Utilisations des LPIT dans les appareillages HT à isolation gazeuse

Un avantage de l'application des solutions LPIT est de permettre de répondre aux exigences des fonctions de protection et de posséder en même temps une précision suffisante pour les fonctions de comptage. Les expériences de longue durée accumulées, et le nombre significatif des installations de référence montrent que ces solutions représentent maintenant l'état de l'art et qu'on peut prédire leur adoption à une échelle élargie.

Une autre justification vient de la maturité des normes. Les normes CEI appropriées, couvrant les LPIT et les Unités de Conversion (Merging Unit - MU), et aussi les communications sont le fondement de la conception de dispositifs dont l'avenir est garanti, et qui sont interopérables. La nouvelle série des CEI 61869, remplaçant les CEI 60044, parues ou à paraître au moment de la préparation de la BT, est présentée dans le Tableau 1.

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Pour les GIS les technologies LPIT de capteurs les plus courantes sont basées sur les Bobines de Rogowski pour les mesures du courant, et sur des principes de mesure capacitifs pour la mesure de la tension. En outre des capteurs mettant en œuvre des principes optiques de mesure sont aussi disponibles.

La mise en œuvre de modules LPIT dans les appareillages à isolation gazeuse  apportera une grande variété d'avantages, par ex. une conception plus compacte, un poids réduit du GIS, un volume plus faible de gaz isolant et moins de câblage en cuivre. Les configurations des GIS et les schémas de protection traditionnels peuvent êtres simplifiés. Du fait de leur faible puissance de sortie, les LPIT offrent une meilleure sûreté du produit, et plus de sécurité pour le personnel des postes

Dans la BT on souligne aussi que l'utilisation des LPIT se traduit par des conséquences et des évolutions multiples pour les compagnies d'électricité, en matière d'équipements techniques, de personnel et de procédures d'exploitation des postes. Le remplacement des matériels électroniques au cours de la durée de vie des GIS doit être pris en compte.

Structure et domaine couvert par la BT

Comme présenté en Figure 1, la BT est constituée de quatre grandes parties : une introduction, les technologies LPIT utilisées dans les GIS, les spécifications, et leur mise en œuvre.

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• Dans l'INTRODUCTION on explique la nomenclature des LPIT selon la série des normes CEI.
   
• Dans les TECHNOLOGIES LPIT utilisées dans les GIS on expose de façon résumée les principes de mesure des courants et des tensions mis en œuvre dans les GIS et les GIL (liaisons à isolation gazeuse). Une vue d'ensemble de leur largeur de bande, et des valeurs comparées des charges qu'ils constituent, est fournie, accompagnée de détails sur les avantages et les inconvénients des technologies LPIT existantes.
   
• La partie SPECIFICATIONS présente les raisons qui justifient l'utilisation des LPIT. On met en avant :
  • Les critères techniques, tels que la fiabilité accrue, l'absence de saturation ;
  • Les aspects de sécurité et d'environnement, avec une plus grande sécurité pour les intervenants, le volume réduit de gaz isolant ;
  • Les critères économiques, tels que les coûts d'investissement sur la durée de vie et les gains provenant de la conception et de la technologie des LPIT ;
  • La durée de vie et la gestion du cycle de vie des LPIT en regard des questions de fiabilité, de disponibilité, d'impact des défaillances, de réparation, de sécurité et de sûreté, sont examinées ;
  • On débat du cycle de maintenance, qui est vu comme très différent entre les transformateurs de mesure classiques et les LPIT ;
  • On donne également une vue générale des aspects réglementaires concernant le comptage tarifaire. Il faut noter que dans le monde les réglementations s'appliquant aux transformateurs de courant et de tension utilisés pour le comptage d'énergie, ou le comptage tarifaire, peuvent varier d'un pays à un autre. Un travail de normalisation est en cours au sein de différents groupes de l'industrie, et on les présente à titre information dans cette partie.

• La partie MISE EN ŒUVRE de la BT présente :
  • Les aspects techniques qui sont importants pour l'application des LPIT dans les GIS, dans des fonctions de protection, de contrôle, de mesure, de comptage et de suivi de qualité de fourniture. La plupart des LPIT présentent une plage dynamique  étendue, avec une haute précision, et sont adaptés à la fois au comptage d'énergie, aux mesures et aux fonctions de protection.  On montre que les LPIT utilisés dans les GIS répondent aux  spécifications électriques, thermiques,  mécaniques et environnementales identiques à celles de la norme  CEI  62271-203 ou des normes similaires ;
  • Les impacts des LPIT et les architectures GIS optimisées, la réduction de la taille, de la masse et de l'empreinte au sol de l'appareillage, mais aussi les simplifications des systèmes de détection de la tension, sont présentés. La comparaison des schémas unifilaires réalisés avec des technologies conventionnelle et non-conventionnelle indique qu'il existe des possibilités supplémentaires de réduction du nombre des modules GIS. De même les impacts sur les processus d'ingénierie et les changements dans les pratiques d'installation et de mise en service sont exposés ;
  • Le fonctionnement et le retour d'expérience des technologies LPIT couramment utilisées dans des projets pilotes ou industriels sont présentés. Une liste de références montre les projets réalisés par les constructeurs Européens et Asiatiques de GIS, de 1990 à aujourd'hui. Des exemples d'utilisation dans des postes à haute tension sont exposés de façon détaillée. Les normes CEI harmonisées et les produits LPIT interopérables proposés par les principaux constructeurs de GIS qui font que les solutions resteront valables à l'avenir, d'une part,  et la réduction des coûts d'ingénierie et de maintenance, d'autre part, devraient renforcer l'intérêt des utilisateurs pour les technologies de transformateurs de mesure de faible puissance.

• Dans la BT on recommande aussi des valeurs limites concernant les essais d'interférence (influence mutuelle) entre phases des systèmes triphasés de GIS. De plus une liste d'essais électriques et environnementaux des MU et un schéma d'essai sur site des LPIT sont donnés.

• On recommande une structure et un contenu de documentation LPIT (manuel utilisateur), à utiliser pour la documentation spécifique d'un projet et pour des recueils simplifiés d'instruction.

• On peut constater que l'utilisation et les applications des LPIT progressent. Leurs utilisations pour des fonctions de protection sont devenues courantes. Elles sont aujourd'hui disponibles pour des applications de comptage, mais leur mise en œuvre pour des applications de comptage commercial requiert encore des efforts supplémentaires, à l'avenir, pour atteindre une plus large acceptation et la conformité aux aspects réglementaires.

Conclusion

Dans la BT on souligne que l'utilisation des LPIT se traduit par des conséquences et des évolutions multiples pour les compagnies d'électricité, en matière d'équipements techniques, de personnel et de procédures d'exploitation des postes, et que le remplacement des matériels électroniques au cours de la durée de vie des GIS doit être pris en compte.

Il est proposé plusieurs recommandations en rapport avec les applications des LIPT :

• Les essais de type et de routine doivent couvrir porter à la fois sur le signal numérique de sortie et l'ensemble de l'électronique de la chaîne de mesure.
• La documentation doit préciser les réglages pour les interfaces numériques de communication et donner les détails de la technologie de mesure utilisée.
• Les procédures d'ingénierie, d'installation, de mise en service et de maintenance des LPIT des GIS doivent être adaptées et vérifiées. Le personnel des compagnies d'électricité doit être formé pour travailler avec des outils et des équipements adaptés aux LPIT. 
• Les dispositifs de protection, de comptage et d'analyse de qualité de fourniture installés dans les postes avec LPIT doivent être équipés d'entrées numériques pour traiter les grandeurs échantillonnées fournies par la MU. Avec le système de communication via le bus processus, ces dispositifs seront parties prenantes du concept de digitalisation du poste.
• Le comptage d'énergie requiert une vérification de la conformité à la réglementation locale.

Les activités futures doivent en particulier porter sur les sujets :

• Définir les aspects réglementaires et les instructions concernant les applications de comptage des capteurs LPIT. Aujourd'hui ces réglementations sont définies au plan national par chaque pays, ce qui fait qu'une "directive opérationnelle" sur les fonctions de comptage ne peut pas être produite aujourd'hui.
• Les normes CEI (par ex. les parties manquantes de la série des CEI 61869) et les normes IEEE (IEEE 1588), qui concernent les applications des LPIT, des MU, et des bus de processus doivent être complétées et publiées.