Conception et application des réclosers haute tension : axée sur les systèmes 20 kV en Indonésie et au Vietnam

1. Introduction

Dans l'infrastructure moderne des réseaux électriques, les disjoncteurs-réenclencheurs haute tension jouent un rôle crucial dans l'amélioration de la fiabilité et de l'efficacité de l'alimentation en électricité. Cela est particulièrement important dans des régions comme l'Indonésie, qui dispose d'un réseau de distribution d'énergie vaste et complexe s'étendant sur de nombreuses îles, et le Vietnam, avec ses systèmes de distribution côtiers en développement. Le niveau de tension de 20 kV, se situant dans la gamme moyenne-haute tension, est largement adopté dans les réseaux urbains, l'alimentation industrielle et certaines lignes de transport haute tension en raison de ses avantages en termes d'efficacité de transmission d'énergie et de rentabilité.

2. Fonction et Importance des Disjoncteurs-Réenclencheurs Haute Tension

Un disjoncteur-réenclencheur haute tension est un dispositif de commutation intelligent utilisé dans l'automatisation du réseau de distribution d'énergie. Il possède la capacité "autonome" de détecter les courants de défaut, de les interrompre dans un délai donné et d'effectuer un nombre spécifié de réenclenchements. Lorsqu'une faute de court-circuit se produit sur la ligne, le disjoncteur-réenclencheur fonctionne pour ouvrir et réenclencher selon une séquence et un intervalle de temps prédéfinis. En cas de faute permanente, après avoir terminé la séquence d'opérations prédéterminée et si le réenclenchement échoue, il verrouille dans l'état de circuit ouvert, isolant ainsi la section défectueuse. Une fois la faute résolue, un réinitialisation manuelle est généralement nécessaire pour libérer le verrou. Pour les fautes transitoires, les opérations d'ouverture et de fermeture subséquentes seront interrompues dès qu'un réenclenchement réussi est réalisé, et après un certain délai, il retournera à l'état initial défini, se préparant pour la prochaine faute potentielle.

En Indonésie, avec son réseau électrique à grande échelle couvrant une vaste zone, les disjoncteurs-réenclencheurs haute tension sont essentiels pour restaurer rapidement l'alimentation en électricité après les fautes, réduire les durées d'interruption d'électricité et améliorer la fiabilité globale de l'alimentation en électricité. De même, dans les zones côtières du Vietnam, où les facteurs environnementaux tels que l'humidité et le brouillard salin peuvent poser des défis au réseau électrique, les disjoncteurs-réenclencheurs aident à maintenir une alimentation stable en électricité.

3. Considérations de Conception pour les Disjoncteurs-Réenclencheurs 20kV Haute Tension
3.1 Conception des Performances Électriques
3.1.1 Tension et Courant Nominaux

Pour les disjoncteurs-réenclencheurs 20kV, la tension nominale est conçue pour être de 20kV afin de correspondre au niveau de tension du réseau. Le courant nominal doit être déterminé en fonction du courant de charge réel dans la section du réseau électrique où il est installé. Dans les zones industrielles de l'Indonésie ou du Vietnam avec des équipements de forte puissance, un disjoncteur-réenclencheur de courant nominal plus élevé peut être nécessaire pour assurer un fonctionnement normal sous des conditions de charge élevée.

3.1.2 Capacité de Déconnexion de Faute

Le disjoncteur-réenclencheur doit avoir une capacité de déconnexion de faute suffisante pour interrompre les courants de court-circuit de grande ampleur. Dans un système 20kV, les courants de court-circuit peuvent atteindre plusieurs kiloampères. La conception doit prendre en compte les scénarios de court-circuit les plus défavorables dans le réseau local, tels que les courts-circuits triphasés près de la source d'alimentation. Par exemple, dans un réseau de distribution industriel typique de 20kV en Indonésie, le courant de court-circuit peut être d'environ 20-30kA, donc le disjoncteur-réenclencheur doit être conçu pour interrompre ces courants de manière sûre et fiable.

3.2 Conception Mécanique
3.2.1 Mécanisme de Fonctionnement

Le mécanisme de fonctionnement du disjoncteur-réenclencheur doit être hautement fiable et capable de supporter des opérations fréquentes. Les mécanismes de fonctionnement à ressort ou à aimant permanent sont couramment utilisés. Dans les conditions environnementales difficiles des zones côtières du Vietnam, un mécanisme de fonctionnement à aimant permanent bien étanche et résistant à la corrosion peut être préféré. Il peut assurer un fonctionnement stable même en présence de brouillard salin et d'humidité élevée, réduisant le risque de pannes mécaniques dues à la corrosion.

3.2.2 Système de Contacts

Le système de contacts du disjoncteur-réenclencheur est crucial pour sa performance. Des matériaux de contact de haute qualité avec une bonne conductivité électrique et des propriétés anti-arc sont sélectionnés. Pour les disjoncteurs-réenclencheurs 20kV, des alliages cuivre-tungstène sont souvent utilisés. La conception des contacts doit assurer une bonne pression de contact pour minimiser la résistance de contact et empêcher le surchauffage pendant le fonctionnement normal. De plus, le système de contacts doit pouvoir résister aux arcs d'énergie élevée générés lors des opérations de déconnexion de faute, avec une longue durée de vie.

3.3 Conception de l'Isolation
3.3.1 Matériaux d'Isolation

Pour les disjoncteurs-réenclencheurs 20kV, des matériaux d'isolation appropriés sont sélectionnés en fonction de l'environnement de fonctionnement. Dans le climat tropical de l'Indonésie avec une humidité élevée, des matériaux ayant d'excellentes propriétés d'isolation résistant à l'humidité, tels que la résine époxy, sont largement utilisés. L'isolation basée sur la résine époxy peut efficacement empêcher la rupture électrique due à l'absorption d'humidité. Dans les zones côtières du Vietnam, en considérant le facteur supplémentaire du brouillard salin, des revêtements d'isolation anti-brouillard salin spéciaux peuvent être appliqués aux matériaux d'isolation pour améliorer davantage leurs performances d'isolation.

3.3.2 Structure d'Isolation

La structure d'isolation du disjoncteur-réenclencheur est conçue pour assurer une distance d'isolation électrique suffisante et résister à la tension nominale et aux surtensions transitoires. Par exemple, la conception de l'isolation entre les parties sous tension et les parties mises à la terre doit se conformer aux normes internationales et nationales pertinentes. En Indonésie, la conception du disjoncteur-réenclencheur doit répondre aux exigences de la norme SNI 04-0225, qui spécifie les distances d'isolation minimales et les niveaux de tension supportable pour les équipements électriques haute tension.

4. Conformité aux Normes : IEC 60068-2-52 et SNI 04-0225
4.1 IEC 60068-2-52

La norme IEC 60068-2-52 est pertinente pour les disjoncteurs-réenclencheurs en termes d'essais environnementaux. Dans le contexte des zones côtières du Vietnam, les disjoncteurs-réenclencheurs doivent répondre aux exigences de cette norme concernant la résistance à la corrosion par le brouillard salin. Cette norme stipule des méthodes d'essai spécifiques et des critères d'acceptation pour les équipements exposés à des environnements de brouillard salin. Par exemple, les disjoncteurs-réenclencheurs doivent subir une période d'essais de pulvérisation de brouillard salin, et après l'essai, leurs performances électriques et mécaniques doivent toujours répondre aux exigences spécifiées. La conformité à cette norme garantit que les disjoncteurs-réenclencheurs peuvent fonctionner de manière fiable dans l'environnement côtier rigoureux du Vietnam.

4.2 SNI 04-0225

En Indonésie, la norme SNI 04-0225 est d'une grande importance pour les équipements électriques haute tension, y compris les disjoncteurs-réenclencheurs. Cette norme couvre des aspects tels que la sécurité électrique, les exigences d'isolation et les performances mécaniques. Les disjoncteurs-réenclencheurs conçus pour le marché indonésien doivent se conformer aux exigences d'essais de tenue à la tension spécifiées dans cette norme. Par exemple, l'isolation du disjoncteur-réenclencheur doit être capable de résister aux essais de tension alternative et continue spécifiés sans rupture, assurant la sécurité du personnel et des équipements dans le réseau électrique.

5. Exigences Spéciales pour les Disjoncteurs-Réenclencheurs en Indonésie et au Vietnam

5.1 Indonésie
5.1.1 Réseau Électrique Basé sur les Îles

Le réseau électrique de l'Indonésie est caractérisé par son vaste étendue sur de nombreuses îles. Les disjoncteurs-réenclencheurs doivent être conçus pour une installation et une maintenance faciles dans les zones insulaires éloignées. Des disjoncteurs-réenclencheurs de petite taille avec des systèmes de fonctionnement et de contrôle autonomes sont préférés. Ces disjoncteurs-réenclencheurs peuvent être facilement transportés vers les îles et installés sur des poteaux ou dans de petites sous-stations. De plus, en raison de la capacité d'alimentation souvent limitée sur certaines îles, les disjoncteurs-réenclencheurs doivent pouvoir fonctionner efficacement avec des sources d'alimentation auxiliaires de faible puissance.

5.1.2 Climat Tropical

Le climat tropical en Indonésie, avec des températures et une humidité élevées tout au long de l'année, pose des défis à la performance des disjoncteurs-réenclencheurs. La conception du disjoncteur-réenclencheur doit intégrer des mesures de dissipation de chaleur efficaces. Par exemple, l'utilisation de matériaux conducteurs de chaleur dans le boîtier et la conception de canaux de ventilation adéquats pour éviter la surchauffe des composants internes. De plus, le choix des matériaux doit prendre en compte leur résistance à la corrosion induite par l'humidité pour assurer une longue durée de vie.

5.2 Vietnam (Zones Côtières)
5.2.1 Brouillard Salin et Humidité

Dans les zones côtières du Vietnam, la concentration élevée de brouillard salin dans l'air et les niveaux d'humidité élevés sont des préoccupations majeures. Les disjoncteurs-réenclencheurs doivent être très résistants à la corrosion par le brouillard salin. Comme mentionné précédemment, la conformité aux normes telles que l'IEC 60068-2-52 aide à cet égard. En plus d'utiliser des matériaux résistants à la corrosion, le boîtier du disjoncteur-réenclencheur doit avoir un niveau de protection élevé, tel qu'un boîtier IP68. Un disjoncteur-réenclencheur IP68 dans les zones côtières du Vietnam peut empêcher l'intrusion de l'eau salée et de la poussière, assurant un fonctionnement fiable même dans les conditions côtières les plus rudes.

5.2.2 Conditions de Vents Forts et de Tempêtes

Les zones côtières du Vietnam sont également sujettes à des vents forts et des tempêtes. Les disjoncteurs-réenclencheurs doivent être conçus pour résister aux vents forts. Leurs structures d'installation doivent être robustes, et le boîtier doit être capable de résister à l'impact des débris volants pendant les tempêtes. Par exemple, le disjoncteur-réenclencheur peut être installé sur un poteau solide avec des haubans adéquats, et le boîtier doit être fabriqué à partir de matériaux résistants aux impacts.

6. Conclusion

La conception des disjoncteurs-réenclencheurs haute tension pour les systèmes 20kV en Indonésie et au Vietnam, en particulier dans les zones côtières du Vietnam, nécessite une attention minutieuse à divers facteurs. Des performances électriques et mécaniques à la conception de l'isolation, en passant par la conformité aux normes internationales et nationales telles que l'IEC 60068-2-52 et la SNI 04-0225. Le respect des exigences environnementales et de réseau spécifiques de ces régions, telles que le réseau électrique basé sur les îles et le climat tropical en Indonésie, et le brouillard salin, l'humidité et les conditions de vents forts dans les zones côtières du Vietnam, est essentiel pour assurer le fonctionnement fiable du réseau électrique. Des disjoncteurs-réenclencheurs bien conçus peuvent considérablement améliorer la fiabilité de l'alimentation en électricité, réduire les durées d'interruption d'électricité et soutenir le développement stable de l'industrie de l'électricité dans ces régions. Alors que la demande d'électricité en Indonésie et au Vietnam continue de croître, l'innovation et l'amélioration continues de la conception des disjoncteurs-réenclencheurs seront cruciales pour relever les défis futurs de l'exploitation du réseau électrique.