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1. SPSR prend toute son importance lors d une panne totale de r seau afin de limiter les surtensions lors de l effondrement du r seau li couvre le r seau Baie James et le r seau Churchill Falls ll comprend une panoplie de sous automatismes et d quipements qui assurent un niveau de surtension s curitaire pour les quipements et un d membrement ordonn du r seau Citons entre autres les parafoudres manceuvrables les parafoudres de lignes la d tection de perte de corridor la d tection de surfr quence 62 Hz 63 Hz et 65 Hz la protection de ligne en surtension de 1 4 pu et la t l acc l ration des protections de ligne en surtension de 1 2 pu Mise en service 1989 Co t 140 M Harmonisation avec RPTC et les nouvelles protections des lignes 735 KV 1999 et 2000 Co t 21 M H Automatisme MHTO Mise hors tension ordonn e du r seau Tilly LA1 LA2 MHTO particulier aux postes Tilly Nikamo et LA2 d tecte les pertes de raccordement du r seau LA1 LA2 Brisay au r seau principal Si ce r seau est flot des surtensions harmoniques peuvent affecter ses quipements MHTO voit alors les prot ger en proc dant au d clenchement rapide des lignes Tilly Nikamo Nikamo LA1 et Nikamo LA2 Mise en service 1991 Co t 4 M l Automatisme ARC Automatisme de rejet de la centrale LG1 Des surtensions harmoniques importantes au niveau 315 kV peuvent se d velopper sous certaines configurations du poste
2. Concr tement sur le r seau 735 kV la tension doit tre maintenue entre 665 kV et 760 kV Pour respecter ce crit re les lignes doivent tre mises sous tension avec leurs inductances raccord es chaque extr mit Dans certains postes pour pallier l insuffisance de compensation des charges devront tre aliment es pour abaisser le niveau de tension C Au niveau de la mise sous tension des transformateurs de puissance En cours de r tablissement des r seaux de bases particuli rement RB1 et RB5 l insuffisance de compensation r active des lignes utilis es dans le parcours n cessite une prise de charge dans quelques installations travers es pour abaisser la tension la valeur convenable pr tablie il faut donc pour cela proc der la mise sous tension d un premier transformateur de puissance Une attention particuli re doit tre apport e puisque cette man uvre peut causer des ph nom nes de r sonance harmonique et entra ner des surtensions importantes et dommageables Pour viter ce genre de ph nom ne transitoire il est recommand d utiliser un disjoncteur muni d une r sistance de fermeture pour cette man uvre Une autre facon d amortir ces surtensions transitoires est de raccorder des charges au secondaire du transformateur de puissance environ 10 de sa capacit nominale avant de le mettre sous tension On pr conise m me le recours simultan plus prudent aux deux m thodes Enfin on ne
3. d un disjoncteur qui refuse de fonctionner ou d une barre d fectueuse Gr ce aux messages g n r s l utilisateur pourra donc ex cuter en tout temps et en connaissance de cause les actions n cessaires pour diminuer les impacts des contingences V CASE CASE est un logiciel qui permet de d terminer selon la temp rature et la configuration des lignes de transport la limite thermique en vigueur de m me que la capacit disponible avant d atteindre la limite H n est pas encore int gr LIMSEL En situation de d passement CASE envoie un message au processeur d alarmes de l EMS pour indiquer Putilisateur que la capacit thermique d une ligne est d pass e CASE prend en consid ration l tat de charge de la ligne selon SCADA les quipements connexes qui y sont rattach s le nombre de disjoncteurs chaque bout de ligne et l tat de charge de la compensation s rie la plupart du temps l l ment limitatif sur une ligne 735 KV de m me que la temp rature ambiante la station m t orologique la plus proche de l endroit o est situ la ligne Actuellement tout changement permanent de configuration ou de capacit d quipement doit tre ins r manuellement par un informaticien dans la base de donn es CASE La plupart du temps nous prenons connaissance de ces changements apr s leur mise en place en r gion La base de donn es ma tresse utilis e pour les changements en r gion est applica
4. l aff t des occasions d apprendre des exp riences des autres L ensemble de notre syst me est unique mais nous pouvions trouver ailleurs des l ments quivalents ceux qui le composent Notre vigilance a men une grande quantit de modifications d adaptations qui se sont traduites en changements de commande Cela nous a co t cher mais ces d cisions ont fait leurs preuves plus d une occasion la s curisation du r seau obtenue notamment par la compensation s rie et les automatismes nous a permis d viter une panne g n rale J ai en m moire deux incidents confirm s il doit y en avoir eu plusieurs autres des situations qui auraient provoqu une panne g n rale de r seau si la compensation s rie n avait pas t la plus d un gard ce projet a marqu Hydro Qu bec C tait la premi re fois que le client maintenant Trans n rgie et le fournisseur quipement taient li s autant dans la participation que dans le suivi d un projet au jour le jour Historiquement quipement s occupait d un projet dans toute sa phase de r alisation Nous bousculions m me notre client l occasion avec notre attitude nous savons ce qui est meilleur pour vous Le client n entrait en sc ne qu la mise en route Mais la compensation s rie avait son administrateur de l exploitation continuellement impliqu dans toutes les phases de la r alisation et plus forte raison dans cell
5. Cette enveloppe conceptuelle prend la forme concr te de r gles d exploitation Elle tient compte des connaissances acquises sur le r seau et des simulations effectu es l aide de logiciels performants N anmoins la pr paration de plans de conduite demeure difficile Pour tracer le comportement global du r seau de nombreux modes de chargements et de nombreuses configurations doivent tre mis l preuve Ne pouvant tout simuler le jugement et l exp rience des exploitants comptent pour beaucoup dans le choix des cas Les pannes majeures ont souvent r sult de circonstances exceptionnelles qui n avaient pas t tudi es L analyse de pannes r centes fait ressortir diff rents ph nom nes qui ont men des d faillances de r seaux Dans le pr sent article nous en d crivons cinq I LA PANNE R CENTE DANS LE NORD EST AM RICAIN Il est trop t t pour tirer des conclusions sur ce qui a caus cette panne r cente mais il semble de prime abord qu il s agisse d un cas de surcharge chronique Dans un plan de conduite s curitaire des limites syst miques restreignent les tensions et transits en de des limitations d quipements individuelles Ces limites syst miques plus strictes tiennent compte de perturbations ou d ventuelles pertes d quipements et assurent la stabilit du r seau et le respect des limites individuelles la suite de toute d gradation plausible Lorsque ces limites sont sur le point
6. RPTC DSF TDST MAIS puisque l ajout d quipements pour augmenter davantage la robustesse du r seau serait prohibitif La sauvegarde du r seau a alors priorit sur la continuit de service et on accepte de perdre de grandes quantit s de charge pour conserver l int grit du r seau On coupe le bras pour sauver le patient Le concept du t l d lestage de charge auparavant exclusif au r seau Churchill Falls s tend alors presque tout le r seau Les premiers automatismes de rejet de production sont remplac s par des automatismes de rejet plus performants qui peuvent rejeter de gros blocs de production C est ainsi que na t l automatisme RPTC auquel s ajoute MAIS dont le but est de contr ler la tension lors de perturbations majeures TDST qui sera mis en service en d cembre 2003 d leste des charges si la tension des postes autour de Montr al vient tra ner de la patte On est donc pass une poque o pour les v nements exceptionnels seule la perte du r seau Churchill Falls est surveill e une poque o presque tout le r seau est prot g par un parapluie d automatismes r agissant la perte de plusieurs quipements Le troisi me volet du plan de d fense s attaque la s curit des quipements et la remise en charge du r seau Bien que le r seau soit plus robuste et le risque d une panne totale faible le r seau est con u et exploit de fa on telle que les quipements subissen
7. la division Strat gies d exploitation en distribution o il a soutenu pendant environ 15 mois les applications inventaire du r seau de distribution IRD valuation de la qualit du service EQS et Inventaire des adresses civiques et lectriques IACE L CHO o Sp cial panne de r seau L volution du r seau de transport et de ses automatismes Andr Lapointe Sur la lanc e de la panne majeure du 14 ao t du r seau nord est am ricain et de l Ontario on m a demand un r sum des principaux automatismes du r seau de transport Je m y attaque donc mais permettez moi au pr alable de faire un retour sur l volution du r seau de transport pour bien situer les automatismes dans ce qu on appelle le plan de d fense du r seau Vous constaterez que la robustesse du r seau s est accrue sensiblement depuis l addition de la compensation s rie et des grands automatismes de r seau I UN PLAN DE D FENSE BIEN MALL ABLE n peut d finir le plan de d fense du r seau comme l ensemble des crit res et des strat gies qui fixent la robustesse du r seau dans son exploitation quotidienne et dans son d veloppement futur sans oublier la protection des quipements lors d une panne majeure Ainsi l installation de certains quipements compensation s rie protections plus performantes et automatismes RPTC MAIS TDST DSF TDI MM TDI CN a pour objet de rendre le r seau plus robuste tandis que d autres quipements
8. mais les exploitants la jugent suffisante Quant la fiabilit elle est fondamentale conc fonction n est jamais utilis e en temps normal Mais le jour o elle l est exploitant qui vit d j une situation de L CHO E Sp cial panne de r seau stress inhabituelle s attend ce qu elle fonctionne correctement Lorsque le bateau coule on esp re au moins que la chaloupe de sauvetage tiendra le coup L atteinte de cet objectif pr sente un r el d fi l ing nieur logiciel Il n est en effet pas question de tester cette fonction sur un syst me en exploitation ne fusse qu une seule fois juste pour s assurer qu elle fait bien le travail Remarquez bien qu il ne s agit pas d une difficult propre cette fonction les concepteurs d automatismes de r seau qui ont pour but d viter qu une d fectuosit mineure se transforme en une panne g n rale font face au m me probl me Pour tester la fonction MURG il a donc fallu nous en tenir des simulateurs Pour maximiser nos chances de succ s nous avons aussi d velopp un mode test qui ma connaissance n a t utilis que quelques fois ll permet aux exploitants de lancer la fonction MURG sur un syst me en exploitation Pendant la dur e de l essai l acquisition normale des donn es en temps r el est suspendue et remplac e par un simulateur ce qui a pour effet de rendre le syst me de t l conduite inutilisable Vous voyez pourquoi ce
9. nie logiciel va principalement a l analyse des besoins la conception et l int gration de syst mes en temps r el L CHO 23 Sp cial panne de r seau La remise en charge Par le comit Echo Texte tir du document sur la philosophie de remise en charge pr par par Yves Camus ing charg d quipe unit Plan et encadrement du contr le direction Contr le des mouvements d nergie et Jacques Audet agent principal r seau unit Centre de contr le du r seau direction Contr le des mouvements d nergie I INTRODUCTION t si malgr toutes ces pr cautions une panne g n rale survenait quand m me Aussi confiante qu elle soit de sa performance Hydro Qu bec ne pr tend pas infaillibilit C est pourquoi la remise en charge travail ingrat s il en faut poss de son quipe temps plein qui jour apr s jour planche sur ce qu il faut faire advenant une d faillance g n rale En cas de panne il faut r tablir le r seau de la fa on la plus s re et dans les d lais les plus brefs R tablir c est revenir l quilibre entre la production et la charge Toute la charge C est plus vite dit que fait L avantage de la production hydraulique par rapport la production thermique est sa flexibilit de red marrage sans compter que bien souvent les groupes turbines alternateurs de ce type de centrale ne s arr tent pas tous et demeurent en rotation vide hors r seau Leur r utilisation es
10. Mais nous avons d cette fois ci nous contenter de couvrir la pr vention et la ma trise des v nements inattendus auxquels il faut r pondre rapidement Deux fois plut t qu une le comit remercie Maurice Huneault qui a non seulement r dig l introduction mais a aussi tenu le r le d diteur passant en revue chacun des textes d abord au moment de leur pr paration puis leur retour de la r vision rappelle enfin que Maurice Huneault et Jacques Audet ne sont pas membres du SPIHQ et que Nabil Ackad rel ve de la division Production et Jean Pierre Bernard de la division quipement remercie enfin France Duchesne qui pour ne pas retarder la date de parution a r vis les textes pendant la fin de semaine L CHO EJ Sp cial panne de r seau Introduction Maurice Huneault algr l excellente fiabilit des syst mes d alimentation lectrique la panne majeure qui a secou le nord est am ricain r cemment a d montr une fois de plus qu il ne faut rien tenir pour acquis Ces syst mes sont constitu s de milliers d l ments actifs de conversion de transport de distribution et de consommation d nergie ayant chacun leur dynamique propre et leurs limitations L ensemble des tudes portant sur la conduite s curitaire du r seau cherche d terminer l enveloppe des actions que les op rateurs du r seau peuvent ex cuter pour alimenter la charge tout en respectant ces nombreuses contraintes
11. Radisson ARC d tecte ces configurations probl matiques proc de au d mant lement du r seau Radisson LG1 et flote le r seau RMCC et la centrale LG2A Mise en service 1992 Co t 6 M Andr Lapointe est l emploi d Hydro Qu bec depuis 1971 il a particip la planification du r seau de r partition tout comme il a travaill celle du r seau de transport principal Dans le domaine de l exploitation il a particip la planification de l exploitation du r seau de l ancienne r gion Maisonneuve et celle du r seau actuel de transport principal Il fait pr sentement partie de l unit Programme et strat gies du r seau principal o il s occupe surtout des automatismes de r seau L CHO 14 Sp cial panne de r seau La protection lectrique Nabil A Ackad I INTRODUCTION AT la lecture des articles pr c dents tudes de stabilit et automatismes de r seau on peut conclure qu une panne g n rale peut avoir lieu quand une perturbation importante survient sur le r seau lectrique Ce genre de perturbation pourrait tre par exemple le d clenchement simultan de plusieurs lignes de transport importantes ou la perte d une portion importante de production provenant des centrales Les d faillances des divers composants d un r seau lectrique peuvent tre d origine non lectrique verglas bris m canique d un quipement etc ou d origine lectrique court circuit coup
12. adapt s qui vont parfois au del de ceux du NPCC Par exemple la conception du r seau de Trans nergie est telle qu elle permet de couvrir des v nements particuli rement prouvants En effet de grands automatismes RPTC MAIS etc implant s au cours de la derni re d cennie assurent aujourd hui la sauvegarde du r seau lors de tels v nements Les grands principes de fonctionnement de ces syst mes ont t d finis l aide d tudes de stabilit IHI R SEAU NOBLE OU R SEAU D GRAD Le r seau a beau tre bien con u il demeure toutefois que c est dans son exploitation quotidienne que se fait la d monstration concr te de sa fiabilit L encore les tudes de stabilit servent l tablissement des limites de transport en fonction des diverses topologies que pourrait prendre le r seau On distingue cet effet le r seau noble pour lequel tout l quipement pr vu est consid r disponible des r seaux d grad s dans L CHO El Sp cial panne de r seau lesquels certains quipements sont hors service Par exemple lors du retrait pour entretien d une ligne de transport la puissance que pourrait acheminer l axe du r seau touch serait normalement inf rieure celle transit e sur le r seau noble Il faut toutefois s assurer que le r seau d grad respecte encore les crit res malgr l indisponibilit d un ou de plusieurs l ments du r seau Compte tenu du nombre d l ments qui
13. am lior r cemment apr s la d sormais c l bre temp te de verglas Les op rateurs peuvent maintenant entre autres visualiser en tout temps la liste des appareils qui auraient tre man uvr s si la fonction tait lanc e lls peuvent galement consulter la liste des points qui servent d terminer la condition d application des mesures d urgence d une installation Enfin apr s avoir lanc le processus ils peuvent consulter un rapport d taill des anomalies qui auraient pu se produire durant l ex cution du processus La s curit est bien s r aussi importante il ne faut surtout pas que cette fonction d marre par erreur J imagine que si un pirate informatique connaissait l existence de cette fonction son r ve serait d en prendre le contr le Ce n est certainement pas pour rien que la s curit des syst mes des CT est d une importance capitale Bien qu il aurait t possible de faire d marrer la fonction MURG automatiquement a la suite d une panne de r seau nous avons plut t opt pour une action volontaire ex cut e par un op rateur ou un r partiteur Au d marrage la fonction v rifie la condition d application des mesures d urgence qui vise simplement s assurer qu il n y a aucune pr sence de tension dans l installation Si tel n est pas le cas elle en informe Putilisateur op rateur ou r partiteur qui peut alors malgr tout lancer le processus Ce n est pas une s curit toute preuve
14. d tre d pass es il est pr f rable de modifier le plan de conduite au pire de d lester une partie de la charge Permettez moi de sp culer que lors de la panne r cente on n a pas tenu compte des limites syst miques pour r pondre la pointe de charge Nous savons que plusieurs liens ont t charg s jusqu leur limite individuelle Si une Surcharge initiale avait t ma tris e par du d lestage la panne ne se serait pas r pandue Au contraire lorsque des m canismes de protection ont d clench les premi res lignes pour les prot ger de surcharges imminentes des lignes avoisinantes ont absorb leur surcharge D une surcharge l autre les d clenchements se sont rapidement propag s sur le r seau interconnect compter de l v nement critique neuf secondes ont suffi pour d brancher 60 millions de personnes Comme dans toute analyse de d faillance la s quence exacte des v nements sera difficile retracer IT EFFONDREMENT DE TENSION ET INSTABILIT DYNAMIQUE Deux pannes dans le nord ouest am ricain en 1996 trouvaient leur origine dans des ph nom nes diff rents Celle du 2 juillet est attribu e un effondrement de ten Sion Les manifestations de ce ph nom ne dynamique sont plut t r centes et relativement peu comprises Typiquement la suite d une d gradation du r seau des charges rotatives dans des poches de charges fortement industrielles peuvent tarder revenir leur te
15. deux et de trois lignes et le rejet de production s ajuste selon que l v nement est simple perte d une ligne ou compos perte de plusieurs lignes Le t l d lestage de charge est sollicit seulement sauf exception s il y a perte de trois lignes Mise en service commerciale automne 2000 Co t 113 M B Automatisme MAIS Man uvre automatique d inductances shunts MAIS man uvre des inductances pour contr ler la tension du r seau 735 kV lors des perturbations L ECHO 13 Sp cial panne de r seau majeures Son action est compl mentaire celle de RPTC De plus MAIS est l outil privil gi pour pr venir les pertes du r seau par effondrement de la tension Tous les postes quip s d inductances shunts 735 kV en sont munis sauf les postes pr s des grands centres de production fonctionne partir d une mesure locale de tension et d clenche une ou deux inductances si la tension est trop basse ou enclenche une ou deux inductances si la tension est trop lev e Mise en service dans 22 postes 1995 Co t 43 MS C Automatisme TDST T l d lestage de charge en sous tension Dernier n des automatismes TDST surveille la tension de cinq postes de la r gion de Montr al et si la moyenne de la tension de ces postes baisse pendant une p riode de temps d finie commande un t l d lestage de charge d au plus 2 500 MW S il y a forte perturbation de tension il op re avant MAIS Si la perturbati
16. et automatismes parafoudres sacrificiels SPSR MHTO ARC sont ajout s pour prot ger les quipements lors d une panne majeure Voir Les principaux automatismes du r seau la fin de Particle Revenons en arri re soit avant les pannes majeures de 1988 et 1989 Les crit res de conception et d exploitation du r seau se r sument alors grosso modo un seul crit re le r seau doit conserver sa stabilit apr s la perte d une ligne caus e par un d faut monophas permanent limin normalement On peut utiliser des automatismes pour hausser la capacit du r seau de transport en autant que ces automatismes n affectent pas la continuit de service rejet de production Baie James et Churchill Falls automatisme de d branchement d inductances Manic Micoua automatismes d enclenchement et de d clenchement d inductances dans plusieurs postes de Montr al et de Qu bec cause de son bilan historique entach de quelques pannes majeures les trois lignes du r seau Churchill Falls sont trait es de fa on particuli re Ainsi un automatisme de t l d lestage de charge TC Churchill Falls assure la stabilit de ce r seau lorsque les trois lignes d clenchent perte de la centrale Churchill Falls et de ses 5 200 MW de production On remarque ici l in congruit de la situation puisque l automatisme TC ne r agit pas la perte de deux lignes En cons quence le r seau est tres bien prot g lorsqu il perd trois lig
17. faut Lorsque aliment avec l archive de ces messages et un mod le partiel de la r gion Manic de l poque le 1356 Saint Donat 11357 apr s le d faut D120 001 D120 002 120 kV B2 _ B4 PS jar en m m ne ee ee om ft ee ft Per en mm ne me ue ee 0 ee es DO25 023 SAB23B24 D37 D38 25 kV L223 L224 Zone de protection d T7 des transformateurs Figure 2 Sch mas simplifi s du poste Sa nt Donat avant et apr s le d faut sur T2 L CHO 19 Sp cial panne de r seau Messages Syst me d alarmes SCADA du CT Information sur les tats Systeme expert LANGAGE Regles Diagnostics Interface personne machine Description des installations Mod le d installation Figure 3 Entr es et sorties du syst me expert LANGAGE syst me expert produisait en moins d une minute une dizaine de diagnostics pour l op ration de protection et d automatismes de protection a 8 35 54 puis quelques autres dans les secondes suivantes Avec ces diagnostics des op rateurs ont estim qu ils auraient eu linformation n cessaire pour devancer de quelques heures la reprise du transfert de 1 500 MW sur une des lignes V LE SYST ME EXPERT LANGAGE LANGAGE se pr sente comme un assistant pour l op rateur qui produit et affiche des diagnostics figure 3 LANGAGE analyse continuellement les mes sages d alarmes produits en temps r el et met les diagnostics d s qu ils so
18. faut est alors un peu plus long e tablir la configuration des diff rents composants du syst me de protection et leur interaction afin de s assurer que les dispositifs pouvant isoler un d faut donn fonctionnent selon la bonne s quence r alis e par un sch ma de principe de protection IV CONCLUSION On peut conclure que la protection lectrique a deux r les e d tecter tout type de perturbation lectrique qui peut survenir sur le r seau afin de l isoler en la localisant le plus pr cis ment possible et en agissant le plus rapidement possible e mettre l information requise aux diff rents automatismes pour qu ils puissent ex cuter les actions n cessaires pour stabiliser le r seau Hydro Qu bec une quipe chevronn e qui compte plusieurs ann es d exp rience et qui conna t bien les particularit s du r seau assume bien ce r le Nabil A Ackad est ing nieur l unit Automatismes de production direction Expertise de centrales groupe Production Apr s avoir travaill pendant une vingtaine d ann es dans des firmes de g nie conseil il joint en 1992 le service Etudes et normalisation de la vice pr sidence quipement de transport d Hydro Qu bec la suite de la r organisation de 1994 il se retrouve la division Protection du groupe quipement Compos e d une vingtaine de personnes cette division avait pour mandat d effectuer toutes les tudes associ es la protection lectri
19. heures jusqu ce qu elles soient intol rables Des oscillations substantielles dans le r seau en question ont provoqu une panne g n rale L CHO La Sp cial panne de r seau LIT LES DEUX DERNI RES PANNES HYDRO QU BEC Les derni res pannes g n rales Hydro Qu bec se sont produites en 1988 et en 1989 La premi re pr sente un cas classique d instabilit transitoire En temps normal tous les alternateurs branch s au r seau g n rent des tensions une fr quence bien pr cise En fait ils s entra nent mutuellement cette fr quence A la suite d une perturbation d faut d clenchement de ligne d lestage etc l quilibre entre la puissance m canique fournie l alternateur et la puissance lectrique d bit e par l alternateur est rompu Par cons quent l alternateur change de vitesse et sa tension change l g rement de fr quence M me de faibles diff rences de fr quence entre alternateurs engendrent des transferts de puissance chaotiques Si l impact de la perturbation est mineur ou de courte dur e les alternateurs peuvent se resynchroniser d eux m mes assez rapidement dans la seconde Sinon il sera impossible de les resynchroniser tous Des protections et automatismes isolent alors les alternateurs d linquants et ce qui reste du r seau tente de se r tablir avec des moyens r duits En avril 1988 la perte des deux lignes de 735 kV en provenance de Churchill Falls a d clen
20. les pertes de temps et de fournir une fa on de faire commune tous les exploitants A Minimum d appareils et de man uvres Chaque r seau de base utilise un parcours qui permet de transiter par le moins d installations possible dans le but d acc l rer le processus De plus on doit pouvoir remettre en charge le r seau avec le moins d appareils possible dans l optique o la panne pourrait avoir affect certains l ments On veut viter de mettre sous tension un appareil d fectueux On doit galement se pr occuper de minimiser le nombre de man uvres pour r duire la consommation d nergie r serve d air des disjoncteurs capacit des batteries B Minimum de communications Les instructions d urgence voir plus bas sont r dig es de fa on rendre les exploitants les plus autonomes possible au niveau de la s quence de man uvres ex cuter pour r tablir le r seau Bien entendu certaines tapes de validation requi rent une communication entre les op rateurs et leurs r partiteurs En plus de ces communications pr d finies si on rencontre un probl me dans l application de la proc dure de remise en charge les op rateurs doivent communiquer avec le r partiteur CER autoris d roger aux instructions d urgence Si la modification requise a un impact sur un parcours de r seau de base seul le r partiteur CCR est en mesure de coordonner une solution de rechange Il suit et coordonne le r tablissement
21. limite pour vous inscrire le 10 d cembre 2003 L ECHO 8 Sp cial panne de r seau La surveillance continuelle de la stabilit l exploitation Patrick Doyle I INTRODUCTION A Centre de conduite du r seau CCR plusieurs applications sont utilis es pour assurer la s curit du r seau Depuis quelques ann es bien que chacun de ces logiciels soit sp cialis la tendance est lPinterrelation Deux l ments nous ont amen s a consolider nos crit res de s curit de r seau et de surveillance en temps r el l ouverture des march s et notre adh sion des organismes de maintien de la fiabilit des r seaux nord am ricains comme le NPCC et le NERC Dans cet article nous vous proposons d aborder les diff rentes fonctionnalit s des logiciels du CCR qui traitent de la s curit et de voir comment nous les utilisons pour la conduite en temps r el du r seau de transport Nous traiterons particuli rement les applications suivantes LIMSEL S lection des limites du r seau LASER Logiciel d aide la s curit du r seau ATI Analyse topologique des installations CASE Capacit thermique des lignes de transport II LIMSEL Trans nergie tudie de fa on continuelle les strat gies d exploitation suivre pour optimiser l utilisation du r seau de transport tout en vitant la panne g n rale Ces strat gies v hicul es par des algorithmes des tableaux et des recommandations se r
22. peuvent tre fiers de la contribution qu ils apportent la conception et l exploitation d un des r seaux les plus complexes au monde Jocelyn Lambert est dipl m de l cole Polytechnique de Montr al En 1980 il entre Hydro Qu bec au service tudes de r seau de la direction Planification o il se sp cialise dans le domaine des convertisseurs courant continu II rejoint le service Automatisation et Protection en 1989 o il participe notamment la conception et la r alisation de automatisme de man uvre des inductances shunt MAIS En 1994 il obtient un poste au service R seau de la direction Mouvement d nergie o il labore des strat gies d exploitation relatives aux interconnexions avec les r seaux voisins Depuis 2001 il travaille dans l quipe tudes et Projets de l unit Programmes et strat gies du r seau principal direction Planification des actifs et affaires r glementaires L illustration de la derni re page de ce num ro hors s rie de l cho est une aquarelle de 18 x 22 cm de Nikolay Turkedjiev Elle est offerte par tirage au sort Pour participer il vous suffit de vous inscrire Par courriel crivez spihq spihq qc ca L objet de votre message sera Aquarelle Par courrier postal crivez SPIHQ 600 rue Sherbrooke Est bureau 201 Montr al Qu bec H2L IK1 Une seule entr e par personne Le tirage au sort est ouvert tous sans exceptions Date
23. v nements dans les diff rents postes et centrales du Qu bec afin d envoyer les consignes en vigueur pour diff rentes contingences possibles VIH EN CONCLUSION La surveillance de la s curit du r seau a passablement volu depuis quelques ann es La technologie informatique jusqu alors lourde et inefficace pour r aliser ces exigences est de plus en plus performante ll reste cependant beaucoup de travail faire Les exigences sont de plus en plus grandes Exploiter des quipements leurs limites nous oblige nous adapter constamment au changement Dans notre univers celui de l exploitation et de la s curit du r seau de transport nous voluons dans un environnement passionnant o les d fis relever chaque jour sont la hauteur de tout employ d sireux de contribuer Patrick Doyle a fait des tudes en g nie lectrique l universit Laval Qu bec de 1987 1991 Il a obtenu sa ma trise en lectrotechnique l cole Polytechnique de Montr al en 1997 Employ d Hydro Qu bec depuis douze ans il travaille titre d ing nieur au Centre de conduite du r seau la division Support et int gration de la direction Centre de contr le des mouvements d nergie depuis un peu plus de sept ans Il a travaill auparavant pendant trois ans pour l unit Logiciels CCR o il tait affect la maintenance de l automatisme de R glage fr quence puissance RFP Il a commenc sa carri re
24. 200 km sans compensation C est comme si on diminuait la longueur d une ligne de transport du tiers Je suis entr en fonction comme administrateur deux ans apr s l approbation du projet c est dire en 1990 La premi re tape qui visait le nord est le r seau Churchill tait d j en marche Quand je suis arriv les deux chantiers de Churchill et de la Baie James taient fusionn s en un seul projet Je rendais des comptes Claude de Grandmont vice pr sident quipement de transport La premi re mise en service s est faite en 1993 au poste Bergeronnes en pr sence d Armand Couture qui avait d j succ d Claude Boivin Les derniers l ments ont t mis en place au d but de an 2000 Quand nous avons lanc les appels d offre pour l achat des bancs de compensation s rie du r seau nord ouest nous avons fait nos provisions en fonction des prix qui avaient cours sur le r seau nord est C est alors que la concurrence est devenue f roce entre nos trois fournisseurs potentiels ABB GE et Siemens notre grande surprise nos provisions budg taires d passaient de 150 millions de dollars les co ts d adjudication Dans un projet de cette envergure qui se d roule sur un grand nombre d ann es le plus difficile est de g rer r Figure 1 Bergeronnes premier poste de compensation s rie mis en service en 1993 De gauche droite Marcel Coutu chef programmation et contr le de co ts Jean Pierr
25. AB23B24TS a enclench 910531 115016 DONAT SAT2B2 TS a d clench 910531 115016 DONAT DO25 023TC a enclench 910531 115024 DONAT D120 002TC a enclench 910531 115029 DONAT RS1 0 34 t re ue Figure 4 Un dlagnostle produit par LANGAGE partir des messages d alarmes L CHO gJ Sp cial panne de r seau impliqu s value le succ s de leur op ration et l tat r sultant des appareils Des diagnostics sont mis en r ponse l op ration des protections et des automatismes suivants p otection principale protection de r serve e r tablisseur de service e r enclencheur de ligne permutateur de lignes rejet de production ou de g n ration Des diagnostics sont aussi mis pour identifier des alarmes critiques et des conditions anormales dans les messages d alarmes tels un message r p titif ou un essai d annonciateur LANGAGE emploie une repr sentation par mod le de l op ration de contr le automatique Avec cette repr sentation la connaissance est divis e en deux classes 1 Une description bas e sur des r gles g n riques du comportement des divers syst mes de protection et automatismes de remise en charge qui existent dans le r seau Ce comportement est exprim en termes de groupements de messages d alarmes qui doivent se pr senter dans un intervalle de temps donn quand une protection ou un automatisme fonctionne Les r gles tiennent compte de la possibilit d op
26. JOURNAL DU SYNDICAT PROFESSIONNEL DES ING NIEURS D HYDRO QU BEC Num ro sp cial Panne de r seau p 3 ditorial rs p 4 Introduction p 15 d yprotection electrique T p 22 Mesures d urgence la mesure des Centres de teleconduite p 24 La remise en charge La panne de r seau p 28 La compensation s rie bouclier contre la _ panne g n rale 0 _ SP H a r A L ECHO Photo de couverture L CHO est le journal officiel du Syndicat professionnel des ing nieurs d Hydro Qu bec Les articles de ce journal peuvent tre reproduits en tout ou en partie condition d en citer la source Les opinions mises dans ce journal ne repr sentent pas n cessairement les politiques du Syndicat professionnel des ing nieurs d Hydro Qu bec L adresse du SPIHQ est le 600 rue Sherbrooke Est 2 tage Montr al Qu bec H2L 1K1 Vous pouvez nous joindre par t l phone au 514 845 4239 ou au 1 800 567 1260 par t l copieur au 514 845 0082 ou au 1 800 947 1767 ou La panne de r seau par courrier lectronique spihq spihq qc ca D p t l gal Biblioth que nationale du Numi ro sp cial Qu bec et Biblioth que nationale du Canada ISSN 0710 2879 SOMMAIRE Le comit CHO est pr sentement constitu de lias Aboumrad responsable 514 289 2211 p 4306 Jean Fecteau 3 Editorial 514 840 3000 p 3543 Le Bureau Le comit c
27. Les fonctions les plus commun ment utilis es sont e les relais de surintensit d tection des anomalies de court circuit ou de surcharges accidentelles e les relais de surtension ou de sous tension e les relais de distance mesure de l imp dance d une ligne pour valuer la pr sence d un court circuit le long de la ligne D autres types de relais peuvent mesurer entre autres la puissance en kilowatts ou en kilovars la sous fr quence ou la surfr quence par opposition au 60 Hz etc Il est important de s assurer que chaque type de relais peut remplir son r le d analyse et d identification du type de d faut Par exemple un syst me de protection doit pouvoir distinguer un d faut monophas court circuit entre une phase d un circuit triphas et la terre d un d faut triphas court circuit entre les trois phases de ce circuit triphas De m me certains types de relais doivent pouvoir localiser des d fauts Par exemple un relais de distance devrait pr ciser o se trouve le d faut sur la ligne prot g e pres du relais au milieu de la ligne ou l autre extr mit de cette ligne Pour d finir le r le d un bon syst me de protection la pr cision avec laquelle il peut identifier un d faut est aussi une caract ristique importante On peut alors isoler seulement la plus petite partie du r seau qui est en d faut la notion de zone de protection assurant L CHO 15 Sp cial panne de r se
28. SEL se comporte t il avec les autres applications de s curit du r seau Comme nous l avons mentionn plus haut LIMSEL en tant que noyau principal interface avec les autres applications de s curit du r seau Voyons en d tail ces relations III LASER LASER est une application avanc e qui joue deux r les principaux estimateur d tat et analyste de contingences Selon les mesures et les signalisations qu il re oit du CCR et des CT Centres de t l conduite il d termine la topologie du r seau en vigueur ses erreurs les lots form s et les transits sur chacune des lignes et des corridors en r alisant un coulement de puissance peut aussi fonctionner en mode tude en simulant manuellement une ouverture d quipements de transport et en ex cutant l coulement de puissance qui s ensuit LASER est aujourd hui tr s utile dans les situations o LIMSEL est incapable de fournir les r sultats Par exemple lors de la crise de verglas de 1998 LASER a t tr s efficace pour anticiper les transits de lignes r sultant de contingences ventuelles ou encore pour reconfigurer le r seau Un mandat de renouvellement a d ailleurs t accord SNC Lavalin pour remplacer l application actuelle devenue d su te l aide de l analyse de contingences LASER peut simuler la perte d quipements pour ensuite fournir LIMSEL les surcharges postcontingences sur les transformateurs et compensateurs s ries restant
29. T 910531 115016 DONAT T2 49 amp 63 DECL PROT GAZ amp TEMP ENROUL T2 N 910531 115024 DONAT S22 S24 27 PERTE TENS SERV AUX S22 S24 R 910531 115024 DONAT CH129 74 COND ANOR CHARG 129 VCC R 910531 115024 DONAT D120 002TC NON AUTORISE FERME 910531 115024 DONAT D025 023TC NON AUTORISE FERME 910531 115029 DONAT RS 3 VERR RET SERV T2 T3 N Figure 1 Messages d alarmes produits au CT la suite du d faut du transformateur T2 Les messages d alarmes sont en ordre chronologique Cette ouverture est accompagn e d alarmes Chaque message comporte la date l heure le nom de la station de t l mesure le nom du point d acquisition une description de la nature du message et le nouvel tat du point d acquisition Les tats d pendent de la nature du point Pour les alarmes d annonciateurs N indique une nouvelle alarme et R indique un retour la normale Pour les disjoncteurs et les sectionneurs l tat est indiqu par OUVERT ou FERM Le nom du poste Saint Donat est not DONAT La signification de ces alarmes peut tre clarifi e l aide des sch mas simplifi s du poste Saint Donat illustr s la figure 2 Le sch ma de gauche repr sente la configuration de ce poste de distribution typique avant le d faut Les deux transformateurs T2 et T3 abaissent la tension de 120 kV 25 kV Deux lignes de transport peuvent alimenter cette paire de transformateurs par les barres B2 et B4 normalement une seule ligne est util
30. allations lors de pannes partielles V REMERCIEMENTS Je remercie Guy La Vergne et Paul Chicoine pour leurs suggestions et commentaires relativement au contenu de cet article Jacques Villeneuve a obtenu un baccalaur at en g nie lectrique l cole Polytechnique de Montr al en 1975 et une ma trise de la m me institution en 1978 ll a commenc travailler Hydro Qu bec en 1978 au CCR Centre de conduite du r seau De 1978 1983 il a surtout travaill au d veloppement et l entretien de syst mes d acquisition de donn es en temps r el T l ECE en particulier Vers 1983 Jacques a poursuivi sa carri re dans le cadre du d veloppement des logiciels des CT Centre de t l conduite C est cette poque qu il a eu l occasion de parfaire ses comp tences en t l commande de postes et de centrales par l interm diaire de ces centres C est videmment dans ce contexte qu il a pu concevoir et r aliser la fonction MURG Durant les derni res ann es il a mis au point un contr leur par logique floue utilis pour le r glage de la production et de la tension de certains turboalternateurs Il a galement travaill la conception d un outil pour r gler collectivement la tension de tous les alternateurs d une centrale Pr sentement il participe avec le personnel de la firme SNC Lavalin au d veloppement des fonctions acquisition et t l commande du futur syst me de conduite des CT Son int r t pour le g
31. au ainsi le minimum de perturbations sur tout le r seau Ensuite on peut d finir l importance du temps que le syst me de protection met isoler un d faut apr s son apparition En effet le temps coul entre le moment o un d faut se produit et son isolation d pend principalement du type de relais et du temps d op ration des disjoncteurs Les caract ristiques des transfos de mesure qui alimentent ces relais peuvent aussi avoir un effet sur la performance des syst mes de protection par exemple si un transfo de courant n est pas choisi judicieusement de gros courants de court circuit vont saturer son circuit magn tique r sultant en un courant de sortie d form qui n est plus proportionnel au courant principal mesur Le but uitime de tous ces syst mes de protection est d isoler tout genre de d faut perturbation qui Surviendrait sur une portion du r seau lectrique le plus rapidement possible Ainsi l action finale de ces syst mes de protection est d mettre une s rie de commandes pour isoler le d faut sans trop partitionner le r seau c est dire isoler la plus petite zone de protection possible Selon le type de d faut et sa localisation diverses actions peuvent tre ex cut es e ouvrir un disjoncteur e arr ter un groupe turbine alternateur mettre les informations appropri es automatismes de r seau e d lester des charges pr d finies e enclencher d clencher des bancs de c
32. c Reliability Council Northeast Power Coordinating Council Open Access Same Time Information System Logiciel de gestion des retraits suriles quipements de transport R seau de base Rejet de Production et T l d lestage de Charge Supervisory Control and Data Acquisition Solution aux Probl mes de la S paration du R seau Station de t l m trie T l D clenchement d Inductances C te Nord T l D clenchement d Inductances Manicouagan Micoua T l D lestage de charge en Sous Tension Trans nergie Total Transmission Capability capacit de transport Unit s Centrales d v nements Unit s de rejet de production Dans notre prochain num ro Le prochain num ro est le dernier para tre en 2003 ll portera sur le bilan de cette ann e qui s ach ve Comit ou Nombre de d l gation postes vacants x D Nominations 2 Reclassification b O O O O MI Recours l externe 1 CTTA D ontologie cho Juridiction ant s curit riefs Il y a pr sentement des postes vacants au sein des comit s du SPIHQ Voil une belle occasion de contribuer l essor de votre syndicat tout en d veloppant une exp rience humaine enrichis sante Si un poste vous int resse informez le secr taire du SPIHQ de vos objectifs et de vos motivations avec copie au responsable du comit en titre T l copieur 514 845 0082 Courrier lec
33. ch une s rie d v nements complexe qui au bout de quelques secondes a plong fa province dans la noirceur La panne de 1989 tait exceptionnelle Elle a t d clench e par la r ponse des quipements du r seau des tensions induites par les orages magn tiques solaires Des tensions continues induites sur les lignes du corridor La Grande estim es quelques centaines de voits ont provoqu la saturation des noyaux magn tiques des quipements de r seau et des transformateurs de mesure Les transformateurs ont r pondu avec leur courant d appel dont les pointes sont largement sup rieures au courant nominal Encore une fois les m canismes de protection ont d branch les sections d linquantes du r seau et la panne g n rale a suivi En 1989 le r seau La Grande a vu la pointe du cycle solaire pour la premi re fois Le r seau n tait pas en fonction a la pointe pr c dente 11 ans plus t t Depuis lors la compensation s rie filtre efficacement les tensions continues IV LA REMISE EN CHARGE Apres une panne g n rale le processus de reconstruction du r seau appel remise en charge est complexe Dans plusieurs r gions des troncons du r seau sont d abord aliment s aux centrales Puis les troncons sont allong s avant d tre rattach s entre eux pour reformer le r seau complet ll y a plusieurs difficult s surmonter dans ce processus D abord le comportement d un tron on isol est passablem
34. composent le r seau de transport on imagine facilement l ampleur que peut prendre une tude de stabilit lorsque toutes les combinaisons possibles d l ments indisponibles sont consid r es chaque ann e on d termine donc les limites de transit pour chacune des topologies pr visibles que pourrait prendre le r seau Ces limites sont ensuite utilis es dans l exploitation en temps r el du r seau En outre elles seront inscrites m me la fonction LIMSEL S lection des limites du r seau un logiciel de soutien l op rateur du r seau implant dans les ordinateurs du CCR Les tudes de stabilit servent galement d terminer et optimiser les r glages de certains dispositifs et automatismes du r seau Les informations tir es de ces tudes sont aussi tr s utiles pour l tablissement des r gles d exploitation Mentionnons aussi que dans le cadre du projet informatique de longue haleine Stabilit en temps r el des logiciels ont t mis au point pour prendre un clich de l tat du r seau en temps r el et pr parer en quelques dizaines de secondes tous les fichiers de donn es requis pour r aliser sa simulation dynamique IV CONCLUSION Pour conclure il convient de souligner le travail formidable de tous ceux et celles qui participent la r alisation de ces tudes sp cialis es et au d veloppement des outils servant la simulation et l exploitation de ce grand r seau lls
35. consid rons comme des sc narios extr mes c est dire les conditions qui font que les automatismes de r seau entrent en action Ces automatismes sont le Rejet de L CHO Sp cial panne de r seau production et t l d lestage de charges RPTC et la Man uvre automatique des inductances shunts MA S L ensemble forme un tout coh rent homog ne mais ses l ments sont interd pendants L effet de l ensemble va bien au del de celui de chacun des l ments pris individuellement Pour sch matiser le degr de complexit extr me nous avons eu recours rien de moins qu au septi me art Il fallait bien lorsque nous parlions du projet que l auditoire puisse s en faire une image Un cin aste a produit un vid o qui repr sentait l nergie produite la Baie James ou Churchill Falls par un gros moteur Cette nergie tait livr e au bout d un essieu d une longueur impossible une roue qui repr sentait les villes du sud La compensation s rie permettait de raccourcir cet essieu L argument pr conis tait plus l essieu est court plus il est solide et plus son entretien est facile En m canique pour raccourcir l essieu il aurait fallu rapprocher le r servoir de la Baie James ou d m nager nos grandes villes vers le nord comme vous pr f rez En lectricit toutefois une telle man uvre tait r alisable Une ligne de 300 km avec 33 de com pensation s rie quivaut une ligne de
36. curit de son r seau au niveau exig par le NPCC Face cette d marche les septiques sont nombreux l poque puisque les emb ches sont de taille Pour relever le d fi il faut soit ajouter de nouvelles lignes soit opter pour la compensation s rie une technologie nouvelle Hydro Qu bec Par ailleurs les automatismes existants sont de plus en plus caducs L exploitant doit revoir ses plans d intervention et se doter d outils de conduite de r seau la hauteur de la commande Il faut carter plusieurs paradigmes et changer des mentalit s bien ancr es II UN NOUVEAU PLAN DE D FENSE EN TROIS VOLETS Le plan de d fense du r seau est donc revu en profondeur et modifi sensiblement Il est dor navant pr sent sous trois volets Le premier volet vise la continuit de service Plusieurs v nements y sont ajout s pour d terminer la robustesse du r seau L CHO 12 Sp cial panne de r seau un d faut triphas permanent sur un circuit limin normalement e un d faut monophas permanent sur un circuit avec limination diff r e e un d faut monophas permanent sur un disjoncteur limin normalement la perte permanente des deux p les du RMCC ces v nements de base qui s harmonisent d ailleurs aux exigences du NPCC on ajoute des v nements particuliers propres notre r seau e un d faut monophas entra nant la perte de deux circuits lorsque le poste est d grad en di
37. d i i i 4 t t 4 SAB23B24 B24 Disjoncteur ferm EN Sectionneur ferm 9 Disjoncteur ouvert C Sectionneur ouvert E a un d faut dans une centrale lectrique peut entra ner la production de jusqu 2 000 messages 300 dans les cing premi res secondes pendant un orage des messages d alarmes sont produits au taux de 20 par seconde quand une panne de r seau survient jusqu 15 000 alarmes par CT sont produites dans les premi res secondes La plupart de ces messages d alarmes ne seront pas utiles pour tablir un diagnostic et doivent tre cart s par l op rateur Ainsi le 18 avril 1988 de ia neige fondante causa un d faut sur une barre du r seau 735 kV au poste Arnaud Ce d faut entra na la pere de trois lignes portant 3 300 MW et l op ration d une dizaine de protections et d automatismes Les op rateurs du CT Manic virent appara tre sur leurs crans 1 200 messages d alarmes pour la seconde 8 35 54 et 3 800 autres dans la minute qui suivit Les op rateurs trouv rent l origine du d faut quelques heures plus tard Afin d aider l op rateur dans cette t che Hydro Qu bec a d velopp le syst me expert LANGAGE Logiciel d analyse et de gestion des alarmes g n ralis Les op rateurs du CT Manic s ils avaient alors eu LANGAGE auraient pu avoir une id e claire de l op ration des protections et des automatismes et des d fauts impliqu s quelques minutes apr s le d
38. de foudre etc C est dans ce dernier cas que la protection lectrique entre en jeu pour all ger le reste du document le terme protection sera utilis pour d signer la protection lectrique D une facon simpliste on peut dire que la protection traite de la science d utiliser des dispositifs de protection lectrique protective relaying pour d tecter et isoler des perturbations non d sir es qui surviendraient sur des quipements ou sur un r seau lectrique I R LE DE LA PROTECTION LECTRIQUE L nergie lectrique est caract ris e par une tension et un courant Chacun de ces deux composants est essentiellement une onde sinuso dale id ale d finie par une amplitude une fr quence gt un angle de d phasag initial ou d calage angulaire du sinus au temps z ro Cependant le r seau depuis les appareils de production jusqu aux charges n tant pas compos que d l ments id aux des harmoniques peuvent se superposer aux ondes fondamentales on peut citer en exemple les redresseurs thyristor qui coupent une portion du sinus De plus comme le r seau est compos de parties r sistives inductives et capacitives des transitoires superpos s l onde sinuso dale se produisent lors d un changement brusque de la configuration du r seau court circuit fermeture de disjoncteur etc C est dans ce contexte qu on peut d finir les r les d un syst me de protection lect
39. des cinq r seaux de base et peut intervenir en tout temps C Minimum de d placements Toutes les installations strat giques des r seaux de base et des sous r seaux doivent tre gardienn es lors de la remise en charge du r seau Les op rateurs mobiles doivent donc se diriger vers les installations qui leur ont t assign es et d autres op rateurs sont rappel s au travail si requis Le but est d viter tout d lai caus par le d placement des op rateurs D Maximum de flexibilit Lors de l laboration du plan de remise en charge du r seau les sc narios offrant une flexibilit dans le choix des lignes ou des l ments requis ont t favoris s V LES CRIT RES TECHNIQUES Une fois les parcours de remise en charge d termin s le plan doit tre valid pour s assurer qu il est s curitaire pour l int grit du r seau Des simulations pr alables effectu es par l unit Plan et strat gie du r seau principal de la direction PAAR permettent de valider chacun des sc narios La plupart des simulations se font en r gime permanent coulement de puissance mais certains cas doivent tre valid s par une analyse en mode transitoire EMTP A Au niveau des installations de production Pour chaque r seau de base il faut dans un premier temps identifier quelle centrale sert comme point de d part Cette centrale doit avoir la capacit de d marrer de fa on autonome c est dire sans aucune source de t
40. doit mettre sous tension les transformateurs de puissance suivants qu en fonction des besoins pr cis s par les tapes du processus de r tablissement et raccorder sans d lai les charges pour ne pas les laisser inutilement sous tension VI PRINCIPAUX OUTILS UTILIS S LORS DE LA REMISE EN CHARGE A Fonction Panne Cette fonction implant e dans les ordinateurs de conduite accuse automatiquement r ception des alarmes qui sont rappel es et les archive pour consultation ult rieure Cet outil permet dans une situation o il y a une avalanche d alarmes de d sengorger le syst me informatique et d viter l exploitant de devoir traiter chacune des alarmes individuellement Bien que tr s utile l application de cette fonction doit tre de courte dur e pour permettre l affichage des alarmes lors du processus de remise en charge du r seau B Fonction MURG Cette fonction d crite dans un autre article du pr sent num ro permet d ex cuter automatiquement les actions pr vues par les tapes pr liminaires des instructions d urgence Elle peut ouvrir des disjoncteurs pour isoler l installation du r seau fermer d autres disjoncteurs pour raccorder les inductances aux lignes de transport ou pr parer la r alimentation des auxiliaires lors du retour de la tension Elle peut m me mettre hors circuit les diff rents automatismes Cette fonction a t implant e dans chaque centre de t l conduite et peut tre actionn e p
41. e Robert administrateur d exploitation Denis Lessard administrateur d ing nierie Luc Laporte chef des travaux Armand Couture pr sident directeur g n ral Andr Boily vice pr sident de a r gion Saguenay Gilles Lord administrateur de projet Fran ois Fiset coordonnateur d ing nierie Claude de Grandmont vice pr sidetn quipements de transport et Claude Lussier chef de chantier L CHO EJ Sp cial panne de r seau les changements des commandes Et des changements il y en a eu un moment donn un accident est survenu au Br sil sur un banc de condensateurs semblables aux n tres Des varistances ont explos Nous avons videmment tudi cet accident redoubl nos efforts refait nos simulations pour voir si nous tions susceptibles de subir une situation semblable Des tudes et des essais r alis s l IREQ ont confirm que dans des conditions bien particuli res les condensateurs pourraient se d charger dans les varistances et les faire exploser Un changement de commande important qui nous a co t plusieurs millions de dollars nous a permis d am liorer la conception et de nous mettre l abri d un tel accident Nous vivions les premiers moments d une tech nologie nouvelle Cela nous gardait dans un tat de tension continuelle Parce que dans d autres coins du monde l quivalent de l un ou l autre des composants de notre syst me pouvait tre en exploitation nous tions toujours
42. e cinqui me article un logiciel d aide aux op rateurs capable de synth tiser les v nements ayant provoqu une perturbation dans le r seau L op rateur peut recevoir des centaines d alarmes simultan es pour un v nement sans en conna tre la cause Le logiciel LANGAGE tente d extraire l information pertinente de ces multiples messages d alarmes permettant l op rateur d agir rapidement et en connaissance de cause Le sixi me article r dig par Jacques Villeneuve Informatique du domaine transport direction T l conduite d crit l outil de remise en charge et l environnement informatique dans lequel il est utilis Une perturbation majeure peut affaiblir une partie ou la totalit du r seau qu il faut par la suite r alimenter pas pas L auteur d crit les qualit s importantes de l outil logiciel pouvant remplir la fonction de remise en charge dans l environnement de conduite VIII APR S LA PANNE G N RALE Le septi me article pr par par Yves Camus unit Plan et encadrements du contr le et Jacques Audet unit Centre de contr le du r seau direction Contr le des mouvements d nergie d crit le processus physique de remise en charge de m me que les exigences du processus organisationnel qui y sont rattach es Les auteurs traitent en d tail du plan technique adopt Hydro Qu bec des contraintes techniques et logistiques soulev es dans le plan des outils utilis s et des activit s requ
43. e la Baie James la fonction de R glage fr quence puissance RFP avant d y ajouter la fonction d optimisation des groupes D l gu syndical au SPIHQ depuis de nombreuses ann es il est depuis le d but 2003 responsable du comit cho L CHO EJ Sp cial panne de r seau L agma v lt _ a e z a f A a a a es CASE CCR CED CER CT DISR DSF EMS EMTP IREQ LANGAGE LASER LIMSEL MAIS MHTO MURG Liste des acronymes Automatisme de Rejet de la Centrale LG1 Logiciel d analyse topologique des installations Logiciel pour d terminer la capacit thermique des lignes de transport Centre de conduite de r seau Centre d exploitation de la distribution Centres d exploitation r gionaux c est l ancienne appellation des CT Centre de t l conduite Disponibilit s et R serves D lestage en Sous Fr quence Energy Management System Electromagnetic Transients Program Institut de recherche d Hydro Qu bec Logiciel d analyse et de gestion des alarmes G n ralis Logiciel d analyse de la s curit du r seau Limit Selection Manoeuvre Automatique d Inductances Shunt Mise Hors Tension Ordonn e du r seau Tilly LA1 LA2 Fonction de mesures d urgences NERC NPCC OASIS OM OS RB RPTC SCADA SPSR ST TDI CN TDI MM TDST TE TTC UCE URP North American Electri
44. eau Andr Lapointe Capacit et strat gies du r seau a r dig le troisi me article dans lequel il d crit les r les des nombreux types d automatismes d velopp s express ment pour am liorer les performances de notre r seau Ces automatismes actionn s seulement lors d v nements exceptionnels r pondent des imp ratifs de maintien de la s curit du r seau en partie en r duisant le risque d instabilit L auteur numere les crit res de performances impos s par le conseil interr gional NPCC ainsi que les crit res suppl mentaires encore plus stricts impos s par Hydro Qu bec Les solutions retenues ont pris la forme d automatismes Neuf syst mes implant s depuis 1978 la plupart r cemment sont d crits dans leur contexte d utilisation Le quatri me article pr par par Nabil A Ackad Automatismes de production pr sente les exigences de la protection des grands r seaux Si les articles pr c dents consid rent le r seau dans son ensemble celui ci montre plut t comment chaque composant du r seau est prot g contre les effets des perturbations Il num re les sp cifications g n rales des quipements de protection pouvant r pondre des besoins bien identifi s L auteur fait un bref inventaire des outils de protection et souligne la sp cificit des outils selon le contexte VIE LES OUTILS EN SITUATION DE CRISE Jean Pierre Bernard Conception Automatismes d crit dans l
45. elles sont les limites applicables du r seau de transport sur un horizon qui d passe le jour courant On peut s en douter afin pouvoir r pondre la demande anticip e en tout temps nous tudions les configurations de r seau sur diff rents horizons En cons quence LIMSEL est l outil tout indiqu pour valuer les limites au del du jour courant Comment proc dons nous C est tr s simple Nous planifions les retraits sur un horizon de temps donn puisque nous connaissons leur dur e pr vue LIMSEL peut tre ex cut en mode tude pour une date et heure cibles fix es en fonction des retraits en vigueur et des diff rentes limites qui seront en place Lorsque ces tudes sont r alis es il faut trouver une solution tous les probl mes anticip s par exemple des configurations de r seau non tudi es ou des d passements de limites Selon le temps qu il nous reste nous pouvons alors demander d tudier une configuration particuli re refuser certains retraits ou plus simplement reconfigurer la production pour satisfaire la demande sur l horizon tudi C est alors qu entre en jeu le travail indispensable du personnel affect la planification et la programmation du r seau de transport Mais comment LIMSEL fonctionne t 112 LIMSEL pourrait tre imagin de fa on tr s simpliste comme un gros chiffrier EXCEL Ah oui aussi simple que a me direz vous En v rit c est beaucoup plus que a Les r su
46. emier num ro sp cial traite des ing nieurs qui tudient supervisent exploitent et am liorent le r seau de transport Pourquoi ceux l La raison en est fort simple Deux pannes majeures qui se sont produites sur des r seaux de grande envergure ont fait la manchette r cemment L une tout pr s de chez nous couvrait le nord est des tats Unis et l Ontario l autre affectait le r seau italien Que s est il pass Plusieurs questions resteront sans r ponses jusqu ce que l analyse des v nements d clencheurs soit termin e C est ce qui nous a amen s a nous poser quelques questions Que font nos ing nieurs Hydro Qu bec pour pr venir ces pannes Quels r les jouent ils dans la remise en charge du r seau apr s une panne majeure C est ce que nous allons d couvrir dans ce num ro sp cial d di nos experts de Trans nergie Nous souhaitons que cette livraison sp ciale ne soit pas unique Nous invitons tous les ing nieurs de toutes les divisions d Hydro Qu bec r diger des articles d crivant leur r le leurs r alisations leurs bons coups Faites parvenir vos textes au responsable du comit cho il se fera un plaisir de publier un autre num ro de cette s rie qui nous fera d couvrir un autre aspect du travail de nos membres Chacun aura sa place au soleil s il veut bien la prendre bien entendu Nous sommes tous fiers de notre travail ll n en tient qu nous de transmettre cette fiert aux jeun
47. ension ext rieure Contr le de la tension Les r gulateurs de tension des alternateurs doivent tre en mode automatique en tout temps R glage de la tension des groupes La consigne de tension des alternateurs doit tre maintenue la valeur indiqu e dans les instructions d urgence Cette consigne est d termin e par simulation pour contenir chaque tape du r tablissement du r seau de base la tension l int rieur des limites pr cis es plus bas En effet en cours de r tablissement les mises sous tension puis les mises en charge successives des lignes 735 KV entra nent des fluctuations de tension dans chaque installation selon le degr de compensation de chaque ligne Puissance r active MVAR Pour chacun des r seaux de base le nombre minimum d alternateurs qui doivent tre synchronis s avant la mise sous tension des lignes ou des transformateurs est d fini Lors de la mise sous tension des lignes de transport les alternateurs doivent fournir ou absorber les MVAR requis pour maintenir la tension la valeur de la consigne Si le nombre de groupes est insuffisant on risque le d crochage par sous excitation ou la surchauffe par surexcitation Lors de la mise sous tension des transformateurs de puissance il faut galement avoir un minimum de groupes pour viter des surtensions transitoires caus es par de forts courants de magn tisation ou des ph nom nes de r sonance ferromagn tique Puissance ac
48. ent dift rent de celui de ce m me troncon en r seau et n est pas bien connu a priori Ensuite la charge globale lors de la reprise est sup rieure celle d avant la panne car les nombreuses charges normalement non coincidentes d marrent simultan ment C est pourquoi la charge doit tre r aliment e par petits blocs Enfin un plan de remise en charge doit tenir compte des indisponibilit s qui changent quotidiennement V LE MODE D EMPLOI HYDRO QU BEC De tous les modes de d faillance celui auquel le r seau d Hydro Qu bec est le plus vuln rable est l instabilit transitoire Cela est d en grande partie aux distances normes entre les centrales entre les centrales et les poches de charges et au faible degr de maillage du r seau Les simulations de stabilit transitoire sur le r seau ont men des restrictions particuli res sur la conduite Ces restrictions refl tent les conditions de configuration et de chargement du r seau Bien que les simulations d crivent des ph nom nes dynamiques des contraintes statiques sont impos es Par exemple dans certaines conditions la somme des transits passant par certains postes strat giques ne doit pas d passer 10 000 MW Encore une fois ces con traintes se conforment la notion d enveloppe de conduite et se fondent bien avec les autres contraintes statiques Cette dition sp ciale de cho comprend huit articles d crivant des proc dures et des outils mis en
49. entrale d Hydro Qu bec dispose d une telle marche suivre Ces proc dures comportent deux phases la premi re consiste essentiellement ouvrir peu pr s tous les disjoncteurs des postes et centrales en panne et mettre hors service certains automatismes la seconde permet de r tablir graduellement la tension et la charge Pour remettre l quipement en marche l op rateur doit d abord faire d marrer des alternateurs Puis il r tablit progressivement la tension dans les postes de transpor de r partition et de distribution tout en augmentant la charge du r seau pour le stabiliser II AUTOMATISATION DES MESURES D URGENCE Avant la mise en exploitation des CT au milieu des ann es 80 ces proc dures taient ex cut es manuel lement par les op rateurs dans les postes et centrales Apr s cette t che tait ex cut e par les op rateurs du CT Or ceux ci peuvent parfois avoir sous leur contr le la nuit par exemple plus de trente installations comptant plus de 400 disjoncteurs Dans une telle con dition si une panne majeure survient l op rateur peut avoir besoin de plus d une heure pour t l commander individuellement l ouverture de tous les disjoncteurs dont il a la responsabilit sans compter les autres man uvres requises C est la raison pour laquelle il tait essentiel d int grer au syst me de t l conduite une fonction pour aider les op rateurs r tablir le r seau apr s une panne partielle
50. erture d clench e la puissance achemin e des centrales vers les centres de consommation se r partit sur les autres lignes selon les lois de la physique Durant cette s quence d v nements court circuit d clenchement de la ligne affect e nouvelle r partition de la puissance il se produit un d s quilibre temporaire entre la production et la consommation lectrique En effet certains alternateurs verront leur vitesse augmenter par rapport a d autres et il y aura perte de synchronisme Il faut cependant que le r seau tende rapidement vers un nouvel quilibre dans lequel les alternateurs reviendront nouveau en synchronisme On dira alors que le r seau est demeur stable la suite d une perturbation donn e Si toutefois l quilibre n est pas r tabli temps le r seau tombe lectriquement parlant on dit ici que son comportement est instable Survient alors la panne g n rale IL TUDES DE STABILIT L objet des tudes de stabilit est d valuer de fa on anticipative le comportement du r seau pendant et apr s l application de certaines perturbations et s quences d v nements jug s plausibles On r alise cette valuation l aide d outils de simulation les programmes de stabilit tant donn qu il serait plut t malvenu d utiliser fe r seau r el Avant de commencer toute tude on doit mod liser par quations math matiques les diff rentes composantes du r seau alternateurs
51. es nos confr res nos cons urs toute l entreprise Nous avons h te de lire vos articles Fiers mais discrets les Hydro Qu b cois Le comit cho Jest seulement parce qu ils sont discrets que la panne du 14 ao t qui a affect 60 millions de personnes n a pas sembl mouvoir le personnel d Hydro Qu bec en premier lieu ses ing nieurs voir l enthousiasme qu ils ont d montr pour le th me propos par l cho couvrir ce que fait Hydro Qu bec contre la panne de r seau nous avons pu constater la fiert qu ils prouvent contribuer cette performance Fiert refoul e depuis l pisode du verglas ll aurait en effet t de mauvais go t de claironner a cette occasion que malgr une situation climatique extr me il n y a pas eu de panne de r seau Pourtant c est une r alit le verglas n est pas venu bout du r seau de transport C est toute une performance sur laquelle nous avons su rester discrets par respect pour les abonn s priv s d lectricit dans le froid Le Comit cho remercie toutes les personnes qui ont contribu ce num ro qui a demand autrement plus de travail qu un num ro de s rie iF regrette pour des raisons videntes de logistique avoir d limiter le nombre de sujets couverts juste titre des personnes travaillant la pr vision de la charge consid rent qu elles sont sur la ligne de front quand il s agit d viter une panne g n rale
52. es de la mise en route Jean Pierre Robert a tenu ce r le important pendant de nombreuses ann es Client et fournisseur ont tenu leur r le respectif avec tout ce que cela comporte de d cisions de collisions de compromis de responsabilit s et de prises de position Nous avions une r union hebdomadaire sur l tait d avancement des travaux avec l administrateur de l exploitation C est dire combien la coop ration client fournisseur tait jug e importante chaque semaine nous faisions part l exploitation de notre progression et de nos demandes Ce niveau de coop ration n avait ma connaissance jamais t atteint entre ces deux entit s jalouses de leur autonomie Quand je pense ce projet tous les talents qu il a requis au niveau de d termination de ses acteurs Vraiment c tait une belle aventure Elias Aboumrad a obtenu son dipl me d ing nieur de l cole Polytechnique de Montr al en 1971 Actuellement il occupe un poste d ing nieur la direction Contr le des mouvements d nergie Trans nergie ll a t du premier systeme d acquisition de donn es du r seau de transport livr Hydro Qu bec par B dard Girard en 1973 Ensuite il a particip tour tour la mise en place des deux systemes de gestion d nergie qui ont suivi Il a particip au d veloppement de l automatisme Rejet de production Baie James remplac depuis par le RPTC Il a int gr les centrales d
53. essaires pour restaurer le r seau L tablissement d un diagnostic est une t che complexe cause de la grande quantit d information trait e par les op rateurs de la complexit des quipements et de la faiblesse des outils de traitement d alarme offerts par le syst me SCADA Pour all ger cette t che Hydro Qu bec a d velopp au d but des ann es 1990 le syst me expert LANGAGE Ce syst me est con u pour ex cuter une analyse continuelle des messages d alarmes produits par le systeme SCADA du CT d tecter automatiquement l op ration des syst mes de protection ou des automatismes de restauration et produire en temps r el des diagnostics concis identifiant l origine et les cons quences de la perturbation Ces diagnostics permettent aux op rateurs d accomplir plus rapidement leur analyse et de g rer plus efficacement l information qu ils re oivent Il CENTRE DE T L CONDUITE ET ALARMES Les op rateurs gr ce au syst me SCADA du CT commandent directement la plupart des installations postes et centrales de la r gion sous la responsabilit du CT Les op rateurs peuvent ouvrir ou fermer des disjoncteurs ou des sectionneurs ou encore d marrer et contr ler des alternateurs dans des centrales non gardienn es localis es des centaines de kilom tres du CT Les op rateurs ne connaissent l tat des qui pements du r seau que par les informations que leur pr sente le syst me SCADA Plus de 350 statio
54. etrouvent sous forme de tables de d cision dans le syst me LIMSEL Utilisant les donn es d acquisition en temps r el pour conna tre la configuration courante LIMSEL parcourt ces tables de d cision toutes les cinq secondes pour signaler au r partiteur tout manquement l une ou l autre des r gles en vigueur li signale tout d passement de limites de transit g n re des tats de configuration et envoie au besoin des suggestions d am lioration de la situation courante et des messages d information LIMSEL est une application majeure de loin la plus importante au CCR Au cours des derni res ann es nous avons modernis ce syst me pour qu il soit plus souple programmer plus polyvalent pour r pondre aux besoins des divers domaines qu il peut couvrir Bien qu externe au syst me de gestion d nergie EMS Energy Management System du CCR LIMSEL y est bien int gr il r side en fait sur deux serveurs redondants reli s PEMS de Siemens mis en uvre en septembre 2001 De plus LIMSEL interface avec plusieurs autres applications entre autres LASER CASE ATI DISR logiciel de calcul des r serves OASIS logiciel de calcul des capacit s et des disponibilit s sur les interconnexions et OM OS logiciels de gestion des retraits sur les quipements de transport C est donc un fournisseur de donn es important reli de pr s ou de loin la s curit du r seau Il est tr s important de savoir qu
55. h e automatiquement des fins de protection ou de remise en charge Le traitement conventionnel des messages d alarmes dans un syst me SCADA consiste rapporter les messages aux op rateurs mesure qu ils se produisent une liste affich e en ordre chronologique chaque ligne tant color e selon une s v rit assign e au point d acquisition Des sommaires par quipement ou par secteur peuvent tre affich s Les messages d alarmes sont pr sent s sans aucune analyse pour aider l op rateur d terminer l tat du r seau Ill D FAUT ET MESSAGES D ALARMES UN EXEMPLE Pour illustrer la t che de l op rateur face aux alarmes consid rons le cas ou un d faut se produit sur un transformateur provoquant l op ration du syst me de protection et d un automatisme de remise en charge La figure 1 montre les messages d alarmes affich s par la fonction de traitement des alarmes du syst me SCADA L CHO 17 Sp cial panne de r seau Date Heure Poste NomDePoint Description tat 910531 112948 DONAT T2 63 PRESS GAZ ANOR T2 N 910531 115016 DONAT CH129 74 COND ANOR CHARG 129 VCC N 910531 115016 DONAT S22 amp S24 27 PERTE TENS SERV AUX S22 amp S24 N 910531 115016 DONAT D120 002TC NON AUTORISE OUVERT 910531 115016 DONAT SAB23B24TS NON AUTORISE FERME 910531 115016 DONAT D025 022TC NON AUTORISE OUVERT 910531 115016 DONAT D025 023TC NON AUTORISE OUVERT SOSS 115016 DONAT SAT2B2 TS NON AUTORISE OUVER
56. ho Illustrations et esquisses cd Introduction Nikola Turkedjev Maurice Huneault R vision et correction d preuves 7 Les tudes de stabilit servies toutes les sauces M gamots services coriseils jnc Jocelyn Lambert France Duchesne megamots videotron ca 9 La surveillance continuelle de la stabilit l exploitation 1e LA Patrick Doyle Num ro sp cial 12 L volution du r seau de transport et de ses automatismes Andr Lapointe Tirage 2 200 exemplaires 15 La protection lectrique Mise en pages Nabil A Ackad Servaco inc FA Ven 17 LANGAGE Un syst me expert de diagnostic pour les 8020 rue Saint Hubert centres de t l conduite Montr al Qu bec Jean Pierre Bernard H2R 2P3 Courriel servaco videotron ca 22 Mesures d urgence la mesure des Centres de t l conduite Jacques Villeneuve Impression Imprimerie Raymond 24 La remise en charge T l 514 277 3329 Le Comit cho T l c 514 276 7457 8030 rue Saint Hubert 28 La compensation s rie bouclier contre la panne g n rale jt EPEE lias Aboumrad 3 31 Liste des acronymes L CHO EJ Sp cial panne de r seau ditorial Nos ing nieurs toujours aux premi res loges Le Bureau E r alisations des ing nieurs d Hydro Qu bec m ritent d tre soulign es C est pourquoi nous sommes heureux de vous offrir le premier d une s rie de num ros sp ciaux de Echo qui leur est enti rement consacr e Sans publicit ce pr
57. i re permanente le comportement d un r seau d j en place Ce geste posait le jalon qui allait dor navant caract riser le r seau de Trans nergie le rendre fiable et s curitaire capable de r pondre aux exigences d une client le de plus en plus d pendante de l lectricit Pour retrouver la source de ce projet il faut remonter jusqu la panne g n rale de d cembre 1982 Puis celle de 1988 moment o le projet a pris forme juste avant la d faillance de l ann e suivante caus e par un orage magn tique de forte intensit En d autres mots Hydro Qu bec avait d cid d am liorer la fiabilit de son r seau avant m me de r aliser pleinement les effets s v res que peut avoir un orage magn tique Gr ce la panne de 1989 tous ceux qui pr naient une politique d am lioration de la fiabilit du r seau de transport ont pu raffermir leur d cision La solution retenue en plus d am liorer le comportement du r seau en le rendant plus robuste r duisait la source les probl matiques reli es aux orages g omagn tiques En effet la compensation s rie bloque les chemins que parcourent les courants g omagn tiques Le projet global tel qu approuv par le pr sident directeur g n ral de l poque Claude Boivin visait trois buts bien d finis Rendre l exploitation plus flexible am liorer la robustesse du r seau de transport par la compen sation s rie et mieux ma triser ce que nous
58. insi que les op rateurs des CT participent une session de formation donn e par le responsable provincial du maintien du plan de la direction CM Simultan ment les responsables locaux du dossier de REC dans chaque CT assurent la formation des exploitants sur les particularit s de r tablissement de leur sous r seau IX CONFORMIT L laboration et le maintien du plan de remise en charge traduisent la volont d Hydro Qu bec d tre un exploitant responsable et sont conformes la r glementation du NPCC crit re A3 et du NERC Politique 5 L CHO 27 Sp cial panne de r seau La compensation s rie bouclier contre la panne g n rale Elias Aboumrad Une entrevue avec M Gilles Lord administrateur de projets Jhistoire d Hydro Qu bec c est un feuilleton populaire dont chacun suit les pisodes avec grand int r t La saga a commenc avec la naissance de la soci t Puis d autres v nements ont contribu sa popularit La Manic rendue c l bre par la chanson qu elle a inspir e Le 735 kV une technologie novatrice immortalis e par la s rie t l vis e Les b tisseurs d eau Churchill Falls qui nous a fait vivre un retournement de situation digne d une pi ce de th tre Les 100 000 emplois de la Baie James qu il ne faut pas non plus oublier Mais un pisode est peu connu Une autre des nombreuses prouesses techniques d Hydro Qu bec probablement la plus ch re aux yeux de ses ing nie
59. is e et un des disjoncteurs est ouvert Les transformateurs alimentent quatre lignes de distribution par les barres B23 et B24 Les disjoncteurs D120001 et D120002 peuvent tre d clench s par les protections de lignes pour isoler les d fauts affectant les lignes Ils sont aussi utilis s conjointement avec les disjoncteurs DO25 022 et DO25023 par la protection des transformateurs pour isoler les d fauts affectant leur zone Les sectionneurs SAT2B2 et SAT3B4 servent isoler un transformateur d fectueux des barres B2B4 Une protection principale et un r tablisseur de service veillent sur les transformateurs T2 et T3 La protection principale provoque l ouverture des disjoncteurs entourant les deux transformateurs si un d faut est d tect Dans notre exemple un d faut se produit sur T2 et le disjoncteur D120002 est d clench 11 50 16 afin de couper toute alimentation au d faut le disjoncteur D120001 tant d j ouvert Les autres disjoncteurs de la zone D025022 et DO25023 sont aussi d clench s d annonciateur notamment l alarme T2 49 amp 63 indiquant l activation de la protection principale Ce faisant la livraison d lectricit est interrompue sur les art res L221 L222 L223 et L224 Si elle op re correctement la protection principale amorce le r tablisseur de service afin de r alimenter le plus rapidement possible les art res Le r tablisseur de service commande l ouverture du sectionneur SAT2B2 pour is
60. is Integrated in Existing SCADA Systems Proc IEEE Power Industry Computer Application Conference PICA Scottsdale Arizona 1993 e J P Bernard D Durocher LANGAGE an Expert System for Diagnosis in a Real time Context Ninth IEEE Conference on Artificial Intelligence for Applications CAIA 93 Orlando Florida 1993 Une copie en format PDF de ces articles peut tre obtenue en s adressant l auteur Bernard Jean Pierre hydro qc ca Jean Pierre Bernard a obtenu un baccalaur at en g nie lectrique l cole Polytechnique de Montr al en 1978 ll est entr au service d Hydro Qu bec en 1979 au Centre de conduite du r seau Depuis il a travaill au d veloppement des syst mes de gestion d nergie du CCR et des CT notamment au projet de modernisation du CCR o il a uvr de 1995 2002 L CHO EJ Sp cial panne de r seau Mesures d urgence la mesure des Centres de t l conduite Jacques Villeneuve I INTRODUCTION Mo si nous croyons que tout a t mis en uvre pour viter une panne g n rale de r seau nous devons tout de m me pr voir l impossible et consid rer qu une telle d faillance peut survenir Le cas ch ant les op rateurs des Centres de t l conduite CT ont donc re u des instructions d urgence qui sont en fait des proc dures suivre pour r tablir la tension et la charge du r seau la suite d une panne partielle ou totale Chaque poste chaque c
61. ises pour maintenir le plan en mode d exploitation IX LA MISE EN UVRE D UN PROJET MAJEUR Enfin Particle sign Elias Aboumrad quipe ACR Maintenance des applications du contr le sert en quelque sorte de la lecture de chevet Gilles Lord dans La un entretien qu il accordait L Echo y relate la construction et la mise en service de la compensation s rie sur le r seau de transport I met en relief l amplitude du d fi la fois technique et administratif que repr sentait ce m gaprojet plut t m connu et souligne les b n fices r els qu Hydro Qu bec en a tir s Maurice Huneault occupe un poste de chercheur l unit Analyse et gestion des r seaux de l IREQ depuis mars 1998 Il avait auparavant fait un s jour de huit ans dans le milieu industriel chez CYME international inc et de un an comme assistant professeur invit l Universit McGill ll est titulaire de trois dipl mes en g nie lectrique un baccalaur at et une ma trise s sciences appliqu es de l Universit Laval et un doctorat de l Universit McGill 1988 Depuis septembre 1999 il est aussi professeur adjoint l Universit McGill Ses sp cialit s sont l analyse et l exploitation des r seaux ainsi que les m thodes num riques connexes Depuis son arriv l IREQ il a particip principalement des projets d analyse de la d r glementation de l industrie de l lectricit d tablissement de strat gies de d gla age des
62. lignes charge afin de reproduire le plus pr cis ment son comportement dynamique r el Une fois assembl s ces mod les sont appliqu s divers sc narios d v nements L exercice est tout de m me plus complexe qu il n y para t D abord la mod lisation d un syst me physique est souvent un exercice long et co teux En effet une tude approfondie de la conception d un syst me est requise pour d terminer les principales quations qui serviront sa mod lisation On fait parfois appel des notions de physique de m canique et de thermodynamique Souvent il faudra m me r aliser des essais en site pour boucler l exercice et valider le mod le Une fois les mod les tablis et valid s il faut s assurer que les param tres utilis s dans ces mod les refl tent le plus fid lement possible l tat du r seau simuler c est l tape de la validation des donn es une t che essentielle pour produire des r sultats de qualit Tous les crit res de conception et d exploitation en r gle doivent tre respect s dans les sc narios simul s Le r seau de transport de Trans nergie doit de fait r pondre aux crit res de conception d finis par le NPCC Northeast Power Coordinating Council Il faut notamment que le r seau de transport demeure stable apr s l application de perturbations types v nements dits normaux Toutefois en raison des particularit s de son r seau Trans nergie s est dot e de crit res
63. lignes par surintensit de m thodologies de calcul de capacit de transport et de planification des r seaux de distribution L CHO a Sp cial panne de r seau Les tudes de stabilit servies toutes les sauces Jocelyn Lambert es articles de journaux publi s apr s la r cente panne du r seau du nord est am ricain ont qualifi celle ci de synchrone De fait tout r seau lectrique courant alternatif est synchrone s il comporte deux alternateurs ou plus fonctionnant en synchronisme c est dire produisant leurs bornes des ondes lectriques de m me fr quence synchronis s ce r seau Dans ce dernier il faut de plus maintenir en tout temps un quilibre entre la puissance produite par l ensemble des alternateurs et la puissance consomm e par les diff rents utilisateurs usines r sidences etc En temps normal c est l op rateur du r seau qui veille maintenir cet quilibre en rajustant constamment les niveaux de production selon la demande 1 R SEAU STABLE OU R SEAU INSTABLE ll arrive cependant que le r seau subisse des al as qui se produisent tellement rapidement en quelques fractions de secondes que l op rateur n a pas le temps de r agir Par exemple la foudre peut frapper une ligne haute tension et provoquer un court circuit Celui ci est d tect par les syst mes de protection et limin par l ouverture des disjoncteurs situ s aux extr mit s de la ligne Une fois l ouv
64. lis s dans l environnement EMS des fins de surveillance ou d affichage de particuliers Par ailleurs l utilisateur a acc s plusieurs fonctions ou macros qui simplifient grandement la programmation Par exemple il peut trouver un r sultat en fonction d un ensemble de conditions fonction VALEUR_SI ou d terminer la limite sup rieure d une mesure en temps r el fonction LIMITE_HAUTE L utilisateur na jamais se soucier de l ordonnancement des tables LIMSEL Un g n rateur de code r alise ce travail Les modules ainsi g n r s sont int gr s dans le programme pilote qui est en fait une coquille ex cutable en temps r el Les tables sont donc compil es et transform es en un fichier ex cutable qui peut rouler tr s rapidement en temps r el toutes les cinq secondes En tout l implantation d une strat gie de r seau selon sa complexit peut se faire en quelques heures Auparavant il fallait plusieurs jours pour r aliser une telle t che Le rehaussement des limites peut donc s effectuer plus rapidement et ainsi viter aux responsables de la conduite du r seau l obligation d avoir recours des moyens de contournement qui pourraient s av rer tr s co teux pour la soci t Limite BERSIM Limite BERSIM Limite BERSIM Affichez message 1400 1500 n 700 En service a fa 2000 1500 900 n 700 r sultats Indiff rent Indiff rent 700 n 700 Comment LIM
65. ltats des tudes sont la plupart du temps publi s sous forme de tableaux qui simplifient grandement la programmation dans LIMSEL Comme il est impossible pour le moment d tudier toutes les configurations du r seau de transport les planificateurs tablissent des limites parapluies applicables plus d une confi guration de r seau Ce qui permet alors d valuer le nombre de liens ou lignes en service dans un corridor et de d terminer les limites applicables L CHO Ci Sp cial panne de r seau Rejet de production Nombre de liens Figure 1 Programmation typique de LIMSEL Dans LIMSEL une programmation typique ressemblerait peu pr s ce qui est montr dans la figure 1 Beaucoup d efforts ont t mis afin d abr ger au maximum la pr sentation des informations pour l utilisateur qui programme LIMSEL Par cons quent la lecture a priori d un tableau comme celui ci n est pas de tout repos pour un n ophyte de LIMSEL L utilisateur peut programmer plusieurs formats de tables li peut donc choisir l information appropri e en fonction de ce qu il doit programmer Tel qu illustr au tableau ci dessus plut t que de faire appel une syntaxe de programmation proc durale l utilisateur emploie un langage d claratif ll peut ainsi entrer directement les noms des quipements qu il conna t ll peut galement cr er des messages et des points LIMSEL diff rents des points SCADA ceux ci peuvent tre uti
66. n d un r seau voisin ceux de l Abitibi de la Gatineau et de la Gasp sie doivent au pr alable tre s par s de ce dernier avant leur synchronisation au r seau principal Au cours de la remise en charge le r partiteur CCR transport qui joue le r le de responsable au niveau de la coordination du r tablissement choisit selon l volution du r tablissement des RB lequel sera synchronis en premier avec la boucle de Montr al III CRIT RES D LABORATION DU PLAN Toutes les r flexions qui conduisent l laboration du plan de remise en charge r pondent deux pr occupations majeures compl mentaires et non concurrentes Tout d abord la qualit du plan pour garantir un r tablissement s r du r seau chaque man uvre chaque tape doit tre accomplie avec maitrise pour viter tout bris tout accident ou tout effondrement sauvegarder ce qui est encore viable pour reb tir le r seau L CHO 24 Sp cial panne de r seau Ensuite le d lai pour r duire autant que possible la dur e du retour l alimentation normale mn pour l ensemble des clients affect s par la panne Le respect de ces pr occupations nous conduit ainsi proposer pour chacun des r seaux de base le sc nario optimal qui tient compte la fois des crit res pratiques et techniques IV LES CRIT RES PRATIQUES Les crit res d ordre pratique servent surtout l optimisation du plan Le but de ces crit res est de limiter
67. nes mais s effondre lorsqu il perd deux lignes sur trois L automatisme SPSR quant lui a pour objet de limiter les stress sur les quipements lors d une panne totale Et l exploitant tient jour religieusement ses directives de remise en charge du r seau qu il modifie aussit t qu une indisponibilit contrecarre ses plans Le r seau multiterminal courant continu RMCC est mis en service en 1991 et on se permet d utiliser le rejet de production de la centrale LG2A pour maintenir la Stabilit du r seau lors de la perte des deux p les de ce r seau En r sum le d faut monophas permanent limin normalement est l v nement qui d termine la robustesse du r seau On se permet d utiliser des automatismes pour hausser la capacit du r seau Seule la perte des trois lignes du r seau Churchill Falls est surveill e par un automatisme SPSR prot ge les quipements lors des pannes majeures Arrivent les pannes de 1988 et de 1989 Force est de constater que le r seau est bien fragile d autant plus que les r seaux regroup s sous l gide du NPCC Northeast Power Coordinating Council respectent des crit res de conception et d exploitation autrement plus s v res que les n tres Hydro Qu bec est l poque membre du NPCC titre d invit e puisque son r seau n est pas conforme leurs crit res Elle se donne alors le d fi de devenir membre part enti re du NPCC ce qui signifie qu elle doit hausser la s
68. ns de t l mesure ST sont balay es chaque seconde par les syst mes SCADA des CT Le plus gros CT celui de Maisonneuve re oit 70 000 points d acquisition de donn es de ses 95 ST statistiques de 1992 Ces donn es sont affich es pour les op rateurs soit sur des sch mas unifilaires montrant l tat des disjoncteurs et des sectionneurs la tension des barres et l coulement de puissance sur les lignes soit commeune liste de messages d alarmes Les messages d alarmes avertissent les op rateurs des changements qui se produisent sur le r seau Les op rateurs peuvent ainsi suivre l volution du r seau et r agir aux conditions anormales des qu elles se produisent Les messages d alarmes sont produits et affich s quand e la position d un appareil ou l tat d une alarme d annonciateur change ouverture fermeture d un dis joncteur temp rature trop lev e dans un transformateur activation d une protection principale etc une mesure d passe sa limite de fonctionnement normale surcharge d une ligne de transmission sous tension une barre etc Les messages d alarmes li s au changement de position d un disjoncteur ou d un sectionneur indiquent si le changement r sulte d une t l commande effectu e par l op rateur du syst me SCADA ou s il s agit d un changement inopin Un changement inopin r sulte soit d une man uvre effectu e dans l installation par la commande locale soit d une op ration d clenc
69. nsion nominale Par cons quent des r gulateurs tentent de redresser leurs tensions au point de charge Cela peut avoir pour effet d exiger plus de courant du r seau et d augmenter la chute de tension C est un cercle vicieux ventuellement avec l effondrement de la tension au point de charge le transfert maximal de puissance qui est fonction de la tension est atteint et le r seau ne peut plus fournir la charge Pour la panne en question on a constat une r duction importante de la tension a un poste de 345 kV sur une p riode d une minute suivi d un effondrement de la moiti de la tension en quelques secondes Une deuxi me panne dans la r gion survenue le 14 ao t est attribu e au ph nom ne d instabilit dynamique Ce genre de probl me est connu depuis longtemps mais ne se produit que sporadiquement et jusqu r cemment tait rarement analys Dans ce ph nom ne les r glages des alternateurs et des r gulateurs de r seau sont incompatibles et engendrent des oscillations lentes 1 Hz et moins sur les variables lectriques du r seau Pour illustrer cela simplement prenons comme exemple deux alternateurs avoisinants qui auraient des consignes de tensions diff rentes la tension m diane aurait alors tendance osciller entre les consignes Dans les grands r seaux modernes les causes des oscillations sont plus difficiles cerner Normalement leurs amplitudes vont en augmentant pendant des minutes ou des
70. nt l essentiel des tapes a accomplir dans chacun de ces centres VIL ACTIVIT S DE MAINTIEN DE LA VALIDIT DU PLAN DE REMISE EN CHARGE A court terme De facon r duire le plus possible les difficult s potentielles en cas de panne majeure une surveillance quotidienne est effectu e Ainsi tous les jours ouvrables la liste des appareils indisponibles cause d un v nement ou retir s pour entretien fournie par le syst me de conduite en temps r el est examin e pour d tecter ceux qui risqueraient d affecter le r tablissement d un ou de plusieurs r seaux de base Des qu un r seau de base semble handicap un sc nario de contournement est alors tabli De mani re respecter les divers crit res techniques voqu s plus haut bon nombre de sc narios sont pr d termin s et des simulations sont faites pour valider leur faisabilit D s la fin de l indisponibilit on retourne au sc nario optimal tabli en conformit du plan Ces activit s r p t es quotidiennement depuis plus de 14 ans maintenant la derni re panne totale date du 13 mars 1989 peuvent faire penser au mythe de Sisyphe Pourtant elles demeurent essentielles puisqu il est impossible de pr voir quand aura lieu la prochaine panne et qu il faut donc en tout temps tre pr t faire face cette ventualit B moyen et long termes Le plan de remise en charge suit l volution du r seau soit pour profiter de nou
71. nt pr ts LANGAGE utilise une description des protections et des automatismes de chaque installation d un CT une connaissance des protections et des automatismes cod e sous forme de r gles ainsi que les messages d alarmes transmis par le syst me SCADA l occasion LANGAGE demandera au syst me SCADA l tat courant d un appareil de coupure pour lequel aucun message d alarme n a t produit La figure 4 montre le diagnostic produit par LANGAGE partir des messages d alarmes de la figure 1 Le diagnostic identifie les automatismes Diagnostic 12 R sum 910531 115016 d faut DONAT T02 isol D faut La protection de TO2 DONAT a t initi e suite la d tection de es 63 PRESS GAZ ANOR T2 tat r sultant DONAT T02 est isol DONAT TO3 est en charge Diagnostic DONAT TO02 PR La protection a op r normalement DONAT TO028T03 RS Le r tablisseur a op r normalement DONAT TO2 isol Justification DONAT TO2 PR La protection a op r normalement 910531 112948 DONAT T2 910531 115016 DONAT baci 63 a t re ue DO25 022TC a d clench 910531 115016 DONAT D025 023TC a d clench 910531 115016 DONAT 910531 115016 DONAT D120 001TC ouvert D120 002TC a d clench 910531 115016 DONAT T2 498 63 a t re ue DONAT TO02 amp T03 RS Le r tablisseur a op r normalement 910531 115016 DONAT D120 001TC est demeur ouvert 910531 115016 DONAT S
72. oler le transformateur d fectueux T2 et la fermeture du sectionneur SAB23B24 11 50 16 D s que le mouvement des sectionneurs est termin 11 50 24 le r tablisseur enclenche les disjoncteurs D120002 pour r alimenter le transformateur T3 et DO25023 pour r alimenter les art res ll en r sulte la configuration montr e dans le sch ma de gauche dans la figure 2 Notez que pour une seconde donn e l ordre des messages d alarmes correspond l ordre de balayage de la ST et non l ordre d occurrence C est pourquoi l alarme indiquant l activation de la protection principale ne pr c de pas les d clenchements qui ont lieu dans la m me seconde La protection principale op re en un temps de 3 ou 4 cycles de 1 60 s pour sauvegarder les quipements le r tablisseur de service agit en un temps de l ordre de 5 30 secondes IV L OP RATEUR ET LES MESSAGES D ALARME Lorsqu une protection op re dans une installation pour isoler un d faut op rateur doit valuer rapidement s il y a une perte d quipement qui risque de rendre le r seau instable ou de surcharger les quipements voisins Il doit ensuite prendre les actions pour r organiser le r seau et viter un largissement de la panne Mais en premier lieu l op rateur doit se rendre compte qu un incident se produit et diagnostiquer quels quipements sont affect s L CHO 18 Sp cial panne de r seau Dans notre exemple l op rateur doit identifie
73. on est moins s v re MAIS op re en premier et TDST agit en second s il y a lieu Mise en service d cembre 2003 Co t 5 M D Automatisme DSF D lestage en sous fr quence DSF est compos de 165 unit s de d lestage install es dans des postes strat giques et dans des postes satellites DSF d leste de la charge et des condensateurs pour r quilibrer l quation production charge lors de la perte d un bloc de production ll op re sur une mesure locale de fr quence et peut acc der quelques 12 000 MW de charge et 8 000 Mvar de condensateurs Mise en service des d importance 1978 Co t hypoth tique pour refaire DSF en 2003 16 M Automatisme TDI CN T l d clenchement E d inductances C te Nord TDI CN est particulier au poste Micoua et agit sur la perte simultan e des deux lignes Micoua Laurentides et Micoua Saguenay lI d clenche une inductance chacun des postes Montagnais Arnaud Manicouagan et L vis Mise en service 2001 Co t 3 2 M F Automatisme TDI MM T l d clenchement d inductances Manicouagan Micoua TDI MM est particulier aux postes Micoua et Manicouagan et agit sur la perte d une ligne au sud de ces postes ll a le potentiel de d clencher jusqu deux inductances chacun des postes Manicouagan et Micoua Mise en service automne 2000 Co t inclus dans RPTC premi res installations G Automatisme SPSR Solution aux probl mes de la s paration du r seau
74. onden sateurs aux II LA PROTECTION LECTRIQUE HYDRO QU BEC Voici les r les qu assume un responsable d tude de protection Hydro Qu bec e Faire la collecte des donn es provenant des tudes de stabilit du r seau afin de d terminer de combien de temps le syst me de protection dispose au maximum pour isoler un d faut avant que la perturbation ne cause l instabilit du r seau e Choisir les transfos de mesure dont la pr cision et le type assurent des intrants aux relais de protection aussi fid les que possibles aux courants et tensions principaux du r seau e Choisir les types de relais ayant les caract ristiques requises pour d tecter les d fauts envisag s et assez rapides pour agir avant l instabilit du r seau De m me s assurer que les plages de r glage du relais sont assez larges pour pouvoir Jes r gler tout en pr voyant l expansion ventuelle du r seau Ces relais doivent aussi tenir compte des harmoniques et des transitoires de londe sinuso dale mesur e tablir la n cessit de redondance des syst mes de protection afin d viter que la panne de un l ment n ait une incidence sur le r seau crit res du NPCC e Mettre en place des protections de r serve Ainsi si la protection principale choisie ne fonctionne pas ou si le disjoncteur refuse d ouvrir une zone de protection un peu plus largie pourrait r pondre au d faut le temps requis pour isoler le d
75. ou totale La fonction MURG Mesures d urgence a t d velopp e et int gr e aux syst mes des CT vers la fin des ann es 80 Sur demande de l op rateur elle met ex cution les actions pr vues par la premi re phase des instructions d urgence Son objectif terminer la t che en moins de cinq minutes premi re vue cela semble relativement simple ex cuter puisque la premi re phase consiste essentiellement t l commander le plus rapidement possible louverture de disjoncteurs L automatisation de la seconde phase serait nettement plus complexe r aliser Mais nous le savons tous par exp rience quand nous passons de la th orie la pratique les choses ont tendance se complexifier Le succ s d un outil repose sur de multiples facteurs Dans le cas sp cifique de la fonction MURG il fallait entre autres apporter une attention particuli re trois aspects l utilisabilit la s curit et la fiabilit III FACTEURS DE R USSITE L utilisabilit d une fonction ou d un logiciel se mesure sa convivialit Pour avoir du succ s la fonction MURG devait d abord tre facile utiliser puisque les op rateurs s en servent rarement Elle devait tre munie d une interface tr s simple naturelle En fait l objectif ultime tait qu un op rateur puisse l utiliser de fa on intuitive sans avoir suivi de formation C tait son point faible lors des premiers d ploiements Cela a toutefois t
76. our un poste un groupe de postes ou pour l ensemble du CT Le but de cet outil est videmment d acc l rer la remise z ro des installations apr s une panne C Les instructions d urgence Le plan de remise en charge est d compos en instructions d urgence pour chacun des postes et chacune des centrales Ces instructions d urgence dictent de fa on claire et concise le d tail des man uvres effectuer dans chacune des installations pour Pisoler du r seau man uvres pr paratoires et pour la remettre en charge de fa on s curitaire en perdant le moins de temps possible Elle ne doit pas contenir d information ou de renseignement caract re technique ou administratif et son application est obligatoire Lors d une panne totale du r seau les instructions d urgence doivent tre suivies tape par tape Toute anomalie qui emp che leur application int grale dans une installation doit tre signal e par l op rateur a son r partiteur CER lequel devra dans certains cas aviser le r partiteur CCR Aucun changement ne peut tre apport sans son accord puisque les man uvres effectuer dans une installation d coulent d un plan d ensemble coordonn et d pendent la fois 0 man uvres effectu es avant et de celles accomplies apres L CHO 26 Sp cial panne de r seau Pour faciliter la conduite de la remise en charge au niveau des CT ou du CCR des instructions d urgence r gionales et provinciale r sume
77. p Se q EAP LEN 8 2 9 LA F Tame E 01 Sois se UT D mme i x N i EN PE y m l J e a SSA Les ing nieurs d Hydro Ce a cc ke S a ES L omm gt x l s 4 y LL Bri 38 0 e e md Es
78. place par Hydro Qu bec qui forment en quelque sorte un trousseau de d fense contre des perturbations majeures sur le r seau Chacun a t pr par par un sp cialiste du domaine Trois aspects du processus y sont couverts la pr vention d une panne g n rale la ma trise de la situation durant la panne et la remise en charge qui suit Les articles peuvent aussi tre class s en deux groupes tudes et outils sous jacents articles 1 2 5 6 et 7 et quipements articles 3 4 et 8 VI LA PR VENTION EN TEMPS NORMAL Le premier article r dig par Jocelyn Lambert tudes et projets Programme et strat gies du r seau principal d crit de fa on g n rale l importance et l omnipr sence des analyses de stabilit transitoire dans l tablissement des crit res de planification et d exploitation du r seau L auteur montre que les limites d exploitation du r seau sont d termin es en grande partie par les r sultats de l analyse de stabilit transitoire Dans le deuxi me article Patrick Doyle Contr le des mouvements d nergie d crit les outils d analyse d ploy s dans l environnement en temps r el L outil de base utilis LIMSEL int gre justement ces limites de Stabilit et d autres limites dans un chiffrier complexe L auteur d crit galement des outils connexes LIMSEL Ensemble ces outils permettent de conna tre les limites du r seau en temps r el en tout temps L CHO TI Sp cial panne de r s
79. que des centrales et des postes d Hydro Qu bec Lors de la r organisation de 1998 elle a t scind e entre les Groupes Trans nergie et Production Depuis ce sont les tudes de protection des quipements des centrales d Hydro Qu bec et la normalisation des services auxiliaires dans ces centrales qui l occupent L CHO 16 Sp cial panne de r seau LANGAGE Un syst me expert de diagnostic pour les centres de t l conduite Jean Pierre Bernard Entre 1991 et 1994 j ai particip la r alisation du syst me expert LANGAGE l poque alors que les CT s appelaient CER j avais produit deux articles sur ce syst me Le texte qui suit est un r sum de ces articles Le texte ne vise pas d crire comment le r seau est op r et ne fait pas la distinction entre op rateur et r partiteurs Le terme op rateur est utilis dans ce texte dans un sens large qui englobe les deux professions I INTRODUCTION es centres de t l conduite CT d Hydro Qu bec Trans nergie sont responsables de la surveillance et de la t l commande de plus de 550 installations postes et centrales Chaque op rateur de CT commande en moyenne 15 installations Quand une perturbation se produit sur le r seau les op rateurs doivent r agir rapidement et analyser les messages d alarmes produits par le systeme SCADA du CT pour diagnostiquer la cause de la perturbation Ce diagnostic permet aux op rateurs de prendre les mesures n c
80. r en corr lant les messages d alarmes de d clenchements avec les ouvertures de disjoncteurs dans la s quence de messages que la protection principale a op r normalement Puis il doit identifier qu un sectionneur d isolation et un disjoncteur s ouvrent pour isoler T2 et que certains disjoncteurs se referment pour r alimenter T3 quelques secondes plus tard doit ensuite conclure une op ration compl te du r tablisseur laissant T3 en r seau et T2 isol L op rateur peut v rifier les messages pr c dents et constater qu un message d alarme de surchauffe de T2 avait t mis 30 minutes plus t t 11 29 48 surtout utile lorsque l alarme de la protection principale n indique pas la cause exacte du d clenchement L op rateur doit maintenant valuer l impact de la perte de T2 et prendre les mesures appropri es Cette t che peut s av rer difficile pour plusieurs raisons e Chaque op rateur est responsable de plusieurs installations Le volume d information traiter peut devenir important si plusieurs incidents se produisent simultan ment Un nombre lev de messages d alarmes analyser peut tre produit en un court laps de temps par exemple un d faut Sur un transformateur peut entrainer la production de 150 messages d alarmes en deux secondes Saint Donat avant le d faut D120 001 D120 002 120 kV SAT3B4 e e ee e ee ee ee et ee ma AA 4 3 t 1 1 3 a i i 1
81. ration anormale ou inachev e de la protection ou de l automatisme 2 Une description appel e mod le de chaque installation contr l e par le CT Le mod le d une installation num re pour chaque protection ou automatisme les quipements contr l s barres transformateurs lignes inductances alternateurs et autres les appareils de coupure utilis s et les points d alarmes d annonciateurs qui peuvent ou doivent tre activ s quand la protection ou l automatisme fonctionne Cette description est facilement extraite partir des sch mas de l installation La repr sentation par mod le convient bien au traitement en temps r el Elle est plus rapide et plus Simple que les m thodes bas es sur des techniques comme la g n ration d hypoth se qui r clame une mod lisation pr cise du r seau et des protections et automatismes un programme de simulation ainsi que beaucoup de puissance de traitement La repr sentation par mod le est plus g n rale plus puissante et plus facile maintenir que celles qui se fondent fortement sur l heuristique VI PILOGUE Bien que LANGAGE ait t appr ci au CT Maisonneuve lors du verglas de 1998 il n a heureusement pas encore subi le test ultime puisqu il n y a pas eu de panne g n rale depuis qu il a t mis en place BIBLIOGRAPHIE Ce texte est en grande partie un r sum des articles suivants e J P Bernard D Durocher An Expert System for Fault Diagnos
82. rique d tecter un d faut analyser et identifier le type de d faut localiser le d faut isoler le d faut Pour faire op rer un syst me de protection on a besoin de deux types d alimentation e l alimentation auxiliaire pour les composants d un relais Hydro Qu bec l alimentation 125 V c c est la plus usuelie e l alimentation c a une image de la tension et du courant que le relais doit mesurer et analyser En effet un relais de protection ne peut traiter les courants comme ceux qui circulent dans le r seau de l ordre des kiloamperes ni la pleine tension appliqu e de l ordre des kilovolts il utilise plut t des signaux provenant de transfos de mesure transfos de courant ou transfos de tension Ainsi un transfo de courant permet d alimenter un relais de courant avec un courant proportionnel au courant r el mesurer et acceptable au relais normalement Hydro Qu bec on utilise des relais ayant un courant nominal de 1 ou de 5 A De m me les relais de tension sont aliment s par des transfos de tension qui abaissent la tension un niveau acceptable au relais normalement 120 V Hydro Qu bec Pour d tecter un d faut il faut choisir un relais qui dispose de la fonction appropri e ce type de d faut et dont le r glage est suffisamment sensible pour le d celer On distingue les relais par le type de fonctions de protection lectrique qu ils peuvent remplir
83. s L indisponibilit de LASER peut donc entra ner un impact financier important si elle entra ne une r duction des limites en temps r el des valeurs statiques plus conservatrices C est pourquoi toutes les applications de s curit ont la priorit de d pannage la plus lev e Au cours des derni res ann es du personnel de PIREQ Institut de recherche d Hydro Qu bec a t affect a un projet sur LASER qui vise r duire les pertes sur le r seau de transport L objectif est de diminuer les pertes en sugg rant aux responsables de la conduite du r seau les man uvres d quipements L CHO 10 Sp cial panne de r seau appropri es pour le contr le de tension et en exploitant le r seau une tension moyenne globale sup rieure ce qui se fait pr sentement IV ATI Comme son acronyme l indique ATI fait l analyse topologique des installations Fonction part enti re dans l ancien centre de conduite du r seau ATI est maintenant int gr e LIMSEL Partant de la configuration courante d une installation ATI simule la perte d un quipement pour tablir les limitations qui en d coulent Les r sultats de l analyse sont pris en consid ration lls sont affich s sous forme de messages et selon la probabilit d un tel v nement une diminution des limites d op rations de l installation peut m me tre ordonn e La panne tudi e peut aussi bien provenir d une contingence particuli re que du
84. sjoncteur e un d faut monophas sur un circuit limin normalement et le contournement simultan de la compensation s rie des circuits adjacents L utilisation d automatismes est permise pour cette deuxi me cat gorie d v nements en autant que la continuit de service est maintenue On utilise alors le rejet de production de RPTC mais avec un rejet limit en quantit MAIS et les automatismes de t l d branchement d inductances TDI MM et TDI CN On constate ici toute l ampleur du d fi puisque l v nement de base n est plus un d faut monophas limin normalement mais un ensemble d v nements parmi lesquels le d faut triphas limin normalement est le plus significatif De plus l utilisation d un automatisme est restreinte certains v nements seulement Le deuxi me volet du plan de d fense vise des v nements exceptionnels par leur nature et qui heureusement sont tr s rares e la perte totale d une centrale e la perte de toutes les lignes d un poste e la perte d un grand centre de charge Ces v nements sont tres exigeants et sauf pour le r seau Churchill Falls l entreprise s est engag e mettre en place tous les moyens raisonnables pour maintenir la stabilit du r seau En d autres mots l entreprise se donne la possibilit de limiter ses investissements au risque d tre vuln rable certaines p riodes de l ann e Elle a recours aux grands automatismes de r seau
85. soient r tablis simultan ment et qu ils convergent vers la r gion de Montr al Les r seaux de base RB1 et RB2 sont r tablis partir des centres de production de la r gion de la Manicouagan au nord est du Qu bec tandis que les r seaux de base RB3 et RB4 sont r tablis partir des centrales de la r gion de la Grande Rivi re au nord ouest du Qu bec Le fait d avoir une redondance de parcours pour chacune des sources et que celles ci soient localis es chaque extr mit de la province nous assure de toujours avoir une solution disponible pour d marrer le processus de remise en charge du r seau Enfin le r seau de base RB5 qui forme une demi boucle 735 kV autour de l le de Montr al est r tabli a partir de la centrale de Beauharnois Simultan ment au r tablissement des r seaux de base qui repr sentent l ossature du r seau principal des sous r seaux sont aussi r tablis L objectif du r tablissement de ces sous r seaux est d alimenter dans les plus brefs d lais le plus grand nombre de charges prioritaires Pour y arriver des lots sont cr s via les lignes de r partition en utilisant comme source soit des centrales qui sont pr s des r gions urbaines soit un apport de puissance venant des r seaux voisins Par la suite aussit t que les conditions du r seau principal deviennent favorables ces sous r seaux sont synchronis s avec ce dernier Bien entendu les sous r seaux b n ficiant du soutie
86. t alors tr s rapide En 1989 il a suffi de neuf heures pour que 90 de la charge soit r tablie L objectif actuel est plus rapide encore Un peu partout dans le monde on remet des r seaux en charge partir de lignes dont le niveau de tension est relativement bas La mise sous tension des lignes haute tension ne se fait que beaucoup plus tard et sert surtout rattacher les diff rents sous r seaux lots entre eux Jusqu en 1977 Hydro Qu bec la remise en charge du r seau se faisait travers les niveaux de tension de 120 kV et de 315 kV en premier Mais apr s la construction de centrales de plus en plus loin des centres de consommation et l expansion du r seau a 735 kV on a opt pour la mise en application d un sc nario de remise en charge qui passe par le r seau de transport 735 KV Depuis plus de 30 ans Hydro Qu bec tient jour un plan de remise en charge du r seau pour parer toute ventualit Nous proposons au lecteur comme prol gom nes utiles la compr hension du plan de remise en charge d Hydro Qu bec un survol des points les plus essentiels tels que les r seaux de base qui le composent les crit res d laboration retenus les outils employ s pour le r tablissement les activit s de maintien de sa validit et les besoins de formation du personnel concern Il R SEAUX DE BASE ET SOUS R SEAUX Le plan de remise en charge est con u de telle sorte que les r seaux de base RB
87. t un stress limit lors des pannes totales On fait appel des automatismes tels que SPSR MHTO et ARC qui ont pour objet de prot ger les quipements en contr lant le d membrement du r seau lors d une panne majeure De plus l exploitant tient jour selon la disponibilit des quipements ses directives de remise en charge du r seau Et depuis le verglas de 1998 l entreprise a revu et bonifi la structure d urgence Apr s tous ces efforts sommes nous pour autant immunis s aux pannes majeures Bien t m raire celui qui r pondrait par l affirmative puisque la nature peut tre violente et bien impr visible Mais il est ind niable que le r seau est aujourd hui beaucoup plus robuste Fait souligner un automatisme semblable au TDST install Cleveland et D troit aurait possiblement permis d viter la panne majeure du 14 ao t chez nos voisins du sud II LES PRINCIPAUX AUTOMATISMES DE R SEAU A Automatisme RPTC Rejet de production et t l d lestage de charge Le plus gros de nos automatismes RPTC a pour objet de d tecter la perte d une ou de plusieurs lignes 735 kV et d ex cuter un rejet de production et un t l d lestage de charge il couvre presque tout le r seau soit les deux grands axes du r seau de transport Baie James et C te Nord Les anciens automatismes de rejet de production r agissaient la perte d une ligne et leur effet tait limit RPTC r pond la perte d une de
88. test na pas t ex cut tr s souvent Cependant il a permis de d montrer jusqu un certain point la bonne fonctionnalit de la fonction MURG dans un environnement autre qu en laboratoire IV FORMATION DES UTILISATEURS 6 L id al serait que l instar des pilotes d avion commerciaux et des op rateurs de centrales nucl aires et d autres syst mes complexes o la s curit des gens est en jeu les exploitants disposent d un v ritable syst me de formation pour se familiariser avec les situations d urgence Ce syst me n est malheureusement pas disponible Les op rateurs doivent donc apprendre les rudiments de la fonction MURG dans un environnement tr s limit qui ne comporte qu une seule installation Cet environnement est tout de m me suffisant pour leur permettre de revoir la fonction de temps autre MURG a t mise en exploitation en 1988 ou 1989 Coincidence tonnante la derni re panne de r seau s est produite peine quelques mois plus tard Alors les exploitants ont eu l occasion de tester la fonction dans le cadre d une vraie situation d urgence J ai appris au lendemain de cette panne non pas sans une certaine fiert qu elle avait fonctionn ad quatement Comme je ne suis plus impliqu directement dans ce dossier je mai aucune id e du nombre de fois o elle a t utilis e depuis Un exploitant m a n anmoins affirm qu elle a servi quelques reprises sur un nombre limit d inst
89. tion G542 au SSEP serveur utilis principalement pour l archivage de donn es d exploitation Il peut donc y avoir un certain d calage avant que les informations des deux bases de donn es soient identiques Un projet est l tude afin de cr er une base de donn es commune qui permettrait de traiter l information ad quatement d s sa mise jour en r gion provinciales suivantes VI UN MOT SUR LES TTC CAPACIT S DES INTERCONNEXIONS Depuis l ouverture des march s le CCR doit afficher sur OASIS les capacit s maximales de chacune des interconnexions Nous avons eu recours LIMSEL pour programmer chacune des limites applicables Ainsi LIMSEL envoie chaque heure OASIS les TTC de chaque interconnexion et met la disposition des utilisateurs en temps diff r certains points qui permettent de limiter manuellement lors de configurations particuli res les capacit s valu es par LIMSEL VII LES AUTOMATISMES RELI S LA S CURIT DU R SEAU PRINCIPAL Certains d entre vous ont peut tre entendu parler de RPTC Rejet de production et t l d lestage de charge Au CCR c est LIMSEL qui doit envoyer les consignes de rejet et de d lestage applicables pour la configuration du r seau et les transits actuels et ce pour diff rentes contingences simul es et tudi es Toutes les cinq secondes LIMSEL communique directement avec les URP unit s de rejet de production et les UCE unit s centrales d
90. tive MW Pour viter les excursions de fr quence lors des prises de charge il faut avoir suffisamment d inertie au niveau des r seaux de base Comme r gle empirique les prises de charges devront se faire par blocs successifs qui n excedent pas 5 de la production d j synchronis e Concr tement on vise une capacit de production minimale initiale de L CHO 25 Sp cial panne de r seau 1 000 MW pour chacun des cinq r seaux de base donc des prises de charges par bloc de 50 MW En plus de ces diff rentes contraintes un groupe doit tre flot sur les services auxiliaires dans chacune des centrales de d part des r seaux de base De cette fa on advenant un d clenchement du r seau de base l alimentation des auxiliaires de la source de production ne sera pas affect e Apr s la formation d un deuxi me lien parall le dans un r seau de base ce dernier n a plus besoin d un groupe d di au service auxiliaire B Au niveau du r seau de transport Le niveau de tension doit tre maintenu l int rieur de limites convenables Le seuil maximal de tension est de 1 05 pu Toute tension plus lev e que la tension nominale d exploitation provoque un vieillissement pr matur des appareils et risque m me de les endommager Le seuil minimal de tension est de 0 9 pu Il faut maintenir un niveau de tension qui permet d alimenter ad quatement les services auxiliaires des installations et dans certains cas des clients
91. tronique spihq spihq ac ca Pour plus d information t l phonez au 845 4239 ou au 1 800 567 1260 Les nominations doivent tre ent rin es lors du prochain conseil syndical L CHO EI Sp cial panne de r seau TA Nom 02 1 D 4 am t t W r e we HI Ka A E S ts si 2 0 SEE A A a h Y ts gt ue EEJ LEE tu Poppy UN LE SS AN P ve yum A A me Ta I 0 me R vi a SUD UA _ Mm 400 40 a OCT TPS ESS vers p i ape st 90m a di ET a s pee E a a E TD 00M gt gt am i A TE 00 PA ER HEN Y amo SS y AA A Bo E CS r Fee Pa a WN tt mie id 1 q i Jan a CURE b L O sh N ET er eur 20 gt rauma sur em see re RS E e ba ei Y vo i joue von 7 me a ps in y q A i F se CPE LS 2 0 PU gt JA ke Ata La n UDS afd aY O A E A PEE e gt f Re GE ES D l aii 1 tu op em sr e eu t E o 4 8 5 gt o lt Rraran DS eg e A ntm L a e pegoeo e CL SCA E E i parra i s a p et t Syp La z Pep s A E cd e Le m0 gt L f 4 Le e h CRETE PU ii bit Di 4 Ore x TE vu o M gt 9 4 0 3 p an amp a P D se A Ma i Sa 8 9 6 6 pe I LLEE i 3 sent 5 US TT dev gr ETER a CRCOEUTL 18 5 40 O e 0609 Y 8 a 4 r A a 1 nd URI TPERRE S n ms
92. urs nous a d j valu 14 ans d op ration sans panne g n rale malgr l pisode catastrophique du verglas la compensation s rie Le pr sent num ro hors s rie de l cho nous a sembl l occasion id ale pour accorder la compensation s rie toute l attention qu elle m rite Gilles Lord a tenu les r nes du projet qui a men a la r alisation de cet exploit technique Il a accept de nous recevoir pour partager ses souvenirs avec nous et voquer l aventure qu a t pour lui la livraison de cette uvre d ing nierie et de construction C est un des projets les plus innovateurs qu il m a t donn de livrer Plus de 90 des quipements mis en place taient le fruit de nouvelles technologies Leurs caract ristiques aussi bien leurs param tres que leur comportement taient peine connus Aucun des appareils qui constituent maintenant la compensation s rie ne se trouvait dans l entrep t d un fournisseur voire sur une cha ne de montage tablie Tout a d tre homologu en cours de r alisation Et l je vous parle du r le que je jouais au d but du projet l tape pr c dente celle de la planification je laisse votre imagination toutes les nuits blanches les doutes les analyses de risques les simulations de comportement les tudes de stabilit les calculs math matiques et les prises de d cisions qui ont d accompagner un projet de 1 3 milliard de dollars qui allait modifier de man
93. veaux appareils ou de nouvelles lignes soit pour introduire des pr cautions li es l implantation d automatismes SPSR MAIS RPTC De plus une fois lan le plan des retraits des appareils pr vu pour l ann e suivante est analys pour d tecter les situations d entretien qui causeraient des indisponibilit s trop p nalisantes pour la viabilit du plan Dans la mesure du possible il faut maintenir la disponibilit des cinq r seaux de base mais la limite il faut qu au moins un r seau de base du c t Manic RB1 ou RB2 et un r seau de base du c t La Grande RB3 ou RB4 en plus de celui de la boucle de Montr al RB5 soient maintenus De m me une coordination doit tre faite entre les retraits des appareils de production et de transport pour limiter l impact de ces retraits sur le plan de remise en charge VIII FORMATION Tel que signal plus t t la derni re panne g n rale est bien loin derri re li ne faut pas croire toutefois qu elle est impossible comme la panne r cente et inattendue qui est survenue chez nos voisins l a d montr Mais la panne de r seau n est pas une situation habituelle Ce n est donc pas l exp rience qui permet aux intervenants d avoir de bons r flexes dans une telle situation C est pourquoi il est primordial de leur pr senter r guli rement les particularit s du plan de remise en charge Au moins une fois Pan les r partiteurs du CCR et ceux des CT a

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