1. Contexte de la demande de l'industrie Essais sur le terrain des câbles SIG et haute tension
Dans le cadre de projets internationaux de construction d'infrastructures électriques, après la pose des appareillages de commutation isolés au gaz (GIS) de 220 kV et des câbles haute tension réticulés XLPE de 110 à 220 kV, des essais de tenue diélectrique en courant alternatif (CA) sont nécessaires sur site afin de vérifier la performance globale de l'isolation. Cette procédure d'essai est essentielle avant la mise en service du réseau électrique. De nombreux contractants EPC internationaux et organismes de contrôle indépendants se procurent régulièrement des équipements d'essai de tenue diélectrique de 300 kV et 200 kVA pour tester la tenue diélectrique des chambres à gaz GIS, la tenue diélectrique à fréquence industrielle du circuit principal et la tenue diélectrique en courant alternatif des câbles sur toute leur longueur.
En raison de contraintes telles que la capacité limitée d'alimentation électrique temporaire sur les chantiers à l'étranger, l'espace de transport restreint et les environnements d'exploitation complexes des sous-stations extérieures, les transformateurs d'essai de tenue en tension à fréquence industrielle intégrés traditionnels sont encombrants, gourmands en énergie et difficiles à adapter aux conditions sur site. Pour répondre à cette problématique, DEMIKS Power (Shanghai DEMIKS Power) a lancé un système d'essai résonant CA standardisé de 300 kV/200 kVA , devenu l'équipement de référence pour les essais de tenue en tension des câbles GIS et haute tension à l'étranger. 90 % des projets internationaux de transport et de distribution d'énergie électrique utilisent le système résonant série en remplacement des dispositifs de tenue en tension à fréquence industrielle traditionnels.
2. Objets de test principaux du client et exigences relatives aux paramètres obligatoires
DEMIKS, en tenant compte des besoins d'approvisionnement à haute fréquence de ses clients internationaux, a identifié deux scénarios de test principaux pour les échantillons. Le système résonant complet de la série 300 kV/200 kVA permet de répondre à tous les besoins de test en une seule étape.
2.1 Essais d'un appareillage de commutation haute tension isolé au gaz (GIS) de 220 kV
Scénarios applicables : test de tenue en tension de type usine GIS, test de tenue en tension d’acceptation sur site, test de tenue en tension à fréquence industrielle du circuit principal, test de tenue en tension d’isolation du sectionneur/interrupteur de mise à la terre, test de tenue en tension global de la chambre à gaz indépendante, tension d’essai maximale de la norme de test d’acceptation GIS 220 kV ne dépassant pas 300 kV, correspondant parfaitement au niveau de sortie de cet ensemble de système résonant en série de convertisseurs de fréquence.
2.2 Essais des câbles d'alimentation haute tension XLPE HT 110 kV~220 kV
Scénarios d'application : Essai de tenue en tension alternative pour la réception et la mise en service des câbles, essais préventifs d'isolation. Les câbles haute tension longue distance et de forte capacité constituent des charges capacitives typiques. Le convertisseur de fréquence à résonance série exploite le principe d'élévation de tension par résonance pour réduire considérablement la consommation d'énergie et convient parfaitement aux essais de tenue en tension des câbles ultra-longs.
Spécifications techniques précises du client :
Tension de test de sortie CA maximale : 300 kV CA (RMS, 50 Hz/60 Hz, sortie de conversion de fréquence personnalisable)
La capacité de sortie nominale du système est de 200 kVA, avec une marge de capacité de plus de 10 % afin de garantir une augmentation de tension stable sur de longues périodes.
Facteur de forme de l'équipement : structure portable modulaire de type divisé, principalement conçue pour les essais sur site dans les sous-stations extérieures ; les essais en laboratoire et en usine constituent un scénario d'application secondaire.
3. Comparaison de deux solutions d'équipements résistants à la pression courantes de DEMIKS (Recommandées pour la sélection à l'exportation)
Pour les essais de tenue diélectrique des câbles GIS + haute tension 300 kV/200 kVA, DEMIKS propose deux solutions complètes et éprouvées. L'équipe technique privilégie le système d'essai résonant série à conversion de fréquence , tandis que le dispositif d'essai de tenue diélectrique à fréquence industrielle sèche traditionnel n'est envisagé que pour les projets simples et de petite envergure.
Option 1 : 300 kV/200 kVA (Préférée pour les projets à l’étranger)
Le dispositif complet de tenue en tension de résonance de la série DEMIKS pour convertisseurs de fréquence comprend une alimentation pour convertisseur de fréquence, un transformateur d'excitation, un groupe de réacteurs résonants haute tension, un diviseur de tension capacitif de 300 kV et des condensateurs de compensation (en option). L'ensemble est modulaire et facilement démontable, ce qui facilite son exportation par voie maritime avec fumigation en caisses de bois.
a.) Alimentation à variateur de fréquence : alimentation secteur triphasée d’entrée nominale 380 V/415 V, sortie à fréquence variable réglable de 0 à 400 V, puissance nominale de 60 kW, servant de source d’entraînement de régulation de fréquence et de tension pour l’ensemble du système résonant ; prend en charge la modification du réseau électrique 50 Hz/60 Hz, adaptable aux différentes normes de réseau électrique en Europe, en Asie du Sud-Est et en Amérique.
b.) Transformateur élévateur d'excitation : entrée 0~400 V, sortie 10 kV, capacité nominale 200 kVA, adapté à la tension d'entrée du réacteur résonant pour obtenir une augmentation de la tension primaire.
c) Réacteur résonant haute tension : Chaque section du réacteur a une puissance nominale de 50 kV/35 kVA, et 6 sections sont connectées en série pour obtenir une tension de sortie totale de 300 kV. La capacité totale du système est de 210 kVA, ce qui respecte la marge de capacité nominale de 200 kVA. Le réacteur est constitué d’une structure légère en résine époxy moulée, et une seule personne peut transporter un module.
d.) Diviseur de haute tension à condensateur pur de 300 kV : précision de mesure de tension ≤ 1 %, équipé d'un système de contrôle d'affichage numérique intelligent, intégrant de multiples fonctions de protection telles que la surtension, la surintensité et la rupture, et l'acquisition en temps réel des données de test haute tension.
e.) Condensateur de compensation (optionnel) : Pour compléter et adapter les charges capacitives des câbles haute tension 220 kV de grande section et ultra-longs, aucune configuration n'est requise pour les tests GIS de routine.
Noyau résonant série à fréquence variable DEMIKS : avantages pour l’industrie (point clé pour les clients du commerce extérieur)
a.) Compatible avec toutes les catégories de produits : Il convient aussi bien aux petites charges capacitives des GIS qu'aux charges capacitives ultra-larges des câbles haute tension longue distance, et est conforme aux normes de test internationales telles que IEC62271 (commutateurs GIS), IEC60840 et IEC62067 (câbles haute tension), répondant aux exigences d'examen des tests de type des organismes de test tiers mondiaux.
b.) Faible seuil d'alimentation électrique sur site : Seules 60 kW d'alimentation secteur externe sont nécessaires pour atteindre une sortie haute tension de 200 kVA, ce qui permet d'économiser plus de 70 % de la capacité d'alimentation électrique par rapport aux dispositifs de tension de tenue à fréquence industrielle traditionnels, et convient aux conditions d'alimentation électrique des petits groupes électrogènes temporaires sur les chantiers de construction à l'étranger.
c) Conception modulaire facilitant l'exportation : chaque composant est emballé individuellement dans une caisse en bois, pouvant être chargée dans un conteneur standard pour le transport maritime. Le montage et le démontage sont simples, ce qui réduit considérablement les coûts logistiques internationaux.
d.) Facteur de sécurité élevé lors des tests : le circuit résonant se désaccorde instantanément en cas de défaillance de l'échantillon testé, la haute tension chute rapidement et le courant de court-circuit est extrêmement faible, évitant ainsi d'endommager les échantillons de test d'isolation GIS et de câble ; la sortie est une onde sinusoïdale standard sans pics harmoniques, évitant les fausses défaillances.
Option 2 : Appareil de test de tenue en tension à fréquence industrielle de type sec traditionnel 300 kV/200 kVA (optionnel, non recommandé)
L'ensemble complet d'équipements DEMIKS de type sec pour la tenue en tension à fréquence industrielle comprend : un transformateur d'essai de type sec de 300 kV/200 kVA , un régulateur de tension à induction haute puissance de 220 kVA, un diviseur de condensateur de 300 kV et un ensemble complet d'accessoires haute tension.
Lacunes de la solution
L'ensemble de l'équipement nécessite une puissance d'entrée de près de 200 kVA, et les chantiers à l'étranger requièrent une alimentation électrique stable et de forte puissance. De par sa taille et son poids importants, cet équipement engendre une consommation électrique élevée lors des essais de tenue en tension des câbles haute tension longue distance, et son transport s'avère complexe. Il convient uniquement aux essais simples sur de petits réseaux géospatials avec des échantillons de faible envergure, et est rarement utilisé dans les grands projets de câbles à l'étranger.
4. Confirmation de 5 informations clés avant la personnalisation des commandes de commerce extérieur (processus d'enquête standardisé DEMIKS)
Afin de garantir une personnalisation précise du dispositif résonant série à fréquence variable 300 kV/200 kVA, les ingénieurs commerciaux de DEMIKS vérifieront au préalable cinq paramètres clés afin d'éviter les écarts de compatibilité des équipements :
a.) La fréquence du réseau électrique national où se situe le projet est de 50 Hz (courant dominant en Asie et en Europe) / 60 Hz (Asie du Sud-Est et Amérique), et le programme interne du convertisseur de fréquence sera modifié en conséquence.
b.) La longueur maximale d'une seule section du câble haute tension testé est utilisée pour calculer la marge de capacité du réacteur.
c.) Tests sur site du niveau de tension nominal du GIS (110 kV/220 kV).
d.) Norme d'alimentation triphasée locale : 380 V ou 415 V ;
Le projet devra être mené conformément aux normes d'essai suivantes : normes internationales CEI ou réglementations locales du secteur de l'énergie.
5. Normes de livraison pour le commerce extérieur DEMIKS - Ensemble complet
Tous les systèmes de convertisseurs de fréquence 300 kV à tenue en tension de résonance destinés à l'exportation sont accompagnés d'une offre commerciale standardisée, détaillant les composants et le prix total de l'ensemble. L'alimentation du convertisseur de fréquence, le transformateur d'excitation, le groupe de réacteurs haute tension, le diviseur de capacité, la ligne de connexion haute tension, la sphère d'équilibrage, le câble de mise à la terre et les autres accessoires sont facturés séparément. Les conditions de vente peuvent être FOB Shanghai, FOB Ningbo ou CIF port de destination. La période de garantie internationale standard est de 18 mois et le délai de livraison standard est de 15 à 25 jours ouvrables. L'équipement est emballé dans des caisses d'exportation en bois massif fumigé, protégées IP65, résistantes à l'humidité et aux chocs, et adaptées au transport maritime longue durée.
6. Robustesse globale des équipements de test haute tension DEMIKS
Shanghai DEMIKS Power est spécialisée dans la recherche, le développement et la fabrication d'une gamme complète d'équipements de test haute tension. Sa gamme de produits comprend des dispositifs de tenue en tension à résonance série à fréquence variable, des équipements de test de tenue en tension à fréquence industrielle, des systèmes de test d'échauffement entièrement automatisés, des dispositifs de récupération et de purification du gaz SF6, des générateurs de tension d'impulsion de foudre et d'autres ensembles complets d'instruments de test haute tension. Ses produits sont largement utilisés par les principaux gestionnaires de réseaux électriques chinois et les instituts de recherche énergétique nationaux. Ils sont également exportés en grande quantité vers des entreprises d'ingénierie, d'approvisionnement et de construction (EPC) spécialisées dans le secteur de l'énergie et des laboratoires d'essais tiers dans des dizaines de pays d'Asie du Sud-Est, du Moyen-Orient, d'Europe et d'Amérique latine.
Tous les équipements de test haute tension DEMIKS sont certifiés CE. Le matériel et les logiciels sont entièrement développés en interne, et des solutions de tenue en tension haute tension personnalisées peuvent être fournies en fonction des conditions spécifiques du site du client. Nos ingénieurs spécialisés assurent un accompagnement complet : sélection technique avant-vente, assistance lors des tests sur site et support technique à distance après-vente. Pour toute demande d'équipement de tenue en tension alternative pour systèmes géothermiques (GIS) ou câbles haute tension, veuillez nous contacter par e-mail à l'adresse contact@demikspower.com afin d'obtenir des solutions techniques détaillées et un devis.
Dans le cadre de projets de construction de postes GIS 220 kV et de pose de câbles haute tension à l'étranger, un système de test de tenue en tension par résonance série à fréquence variable de 300 kV et 200 kVA, léger et à faible consommation d'énergie, est un outil essentiel pour garantir des essais d'isolation efficaces. DEMIKS optimise en permanence la structure et l'algorithme de contrôle de son système de test par résonance AC, fournissant ainsi à l'industrie énergétique mondiale un équipement de test de tenue en tension haute tension conforme aux normes CEI et économique, offrant une solution complète pour les essais de tenue en tension AC sur site des câbles GIS et XLPE.
