Introduction
LineWatch L, un produit de CO7 Technologies, est un capteur basse tension conçu pour surveiller le côté secondaire du réseau de distribution. Ces capteurs offrent une solution complète pour la surveillance sans fil des transformateurs de distribution montés sur poteau ou sur socle, éliminant ainsi le besoin de transformateurs de courant ou de transformateurs de potentiel externes. Les capacités intégrées d'enregistrement des perturbations de ces capteurs ont été mises en œuvre avec succès par Hydro Québec (HQ) en combinaison avec leur algorithme propriétaire de détection et de localisation des défauts, VDFL (Voltage Drop Fault Location - US 8,269,503). Ce système innovant offre une solution peu coûteuse et efficace pour la détection et la localisation des défauts en se basant sur les chutes de tension détectées sur le côté secondaire des transformateurs de distribution. Ce livre blanc explore l'analyse de rentabilité de l'utilisation des dispositifs LineWatch L de CO7 Technologies avec l'algorithme VDFL d'HQ pour les applications de détection des défauts basés sur la tension.
LineWatch L - Contrôleur de puissance de distribution
Le système LineWatch L surveille les transformateurs monophasés, trifilaires ou triphasés, quadrifilaires, raccordés au réseau de distribution. Le système LineWatch L est illustré ci-dessus à la figure 1. Dans son mode de surveillance normal, le système enregistre la tension, le courant, la puissance réelle et réactive et l'énergie, les volts-heures et les ampères-heures une fois par minute. Les harmoniques de tension et de courant jusqu'à la 13e harmonique sont également calculées et enregistrées toutes les minutes.
Pour les installations isolées, ces données peuvent être récupérées manuellement via une connexion Wi-Fi au capteur - les données persistent sur le capteur pendant un mois. Cependant, l'utilité du capteur est pleinement exploitée lorsqu'il communique via d'autres protocoles de communication qui lui permettent de faire partie d'un réseau de capteurs distribués. Plus précisément, les capteurs peuvent communiquer soit via leur radio maillée interne Cisco (une radio de type IEEE 802.15.4 communiquant sur un réseau IPv6, compatible avec l'infrastructure radio maillée existante des compteurs intelligents), soit en utilisant d'autres plateformes de communication, notamment des modems cellulaires, WiMAX, des passerelles ou tout autre dispositif capable d'être intégré à un port Ethernet. Le capteur transmet des mesures instantanées en utilisant le format DNP3 standard de l'industrie et met les données de défaut à disposition via Secure FTP (soit poussées vers un serveur SFTP distant, soit téléchargeables par un serveur SFTP hébergé par l'appareil).
Détection et localisation des défauts
Le capteur LineWatch L est le mécanisme de détection clé utilisé dans le système intelligent de maintenance des lignes électriques MILE1 d'Hydro Québec, qui a mis en œuvre la technique VDFL. Le système LineWatch L recueille les données de forme d'onde de défaut nécessaires à l'analyse du système MILE et transmet automatiquement les journaux de défaut via la plate-forme de communication à un serveur SFTP central. Les capteurs LineWatch sont préférés par Hydro Québec parce qu'ils sont relativement peu coûteux et très précis, et qu'ils peuvent être rapidement installés sur des transformateurs de distribution sous tension sans qu'il soit nécessaire d'accéder à la propriété du client.
Le système LineWatch surveille l'affaissement de la tension en dessous d'un seuil défini par l'utilisateur.
Un défaut peut être déclenché par une chute aussi courte qu'un demi-cycle électrique. Lorsqu'un défaut est détecté, le capteur capture 32 cycles de forme d'onde (4 avant le défaut et 28 après le défaut) de tension et de courant sur les trois phases à une fréquence d'échantillonnage de 4096 Hz. Ces affaissements de tension, mesurés sur le secondaire du transformateur, indiquent des défauts sur la ligne de distribution moyenne tension qui alimente le transformateur. En traitant les enregistrements de la forme d'onde de l'affaissement à partir de plusieurs compteurs, le défaut peut être détecté et localisé avec précision.
La triangulation de la tension utilisée par la technique VDFL réduit considérablement la zone de patrouille en localisant la prise latérale défectueuse. L'amplitude de la tension d'arc déduite par cette technique combinée à d'autres informations, telles que les conditions météorologiques pendant le défaut, sont automatiquement traitées par le module d'identification de la cause du défaut de MILE pour déterminer l'origine du problème.
La précision, la zone de patrouille réduite et la cause du défaut confèrent un avantage considérable à cette technique de localisation des défauts pour localiser les défauts non permanents et, par conséquent, pour éviter les pannes.
L'utilisation des capteurs LineWatch L comme partie intégrante d'un système de détection et de localisation de défauts d'arc est décrite dans une publication récente d'Hydro Québec (voir M. Tremblay, « Determining the location and cause of faults in power distribution system with an arc voltage evaluation method »). 1 MILE - Maintenance Intelligente de Lignes Électriques.
Cas d'entreprise
Les avantages du système LineWatch L peuvent être compris en examinant la performance démontrée du système dans le cadre du système MILE dans une installation pilote au Québec. Quatre compteurs ont été installés sur une ligne d'alimentation qui compte en moyenne 180 pannes par an. L'utilisation de capteurs, en tant que partie intégrante du système de localisation et de diagnostic des défauts MILE, a permis de réduire la fréquence des pannes de 51 %, l'indice SAIDI de 61 % et le nombre de pannes de cause inconnue de 92 %. Pour cette seule ligne d'alimentation, on estime que l'utilisation de MILE a permis d'éviter des investissements inutiles d'un montant de 1 million de dollars. Les détails de cette expérience ont été rapportés dans le document EPRI numéro 1021999 : « Fault-Location Application for Improving Distribution System Maintenance : Expériences d'Hydro-Québec »
Conclusions
CO7 fabrique des capteurs basse tension et moyenne tension qui peuvent être utilisés comme parties intégrantes de systèmes de détection des défauts ou de surveillance de la qualité de l'énergie. Ce résumé se concentre sur les aspects de ces capteurs relatifs aux défauts et à la qualité de l'énergie, mais les spécifications complètes de ces capteurs sont disponibles en ligne à l'adresse https://www.co7tech.com/line-watch. CO7 se réjouit de l'occasion qui lui est donnée de discuter plus en détail des capacités de ces capteurs, ou de discuter des possibilités de personnalisation de ces capteurs ou de leur intégration dans de nouvelles applications.