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© Siemens AG 2007
Power Transmission and Distribution
Conférence SEE7 Février 2008 / Terrasse Bellini
Approche Industrielle du Contrôle Commande Numérique de sous-station électrique
PTD EARonald KUBELECBenoît MARTIN
Powerful Partnership
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Plan de la présentation
� A quoi sert un CCN de poste électrique (Contrôle Commande Numérique) ?
� L’apport du CCN en termes de déploiement, exploitation et maintenance,
� Des possibilités encore largement sous-exploitées
� La tendance de fond : la numérisation au plus près du process électrique,
� Les évolutions à moyen terme,
� Quelques exemples de réalisations.
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A quoi sert un Contrôle Commande Numériquede Poste électrique ? (I)
Le Contrôle Commande de poste permet de réaliser les fonctions suivantes :
� Conduite sécurisée des organes HT
� Supervision du process (signalisations, alarmes,)
� Intégration des informations issues des protections
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A quoi sert un Contrôle Commande Numériquede Poste électrique ? (II)
� Centralisation des informations et échange avec téléconduite
� Gestion des modes d’exploitation
� Mise en forme des informations (classification, filtrage, …)
� consignation d’états et archivage de perturbographie
� Permettre l’accès distant pour la maintenance
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Le comportement attendu d’un Contrôle Commande Numérique de poste électrique
Un comportement stable quelque soit la phase de vie du réseau
� Avalanches d’informations typiquement lors de défauts
� Phases de maintenance de l’appareillage HT,
� Panne d’un élément du système,
� Fonctionnement mixte avec système conventionnel,
� Fonctionnement dans un environnement CEM contraint
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Organisation du contrôle commande par couches
SCADA / pupitre centralisé
Appareillage
HTA ou HTB
Tranche
Poste électrique
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Un exemple générique de CCN
Numérisationpour
appareillage HT et THT
Station Bus
Calculateurde tranche Qualimétrie
Serveur Web
Intranet
EquipementsTiers
Comptage
Comptage numérique
AccèsDistant Transfo
Réseau distant
(Téléconduite)
Réseau
Bureautique
Calculateurde
Poste
Portablede
Maintenance
IHM
Conduite
Accès distantEt browser web
Réseau d’entreprise
MaintenanceTéléconduite
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Les équipements CCNPositionnement dans la chaîne de commandement
Process Electrique
Niveau Poste
Cellules HTB
Cellules HTA
Transformateur
Niveau Tranche
Protections
Calculateurs de trancheBay Controler
Niveau SCADA
CCN sur base PC
CCN sur base RTU
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Plan de la présentation
� A quoi sert un CCN de poste électrique (Contrôle Commande Numérique) ?
� L’apport du CCN en termes de déploiement, exploitation et maintenance,
� Des possibilités encore largement sous-exploitées
� La tendance de fond : la numérisation au plus près du process électrique,
� Les évolutions à moyen terme,
� Quelques exemples de réalisations.
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L’apport du CCN en déploiement (I)
� Gains économiques directs: � investissements matériels (intégration fonctionnelle)� intégration � échanges inter-systèmes� évolutions
� Réduction de la durée globale du projet (personnalisations, intégration des évolutions, tests, durées de consignation)
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L’apport du CCN en déploiement (II)
� Fiabilisation grâce à:� la généricité� aux processus d’import/export de configuration (XML, SCD,..)
� Traçabilité (modifications, tests)
FichierICD
FichierSCD
Configurateur système
FichierSSD
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L’apport du CCN en déploiement (III)
� Documentation (échanges, configuration, automatismes)
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L’apport du CCN en exploitation
� Gains économiques directs:
� Fiabilité et disponibilité (autocontrôles, redondances à moindre coût)
� Gestion affinée de l’exploitation (surcharges, délestages, automatismes spécifiques…)
� Sécurisation des manoeuvres (Interverrouillages)
� Granularité des informations personnalisée selon profil utilisateurs
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L’apport d’un CCN en maintenance (I)
� Diagnostics automatiques (localisations de défaut, pannes….)
� Aide à l’analyse -> restitutions plus détaillées et mieux ciblées
Courant iL3
Courant iL3 Courant IE
t/s-0,075 -0,050 -0,025 0,000 0,025 0,050 0,075 0,100 0,125 0,150
I/kA
-7,5
-5,0
-2,5
0,0
2,5
5,0
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L’apport d’un CCN en maintenance (II)
� Reproductibilité (défauts rejoués)
� Réduction significative de la maintenance périodique, rationalisation des opérations
� Maîtrise des coûts d’évolution
� Interopérabilité et Interchangeabilité (CEI 61850)
Perturbographie Valise d’injection
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Plan de la présentation
� A quoi sert un CCN de poste électrique (Contrôle Commande Numérique) ?
� L’apport du CCN en termes de déploiement, exploitation et maintenance,
� Des possibilités encore largement sous-exploitées
� La tendance de fond : la numérisation au plus près du process électrique,
� Les évolutions à moyen terme,
� Quelques exemples de réalisations.
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Des possibilités encore sous-exploitées: sélectivit élogique via GOOSE
Sélectivité logique interopérable
mais aussi:
• T3-T2 ?
• verrouillage accélération HTB ?
EmetteurDépart X
RécepteurArrivée
(I>)
EmetteurDépart Y
Eth
erne
t
Verrouillage I>
GO
OS
Em
essa
ge
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Des possibilités encore sous-exploitées: ADDintégralement numérisé
Utilisation ADD protection de barres + ADD CCN via int ertranches numérique (GOOSE)
GOOSE
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Plan de la présentation
� A quoi sert un CCN de poste électrique (Contrôle Commande Numérique) ?
� L’apport du CCN en termes de déploiement, exploitation et maintenance,
� Des possibilités encore largement sous-exploitées
� La tendance de fond : la numérisation au plus près du process électrique,
� Les évolutions à moyen terme,
� Quelques exemples de réalisations.
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Historique du point de vue CCNPremière génération
Câblage point à point
Enregistreurde perturbo
RTU
Synoptique (TSY)
Première Génération
Câblage Point à Point
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Passage de la première générationà la deuxième génération de CCN
Niveau Poste
Niveau Tranche
Niveau Téléconduite
Procédé
Remontée des TS et TM,
Passage des TCProtocole type
HNZCEI 60870-5-101CEI 60870-5-104
Interface sérieProtocole de
niveau trancheCEI 60870-5-103
Station BusCCL
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Historique du point de vue CCN2ème génération
Autres tranches
Connexion Série
IHM
Câblage point à point
Cellule HTA ou HTB
Calculateur de Poste
TTééllééconduiteconduite
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Historique du point de vue CCN3ème génération
CEI61850
Câblage point à point
IHM
Calculateur de poste
TTééllééconduiteconduite
Ethernet
Station bus
Cellule HTA ou HTB
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Passage de la deuxième générationà la troisième génération de CCN
Niveau Poste
Niveau Tranche
Niveau Téléconduite
Procédé
Remontée des TS et TM,
Passage des TCProtocole type
HNZCEI 60870-5-101CEI 60870-5-104
Protocole de niveau tranche
CEI 61850100 Base Tx
ou 100 Base Fx
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� A quoi sert un CCN de poste électrique (Contrôle Commande Numérique) ?
� L’apport du CCN en termes de déploiement, exploitation et maintenance,
� Des possibilités encore largement sous-exploitées
� La tendance de fond : la numérisation au plus près du process électrique,
� Les évolutions à moyen terme,
� Quelques exemples de réalisations.
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Historique du point de vue CCN4ème génération
IHM
Calculateur de poste
TTééllééconduiteconduite
Ethernet Station bus
Cellule HTA ou HTB
Process bus
Ethernet
Process bus
� intégration de réducteurs de mesure non conventionnels
� intégration de réducteurs de mesure conventionnels via MU (merging unit)
� intégration de coffrets de commande de DJ, sectionneurs, … directement numérisés
� traitement de la redondance
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CEI 61850 Révision 2
Extension spécifique au domaine� x00 – Contrôle commande numérique de poste électrique� x10 – Centrales hydroélectriques� x20 – Systèmes distribués� Exemple: CEI 61850-7-410 – Nœud logique pour centrale hydroélectrique
Nouvelle partie CEI 61850-7-5xx� CEI 61850-7-500 – Utilisation des nœuds logiques pour CCN de poste
Nouvelle partie CEI 61850-90-x – Rapports “Comment f aire …”� CEI 61850-90-1: Utiliser la CEI 61850 pour la communication entre postes� CEI 61850-90-2: Utiliser la CEI 61850 pour la communication entre un poste
électrique et la téléconduite
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Plan de la présentation
� A quoi sert un CCN de poste électrique (Contrôle Commande Numérique) ?
� L’apport du CCN en termes de déploiement, exploitation et maintenance,
� Des possibilités encore largement sous-exploitées
� La tendance de fond : la numérisation au plus près du process électrique,
� Les évolutions à moyen terme,
� Quelques exemples de réalisations.
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RTEElectre 2006
HNZ
Téléconduite
Armoire Système Central
PosteOpérateur
Imprimante CDE
Anneau Fibre OptiqueEthernet 100 Base Fx
Calculateur de Poste
Calc
Tapcon
Tranche transfo THT / HT côté HTE3/3/1
Calc
Tranche ligne 225 kV E1/6/1
PP1
RP RP PP2PP1
Switch Elipass
CEI61850
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RTEElectre 2006
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EDF SEIPoste HTB / HTA d’Oletta
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CCN HTA EDF DistributionPoste de Saint Maur 225 / 20 kV
� Contexte : poste 225 / 20 kV Couronne
� CCN base SICAM SAS (base automate progr.) / Profibus vers les relais
� Rénovation 2 rames 750 MVA et 6 rames 250 MVA
� Installation sur site des relais de protection communicants dans des cellules poste source
� Fourniture / Paramétrage du CCN hors passerelle téléconduite
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CCN HTA Sicae de PéronnePoste HTB / HTA de Roye
� Contexte : poste HTB / HTA d’une régie du nord de la France.
� Téléconduite Siemens Télégyr & RTU Télégyr installé dans l’installation
� Rénovation de deux rames 20 kV
� Fourniture d’une vingtaine de relais de protection 7SJ61 & 7SJ63
� Installation sur site des relais de protection communicants dans des cellules poste source
� Fourniture / Paramétrage des protections seules
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Haute disponibilité et fiabilitéCEI 61850
IHM Client
Ethernet
IEC 61850
IEC 60870-5-104
Full Server
IHM Client
TTééllééconduiteconduite
IEC 60870-5-104
Full Server IHM Serveurs
Ethernet
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Flexibilitépar intégration de nouvelles interfaces
TTééllééconduiteconduiteMaintenanceMaintenance
CEI 60870-5-104TCP/IP GPS
IHM
CEI 60870-5-103 CEI 60870-5-101/DNP V3.00
Echange de donnéesvia OPC
Process nonélectrique
Ethernet
Ingénierie