Systèmes de câbles HT à courant continu

Sélection d’articles présentés au symposium Jicable HVDC’17 06/03/2018
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2018-1:22492
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Systèmes de câbles HT à courant continu

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Introduction LES GRANDS DOSSIERS Les systèmes à courant continu sont des précurseurs des solutions qui seront apportées aux défis éner- gétiques rencontrés par les grands projets de réseaux. Il y aura de plus en plus de connexions, à la fois terrestres et maritimes, notamment pour les liaisons à longue distance et le raccordement des parcs éoliens en mer. Les systèmes de câbles à courant continu sont donc désormais des éléments clés de la transition éner- gétique vers les énergies renouvelables. Les progrès techniques récents dans les systèmes de câbles et les convertisseurs intéressent tout particulièrement les connexions de 400 à 700 kV, jusqu’à des puis- sances de 3 GW. C’est pourquoi, en plus des conférences Jicable qui se tiennent tous les quatre ans en étroite col- laboration avec le CIGRE, un premier colloque Jicable HVDC a été réalisé à Perpignan en 2013 pour traiter spécifiquement des systèmes à cou- rant continu. Puis un atelier Jicable HVDC’16 a été organisé à Paris en 2016 ; il a permis de préparer le symposium 2017 Jicable HVDC’17 qui vient de rassembler près de 250 experts de 25 pays. Ce symposium a notamment traité : s DESINNOVATIONSCONCERNANTLESMATÏRIAUXETLES systèmes haute tension de pointe ; s DELACOORDINATIONENTRELESSYSTÒMESDECÊBLES et les convertisseurs ; s DELAlABILITÏDESLIAISONSTERRESTRESETMARITIMES longue distance ; des problèmes d’installation et de maintenance. Une table ronde a permis aux exploitants de présenter leurs retours d’expérience sur les défauts et les réparations des câbles sous-marins, ainsi que leurs recommandations. Ce symposium Jicable HVDC’17 s’est tenu à Dun- kerque, là où la première liai- son France-Angleterre a été réalisée en 1961. Cette liai- son historique était limitée à 100 kV DC et à une capacité de 160 MW ; une réussite pour cette époque. Cette connexion a été remplacée en 1986 par une liaison 270 kV DC de 2 000 MW appelée “HVDC Cross Channel - IFA 2000”. Depuis 2012, une partie des anciens câbles souterrains à huile fluide a été remplacée par des câbles extrudés à isolation synthétique. En 2017, une nouvelle liaison à courant continu est en construction : “Eleclink” ; elle utilisera des câbles à isolation synthétique posés dans le tun- nel sous la Manche. Cette liaison de 1 000 MW sera mise en service en 2020. Il convient de men- tionner aussi le projet d’interconnexion IFA2 de 1 000 MW entre la France et l’Angleterre qui por- tera à 4 000 MW la capacité totale d’échange en 2020. La liaison IFA2 est constituée de deux câbles 320 kV DC à isolation synthétique et de convertis- seurs de technologie VSC. Elle relie par un tracé de 200 km en sous-marin et de 25 km sur terre deux postes 400 kV, l’un près de Caen en Normandie et l’autre près de Southampton en Angleterre. Avant d’en venir aux articles rassemblés dans ce dossier, nous voudrions souligner quelques conclu- sions qui se sont dégagées du symposium Jicable HVDC’17 : REE N°1/2018 Z 83 Systèmes de câbles HT à courant continu Sélection d’articles présentés au symposium Jicable HVDC’17 Lucien Deschamps, Président du comité d’organisation de HVDC'17 Paul Penserini Asset manager, RTE LES GRANDS DOSSIERS s technologies extrudées : les travaux se pour- suivent sur de nouveaux matériaux, maîtrise nécessaire de la conduction, de l’évolution des charges d’espace et des interfaces avec les acces- soires ; sd tè d âbl à d t de nouveaux systèmes de câbles à des ten- sions de 400 à 640 kV DC sont en cours de qua- lification ; scoordination d’isolement : de nouveaux phé- nomènes transitoires sont liés aux nouvelles technologies de convertisseurs. Quelle stratégie d’élimination des défauts ? Quels essais de qua- lification ? sfiabilité et disponibilité des liaisons HVDC de grande longueur. Les exploitants de réseaux s’interrogent sur les actions à mettre en place : essais de conformité ; essais de routine : à quelle fré- quence ? Contrôles de pro- duction et d’installation, etc. Des réalisations innovantes en termes d’installation de câbles sous-marins HVDC, no- tamment en milieux hostiles, ont été évoquées. De nom- breux retours d’expérience sur des défauts ainsi que sur les méthodes pour les localiser et les réparer efficacement ont été partagés. Cinq communications ont été sélectionnées pour le pré- sent dossier : Challenges and oppor- tunities with interfaces and materials for HVDC cable systems Cet article rappelle les pro- grès réalisés sur les systèmes d isolation extrudés, qui ont d’isolation extrudés qui ont notamment permis une spec- taculaire augmentation des niveaux de tension (jusqu’à 640 kV). Il décrit ensuite une méthode par simulation pour évaluer la faisabilité de tensions encore plus éle- vées, ouvrant la voie vers une nouvelle génération de systèmes d’isolation des câbles. Surge and extended overvoltage testing of HVDC cable systems testing of HVDC cable systems Cette communication présente un point d’avan- cement des travaux du groupe CIGRE JWG B4/B1/ C4.73, qui étudie les essais de choc et de surtension de longue durée des systèmes de câbles HVDC : sAPER¥UHISTORIQUEDELÏTATDENORMALISATIONDES systèmes de câbles HVDC ; sRÏCAPITULATIFDESRETOURSDEXPÏRIENCE  sRÏSULTATSPRÏLIMINAIRESDESIMULATIONS Reliability on existing HVDC links feed- back Cette communication pré- sente les travaux d’un groupe créé au sein d’ENTSO-E à la demande des GRT européens, ayant pour objectif d’amélio- rer la fiabilité et la disponibi- lité des systèmes HVDC. Elle évalue les solutions permet- tant de réduire la fréquence et la durée des déclenchements de liaisons, qui sont des évé- nements graves nécessitant la mise en œuvre de moyens très lourds. Asset management of submarine cables and lessons learned from a repair Cette communication traite de l’amélioration de la fiabilité de câbles sous-marins. On y décrit et on y discute, du point de vue d’un GRT, les politiques de gestion des actifs y compris la maintenance préventive, la la maintenance préventive la préparation des chantiers de réparation et la gestion des pièces de rechange. Celle-ci s’appuie notamment sur les enseignements tirés par RTE Introduction 84 ZREE N°1/2018 Lucien Deschamps a été conseiller scientifique à Electricité de France. Ses travaux ont porté sur les matériaux pour l’électrotechnique, les câbles de transport d’énergie, les énergies nouvelles et la prospective technologique. Il a égale- ment travaillé sur l’énergétique spatiale et le concept de centrale solaire spatiale. Lucien Deschamps a créé et organisé de nombreux événements internationaux dont les congrès Jicable, Espace, Mer, Agriculture, Énergie, Foudre... Il est aujourd’hui président de l’association Grands projets 21, AGP 21, et président de la commission Astronautique de l’Aéro-club de France. Paul Penserini a rejoint EDF R&D en 1990, après une agrégation en génie civil et une thèse en calcul des structures. Ses travaux ont porté sur l’évolution des matériels de réseaux électriques de distri- ii bution et de transport par l’intégration de nouvelles technologies. Il a dirigé les labo- ratoires d’études et d’essais électriques d’EDF aux Renardières jusqu’en 2007. A RTE, il a dirigé le département d’expertise et de recherche dans le domaine des liaisons de puissance et à fibres optiques. Il est actuellement en charge d’une mission de coordination des activités de gestion des actifs de RTE. Paul Penserini est membre émérite de la SEE. Introduction LES GRANDS DOSSIERS des réparations des câbles sous-marins HTCC de l’interconnexion IFA2000 (FR-UK) durant l’hiver 2016-2017. Fault Location on Land and Submarine Links (AC & DC) Cet article est issu des travaux entrepris par le groupe de travail B1.52 du CIGRE sur le sujet de la localisation des défauts sur les liaisons terrestres et sous-marines (CA et CC). Il présente des recom- mandations sur la mise en œuvre des différentes techniques disponibles. Q Challenges and opportunities with interfaces and materials for HVDC cable systems Gian Carlo Montanari, University of Bologna (Italie), Alun S. Vaughan, University of Southampton (UK), Peter Morshuis, Solid Dielectric Solutions (Pays-Bas), Gary C. Stevens, Gnosys Global (UK) .............................................................................................................. p. 86 Surge and extended overvoltage testing of HVDC cable systems Markus Saltzer, ABB Switzerland Ltd. (Suisse), Minh Nguyen-Tuan, SuperGrid Institute (France), Alessandro Crippa, CESI S.p.A. (Italie), Simon Wenig, Max Goertz, Karlsruhe Institute of Technology (Allemagne) & Hani Saad, RTE (France) ........................................................................... p. 94 Reliability on existing HVDC links feedback Patrik Lindblad, ENTSO-E Task Force HVDC Reliability (Finlande) .................................................... p. 102 Asset management of submarine cables and lessons learned from a repair Jean Charvet, RTE (France) .................................................................................................................................. p. 109 Fault Location on Land and Submarine Links (AC & DC) Robert Donaghy, ESB International (Irlande) ............................................................................................. p. 114 LES ARTICLES Figure 1 : Liaisons existantes et en projet entre le Royaume Uni et le continent. en projet existantes REE N°1/2018 Z 85