Essais de prototypes de pointe de dispositifs PAC pour l'industrie de l'énergie

L'entreprise

Protecta Electronics Ltd, basée à Budapest, en Hongrie, est un chef de file mondial dans la conception et la fabrication de relais de protection numériques et de produits d'automatisation pour l'industrie de l'énergie.

Avec plus de 60 ans d'expérience, Protecta fournit des systèmes de protection et de contrôle avancés pour les réseaux à haute et moyenne tension, destinés aux centrales électriques, aux services publics et aux applications industrielles dans le monde entier.

Au-delà des relais de protection, Protecta développe des contrôleurs d'automatisation poste, des contrôleurs de changement de prise, des minimiseurs de courant d'appel de transformateur et des contrôleurs de bobine de suppression d'arc, offrant ainsi des solutions complètes qui garantissent la sécurité et la fiabilité du réseau.

Les défis

Le test des systèmes de protection, d'automatisation et de contrôle (PAC) est essentiel pour garantir la fiabilité du réseau électrique. Les méthodes de test traditionnelles, basées sur la génération et la relecture de formes d'onde hors ligne, se sont révélées longues, limitées et peu flexibles, en particulier lors de la validation de réseaux multi-dispositifs complexes.

Protecta a dû relever plusieurs défis majeurs :

• Respecter des normes de validation internationales rigoureuses qui nécessitent des milliers de cas de test automatisés.
• Fournir des démonstrations d'essai personnalisées pour les configurations spécifiques des systèmes d'alimentation des clients.
• Test des fonctions de contrôle dynamique, telles que les changeurs de prise de transformateur ou les contrôleurs de bobine de Petersen, qui nécessitent un retour d'information en temps réel.

Pour surmonter ces obstacles, Protecta a cherché une plateforme test plus complète et adaptative, capable de reproduire le comportement réaliste d'un réseau dans des conditions de défaillance et d'exploitation.

La solution OPAL-RT

Pour répondre à ces exigences, Protecta a intégré le simulateur temps réel OP4510 d'OPAL-RT ainsi que les logiciels RT-LAB et eMEGAsim dans son environnement de recherche et développement.

En utilisant des modèles MATLAB®/Simulink®, les ingénieurs de Protecta ont créé des simulations en temps réel de réseaux électriques où les signaux analogiques et numériques sont échangés directement avec les dispositifs de protection. Cette configuration permet :

• Essais en boucle fermée où les appareils réagissent de manière dynamique à des défauts simulés.
• Tests automatisés par lots à l'aide de scripts Python pour des milliers de scénarios de test.
• Tests de coordination en temps réel entre plusieurs relais de protection sur le même réseau.

Des modèles spécialisés simulent des phénomènes électriques complexes tels que

• Défauts évolutifs, saturation des TC et défaillances des VT.
• Commutation point sur onde (PoW) avec une fonction de minimisation du courant d'appel du transformateur (TRIM) pour une mise sous tension en douceur.
• Contrôle de la bobine de suppression de l'arc (Petersen) pour les réseaux compensés, réglage précis du courant et de la tension résiduels en cas de défauts monophasés à la terre.

Le simulateur en temps réel permet aux ingénieurs d'ajuster les paramètres à la volée, d'effectuer des tests de synchronisation précis et de valider des algorithmes qui nécessitaient auparavant des installations physiques complexes.

Les résultats

L'intégration du simulateur OPAL-RT a transformé les processus de R&D et de test de Protecta, offrant des avancées significatives en termes d'efficacité, de flexibilité et de précision.

Les principaux résultats sont les suivants :

• Des tests automatisés plus rapides, réduisant le temps de validation tout en maintenant une conformité totale avec les normes internationales.
• Amélioration de la précision en remplaçant les modèles électriques physiques par des simulations en temps réel.
• Des capacités d'essai étendues pour la coordination de plusieurs dispositifs et des schémas de protection complexes.
• Accélération de la certification et de l'homologation, facilitant l'entrée de Protecta sur de nouveaux marchés mondiaux.

L'avenir

À l'avenir, Protecta prévoit d'élargir sa bibliothèque de tests en temps réel afin d'inclure la protection différentielle des barres et des lignes, ainsi que de développer de nouveaux modèles pour les tests du bus de processus IEC 61850-9-2. Avec la technologie OPAL-RT au cœur de ses opérations de R&D, Protecta continue de repousser les limites de l'innovation en matière de protection des réseaux électriques, garantissant ainsi une infrastructure Énergie plus sûre, plus intelligente et plus résiliente.

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