03 - CNER Prysmian - Câbles 320 KV à isolation synthétique.pdf

04/12/2012
Auteurs :
OAI : oai:www.see.asso.fr:3239:3242
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Résumé

03 - CNER Prysmian - Câbles 320 KV à isolation synthétique.pdf

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	    <date dateType="Created">Fri 7 Dec 2012</date>
	    <date dateType="Updated">Mon 25 Jul 2016</date>
            <date dateType="Submitted">Sun 12 Aug 2018</date>
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Projet France – Espagne Le choix d’innover Pierre Hondaâ: Division Matériels de Liaisons CNER RTE José Santana: Activité Transport et Distribution d’Energie Prysmian Soirée-débat du 4 décembre 2012 Sommaire  Etat de l’art en 2009 de la technologie HVDC dans le monde  Les exigences et besoins RTE  Axes d’innovation pour la technologie extrudée  Les innovations  Performance et innovation dans la durée (essais électriques)  Les liaisons HVDC installées et perspectives à 2015  Conclusion Extrudé SCFF/PPLMI Etat de l’art en 2009 de la technologie HVDC dans le monde 0 2 4 6 8 10 12 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 Années Nombre de projets cumulés MI Extrudé SCFF PPL IFA 2000 0 100 200 300 400 500 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 kV Années Evolution des niveaux de tension MI Extrudé SCFF PPL Etat de l’art en 2009 de la technologie HVDC dans le monde IFA 2000 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 Sections installées en mm² MI Extrudé SCFF PPL IFA 2000 > 90 % sous marin Les exigences et besoins RTE Puissance de 2 x 1000 MW Nb de câblier Grande longueur Tenue au feu / défaut interneStation VSC Pour une interconnexion terrestre Performance et innovation dans la durée 1000 MW Les exigences et besoins RTE Grande longueur VSC Tenue au feu / défaut interne Nb câblier Huile Écran aluminium Plomb Plomb HuileCuivre Cuivre Cuivre Limité Limité Axes d’innovation pour la technologie extrudée Système existant Système à valider Tension Udc 150 kV Tension Udc 320 kV Section 2000 mm² Section 2500 mm² Champs électriques + 5 % int et + 7% ext Gaine non ignifugé Gaine ignifugée et gaine semi-conductrice Longueur de tronçon + 275% Installation/montage Nouvelles techniques Champs électriques Champ électrique externe important environ 16,5 kV/mm  qualité des interfaces et choix des matériaux  Une préparation spécifique de l’état de surface de l’isolant dédiée à la technologie courant continu  Un environnement de préparation spécifique pendant le montage des jonctions (température stable, et taux d’humidité maitrisé) 14,5 15 15,5 16 16,5 17 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 kV/mm Années Champs électriques max à basse et haute température pour câble extrudé E int max E ext max + 5% + 7% F/E innovation  maitriser, avec les bon matériaux, la préparation des interfaces là où les champs électriques sont les plus élevés. Gaine résistante au feu et gaine semi-conductrice Une gaine développée spécifiquement pour une installation en tunnel Fonctionnalités:  gaine extérieure qui ne propage pas la flamme au sens de la CEI 60332-3-22  gaine semi-conductrice chargée en noire de carbone qui permet de réaliser des essais de gaine après installation dans les fourreaux PVC innovation  travailler sur les propriétés des matériaux évitant que le semi-conducteur chargé en noire de carbone diminue les propriétés de la gaine ignifugé vis à vis de la propagation de la flamme. Gaine résistante au feu et gaine semi-conductrice Avant essai Application de la flamme durant 40 min Hauteur brûlée < 2,5 m Hauteur brûlée mesurée = 1,75 m Postcombustion : 20 min. Grandes Longueurs Les liaisons d’interconnexion en courant continu sont par définition longues (pas de limitation due au câble). Pour répondre à la particularité de cette grande liaison, qui est 100% terrestre, la fabrication de grandes longueurs de câbles s’est imposée. Ces grandes longueurs permettent :  De limiter l’impact environnemental  De réduire le coût des liaisons car moins de Génie Civil et moins d’accessoires (diminution du nombre de chambre de jonctions) Ceci implique des innovations :  Au niveau du câble et du touret  Au niveau de la fabrication et de l’usine  Au niveau des techniques de transport  Au niveau des déroulages  Au niveau du montage Grandes Longueurs Au niveau du câble et du touret  Le câble avec écran aluminium soudé peut être enroulé sur touret avec un rayon de courbure 2,5 fois inferieur au standard CEI  Une tête de tirage adaptée pour tenir des efforts de traction 5 fois plus élevés  Des tourets de grande capacité :  Touret standard 4,5 m x 2,3 m, poids 35 T = 800 m  Touret grande capacité 4,5 m x 6,5 m, poids 80 T = 2200 m PRYSMIAN-Cesi, essais de pliage sous tension mécanique et essais mécaniques Des tourets adaptés aux grandes longueurs Grandes Longueurs Au niveau de la fabrication et de l’usine  Capacité de l’usine pour réceptionner des tourets jusqu’à 100 T et de largeur supérieur à 6 m  Environnement logistique adapté : flux usine, stockages, logistique  Essais Electriques à Courant Alternatif et Courant Continu et pour pouvoir tester des longueurs supérieures à 2000 m Porte touret > 100T Nouveau stand d’essai 1,2 MV DC pour les essais de routine et de prélèvement Grandes Longueurs Au niveau des techniques de transport La mise en œuvre de transport exceptionnel avec un chargement et déchargement des tourets sans grue (longueur du camion égale à 35 m). Camion avec remorque équipée de poutres KBR qui se déplacent en X et Y Grandes Longueurs Au niveau des déroulages  Technique de déroulage avec une dérouleuse 90 T et l’utilisation de pousseurs 600 kN  L’adoption de rayons de courbures adaptés dans le tracé et de chambres de tirage intermédiaires  Méthodes innovantes de pose des câbles dans le tunnel Un porte touret de grande taille permet le levage et la rotation des tourets en phase de déroulage. Chaque chandelle est indépendante et permet de soulever le touret grâce à un système hydraulique. Un entrainement par moteur hydraulique permet le contrôle et le réglage de la vitesse de rotation dans les deux sens avec présence de freins à disque. Entrainement par moteur hydraulique permet le contrôle et le réglage de la vitesse de rotation dans les deux sens avec présence de freins à disque. Grandes Longueurs Au niveau du montage  L’utilisation de containers posés directement sur le radier de jonction pour plus de flexibilité et meilleure maîtrise de l’environnement  Des méthodes spécifiques de préparation des câbles  Une durée de montage ramenée à une semaine par chambre de jonction grâce au container Containers 400 kV utilisé pour RTE SYNTHESE 1ère mondiale au niveau du système HVDC en câble synthétique  Niveau de tension 320 kV DC et puissance transportée 2x1000 MW  Innovations résultant des grandes longueurs  320 kV DC 1 x 2500 CU – Longueur max = 2200 m  Tourets 4,5 m x 6,5 m pour une charge max de 85 T  Transport par camion (35 m) avec chargement sans grue  Optimisation des montages des jonctions par l’utilisation de containers  Limitation de l’impact environnemental Performance et innovation dans la durée 160 cycles LC LC24 LC24 HL HL ZL LC24 LC24 IT Durée : 12 mois selon CIGRE TB219 Cycles 40 40 1 1 1 40 40 1 Jours 40 40 40 40 120 40 40 5 Tension + 1,45 UDC - 1,45 UDC + 1,45 UDC - 1,45 UDC - 1,45 UDC + 1,45 UDC - 1,45 UDC Σ Jours 40 80 120 160 280 320 360 365 160 cycles LC LC21 LC21 HL HL ZL LC21 LC21 IT Durée : 6 mois selon Spécification INELFE Cycles 40 40 1 1 1 40 40 1 Jours 35 35 8 8 19 35 35 5 Tension + 1,45 UDC - 1,45 UDC + 1,85 UDC - 1,85 UDC - 1,85 UDC + 1,45 UDC - 1,45 UDC Σ Jours 35 70 78 86 105 140 175 180 Ces tensions sont définies par la loi de Weibull pour un vieillissement électrique de 40 ans pour les essais de courte (30 j à 1,85 UDC) et longue durée (360 j à 1,45 UDC). Où V est la tension appliquée entre l’âme et l’écran et t la durée d’application de cette tension. constantetVn 0 5 10 15 20 25 30 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 années Nombre de projets HVDC cumulés dans le monde par technologie MI Extrudé SCFF PPL IFA 2000 Les liaisons HVDC installées et perspectives à 2015 0 100 200 300 400 500 600 700 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 kV années Evolution des niveaux de tension par technologie MI SCFF Extrudé PPL 500 kV 450 kV 400 kV 350 kV Extrudé MI SCFF 320 kV 300 kV PPL 600 kV Les liaisons HVDC installées et perspectives à 2015 Conclusion Le choix de l’isolation extrudée en 2009 a influé  Sur le développement d’un système de câble pour les liaisons HVDC terrestres  Niveau de tension / puissance  Champs électriques (charges d’espaces)  Installation/grande longueur  Sur le développement d’une technologie plus « écologique » plus respectueuse de l’environnement  Sur les axes de Recherches et de Développements de demain  Problématique de charges d’espace aux interfaces des accessoires  Loi de vieillissement (champ électrique, thermique, mécanique,…)  Charges d’espaces (évacuation, piégeage, injection de charges)  Inversion de polarité pour le synthétique  AC DC  … Merci de votre attention José SantanaPierre Hondaâ