Détection « Oiseau sur Fil » pour le Contrôle des Bancs de Condensateurs

Le LineWatch™ M, un produit de CO7 Technologies, est un capteur Moyenne Tension (MT) qui surveille directement le courant et la tension sur un feeder de distribution moyenne tension. Le capteur (voir Figure 1) est surnommé « oiseau sur fil » car il est fixé par serrage sur une ligne MT sous tension et n'a aucune connexion physique à la terre. À la place, le couplage capacitif entre les plaques sur la surface externe du corps du capteur et la terre est utilisé pour mesurer la tension. Une précision de +/-0,5 % en tension et +/-0,5 % en courant est réalisée par la génération actuelle de capteurs de CO7. Ces capteurs sont alimentés par induction à partir de la ligne qu'ils surveillent, fonctionnant avec des courants de ligne ≥ 5A.

Contrôle Centralisé des Bancs de Condensateurs

Dans un cas d'utilisation, les capteurs fonctionnent essentiellement comme des dispositifs de surveillance autonomes. Les capteurs rapportent sans fil des grandeurs instantanées (c.-à-d. courant, tension, puissance active et réactive) ainsi que des grandeurs accumulées (énergie active et réactive, volt-heures, ampère-heures) à intervalles d'une minute à un Collecteur situé à proximité. Le Collecteur communique soit par radio maillée (« mesh radio »), soit par liaison montante cellulaire (« cellular backhaul »). Le Collecteur implémente une interface DNP3 avec Authentification Sécurisée sur des réseaux IPv4 ou IPv6 utilisant TCP/IP ou UDP comme protocole de couche transport.

Les installations de communication existantes permettent aux capteurs de livrer les mesures à pratiquement n'importe quel système SCADA. Ce système SCADA centralisé (ou une autre application tierce) utilise ensuite les mesures de feeder fournies par les capteurs LineWatch™ M de CO7 Technologies pour prendre des décisions centralisées de commutation des bancs de condensateurs.

Contrôle Local des Bancs de Condensateurs

Cependant, toutes les utilities (entreprises de services publics) n'implémentent pas l'optimisation Volt/VAR centralisée. Dans la plupart des cas, les bancs de condensateurs sont contrôlés localement sur la base de capteurs de tension et de courant co-localisés avec le banc. Ces capteurs sont typiquement soit des capteurs de type « Line Post », soit un ensemble de Transformateurs de Potentiel et de Transformateurs de Courant (TP/TC). CO7 Technologies propose une version du système LineWatch™ M qui remplace directement les méthodologies de détection de type Line Post ou TP/TC, fournissant des sorties en temps réel qui imitent les sorties de chaque type de capteur concurrent.

Les capteurs atteignent cette fonctionnalité en utilisant un Collecteur différent de celui du cas d'utilisation centralisé. Dans ce scénario, chaque capteur moyenne tension (MT) communique avec un collecteur dédié, qui génère des signaux 60Hz proportionnels à la tension et au courant mesurés. Pour imiter un Transformateur de Potentiel (TP), le collecteur génère un signal nominal de 120V 60Hz.

Pour imiter les mesures de tension des capteurs Line Post, le collecteur génère un signal de 0-10 Vrms. Dans les deux cas, le collecteur génère un signal de 0-10 Vrms proportionnel au courant mesuré. Le capteur est échantillonné à un taux plus élevé, toutes les 5 à 20 secondes selon la configuration. Le collecteur prend des mesures instantanées du courant, de la tension et de la phase relative et les utilise pour ajuster en douceur l'amplitude et la phase des signaux de tension et de courant générés.

Ces capteurs ont été intégrés avec succès à des contrôleurs de bancs de condensateurs de fabricants leaders, et plusieurs installations pilotes sont actuellement en fonctionnement.

Figure 1: CO7's LineWatch M sensor

Avantage Coût

Par rapport aux installations TP/TC, le coût initial de l'équipement de détection est inférieur et l'effort d'installation est grandement réduit. L'installation des TP et TC, ainsi que les modifications structurelles associées sur les poteaux du réseau, pourraient prendre deux jours à une équipe.

De plus, une interruption du feeder peut être nécessaire pour l'installation des TC. En revanche, une installation typique d'un capteur LineWatch™ M prend environ 15 minutes. Les capteurs peuvent être installés avec une perche isolante (« hot stick ») sur une ligne sous tension, comme illustré ci-dessous dans la Figure 2. Une seule équipe est capable d'installer des capteurs LineWatch™ M sur plusieurs sites en une seule journée.

La précision des capteurs LineWatch™ M est supérieure à celle des capteurs Line Post concurrents. Les capteurs Line Post typiques sont spécifiés à +/-1 %, tandis que les capteurs CO7 offrent une précision d'environ +/-0,5 % et ont un déphasage beaucoup plus faible (nécessaire pour des mesures précises de puissance et de facteur de puissance). La précision de 0,5 % des capteurs de courant CO7 (basés sur des bobines de Rogowski) avec une grande précision de phase dépasse largement la précision de 2 % annoncée pour la plupart des capteurs Line Post. Le retour sur investissement d'une meilleure précision de détection est une prise de décision de commutation des bancs de condensateurs de meilleure qualité.

Conclusions

La gamme de produits LineWatch™ M de CO7 fournit une solution de détection économique pour le contrôle centralisé et local des bancs de condensateurs. Dans le cas d'utilisation centralisé, les capteurs sont des capteurs généraux de tension et de courant de feeder. Dans le cas d'utilisation local, les capteurs sont des remplacements directs (« drop-in replacements ») pour les capteurs TP/TC ou Line Post.

LineWatch