FRA - Système d'analyse autonome des enregistrements de défauts dans les réseaux de distribution
Les protections numériques des prises de courant dans les sous-stations à très haute tension et à haute tension sont depuis longtemps devenues la norme et la plupart de ces dispositifs permettent également l’enregistrement automatique des défauts, qui peuvent ensuite être utilisés pour analyser les défauts et obtenir des données statistiques ayant une incidence sur la fiabilité et la sécurité du réseau exploité. Cependant, le processus de téléchargement des enregistrements n’est souvent pas encore automatisé, et leur traitement analytique est ensuite effectué « manuellement » dans la grande majorité des cas. Les enregistrements de défauts contiennent pourtant de nombreuses informations précieuses qui, si elles peuvent être téléchargées et analysées immédiatement après la survenue du défaut, peuvent également contribuer de manière significative à la localisation du lieu affecté et réduire le temps nécessaire à sa recherche.
Le système FRA assure de manière complète la centralisation automatique des enregistrements de défauts provenant de toutes les protections de sortie du réseau de distribution. Immédiatement après le téléchargement des enregistrements, il procède à leur analyse détaillée et calcule toute une série de paramètres importants. En cas de court-circuit, il est alors capable, en combinaison avec les informations sur la topologie du réseau, de déterminer le ou les emplacements présumés de la panne. Pour les lignes à double alimentation VHV, la localisation s’effectue à l’aide des enregistrements des deux protections de sortie. Toutes les données calculées sont stockées dans une base de données centrale, qui est ensuite soumise à une évaluation statistique des indicateurs surveillés.
DESCRIPTION DU SYSTÈME FRA
Le système FRA a été conçu comme une plateforme modulaire composée de blocs fonctionnels et d’unités pouvant être exploités comme un ensemble autonome, mais permettant également d’intégrer facilement les composants sélectionnés dans des systèmes complexes de collecte de données et de gestion des réseaux de distribution. Le système FRA peut intégrer n’importe quelle protection de sortie VHV ou HT qui enregistre les données au format COMTRADE (ou tout autre standard documenté pour lequel une fonction d’importation pourrait être développée) et permet leur téléchargement via les protocoles IEC 61850, IEC 60870-5-104, FTP ou SFTP ou offre la possibilité de transférer des données via un espace disque sur un stockage de données (par exemple à l’aide de matériel ou de logiciels supplémentaires fournis par le fabricant du dispositif de protection lui-même). Afin de centraliser les enregistrements au niveau du poste de distribution, de nouvelles fonctions ont été développées pour les cartes de communication des unités RTU7M, qui sont désormais capables de télécharger les enregistrements de dizaines de protections du poste de distribution via le protocole IEC 61850, puis de les transmettre au système FRA d’une manière qui permet l’infrastructure de communication disponible tout en répondant aux exigences de cybersécurité.
Les fonctionnalités de base du système FRA comprennent actuellement :
- Téléchargement automatique des enregistrements de défauts et leur centralisation
- Analyse automatique des enregistrements de défauts dans le but de :
- Localisation du défaut sur les lignes HT alimentées des deux côtés
- Séparation des événements et estimation des paramètres caractéristiques du défaut
- Statistiques pour quantifier le niveau de risque d’accident électrique
- Enregistrement et évaluation des courants de court-circuit réels
- Préparation d’un rapport de panne
- Enregistrement des événements de tension
- Évaluation du niveau de risque de panne
- Enregistrement des éléments touchés par la panne
- Estimation des courants de terre de tous les types de courts-circuits (courant résiduel ZS)
La localisation des défauts sur les lignes HT alimentées des deux côtés permet également :
- Correction de l’influence de l’arc de défaut sur les courts-circuits BT (estimation de l’angle de synchronisation)
- Élimination de la nécessité de connaître les composantes non rotatives pour localiser le défaut
- Calcul de la distance relative pour les lignes alimentées des deux côtés sur la base d’un modèle numérique de la ligne affectée
- Possibilité de refléter également l’inhomogénéité des lignes (sera implémentée à l’avenir)
L’enregistrement et l’évaluation des courants de court-circuit réels permettent également :
- La préparation d’un rapport de panne
- L’enregistrement des éléments affectés par la panne (surveillance de l’enclenchement des disjoncteurs jusqu’à la panne)
- L’enregistrement de la fréquence d’enclenchement/déclenchement des disjoncteurs de court-circuit
- Les statistiques OZ
Vous trouverez des informations plus détaillées dans les documents suivants :
Présentation de l'interface web du système FRA
Présentation de l'interface web du système FRA – module statistiques
Composants et licences du système
Pour garantir le téléchargement des données depuis les protections des postes de distribution, il est possible d’acheter un ensemble RTU7M adapté auprès de la société ELVAC, par exemple dans la version RTU7MC3 ou dans une autre version correspondant à la plage de tensions d’alimentation ainsi qu’au nombre et au type d’interfaces de communication.
La licence du système FRA est basée sur une licence de base pour le serveur et des licences pour les appareils connectés fournissant des enregistrements de défauts (protections) en fonction de leur nombre réel. Le logiciel FRA fournit une interface web pour les utilisateurs courants, un outil administratif (application MS Windows) pour la configuration et la maintenance du système, ainsi qu’une API d’intégration pour la connexion à d’autres systèmes logiciels utilisés par l’exploitant du réseau.
Le système FRA a été développé avec le soutien de TAČR dans le cadre du programme Théta (TK04020230) et est le fruit d’une collaboration entre ELVAC SOLUTIONS s.r.o. et l’Université technique de Brno. La licence du produit est fournie par la société ELVAC SOLUTIONS s.r.o. La société ELVAC a.s. a intégré le système FRA dans son portefeuille commercial de systèmes pour l’énergie, où il complète de manière appropriée les autres produits et solutions proposés.
