournit l’architecture complète, en reliant tous les composants entre eux et avec le Poste Opérateur grâce à un réseau Ethernet CEI 61850. Les solutions de postes numériques DS Agile sont hautement évolutives en termes d’équipement, de fonctions, d’architecture et de services.

d’Alstom GridL’architecture des postes numériques

08

Une solution type de poste numérique Alstom Grid intègre de nombreux éléments, tous étant conçus pour assurer de façon optimale l’interopérabilité, la récupération des données, les fonctions de protection et contrôle et le paramétrage à distance. Son architecture est organisée en trois niveaux :

1. Le niveau procédéUn poste numérique est basé sur une architecture de communication, où les mesures opérationnelles en temps réel et autres données sont interrogées à partir du circuit primaire par des capteurs intégrés dans le système primaire. Ces données sont communiquées à des dispositifs qui doivent agir sur ces mesures (pression ou température dans l’appareillage poste blindé, mesures de courant et de tension) par l’intermédiaire d’un « réseau procédé ».

Il est crucial que les dispositifs et systèmes intelligents au sein du poste (relais de protection, enregistreurs, synchrophaseurs, contrôleurs de tranche, contrôleurs inter-postes) puissent traiter ces données immédiatement. En souscrivant comme clients de ce flux de données sur un réseau procédé Ethernet, les informations provenant des « yeux » et des « oreilles » du système électrique sont distribuées et communiquées beaucoup plus efficacement au niveau de la tranche que dans les systèmes conventionnels câblés.

Le réseau procédé est aussi le lien par lequel les informations de l’équipement primaire venant de l’extérieur parviennent à la salle de contrôle du poste.

Dans une architecture entièrement numérique, des ordres de commande sont également acheminés vers les équipements primaires par l’intermédiaire du réseau procédé.

Le réseau procédé assure donc des services essentiels en termes de délais.

2. Le niveau de protection et de contrôleEntre le réseau procédé et le réseau de poste se trouvent des dispositifs que l’on appelle l’« équipement secondaire ».

Dans le poste numérique, ces dispositifs sont des IED (dispositifs électroniques intelligents), en interaction avec : le terrain via le réseau procédé; d’autres appareils de même niveau dans la tranche; d’autres tranches; et le système de contrôle-commande numérique via le réseau de poste. Ils sont conçus pour fournir les applications Smart Grid requises par les exploitants via un équipement en temps réel et sécurisé.

Elles fournissent des solutions interopérables sécurisées, des applications renforçant la stabilité, des plans de protection et contrôle de réseau et, plus globalement, une information précise de l’état du poste dans son environnement.

Les éléments clés sont les suivants : les relais de protection, les contrôleurs de tranche, les commutateurs et le réseau Ethernet, les dispositifs de mesure et d’enregistrement, le calculateur passerelle du poste, le poste opérateur en salle de contrôle du poste, les unités de synchronisation horaire, les applicatifs de sécurité et les armoires où tous ces équipements sont testés et mis en service. Les communications CEI 61850 garantissent une intégration complète entre les équipements. Cela permet une utilisation optimale des informations qui assure la continuité et la fiabilité de l’exploitation du réseau électrique dans des conditions d’accès sécurisées.

3. La zone de en fait contrôle-commande et supervision du posteLe bus de poste du poste numérique est bien plus qu’un bus SCADA classique, car il permet à plusieurs clients d’échanger des données et assure la communication de entre équipements de même niveau et des liaisons vers les passerelles pour des communications inter-postes à grande échelle.

Les IED exercent leurs fonctions à temps critique telles que protection, contrôleur “point-on-wave”, et diverses autres tâches via une interaction directe avec le réseau procédé.

En outre, d’autres clients dans le poste peuvent demander le partage des informations pour une partie ou la totalité de ces données. Ainsi, par exemple, les systèmes de protection et de contrôle peuvent être répartis dans plusieurs IED.

Il est également nécessaire de diffuser les informations aux opérateurs de contrôle localement ou à distance, afin qu’ils puissent visualiser l’état de fonctionnement du poste en temps réel. Cela nécessite des IHM de poste, des passerelles entre le serveur serveur proxy vers les IHM et des serveurs distants. Un ou plusieurs postes de travail peuvent appliquer les instructions qui viennent du poste de téléconduite ou peuvent servir de poste de travail technique pour la configuration des IED ou pour la concentration locale et l’archivage des données du réseau électrique. Des postes de travail peuvent être dédiés au suivi des alarmes et gérer et gérer l’historique de la base de données de chaque équipement primaire.

En suivant les standards de l’industrie et en exploitant le potentiel des technologies, les experts mondiaux d’Alstom Grid lancent le poste numérique sur le marché. Que ce soit pour la rénovation ou de nouvelles installations complètes, Alstom dispose de des équipements, de la capacité d’exécution et de l’expertise en matière de gestion de projet pour être opérationnel du premier coup et en temps voulu. Les éléments constitutifs de cette offre sont détaillés dans les sections suivantes :

MESUrEpages 10 et 11

CONvErSIONpages 12 et 13

PrOTECTIONpages 14 & 15

CONTrÔLE ET SUrvEILLANCEpages 16-18

09

Des décennies de recherches approfondies menées par Alstom Grid ont permis de mettre au point des transformateurs de mesure non conventionnels, conçus pour être précis, intelligents, sûrs, rentables et, surtout, sans noyau.

Très souvent, les limites des transformateurs de mesure classiques trouvent leur origine dans leur dépendance vis-à-vis d’un noyau de fer. Le noyau est une source d’imprécision, en raison de la nécessité de le magnétiser, mais sans le saturer. Dans le cas des transformateurs de courant classiques, il est extrêmement difficile d’obtenir la précision des faibles valeurs de courant et la gamme dynamique requises pour satisfaire à la fois les contraintes en matière de mesure et de protection. Les transformateurs de tension classiques peuvent présenter des phénomènes de ferrorésonance résultant de surcharge thermique.

À la place d’un noyau de fer, le transfert des mesures du primaire au secondaire se fait à l’aide de la technologie optique, rogowski ou capacitive, le choix optimal étant un équipement AIS (poste à isolation dans l’air) et GIS (poste à isolation gazeuse) en fonction de la taille du dispositif numérique concerné, ce qui permet d’optimiser la taille de l’appareillage.

Un vaste assortiment de capteurs surveille les conditions en temps réel grâce à des applications multiples : Analyse diagnostique, gestion des actifs et maintenance conditionnelle.

L’offre d’Alstom Grid...La mesure

Transformateurs de mesure numérique

COSI-CT

■■ Les capteurs optiques utilisent l’effet Faraday. Un capteur à boucle à fibre optique portant un faisceau de lumière polarisée entoure le conducteur électrique. Cette lumière subira une déviation angulaire due au champ magnétique généré par le flux de courant primaire. L’intelligence du capteur consiste à déterminer avec précision le courant primaire en se basant sur la mesure optique en temps réel.

■■ Les capteurs de Rogowski ne disposent pas d’un noyau de fer comme les TC classiques et, à la place, ils mettent en œuvre des spires sous forme de pistes sur une carte de circuit imprimé multicouche. Quatre quadrants de la carte sont serrés ensemble pour former un tore autour du conducteur primaire. Le signal de sortie, délivré par les capteurs magnétiques est une tension proportionnelle à la dérivée du courant primaire.

■■ Les diviseurs capacitifs n’utilisent pas le noyau des CT conventionnels. Des condensateurs sont construits à partir de piles de films ultraminces pour les capteurs AIS ou d’électrodes de cartes de circuits imprimés fixées à l’intérieur du module pour les capteurs GIS.

10

Les solutions COSI (COmpact Sensor Intelligence) d’Alstom Grid :

Dispositif Description AIS GIS AC DCCapteur optique

Dispositifs basés sur la technologie optique de Faraday :COSI-CT : TC optique composite COSI-CT F3 : capteur de courant optique flexible et portable

• • • •

Capteur CT de Rogowski

COSI-RECT : Tores de Rogowski pour mesure de courantCOSI-Rogoflex : capteur de courant Rogowski flexible

• •

Capteur capacitif VT

COSI-VT : transformateur de tension équipement AIS

• •

COSI-CEVT : transformateur de tension équipement GIS

• •

Avantages pour le client■■ Sécurité renforcée : pas de risque d’explosion, pas de de circuit secondaire de TC ouvert câblé inter-postes

■■ Précision de mesure couplée avec une gamme dynamique de protection

■■ Pas de saturation, de ferrorésonance ou de transitoires indésirables

■■ Précision à long terme■■ résilience sismique exceptionnelle■■ Fiabilité et disponibilité sans égal avec autodiagnostics intégraux

■■ Léger, compact et flexible■■ Inventaire minimal, maintenance quasi nulle■■ Surveillance des courants harmoniques■■ Surveillance d’état en ligne

COSI-CT-F3 COSI-rECT COSI-CEvT

11

Pionniers du numérique sur le terrain

ConvertisseursLes postes numériques d’Alstom Grid optimisent le nombre des appareils électroniques exposés à des environnements extérieurs potentiellement hostiles.

Les convertisseurs primaires convertissent les signaux analogiques provenant de l’équipement primaire en signaux numériques. Les convertisseurs primaires peuvent être installés soit directement dans le matériel de l’installation primaire, soit dans des armoires.

Les commandes numériques (unités de commande des organes de coupure) offrent une interface rapide et en temps réel avec l’appareillage, montées à proximité de l’installation qu’elles commandent. Elles remplacent le câblage des entrées et sorties par une interface Ethernet avec le poste.

L’offre d’Alstom Grid... La conversion

Avec de multiples références dans des sites situés dans différents pays, Alstom Grid a participé au développement des différents composants du poste numérique depuis de nombreuses années. Nous avons ainsi acquis une expérience précieuse dans nos projets pilotes CEI 61850, grâce à laquelle nous sommes parfaitement en mesure de répondre aux exigences des exploitants concernant l’opérabilité instantanée et la rétrocompatibilité des équipements multi-constructeurs.

Concentrateurs de mesuresLes concentrateurs assurent tout le traitement des données numériques pour générer un flux de données de sortie précises et alignées dans le temps de valeurs échantillonnées selon la norme CEI 61850-9-2. Ce traitement comprend des tâches telles que l’échantillonnage, la conversion analogique-numérique, la mise à l’échelle, le référencement précis en temps réel et la mise en forme du message.

La présentation peut varier selon la technologie des transformateurs de mesure (par exemple : optique, rogowski, diviseurs de tension ou transformateurs de mesure classiques à bobine), le type d’appareillage, l’espace disponible pour le montage, et l’architecture de communication privilégiée pour le poste.

Focus sur 3 projets

MU AgileConvertisseur primaire

12

RTE (France), Saumade - poste GIS 245 kV avec capteurs hybrides, MU et protection à distanceDIT à base de tores de rogowski et condensateurs, connectés au concentrateur avec interface numérique avec les relais de protection de distance fournis par Alstom Grid et un tiers.

GETCO (Inde), poste AIS JambuaCT COSI 245 kv à technologie de capteur optique (effet Faraday), relié au concentrateur et avec une interface numérique avec la protection à distance d’Alstom Grid par bus process CEI 61850-9-2.

Dispositif DescriptionDS Agile SCU Unité de commande des organes de coupure :

traite les signaux d’E/S à partir de / vers l’appareillage primaire comme des messages GOOSE CEI 61850-8-1

MU Agile AMU Concentrateur compact autonome : numérisation des signaux secondaires analogiques classiques 1A/5A et 100/120V

MU Agile XMU800 Concentrateur numérique modulaire : interfaces avec plusieurs convertisseurs primaires sur le terrain

MU Agile XMU820 Concentrateur modulaire : interfaces avec les transformateurs de mesure numériques et conventionnels

MU Agile NXMU Concentrateur modulaire : interfaces avec les TC COSI optiques et VT conventionnels

Avantages pour le client■■ Interfaces avec tous types de capteurs de courant et de tension des équipements primaires, qu’il s’agisse de transformateurs de mesure numériques (DIT) ou conventionnels TC / TT

■■ Assure la protection jusqu’aux courants de défaut et ratios X/R les plus élevés

■■ Assure la précision des mesures

Federal Grid Company du Unified Energy System(Russie), Nadezhda - double bus 110 kV et disjoncteur 220 kV et un semi-posteFourniture de relais de protection de bus process et de contrôleurs de tranche, systèmes de commande numériques, panneaux CSC, concentrateurs et ingénierie.

13

relais de protection numériquesAlstom MiCOM est une gamme complète à remplacer par relais de protection conçus pour des architectures de postes numériques. Tout l’éventail de protection de la transmission est inclus, depuis la simple protection secours jusqu’aux protections de distance 1 cycle. Dans une architecture entièrement numérique, les relais reçoivent des courants et des tensions sous forme de valeurs échantillonnées CEI 61850-9-2 et ils produisent des signaux de déclenchement ou d’alarme de type GOOSE CEI 61850-8-1. La flexibilité de MiCOM vous permet d’adopter de nouvelles technologies adaptées à votre rythme de changement – depuis l’intégration du bus de poste numérique initial jusqu’aux systèmes complets de bus de poste et de bus process. Le tableau ci-dessous indique les relais types utilisés et leurs fonctions principales.

Dispositif Principale application MiCOM Alstom P446 Protection de distance 1 cycle avec téléprotection intégrale et un

ou deux réenclenchement(s) du disjoncteur

MiCOM Alstom P546 Protection différentielle de ligne pour 2 ou 3 lignes de terminal avec protection de distance 1 cycle et un ou deux réenclenchement(s) de disjoncteur

MiCOM Alstom P645 Protection différentielle de transformateur à 5 extrémités avec surveillance thermique évoluée de la perte de vie

MiCOM Alstom P746 & P743

Protection numérique de jeu de barres pour les petits systèmes centralisés jusqu’aux vastes configurations de bus décentralisées

MiCOM Alstom P841 Terminal de ligne de transmission IED pour la sauvegarde, le réenclenchement et la gestion des défaillances du disjoncteur

MiCOM Alstom C264P Solution “tout en un” incluant le contrôleur de tranche et une protection ligne

L’offre d’Alstom Grid... La protection

Plus de 215 000 relais Alstom MiCOM P40 protègent les infrastructures critiques dans le monde entier

14

Également disponible, le synchrophaseur MiCOM P847 offre les meilleures performances du marché en termes de précision et de réponse dynamique aux variations de fréquence.

Le MiCOM P594 offre une précision d’horloge de référence pour les concentrateurs de mesures et les synchrophaseurs présents dans le poste.

Les IED Alstom MiCOM étendent leurs dispositifs de surveillance pour traiter et vérifier la plausibilité des valeurs entrantes échantillonnées du bus process. Cela tient compte du fait que la tâche traditionnelle de l’échantillonnage courant et tension est désormais externe au dispositif, et connectée via Ethernet. La surveillance compense les temps de latence ou de décalage dans le réseau, fournit une compensation continue intelligente en cas de plusieurs échantillons manquants à supprimer et bloque/crée une alarme si la qualité des données entrantes compromet la fiabilité et la sécurité de fonctionnement de l’IED.

Avantages pour le client■■ Les algorithmes éprouvés des applications classiques restent inchangés, pas besoin de nouvelle qualification

■■ La performance à temps critique est maintenue quelle que soit l’architecture, le nombre de fonctions activées, ou l’étendue de la logique programmée

■■ Sécurité accrue des opérations de test et de maintenance pour les techniciens – pas de circuit TC câblé secondaire

■■ Capacités de mesure précise – aussi précis que les données -9-2 entrantes elles-mêmes

■■ Redondance du bus de communication du poste disponible : PrP (Parallel redundancy Protocol) et RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol)

IED MiCOM MiCOM P40 Agile

15

L’offre d’Alstom Grid…Contrôle et Surveillance

Architectures redondantes Les architectures DS Agile peuvent être configurées comme un anneau auto-cicatrisant (protocole HSr) ou un double anneau en étoile (protocole PrP) ; tous deux sont entièrement redondants, ce qui élimine les pannes.

Les réseaux de fibre optique relient tous les éléments du système entre eux et avec le poste opérateur (IHM), via une gamme complète de commutateurs Ethernet qui offrent une fiabilité et une interopérabilité intégrales.

Dispositifs ApplicationsCommutateurs DS Agile (série H)

Commutateurs GOOSEExterne (rack) ou interneProtocoles standard interopérables (PRP/HSR)Commutateurs GigabitHorloge transparente IEEE 1588

Dispositifs ApplicationsContrôleurs de tranche DS Agile (série C)

Les contrôleurs de tranche d’Alstom conformes à la norme CEI 61850, tels que le C264, intègrent une automatisation rapide embarquée ou programmable (régulation de tension automatique, contrôle de synchronisme, réenclencheur automatique, transfert de jeu de barres, etc.), une protection secours de ligne, un concentrateur de données, un enregistreur d’événements et de forme d’onde, une redondance de secours automatique, etc.

DS Agile OI Poste opérateur (OI) conviviale en temps réel pour l’automatisation complète du poste

La gamme DS Agile d’Alstom Grid est la dernière génération de systèmes de commande numérique (DCS). Cette solution intelligente, qui s’appuie sur les réseaux Fast Ethernet et la norme de communication CEI 61850, offre une automatisation architecturale combinée à des fonctionnalités de sécurité électrique pour minimiser les pannes.

DS Agile peut être adapté aussi bien à des postes simples qu’à un système harmonisé englobant des postes multiples.

L’automatisation des postes

Contrôleur de tranche C264 Commutateurs DS Agile

Communication entre la salle de contrôle-commande et les postesLe poste numérique bénéficie d’une interface de réseau inter-postes et assure la réception et la réponse d’une grande variété d’informations venant de capteurs et d’IEDs de type différent. Il peut être intégré comme un composant des systèmes de contrôle étendu de l’opérateur du réseau et des plans de défense, car les données provenant des unités de mesure synchrophaseur (PMU) sont concentrées et relayées du poste au centre de contrôle-commande, où les formes d’ondes de courant sont analysés et permettent d’anticiper un incident.

16

Contrôle et Surveillance

La cybersécurité Le poste numérique introduit des fonctionnalités accrues en matière de cybersécurité, car la protection contre les intrusions et la protection contre les attaques de virus sont intégrés dans les commutateurs et les IED. La cybersécurité offre une protection contre l’accès non autorisé aux équipements et tous transferts, modifications ou destruction de données – volontaires ou accidentels.

Les mesures de cybersécurité sont indispensables, en particulier lorsque les réseaux dépassent la barrière traditionnelle du poste. Les procédures de sécurité, les contrôles, les pare-feux et les contrôles d’accès à base de rôles sont autant d’exemples de ces mesures. Un certain nombre de normes sont applicables dans ce domaine, notamment : NErC CIP, IEEE 1686, CEI 62351, ISO/CEU 27002, ETSI et CEN CENELEC.

Au travers du système de communication intelligent, les capteurs et les systèmes de contrôle-commande des postes numériques d’Alstom échangent de façon fluide des données opérationnelles en temps réel entre les postes et la salle de contrôle-commande et de supervision permettant une meilleure gestion du parc installé. Cette communication poste/salle de contrôle-commande introduit des fonctionnalités “smart grid” pour le réseau, apportant une synergie complète entre les opérations d’équipements sur terrain et les systèmes de gestion de réseau.

Les réseaux peuvent être locaux pour le poste ou ils peuvent relier entre eux plusieurs postes et tous sont liés au centre de Téléconduite réseau grâce à des solutions de passerelle.

Les échanges inter-postes ou inter-tensions sont réalisés pour permettre:

■■ la sélectivité logique■■ le réenclenchement automatique et la localisation de défauts■■ le réglage automatique des relais

Dispositifs ApplicationsDS Agile A300Passerelle

Passerelle puissante et résistante offrant plusieurs protocoles de communication (y compris la conformité intégrale avec CEI 61850) avec redondance de secours automatique et mise en service aisée

DS Agile A400WACU

Passerelle d’échange inter-tensions et / ou inter-postes (WACU) suivant la norme CEI 61131 Redondance de secours automatique Conforme à la norme à CEI 61850

Avantages pour le client■■ Réduction des pannes imprévues et des délais de réparation

■■ Réduction des coûts de maintenance■■ Augmentation de l’espérance de vie de l’équipement■■ Libère le personnel qualifié pour le diagnostic à distance et les centres d’exploitation

17

Contrôle et surveillance

Contrôle d’état en ligne et gestion des actifsLes fonctions de surveillance d’état en ligne sont fondamentales pour les transformateurs de puissance, disjoncteurs, sectionneurs et appareillages à isolation gazeuse (postes blindés).

Les paramètres physiques sont surveillés en permanence et des mesures en temps réel sont comparées à des modèles afin de générer des recommandations spécifiques pour l’exploitation, la maintenance et, le cas échéant, des alarmes.

Un logiciel spécialisé générant des avertissements anticipés supplémentaires, des diagnostics automatiques et des suggestions de maintenance améliore l’efficacité de la gestion des actifs. Une interface avec un système de gestion des actifs fournit des fonctionnalités supplémentaires, telles que la durée de vie restante des équipements ou leur niveau de charge en dynamique.

Cette architecture permet aux équipes d’exploitation et de maintenance d’avoir une vue d’ensemble de l’état de tous les postes en temps réel, afin qu’ils puissent prendre des décisions stratégiques appropriées en matière de gestion des actifs.

Dispositifs Principales applicationsPTWatch MS3000 Surveillance d’état du transformateur de

puissance : système expert pour la gestion des données tout au long de la durée de vie du transformateur, avec une gamme de capteurs et modules paramétrables pour le contrôle continu en ligne de tous les principaux composants du transformateur (parties actives, traversées, changeur de prises et système de refroidissement)

BWatch Surveillance d’état de tranche GIS : diagnostics interactifs, acquisition de la pression et de la température, gestion des seuils, fuites, calcul de densité et de liquéfaction, localisation d’arc interne, détection de surchauffe du module

PDWatch Surveillance du niveau de décharges d’état de décharge partielle pour les GIS

GISWatch Surveillance d’état de tranche et niveau de décharges partielle intégrée pour GIS

CBWatch Surveillance d’état du disjoncteur : courbes de déplacement des pièces mobiles déplacement, usure du contact principal, les mécanismes d’entraînement et les pièces auxiliaires sont surveillés en permanence

DWatch Surveillance d’état du sectionneur

Le poste numérique agile d’Alstom offre des performances sans précédent grâce à des systèmes primaires intelligents et des solutions d’automatisation sur mesure.

18

Services et formation technique pour les postes numériques agilesAlstom Grid s’engage à vous apporter le soutien dont vous avez besoin tout au long de la durée de vie de votre poste. Grâce aux informations précises reçues à partir de nos modules de surveillance en place et forts d’un siècle d’expérience en fabrication, nous pouvons procéder à une analyse complète en vue d’évaluer votre équipement en temps réel. Cette évaluation nous permet de définir les différentes opérations de maintenance et les prochaines mesures à mettre en place (planification, opérations, réparations, amélioration, extension, remplacement du réseau) pour assurer la fiabilité de votre système électrique. Afin d’optimiser le rendement et la performance de vos actifs, Alstom Grid propose des contrats d’exploitation et de maintenance à long terme, comprenant notamment un service d’assistance 24h/24 et 7j/7.

Alstom Grid délivre des formation techniques sur les postes numériques afin de développer les connaissances internes et les compétences techniques requises pour exploiter et entretenir un poste numérique au meilleur rendement. En acquérant de l’expérience et en développant leurs compétences techniques dans l’un de nos centres de formation technique, vos équipes pourront améliorer leurs performances et leur efficacité dans leur travail quotidien.

Partout dans le monde, les centres de formation proposent un programme complet de formations approfondies : sécurité électrique, exploitation et maintenance, protection et contrôle, et solutions de gestion de réseau.

Numérisation et extension des postesLes équipes d’ingénierie d’Alstom Grid peuvent créer des interfaces avec tous les systèmes, quels que soient leur ancienneté ou leur génération. Nous fournissons des extensions étape par étape, tout en gardant les autres circuits en service en toute sécurité.

Alstom Grid a développé des outils simples qui permettent aux opérateurs de gérer leurs postes facilement et en toute sécurité, tout en identifiant rapidement les problèmes. Nous proposons une solution entièrement documentée avec des instructions claires concernant l’interconnexion, les essais et la mise en service. En outre, à l’avenir, les solutions d’extension et de modernisation ne feront plus intervenir le fabricant d’origine, car tout est conçu pour une interopérabilité systématique.

Le poste numérique agile d’Alstom offre des performances sans précédent grâce à des systèmes primaires intelligents et des solutions d’automatisation sur mesure.

19

Grid

-Sec

tor-

L1-D

igita

l_su

bsta

tion-

2937

-201

3_03

-Fr

© A

LSTO

M 2

012.

Tous

dro

its ré

serv

és. L

es in

form

atio

ns c

onte

nues

dan

s ce

doc

umen

t son

t fou

rnie

s à

titre

pur

emen

t ind

icat

if. A

LSTO

M n

e do

nne

aucu

ne g

aran

tie s

ur le

ur e

xact

itude

, leu

r int

égra

lité

ou s

ur le

fait

que

ces

info

rmat

ions

pui

ssen

t co

nven

ir à

un p

roje

t par

ticul

ier,

dans

la m

esur

e où

ces

info

rmat

ions

pou

rron

t var

ier e

n fo

nctio

n de

s ci

rcon

stan

ces

tech

niqu

es e

t com

mer

cial

es. C

es in

form

atio

ns p

ourr

ont ê

tre

mod

ifiée

s à

tout

mom

ent s

ans

préa

vis.

Leu

r rep

rodu

ctio

n, u

tilisa

tion

ou tr

ansm

issio

n à

des

tiers

, san

s l’a

ccor

d pr

éala

ble

écrit

d’

Alst

om, e

st s

tric

tem

ent i

nter

dite

.

ALSTOM Grid Worldwide Contact Centre www.alstom.com/grid/contactcentreTel: +44 (0) 1785 250 070www.alstom.com

Alstom contribue à la protection de l’environnement.Cette brochure est imprimée sur du papier écologique.