1. Introduction :

Pour permettre l’isolement des tronçons de lignes du réseau moyenne tension HTA, la localisation des défauts, la restauration des portions saines des réseaux, le réseau de distribution est équipé de plusieurs types d’organes de coupure en réseau (OCR)  à partir du sectionneur qui ne possède aucun pouvoir de coupure jusqu’au Disjoncteur Réenclencheur en Réseau (DRR) en passant par l’Interrupteur et l’Interrupteur Aérien à ouverture dans le creux de tension.

En plus de leur rôle comme appareil d’isolement et de coupure, ces organes possèdent actuellement des possibilités de commande électrique locale et à distance à partir d’un système SCADA.

Le but de cet article et de décrire les différents types d’OCR télécommandés et leurs principes de fonctionnement ainsi que les emplacements préconisés de chaque type d’OCR sur les lignes HTA.

2. Différents types d’OCR télécommandés

1.    Interrupteur Aérien Télécommandé (IAT) :

Un IAT est un interrupteur aérien télécommandé HTA, conçu pour permettre la coupure en pleine charge d’une ligne électrique soit localement d’une façon manuelle ou électrique soit à distance à partir d’un centre de conduite muni d’un système SCADA . Il est constitué généralement de :

• L’interrupteur : placé en haut du poteau dans une enveloppe en acier renfermant la partie active de l’interrupteur (contacts fixes, arbre de manœuvres) sous une pression en gaz SF6 lui permettant d’obtenir des temps d’arc très courts.
• Le transformateur de tension: conçu pour alimenter le coffret de contrôle de commande.
• Le mécanisme de commande : est équipé de système motorisé permettant la manœuvre de l’interrupteur soit manuellement à l’aide d’un levier de manœuvre et une tringlerie ou d’une commande par perche
• Coffret de contrôle commande : permet le contrôle et la manœuvre de l’interrupteur localement ou à distance via des modules de télécommande et de transmission. Il est constitué de l’atelier d’énergie (chargeur, batterie…), du module commande électrique qui gère l’interface entre l’unité centrale de commande et le mécanisme de commande et d’autres fonctions reliés aux mesures et alarmes.
• Module unité centrale : ce module assure la surveillance et la gestion de tous les modules et des capteurs et intègre les fonctions suivantes :
  • Interface Homme machine
  • Configuration des fonctions du coffret
  • Communications inter-modules
  • Surveillance tension batterie
  • Lien de l’appareil au système de téléconduite SCADA pour assurer la fonction d’un PA selon un protocole de communication (CEI 870-5-101, DNP3 …) au moyen d’un modem Radio ou téléphonique.

Emplacement des IAT sur les lignes HTA

Cet appareil est conseillé de l’installer sur l’ossature principale de la ligne. On peut installer selon le nombre justifié économiquement autant d’appareils de ce genre afin de tronçonner la ligne en plusieurs parties. Il est recommandé de l’installer au niveau des points suivant :

• Point de sectionnement servant pour réalimenter les parties saines de la ligne par la ligne de secours.
• Au niveau de la ligne principale de telle façon de pouvoir tronçonner la ligne (selon le nombre à installer) en zones égalesen terme de puissance appelée et longueur des tronçons.

Mise en situation d’un IAT:

L’IAT permet la fermeture ou l’ouverture à distance d’une ligne ONEE moyenne tension (20 kV).

Cette commande à distance se fait soit par voie hertzienne ou bien par liaison téléphonique. Le choix du type de télécommande dépend du type de la carte électronique qui équipe l’objet technique (I.A.T.).

La DRD (poste de commande) envoie un ordre (par voie hertzienne ou par liaison téléphonique) d’ouverture ou de fermeture des interrupteurs télécommandés.

Le boîtier d’émission / réception et de commande identifie le message reçu, exécute l’ordre demandé et renvoie un compte rendu.

2. Interrupteur Aérien Télécommandé à Creux de Tension (IATCT)

Cet appareil n’est autre qu’un IAT équipé d’un automatisme qui compte le nombre de passage du courant de défaut capté par des Tores (T.C) et qui déclenche l’ouverture de l’appareil dans le creux de tension.

L’IATCT s’ouvre dans l’absence de tension intervenue après le 1er réenclenchement lent du disjoncteur du poste source, le 2ème réenclenchement lent du disjoncteur permet de remettre ainsi la continuité d’alimentation sur les parties saines du réseau.

Le diagramme ci-après montre le fonctionnement du  disjoncteur du poste source avec sa protection depuis l’apparition du défaut ainsi que le temps d’ouverture automatique réalisé par  l’interrupteur.

Diagramme de fonctionnement de l’IAT-CT

Emplacement des IATCT sur les lignes HTA:

Cet appareil est conseillé de l’installer uniquement sur les dérivations qui présentent un taux de fréquence important d’incident ; il peut être installé à la place d’un DRR dont  l’étude économique n’est pas justifiée. Il peut être aussi installé en aval d’un DRR. Leurs emplacements sur les lignes sont les mêmes qu’un DRR décrit ci-dessus.

3. Disjoncteur Réenclencheur en Réseau (DRR)

Le Disjoncteur Réenclencheur en Réseau DRR a été conçu pour fournir des fonctionnalités complètes en terme d’organe de coupure, de protection, de mesure des grandeurs électriques et leur mémorisation, d’automatismes et de communications.

Il a pour but de protéger les clients situés en son amont des incidents survenant en son aval. Il est constitué :

• D’un disjoncteur ayant un pouvoir de coupure important (dans le vide ou sous pression à gaz SF6) renfermé dans une cuve.
• D’un système de détection des défauts polyphasés
• D’un contrôle de commande autonome permettant un cycle de déclenchement, réenclenchement rapides, deux lents successifs et un déclenchement définitif en cas de défaut persistant
• De télésignalisations
• D’un système de surveillance et de commande à distance (PA) par un système SCADA éloigné pouvant agir non seulement sur l’ouverture ou la fermeture du disjoncteur, mais sur d’autres fonctionnalités concernant le contrôle commande.

Les Disjoncteurs réenclencheurs sont utilisés pour protéger les lignes électriques, les transformateurs et d’autres équipements de distribution contre l’exposition à des niveaux de courant pouvant générer des dommages matériels. Ils détectent également les lignes électriques tombées à terre pour réduire les risques pour le public. Ceci est accompli grâce à une surveillance du courant et de la tension sur les trois phases afin de détecter une situation de défaut :

• Une protection de courant phase génère une opération de déclenchement si le courant excède sur n’importe quelle phase une limite préprogrammée connue comme le courant d’ouverture de phase
• La somme vectorielle du courant dans chacune des 3 phases est surveillée et si la résultante dépasse le courant d’ouverture de terre, la protection de terre opérera
• La sélection automatique du Groupe de Protection détermine et active un groupe préprogrammé de  protection en fonction de la direction du flux de puissance dans un réseau  à exploitation radiale (bouclé physiquement)
• La protection de perte de phase détectera la perte d’une ou de deux phases et opérera pour protéger les consommateurs avec des charges triphasés.

En comparaison avec l’IATCT, le DRR en plus de son pouvoir important de coupure, possède un système de réenclenchement automatique évitant ainsi des coupures brèves sur la clientèle en amont.

Emplacement des DRR sur les lignes HTA:

Cet appareil de préférence et selon le plan de protection adopté par l’ONE (problème de sélectivité), ne peut être installé que sur les dérivations. Toutes fois et dans certains cas de ligne aérienne très longue, un seul DRR par ligne aérienne principale est tolérable. L’installation de deux DRR en cascade pour des raisons de sélectivité est à éviter. 

Il peut être installé :

• En tête de dérivation longue et perturbatrice
• En tête de dérivation séparant une zone urbaine ou périurbaine d’une zone rurale siège de fréquents incidents
• Dans certains cas sur la ligne principale  pour les lignes longues.

Un DRR de type N-series

Diagramme d’un DRR de type N-series

4. Interrupteur de Poste Télécommandé (IPT)

Il est composé d’un interrupteur motorisé de préférence de type préfabriqué raccordé sur un réseau souterrain HTA au niveau des postes HTA/BT et associé à un coffret d’interface de Télécommande de l’interrupteur (ITI) jouant le rôle d’un poste asservi (PA).

Il est à noter que les PA conçus pour les postes HTA/BT peuvent contrôler plus qu’un interrupteur ; ceci  dit que l’ensemble des interrupteurs HTA dans un poste HTA/BT peuvent être télécommandés. Il intègre les fonctions suivantes :

• Indication de passage de courant de défaut : détection des défauts phase et terre pour chaque départ
• Système de communication avec un système SCADA : compatible avec les protocoles courants ( IEC 870-5-101, DNP3…) et les systèmes de transmission tels que radio RTC, GSM …
• Interface avec les motorisations des cellules HTA
• Alimentation secourue à l’aide d’une batterie pour la motorisation des cellules et pour la transmission.
• Autre fonctions tels que : mesure de courant, automatisme, commande en local

Emplacement des IPT sur les lignes

Cet appareil est conseillé de l’installer sur des ossatures principales des lignes HTA souterraines. Il est recommandé de l’installer  en particulier au niveau des points suivant :

• Points de sectionnement servant pour réalimenter les parties saines de la ligne par la ligne de secours.
• Au niveau de la ligne principale souterraine, de telle façon de pouvoir tronçonner la ligne (selon le nombre à installer) en zones égales en terme de puissance appelée et longueur des tronçons. Dans ce cas et selon les possibilités permises par les configurations des réseaux, il est recommandé de l’installer aux niveaux des postes MT/BT en étoile (postes possédant plus que trois arrivées HTA

3. Conclusion :

Cet article a traité les différentes technologies existantes des Organes de coupure télécommandés en réseau, l’utilité de chacun et les lieux idéales d’emplacement de ces appareils sur les lignes HTA.