FR3011140A1

FR3011140A1 - SENSOR SYSTEM AND MODULE FOR CONTROLLING AND MONITORING AN ELECTRIC STATION UNDER GAS INSULATION

Info

Publication number: FR3011140A1
Application number: FR1359290A
Authority: FR
Inventors: Patrice Juge; Guillaume Granelli
Original assignee: Alstom Technology AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2015-03-27
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: FR3011140B1

Abstract

L'invention porte sur un système de commande et de surveillance d'un poste électrique sous enveloppe métallique à isolation gazeuse, comprenant une unité de commande du poste (24), une unité de surveillance du poste (26) et un module de capteurs électroniques (21) destiné à être agencé dans une travée du poste, ledit module comprenant un capteur de température et un capteur de pression, caractérisé en ce que le module de capteurs électroniques (21) comprend un calculateur configuré pour calculer une densité de gaz dans la travée à partir des mesures de température et de pression réalisées par les capteurs de température et de pression, comparer ladite densité à au moins un seuil et générer un signal d'alarme de baisse de densité lorsque ladite densité est inférieure à l'au moins un seuil, ledit calculateur étant en outre configuré pour générer un signal d'alarme de surpression lorsque la mesure de pression est supérieure à un seuil de pression.A control and monitoring system for a gas-insulated metal-enclosed substation, comprising a substation control unit (24), a substation monitoring unit (26), and an electronic sensor module Device (21) intended to be arranged in a bay of the station, said module comprising a temperature sensor and a pressure sensor, characterized in that the electronic sensor module (21) comprises a computer configured to calculate a gas density in the span from the temperature and pressure measurements made by the temperature and pressure sensors, comparing said density with at least one threshold and generating a density-lowering alarm signal when said density is less than the at least one threshold, said computer being further configured to generate an overpressure alarm signal when the pressure measurement is greater than a pressure threshold.

Description

SYSTÈME ET MODULE DE CAPTEURS POUR LA COMMANDE ET LA SURVEILLANCE D'UN POSTE ÉLECTRIQUE SOUS ISOLATION GAZEUSE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE Le domaine de l'invention est celui de la commande et de la surveillance de postes électriques haute tension sous enveloppe métallique à isolation gazeuse. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les postes électriques haute tension servent d'une manière générale à transformer la tension, aiguiller le courant électrique et protéger les installations et les personnes. Ils peuvent être raccordés à des lignes électriques, à des câbles ou également directement à une centrale électrique (on parle alors de poste « sortie de centrale »). On peut distinguer les postes de transformation qui permettent de passer d'un niveau de tension d'entrée donné à un niveau de tension de sortie et les postes d'interconnexion qui permettent de relier entre eux plusieurs sections du réseau électrique. On connaît en particulier des postes électriques sous enveloppe métallique (« Gas Insulated Substation » en anglais, abrévié GIS) dont l'isolation est réalisée par un gaz isolant, typiquement de l'hexafluorure de soufre (SF6), et dont l'enveloppe métallique externe est mise à la terre. Leurs principaux intérêts est d'être très compacts et de pouvoir être installés à l'intérieur de bâtiments. On cherche à assurer la meilleure disponibilité possible des postes haute tension pour délivrer une énergie de qualité, au meilleur coût et en toute sécurité. Pour la satisfaction de cet objectif, il est nécessaire d'utiliser un système capable d'assurer en permanence une surveillance des équipements électriques, et de déclencher les actions appropriées à leur commande et à leur protection. Dans un poste GIS, chaque travée est divisée en enceintes de gaz séparés, selon leur fonction (transformateur de tension, sectionneur, disjoncteur, etc.), par des cloisons d'isolation étanches au gaz. Toutes les enceintes de gaz sont accessibles via des connexions de maintenance. Des densimètres mécaniques à contact étaient auparavant utilisés afin de surveiller en permanence les enceintes de gaz et fournir des signaux d'alarme et de défaut en cas de fuite de gaz. La surveillance du gaz est aujourd'hui le plus souvent effectuée au moyen d'une unité de surveillance relié à des capteurs de température et de pression. L'unité de surveillance calcule la densité de gaz à partir des mesures réalisés par les capteurs, la compare à des seuils et peut actionner en conséquence des contacts. On retrouve par ailleurs à côté d'une telle unité de surveillance une unité de contrôle-commande qui permet la commande locale des appareils (disjoncteurs, sectionneurs et sectionneurs de mise à la terre), les automatismes d'interverrouillage interdisant toute manoeuvre dangereuse pour le personnel ou le matériel, le traitement et l'affichage des alarmes, et les interfaces avec les niveaux supérieurs de contrôle.TECHNICAL FIELD The field of the invention is that of the control and monitoring of gas insulated metal-encased high-voltage substations. STATE OF THE PRIOR ART High voltage substations generally serve to transform voltage, to direct electrical current and to protect installations and people. They can be connected to power lines, cables or also directly to a power plant (this is called "power plant output"). Transformer stations that allow switching from a given input voltage level to an output voltage level and interconnect stations that connect several sections of the power grid to one another can be distinguished. In particular, there are known electrical substations in metal casings ("Gas Insulated Substation" in English, abbreviated to GIS), the insulation of which is carried out by an insulating gas, typically sulfur hexafluoride (SF6), and whose metal shell external is grounded. Their main interests are to be very compact and to be able to be installed inside buildings. We seek to ensure the best possible availability of high voltage substations to deliver energy quality, at the best cost and safely. In order to meet this objective, it is necessary to use a system capable of continuously monitoring electrical equipment, and to initiate appropriate actions for their control and protection. In a GIS substation, each span is divided into separate gas enclosures, according to their function (voltage transformer, disconnector, circuit breaker, etc.), by gas-tight insulation partitions. All gas enclosures are accessible via maintenance connections. Mechanical contact densimeters were previously used to continuously monitor gas enclosures and provide alarm and fault signals in the event of a gas leak. Today, gas monitoring is most often carried out by means of a monitoring unit connected to temperature and pressure sensors. The monitoring unit calculates the gas density from the measurements made by the sensors, compares it with thresholds and can actuate contacts accordingly. In addition to such a monitoring unit, there is also a control unit which allows the local control of the devices (circuit breakers, disconnectors and earthing switches), the interlocking automations prohibiting any dangerous maneuver for the device. personnel or equipment, processing and display of alarms, and interfaces with the higher levels of control.

On a représenté sur la figure 1 un exemple de système conventionnel de commande et de surveillance d'un poste haute tension sous enveloppe métallique à isolation gazeuse, qui comprend une unité de surveillance 2 et une unité de commande 5 logées dans une armoire 1. L'unité de surveillance 2 est reliée à des capteurs 3 de température et de pression agencés dans une travée du poste haute tension. L'unité de surveillance 2 calcule la densité de gaz dans la travée et la compare à des seuils. Une densité inférieure à un premier seuil d'alarme à la baisse de densité (seuil 1) engendre une alarme de maintenance « regonflage », tandis qu'une densité inférieure à un second seuil d'alarme à la baisse (seuil 2) engendre une action immédiate, à savoir un verrouillage en position ou une ouverture automatique d'un appareil haute tension HT, typiquement un disjoncteur. Le passage sous le seuil 2 nécessite un diagnostic rapide et une action réflexe en cas de perte brutale du gaz. La flèche 4 sur la figure 1 illustre à cet égard une sortie directement exploitable de l'unité de surveillance 2 pour la mise en oeuvre de cette action réflexe. L'unité de commande 5 est reliée à l'unité de surveillance par l'intermédiaire d'une première liaison numérique 6 et/ou par une liaison filaire 7. L'unité de commande 5 peut par ailleurs faire remonter des informations à un site distant par l'intermédiaire d'une seconde liaison numérique 8. Chacune des unités 2, 5 dispose de sa propre interface homme-machine « IHM » 9, 10. L'IHM 10 de l'unité de commande 5 a notamment pour rôle d'afficher l'état des appareils du poste, et de permettre leur commande. L'IHM 9 de l'unité de surveillance 2 a pour rôle d'afficher les données de mesure des capteurs 3, les densités de gaz calculées, les éventuelles alarmes associées. L'IHM 9 héberge par ailleurs une base de données 11 permettant de stocker un grande nombre d'informations sur une durée longue. En renseignant cette base avec les données de mesure des capteurs 3, et à l'aide d'algorithmes spécifiques, une estimation de fuite lente de gaz peut ainsi être réalisée (par exemple un calcul de pertes annuelles de gaz isolant, en rapport avec les contraintes environnementales). Un tel système conventionnel présente en premier lieu l'inconvénient de ce que le temps de diagnostic de l'unité de surveillance limite la rapidité de détection de phénomènes rapides, comme une rupture d'enveloppe. Il présente en outre le désavantage de comporter un nombre relativement important de matériels et d'interfaces, en particulier deux IHM et un câblage important en quantité de fils. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a pour objectif de répondre à l'un au moins de ces inconvénients, et propose pour ce faire un système de commande et de surveillance d'un poste électrique sous enveloppe métallique à isolation gazeuse, comprenant une unité de commande du poste, une unité de surveillance du poste et un module de capteurs électroniques destiné à être agencé dans une travée du poste, ledit module comprenant un capteur de température et un capteur de pression, caractérisé en ce que le module de capteurs électroniques comprend un calculateur configuré pour calculer une densité de gaz dans la travée à partir des mesures de température et de pression réalisées par les capteurs de température et de pression, comparer ladite densité à au moins un seuil de densité et générer un signal d'alarme de baisse de densité lorsque ladite densité est inférieure à l'au moins un seuil, ledit calculateur étant en outre configuré pour générer un signal d'alarme de surpression lorsque la mesure de pression est supérieure à un seuil de pression Certains aspects préférés mais non limitatifs de ce système sont les suivants : - le signal d'alarme de baisse de densité est un signal de maintenance lorsque ladite densité est inférieure à un premier seuil de densité et est un signal de protection immédiate lorsque ladite densité est inférieure à deuxième seuil de densité, et le calculateur du module de capteurs électroniques est configuré pour émettre ledit signal de protection immédiate sur une sortie digitale du module de capteurs électroniques à destination d'un appareil de protection du poste haute tension ; - le calculateur du module de capteurs électroniques est également configuré pour émettre le signal d'alarme de surpression sur la sortie digitale du module de capteurs électroniques à destination d'un appareil de protection du poste haute tension ; - il comprend un bus de communication numérique auquel sont reliés l'unité de commande et le module de capteurs électroniques ; - il comprend en outre un module de surveillance de l'humidité du gaz dans la travée, ledit module étant relié à l'unité de surveillance et comprenant un capteur d'humidité, un capteur de température et un capteur de pression, l'unité de surveillance étant configurée pour capteurs capteurs capteurs comparer les données de mesure des de température et de pression du module de électroniques aux données de mesure des de température et de pression du module de surveillance de l'humidité du gaz. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels, outre la figure 1 déjà commentée précédemment : - la figure 2 est un schéma illustrant un système conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est un schéma illustrant un système conforme à un second mode de réalisation de l'invention.FIG. 1 shows an example of a conventional control and monitoring system for a gas-insulated metal-enclosed high voltage substation, which comprises a monitoring unit 2 and a control unit 5 housed in a cabinet 1. The monitoring unit 2 is connected to temperature and pressure sensors 3 arranged in a bay of the high voltage substation. The monitoring unit 2 calculates the gas density in the span and compares it to thresholds. A density lower than a first low density alarm threshold (threshold 1) generates a "reinflation" maintenance alarm, while a density lower than a second downward alarm threshold (threshold 2) generates a immediate action, namely a locking position or an automatic opening of a high voltage device HT, typically a circuit breaker. The passage under the threshold 2 requires a quick diagnosis and a reflex action in case of sudden loss of the gas. The arrow 4 in FIG. 1 illustrates in this respect a directly exploitable output of the monitoring unit 2 for the implementation of this reflex action. The control unit 5 is connected to the monitoring unit via a first digital link 6 and / or by a wired link 7. The control unit 5 can also trace information to a site remote via a second digital link 8. Each of the units 2, 5 has its own human-machine interface "HMI" 9, 10. The HMI 10 of the control unit 5 has for particular role of display the status of the devices of the station, and allow their order. The purpose of the GUI 9 of the monitoring unit 2 is to display the measurement data of the sensors 3, the calculated gas densities, and any associated alarms. The HMI 9 also hosts a database 11 for storing a large amount of information over a long period. By informing this database with the measurement data of the sensors 3, and using specific algorithms, a slow gas leakage estimation can thus be performed (for example a calculation of annual losses of insulating gas, in relation to the environmental constraints). Such a conventional system has the disadvantage that the diagnostic time of the monitoring unit limits the speed of detection of fast phenomena, such as an envelope break. It also has the disadvantage of having a relatively large number of hardware and interfaces, in particular two HMIs and a large wiring amount of son. DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention aims to meet at least one of these disadvantages, and proposes for this purpose a control and monitoring system of a metal-insulated electrical station with gas insulation, comprising a unit station control unit, a station monitoring unit and an electronic sensor module intended to be arranged in a station bay, said module comprising a temperature sensor and a pressure sensor, characterized in that the electronic sensor module comprises a calculator configured to calculate a gas density in the bay from temperature and pressure measurements made by the temperature and pressure sensors, comparing said density with at least one density threshold and generating a decrease alarm signal of density when said density is less than the at least one threshold, said calculator being further configured to generate a signal Overpressure alarm when the pressure measurement is greater than a pressure threshold Some preferred but non-limiting aspects of this system are the following: the density drop alarm signal is a maintenance signal when said density is lower at a first density threshold and is an immediate protection signal when said density is less than second density threshold, and the electronic sensor module computer is configured to output said immediate protection signal to a digital output of the electronic sensor module to a protection device for the high-voltage substation; the electronic sensor module computer is also configured to transmit the overpressure alarm signal on the digital output of the electronic sensor module to a protection device of the high voltage substation; it comprises a digital communication bus to which the control unit and the electronic sensor module are connected; it furthermore comprises a module for monitoring the humidity of the gas in the bay, said module being connected to the monitoring unit and comprising a humidity sensor, a temperature sensor and a pressure sensor, the unit With the sensor configured for sensor sensor sensors, compare the temperature and pressure measurement data of the electronics module with the temperature and pressure measurement data of the gas humidity monitoring module. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other aspects, objects, advantages and characteristics of the invention will appear better on reading the following detailed description of preferred embodiments thereof, given by way of non-limiting example, and made in reference to the accompanying drawings in which, in addition to Figure 1 already commented previously: - Figure 2 is a diagram illustrating a system according to a first embodiment of the invention; - Figure 3 is a diagram illustrating a system according to a second embodiment of the invention.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS En référence aux figures 2 et 3, l'invention porte sur un système de commande et de surveillance d'un poste électrique sous enveloppe métallique à isolation gazeuse, notamment un poste haute tension, comprenant une unité de commande 24, 34 du poste, une unité de surveillance 26, 36 du poste et un module 21, 31 de capteurs électroniques destiné à être agencé dans une travée du poste, ledit module comprenant un capteur de température pour réaliser une mesure de température dans la travée et un capteur de pression pour réaliser une mesure de pression dans la travée. L'unité de commande 24, 34 et l'unité de surveillance 26, 36 peuvent être logées au sein d'une armoire 20, 30. Le capteur de pression est par exemple du type piézorésistif avec une cellule de mesure, se présentant sous la forme d'un pont de Wheatstone, gravée sur du silicium.DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS With reference to FIGS. 2 and 3, the invention relates to a system for controlling and monitoring a gas-insulated metallic enclosure electrical substation, in particular a high-voltage substation, comprising a control unit. 24, 34 of the station, a monitoring unit 26, 36 of the station and a module 21, 31 of electronic sensors to be arranged in a bay of the station, said module comprising a temperature sensor for performing a temperature measurement in the bay and a pressure sensor for making a pressure measurement in the span. The control unit 24, 34 and the monitoring unit 26, 36 can be housed in a cabinet 20, 30. The pressure sensor is for example of the piezoresistive type with a measuring cell, being in the Wheatstone bridge shape, engraved on silicon.

Le module de capteurs électroniques comprend un calculateur configuré pour calculer une densité de gaz dans la travée à partir des mesures température et de pression réalisées par les capteurs de température et de pression, comparer ladite densité à au moins un seuil de densité et générer un signal d'alarme de baisse de densité lorsque ladite densité est inférieure à l'au moins un seuil de densité. Le calculateur est par ailleurs configuré pour générer un signal d'alarme de surpression lorsque la mesure de pression réalisée par le capteur de pression est supérieure à un seuil de pression.The electronic sensor module comprises a computer configured to calculate a gas density in the bay from temperature and pressure measurements made by the temperature and pressure sensors, comparing said density with at least one density threshold and generating a signal a density drop alarm when said density is less than the at least one density threshold. The computer is also configured to generate an overpressure alarm signal when the pressure measurement performed by the pressure sensor is greater than a pressure threshold.

Le module de capteurs intègre ainsi la détection d'une baisse de densité de gaz isolant, ainsi que la détection d'une surpression de gaz isolant. Grâce à ce traitement dans le module de capteurs, ces détections sont plus rapides que lorsqu'elles sont réalisées dans l'unité de surveillance, ce qui s'avère en particulier avantageux pour assurer la détection de phénomènes rapides et critiques d'un point de vue fiabilité, comme une rupture d'enveloppe ou une surpression, nécessitant un traitement de protection instantané. Le signal d'alarme de baisse de densité est typiquement un signal de maintenance lorsque la densité de gaz est inférieure à un premier seuil (seuil 1), ledit premier seuil étant de préférence paramétrable, et un signal de protection immédiate lorsque la densité de gaz est inférieure à deuxième seuil (seuil 2), ledit deuxième seuil étant de préférence paramétrable. Dans un mode de réalisation, le module de capteurs électroniques 21, 31 comprend une sortie digitale 23, 33, et le calculateur du module de capteurs électroniques est configuré pour émettre ledit signal de protection immédiate sur la sortie digitale 23, 33 du module de capteurs électroniques à destination d'un appareil de protection du poste haute tension. Le calculateur peut également être configuré pour émettre le signal d'alarme de surpression sur ladite sortie digitale.The sensor module thus integrates the detection of an insulating gas density drop, as well as the detection of an insulating gas overpressure. Thanks to this processing in the sensor module, these detections are faster than when they are performed in the monitoring unit, which proves particularly advantageous for the detection of fast and critical phenomena from a point of view. reliability, such as an envelope break or overpressure, requiring instant protection treatment. The density drop alarm signal is typically a maintenance signal when the gas density is lower than a first threshold (threshold 1), said first threshold preferably being parameterizable, and an immediate protection signal when the gas density is lower than second threshold (threshold 2), said second threshold preferably being parameterizable. In one embodiment, the electronic sensor module 21, 31 comprises a digital output 23, 33, and the electronic sensor module computer is configured to transmit said immediate protection signal to the digital output 23, 33 of the sensor module electronic devices to a protection device of the high-voltage substation. The computer can also be configured to output the overpressure alarm signal on said digital output.

Ainsi, non seulement le passage sous le seuil 2 est rapidement diagnostiqué, mais en outre une action réflexe peut rapidement être mise en oeuvre du fait de cette sortie digitale directement exploitable pour réaliser un verrouillage en position ou une ouverture automatique d'un appareil de protection. Il en est de même pour le diagnostic du passage au-dessus du seuil de pression et de la mise en oeuvre d'une action réflexe en cas de surpression. Le module de capteurs est par ailleurs autonome pour détecter une baisse critique de densité sous le deuxième seuil, ainsi qu'une augmentation critique de la pression, et ce même en cas de perte de l'unité de commande ou de l'unité de surveillance. La fonction de sécurité est ainsi préservée. Dans un mode de réalisation possible, le système selon l'invention comporte un bus de communication numérique 40 auquel sont reliés l'unité de commande 23, 34 et le module de capteurs électroniques 21, 31. Le raccordement du module de capteurs 21, 31 au bus 40 est plus particulièrement réalisé au travers d'un boîtier 22, 32 qui inclue des fonctionnalités de mise en parallèle des fils nécessaires à l'alimentation, la communication, les sorties digitales.Thus, not only the passage under the threshold 2 is quickly diagnosed, but also a reflex action can quickly be implemented because of this digital output directly exploitable to achieve a locking position or an automatic opening of a protective device . It is the same for the diagnosis of the passage above the pressure threshold and the implementation of a reflex action in case of overpressure. The sensor module is also autonomous to detect a critical drop in density below the second threshold, as well as a critical increase in pressure, even in the event of loss of the control unit or the monitoring unit. . The security function is thus preserved. In one possible embodiment, the system according to the invention comprises a digital communication bus 40 to which the control unit 23, 34 and the electronic sensor module 21, 31 are connected. The connection of the sensor module 21, 31 the bus 40 is more particularly realized through a housing 22, 32 which includes paralleling functionalities of son required for power, communication, digital outputs.

Le support physique du bus 40 est par exemple du type RS485 su deux fils torsadés. Le protocole de communication est par exemple MODBUS (marque déposée) ou CANopen. L'unité de commande 24, 34 est configurée pour recevoir sur requête, via le bus de communication numérique 40, les mesures réalisées par les capteurs de température et de pression du module de capteurs 21, 31. L'unité de commande 23, 34 est en particulier configuré pour calculer la densité de gaz à partir des données de mesure des capteurs de température et de pression du module de capteurs 21, 31, et la comparer audit premier seuil (seuil 1) pour la génération d'un signal de maintenance. Ainsi, les fonctionnalités critiques nécessitant un traitement rapide sont intégrées au niveau du module de capteurs, tandis que les fonctionnalités moins critiques sont intégrées au niveau de l'unité de commande. En cas de perte du module de capteurs 21, 31, l'unité de commande 24, 34 est configurée pour générer une alarme de maintenance.The physical support of the bus 40 is for example of the RS485 type on two twisted wires. The communication protocol is for example MODBUS (registered trademark) or CANopen. The control unit 24, 34 is configured to receive on request, via the digital communication bus 40, the measurements made by the temperature and pressure sensors of the sensor module 21, 31. The control unit 23, 34 is in particular configured to calculate the gas density from the measurement data of the temperature and pressure sensors of the sensor module 21, 31, and compare it with said first threshold (threshold 1) for the generation of a maintenance signal . Thus, critical features requiring fast processing are integrated at the sensor module, while less critical features are integrated at the control unit level. In case of loss of the sensor module 21, 31, the control unit 24, 34 is configured to generate a maintenance alarm.

L'unité de commande 24, 34 peut par ailleurs faire remonter des informations à un site distant par l'intermédiaire d'une liaison numérique 25, 35. L'unité de surveillance 26, 36 peut également être connectée en observateur au bus de communication numérique 40 par l'intermédiaire d'une liaison 28, 38. De ce fait, l'unité de surveillance 26, 36 peut enregistrer les données de mesure des capteurs de température et de pression circulant sur le bus de communication numérique 40. En particulier, l'unité de surveillance 26, 36 peut enregistrer ces données dans une base de données 27, 37 permettant de stocker un grand nombre d'informations sur une période longue, dans le but de calculer, à l'aide d'algorithmes spécifiques, une prédiction de fuite lente de gaz (par exemple un calcul de pertes annuelles de gaz isolant). Une fonction de surveillance lente est ainsi assurée. En outre, grâce à sa liaison au bus de communication, l'unité de surveillance 26, 36 peut également surveiller les échanges entre le module de capteurs 21, 31 et l'unité de commande 24, 34, et ainsi vérifier le bon fonctionnement de cette communication. L'unité de surveillance 26, 36 peut en outre être reliée à l'unité de commande 24, 34 par l'intermédiaire d'une liaison numérique 29, 39. De telle manière, l'unité de surveillance 26, 36 peut, par l'observation des trames de communication numériques circulant sur le bus 40 d'une part et par la liaison numérique à l'unité de commande d'autre part, comparer les alarmes issues de la détection réalisée par le module de capteurs aux alarmes issues de la détection réalisée par l'unité de commande. De manière préférentielle, le système de commande et de surveillance comprend un unique module d'interface homme-machine (IHM) pour les besoins d'affichage des données de commande et de surveillance, ledit module étant hébergé par l'unité de surveillance. Le module IHM est par exemple un ordinateur à écran tactile de type Panel PC. De par la liaison numérique entre l'unité de commande et l'unité de surveillance, l'état des appareils du poste peut être affiché par le module IHM. Et des ordres de contrôle commande peuvent être donnés à ces appareils via le module IHM.The control unit 24, 34 can also send information to a remote site via a digital link 25, 35. The monitoring unit 26, 36 can also be connected as an observer to the communication bus digital device 40 via a link 28, 38. As a result, the monitoring unit 26, 36 can record the measurement data of the temperature and pressure sensors flowing on the digital communication bus 40. , the monitoring unit 26, 36 can record these data in a database 27, 37 making it possible to store a large amount of information over a long period, with the aim of calculating, using specific algorithms, a slow gas leak prediction (for example a calculation of annual losses of insulating gas). A slow monitoring function is thus ensured. In addition, by virtue of its connection to the communication bus, the monitoring unit 26, 36 can also monitor the exchanges between the sensor module 21, 31 and the control unit 24, 34, and thus check the correct operation of the this communication. The monitoring unit 26, 36 may further be connected to the control unit 24, 34 via a digital link 29, 39. In this way, the monitoring unit 26, 36 can, by way of the observation of the digital communication frames circulating on the bus 40 on the one hand and by the digital link to the control unit on the other hand, comparing the alarms resulting from the detection carried out by the sensor module to the alarms from the detection performed by the control unit. Preferably, the control and monitoring system comprises a single human-machine interface module (HMI) for the display of control and monitoring data, said module being hosted by the monitoring unit. The HMI module is for example a touch screen computer of the Panel PC type. By means of the digital connection between the control unit and the monitoring unit, the status of the substation devices can be displayed by the HMI module. And control commands can be given to these devices via the HMI module.

Le module IHM permet en outre d'assurer les fonctions de maintenance, comme par exemple l'installation des capteurs. Dans un mode de réalisation correspondant par exemple à des applications à des niveaux de tension correspondant à ceux de la distribution électrique, le module IHM peut assurer la surveillance de plusieurs travées. Dans un mode de réalisation illustré par la figure 3, le système comporte en outre un module de surveillance de l'humidité 41 du gaz dans la travée, ledit module 41 étant relié à l'unité de surveillance 36 au moyen d'un boîtier de raccordement 42 par une liaison numérique 43. Le module comprend de manière connue en soi un capteur d'humidité, un capteur de température et un capteur de pression. Dans le cadre de ce mode de réalisation, l'unité de surveillance 36 est configurée pour comparer les données de mesure des capteurs de température et de pression du module de capteurs électroniques 31 aux données de mesure des capteurs de température et de pression du module 41 de surveillance de l'humidité du gaz. Cette vérification croisée permet une surveillance du module de capteurs électroniques 31.The HMI module also provides maintenance functions, such as the installation of sensors. In an embodiment corresponding for example to applications at voltage levels corresponding to those of the electrical distribution, the HMI module can monitor several bays. In one embodiment illustrated in FIG. 3, the system further comprises a module for monitoring the humidity 41 of the gas in the bay, said module 41 being connected to the monitoring unit 36 by means of a housing of connection 42 by a digital link 43. The module comprises, in a manner known per se, a humidity sensor, a temperature sensor and a pressure sensor. In the context of this embodiment, the monitoring unit 36 is configured to compare the measurement data of the temperature and pressure sensors of the electronic sensor module 31 with the measurement data of the temperature and pressure sensors of the module 41. monitoring the humidity of the gas. This cross check allows monitoring of the electronic sensor module 31.

Le passage des courants primaires au niveau des brides entre enveloppes où les capteurs du module 41 de surveillance de l'humidité du gaz peuvent être agencés peut provoquer une augmentation de la température à même d'engendrer des erreurs de mesure de température de l'ordre de dix degrés et ainsi de fausser la mesure d'humidité. Cette augmentation de température dépend en outre de la température ambiante. Dans une variante de réalisation, le système comporte des capteurs de courant 45 (ici au nombre de trois, un par phase), par exemple sous la forme de tores, pour mesurer le courant de retour là où le module 41 de surveillance de l'humidité du gaz est agencé. De telle manière, l'unité de surveillance 36 peut comparer des mesures d'humidité réalisées par le module 41 de surveillance de l'humidité du gaz à courant efficace comparable (c'est-à-dire comparer des mesures réalisées à des instants différents dans le temps, alors que le courant mesurées par les capteurs 45 est identique ou globalement le même).The passage of the primary currents at the flanges between the shells where the sensors of the module 41 for monitoring the humidity of the gas can be arranged can cause an increase in the temperature capable of generating errors in measuring the temperature of the order ten degrees and thus distort the moisture measurement. This increase in temperature also depends on the ambient temperature. In an alternative embodiment, the system comprises current sensors 45 (here three in number, one per phase), for example in the form of cores, for measuring the return current where the module 41 monitoring the gas moisture is arranged. In this way, the monitoring unit 36 can compare humidity measurements made by the humidity monitoring module 41 of the comparable effective-current gas (i.e. compare measurements made at different times). in time, while the current measured by the sensors 45 is identical or globally the same).

Le système peut également comporter un capteur de température 44 pour mesurer la température ambiante. De telle manière, l'unité de surveillance 36 peut comparer des mesures d'humidité réalisées par le module 41 de surveillance de l'humidité du gaz à courant de retour comparable et à température ambiante comparable. Cette variante de réalisation permet ainsi à l'unité de surveillance 36 de calculer des tendances de mesure d'humidité de gaz non bruitées par les perturbations induites par la circulation des courants primaires. L'invention n'est pas limitée à un système tel que décrit précédemment, mais concerne également le module de capteurs électroniques utilisé dans un tel système, et en particulier un module de capteurs électroniques destiné à être agencé dans une travée d'un poste haute tension sous enveloppe métallique à isolation gazeuse, ledit module comprenant un capteur de température et un capteur de pression, caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur configuré pour calculer une densité de gaz dans la travée à partir des mesures réalisées par les capteurs de température et de pression, comparer ladite densité à au moins un seuil de densité et générer un signal d'alarme de baisse de densité lorsque ladite densité est inférieure à l'au moins un seuil de densité, ledit calculateur étant en outre configuré pour générer un signal d'alarme de surpression lorsque la mesure de pression réalisée par le capteur de pression est supérieure à un seuil de pression.15The system may also include a temperature sensor 44 for measuring the ambient temperature. In this way, the monitoring unit 36 can compare humidity measurements made by the humidity monitoring module 41 of the comparable return current gas at comparable ambient temperature. This variant embodiment thus enables the monitoring unit 36 to calculate humidity measurement trends of non-noisy gases by the disturbances induced by the circulation of the primary currents. The invention is not limited to a system as described above, but also relates to the electronic sensor module used in such a system, and in particular to an electronic sensor module designed to be arranged in a bay of a high station. metal-insulated gas-insulated voltage, said module comprising a temperature sensor and a pressure sensor, characterized in that it comprises a computer configured to calculate a gas density in the bay from the measurements made by the temperature sensors and pressing, comparing said density with at least one density threshold and generating a density drop alarm signal when said density is less than the at least one density threshold, said calculator being further configured to generate a signal overpressure alarm when the pressure measurement made by the pressure sensor is greater than a threshold of pres sion.15

Claims

REVENDICATIONS1. Control and monitoring system of a gas-insulated metallic enclosure electrical substation, comprising a station control unit (24, 34), a station monitoring unit (26, 36) and an electronic sensor module (21) , 31) intended to be arranged in a bay of the station, said module comprising a temperature sensor and a pressure sensor, characterized in that the electronic sensor module (21, 31) comprises a computer configured to calculate a gas density in the span from temperature and pressure measurements made by the temperature and pressure sensors, comparing said density with at least one density threshold and generating a density-lowering alarm signal when said density is less than 1 at least one threshold, said computer being further configured to generate an overpressure alarm signal when the pressure measurement is greater than a pressure threshold

The system of claim 1, wherein the density drop alarm signal is a maintenance signal when said density is less than a first density threshold and is an immediate protection signal when said density is below second threshold. of density, and wherein the computer of the electronic sensor module is configured to transmit said immediate protection signal to a digital output of the electronic sensor module to a protection device of the high voltage station.

3. System according to claim 2, wherein the computer of the electronic sensor module is also configured to output the overpressure alarm signal on the digital output of the electronic sensor module to a protective device of the high voltage station. .

4. System according to one of claims 1 to 3, comprising a digital communication bus (40) which are connected to the control unit (24, 34) and the electronic sensor module (21, 31).

5. System according to claim 4, wherein the control unit (24, 34) is configured to receive on request, via the digital communication bus (40), the measurement data of the temperature and pressure sensors of the module. sensors (21, 31).

6. System according to one of claims 4 and 5, wherein the monitoring unit (26, 36) is connected to the digital communication bus (40).

7. A system according to claim 6, wherein the monitoring unit (26, 36) comprises a database (27, 37) in which the measurement data of the temperature and pressure sensors traveling on the bus are recorded. digital communication (40).

8. System according to one of claims 6 and 7, further comprising a monitoring module (41) of the moisture of the gas in the bay, said module being connected to the monitoring unit (36) and comprising a sensor d a humidity sensor, a temperature sensor and a pressure sensor, the monitoring unit being configured to compare the measurement data of the temperature and pressure sensors of the electronic sensor module (31) with the measurement data of the temperature sensors and pressure of the monitoring module (41) of the humidity of the gas.

The system of claim 8, further comprising current sensors (45) positioned at said monitoring module (41), said current sensors being connected to the monitoring unit (36), the monitoring unit being configured to compare humidity measurements made by said comparable current monitoring module (41).

The system of claim 9, further comprising a room temperature sensor (44) connected to the monitoring unit (36), the monitoring unit being configured to compare humidity measurements made by said room module. monitoring (41) at comparable effective current and comparable ambient temperature.

11. System according to one of claims 1 to 10, comprising a single human-machine interface module, said module being hosted by the monitoring unit (26, 36).

The system of claim 11, further comprising a digital link (29,39) between the monitoring unit (26,36) and the control unit (24,34).

13. Electronic sensor module (21, 31) intended to be arranged in a bay of a metal-insulated gas-insulated high-voltage substation, said module comprising a temperature sensor and a pressure sensor, characterized in that comprises a calculator configured to calculate a gas density in the span from the temperature and pressure measurements made by the temperature and pressure sensors, comparing said density with at least one density threshold and generating an alarm signal of density drop when said density is less than the at least one density threshold, said calculator being further configured to generate an overpressure alarm signal when the pressure measurement is greater than a pressure threshold.