DEPARTEMENT : Génie ElectriqueOption : Génie des Systèmes ElectriquesNAHIDI Hassan2009 - 20101ETUDE CRITIQUE DES APPAREILS...
PLANIntroduction.Présentation.Etude critique.Solution.Conclusion.2
3IntroductionL’ensemble industriel Maroc Phosphore Jorf Lasfar est alimenté en énergie électriquepar un réseau électrique ...
4Présentation
5À Jorf Lasfar d’El-Jadida on distingue deux entités :Entité de production :Acide phosphoriqueÉlectricitéEngraisEntité int...
TRAITMENTD’EAUATELIER D’ACIDESULFIRIQUEATELIER D’ACIDEPHOSPHORIQUEENGRAISCENTRALETHERMO-ELECTRIQUEAMMONIACSoufre LiquideTS...
Maroc Phosphore Jorf LasfarIndo Maroc Phosphore : IMACIDEuro Maroc Phosphore : EMAPHOSPakistan Maroc Phosphore : PMPBunge ...
Maroc Phosphore Jorf Lasfar MPIndo Maroc Phosphore : IMACIDPakistan Maroc Phosphore : PMPBunge Maroc Phosphore : BMPPompag...
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Ligne aérienneLigne souterrainePJ10ONEPJ0REM+ ONEPJ4PMPPJ7BMPPJ1PEMPJ11PJ5CentralePJ6IMACIDPJ3InfrastructurePJ2PORTG GGGGG...
Travée de couplage Travée départCombinéde mesure« TT-TC »DisjoncteurSectionneurd’aiguillageSectionneurd’aiguillageDisjonct...
Sectionneur MALTDisjoncteurCombiné demesure12
 Protections du transformateur 60kv/10kv. La protection de départ câble. La protection différentiel du jeu de barre. L...
MIT 84MIC 4530PAK 412R=6 1000AProtections du transformateurDTRLa protection Relais analogiqueProtection départ transfo (s...
La protection RelaisProtection différentiel câble DPDLProtection directionnel de puissance PSW163Protection de départ câbl...
IarrivéeIcouplageItransfosi Iarrivée + Icouplage + Itransfo ≥ Irtous les disjoncteurs de départet de couplage s’ouvrent.Ir...
Protection de distancePJ0Poste OCPV1 = V – Z * IPoste ONEZL l’impédance de la ligne ABV1 VIA BPremière zone deuxième zoneZ...
MesureP1P2P1P2SFELCCPCourant(ampèremètre)PuissanceCouranttensionTransducteur 4 – 20 mA18
Etude critique19
Le relais électromécanique (RXAP)Relais électromécanique decommutation pour la sélectionde boucles de mesure20Sélection de...
21Fiabilité de fonctionnement de relais (PAK412)200/5A10Kv /60kVS = 2,5MVAd’où I = 24,06 AS = √3 * U * ILe transformateur ...
22Le transducteur 4 – 20 mA :Fiabilité de mesureAlimentation auxiliaire 127V
23Absence de signalisation de défautsLa commande à distance des disjoncteurs n’est pas disponible• Autres :
Filtre RL24200/5A600/5A600/5A15/5 ALa protection JDB (Le TC de rattrapage )Le TC de rattrapage200/5A * 15/5 = 600/5A600/5A...
25Poste PJ3Poste PJ2Liaisons Heures pointes Heures pleines Heures creusesPJ2 – PJ3PJ2 TR1PJ3 TR2PJ3 - PJ2TR1 TR2 Déplacem...
26Solutions
27RelaisAnalogiqueRelaisNumériqueAugmenter la fiabilité et la précisionOption d’archivage et d’enregistrementConfiguration...
28Le matériel à installer :Relais de protection numérique.Modules d’automates programmables pour la supervision .
29CouplageJDBProtection :différentiel JDB.Départposte OCPProtection :Départ câble.Différentiel câble.Directionnel de puiss...
30Fonction de Protection Relais numériqueProtection de départ.Protection départ transfo (maximum de courant).Protection de...
P120 UFM2Buching1500/5AProtection numérique transformateur4 X TC1 X TTMD32T31
SIPROTEC 7SD61 650FUFMProtection départ câbleTPSTPI7SD52F65032UFM
Protection numérique – Arrivée ONEArrivée ONE33P442SIPROTEC7SA63
COUPLAGEDépart poste Départ TransfoUnité detraitement7SS52Module7SS523Protection numérique – jeu de barres34
ModbusControlNetEntrée TORSortie TOREthernetSalle Contrôle CommandeRéseaux terrain35
36Carte entrée TORPOSTETOTALPJ0 PJ1 PJ2 PJ3 PJ51756- IH 161 33 18 14 14 36 109Pour chaque travée on va déterminer :Le nomb...
PJ0 PJ1 PJ2 PJ3 PJ5 TOTALE1756-A13 4 2 2 2 4 141756-L61 2 2 2 2 2 101757-SRM 2 2 2 2 2 101756-IH161 33 18 14 14 36 1151756...
API2ControlLogixAPI 1ControlLogixControlNetSwitchEthernetLiaison Ethernet en CuivreRedondance SwitchModule E/SArchitecture...
PJ1PJ2PJ5PJ3PJ10PJ0 PJ11Architecture réseaux de communicationentre API de la boucle 60Kv39
40Etude technico économiqueLe taux horaire de production de l’acide phosphorique et lesengrais est estimé à 300KDH/heurele...
41Coût global d’investissement (matériel , installation et mise en service ) := 77.684.256,00 DH  80 MDHEtude technico éc...
42Conclusion
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  1. 1. DEPARTEMENT : Génie ElectriqueOption : Génie des Systèmes ElectriquesNAHIDI Hassan2009 - 20101ETUDE CRITIQUE DES APPAREILS DEPROTECTION ETSUPERVISION DE LA BOUCLE 60KVTHEME :- M.HMIDAT (P)- M.BELFQIH (R)- M.KHAFALLAH (EE)- Mlle. ELHARRAJ (EI)Soutenu le 21/06/2010 par : Membres de jury :Projet de fin d’études
  2. 2. PLANIntroduction.Présentation.Etude critique.Solution.Conclusion.2
  3. 3. 3IntroductionL’ensemble industriel Maroc Phosphore Jorf Lasfar est alimenté en énergie électriquepar un réseau électrique composé de la centrale électrique et de la boucle 60KVraccordée à l’ONE et à IMACID, PMP et BMP via les postes PJ0 et PJ10.Faire une étude critique des fonctions de protectionSupervision de le boucle 60 kV.il est demandé de :
  4. 4. 4Présentation
  5. 5. 5À Jorf Lasfar d’El-Jadida on distingue deux entités :Entité de production :Acide phosphoriqueÉlectricitéEngraisEntité intermédiaire:Pompage des eaux de merStockage de phosphateExport & importLiaison avec l’ONE
  6. 6. TRAITMENTD’EAUATELIER D’ACIDESULFIRIQUEATELIER D’ACIDEPHOSPHORIQUEENGRAISCENTRALETHERMO-ELECTRIQUEAMMONIACSoufre LiquideTSP,DAPEau de merEau doucePHOSFATE SecENERGIE ELECTRIQUEACIDE PHOSFORIQUE54% P2O5 ,EXPORTLiaison Réseau NationalMAP,NPKVAPEURDiagramme de bloc de productionEntréesSortiesAteliers de production6
  7. 7. Maroc Phosphore Jorf LasfarIndo Maroc Phosphore : IMACIDEuro Maroc Phosphore : EMAPHOSPakistan Maroc Phosphore : PMPBunge Maroc Phosphore : BMPPompage : l’eau de merPort : Export et importStockage : PhosphateLiaison : ONELes Usines de Production du complexeJorf Lasfar d’El-JadidaLes Ateliers CommunsIntermédiaires7
  8. 8. Maroc Phosphore Jorf Lasfar MPIndo Maroc Phosphore : IMACIDPakistan Maroc Phosphore : PMPBunge Maroc Phosphore : BMPPompagePortStockageLiaisonPJ5PJ6PJ4PJ7PJ1PJ2PJ3PJ0 PJ10etCes postes sont reliés entre eux par une architecture en boucleet en antenneLes usines et les ateliers ont besoin de l’électricité pouralimenter leurs unités.Usines et ateliers Postes8
  9. 9. 9
  10. 10. Ligne aérienneLigne souterrainePJ10ONEPJ0REM+ ONEPJ4PMPPJ7BMPPJ1PEMPJ11PJ5CentralePJ6IMACIDPJ3InfrastructurePJ2PORTG GGGGG34.5 MVA 34.5 MVA3 x 47 MVA 34,5 MVAPOSTE GHANEM10Départ poste Départ TransfoCouplage
  11. 11. Travée de couplage Travée départCombinéde mesure« TT-TC »DisjoncteurSectionneurd’aiguillageSectionneurd’aiguillageDisjoncteurCombiné demesureSectionneurgénéralJeu de barres inférieurJeu de barres supérieurIsolateurTraverséemuraleOu entrée deposte11
  12. 12. Sectionneur MALTDisjoncteurCombiné demesure12
  13. 13.  Protections du transformateur 60kv/10kv. La protection de départ câble. La protection différentiel du jeu de barre. La protection de distance.Protections13
  14. 14. MIT 84MIC 4530PAK 412R=6 1000AProtections du transformateurDTRLa protection Relais analogiqueProtection départ transfo (surcharge) PAK412Protection masse cuve transfo MIT84Protection différentiel transfo MIC4530Protection neutre résistant DTR14
  15. 15. La protection RelaisProtection différentiel câble DPDLProtection directionnel de puissance PSW163Protection de départ câble15
  16. 16. IarrivéeIcouplageItransfosi Iarrivée + Icouplage + Itransfo ≥ Irtous les disjoncteurs de départet de couplage s’ouvrent.Ir :courant de réglageProtection différentiel du jeu de barreFiltre RL16
  17. 17. Protection de distancePJ0Poste OCPV1 = V – Z * IPoste ONEZL l’impédance de la ligne ABV1 VIA BPremière zone deuxième zoneZ = 0,8 ZL Z = 1,2 ZLTroisième zone17
  18. 18. MesureP1P2P1P2SFELCCPCourant(ampèremètre)PuissanceCouranttensionTransducteur 4 – 20 mA18
  19. 19. Etude critique19
  20. 20. Le relais électromécanique (RXAP)Relais électromécanique decommutation pour la sélectionde boucles de mesure20Sélection de boucles de mesure d’impédanceTemps de commutation : de 300 ms à 500 msLes pertes et parfois des aléas de fonctionnementsensible à lharmonique du rang 2Les phases a , b et c
  21. 21. 21Fiabilité de fonctionnement de relais (PAK412)200/5A10Kv /60kVS = 2,5MVAd’où I = 24,06 AS = √3 * U * ILe transformateur peut supporter 20% de ISoit un courant Iph :Iph = 1.2 x 24.056 x 5 / 200 = 0.72 ALe minimum de réglage sur le relais PAK412 est 3 Asoit : Iphr = 3ADétérioration du transformateur pour lesfaibles surcharges.PAK412
  22. 22. 22Le transducteur 4 – 20 mA :Fiabilité de mesureAlimentation auxiliaire 127V
  23. 23. 23Absence de signalisation de défautsLa commande à distance des disjoncteurs n’est pas disponible• Autres :
  24. 24. Filtre RL24200/5A600/5A600/5A15/5 ALa protection JDB (Le TC de rattrapage )Le TC de rattrapage200/5A * 15/5 = 600/5A600/5APrécision de mesureFiabilité de fonctionnementNe détecte pas le départ qui est en défaut
  25. 25. 25Poste PJ3Poste PJ2Liaisons Heures pointes Heures pleines Heures creusesPJ2 – PJ3PJ2 TR1PJ3 TR2PJ3 - PJ2TR1 TR2 Déplacement Pas de précision de la lecturePoste PJ0
  26. 26. 26Solutions
  27. 27. 27RelaisAnalogiqueRelaisNumériqueAugmenter la fiabilité et la précisionOption d’archivage et d’enregistrementConfiguration des rapports de TCTemps de réponse < 20 msAfficheur numérique de I , U , E, P et QCentralisation de l’information (échange d’énergie)Commande à distanceAvantages des relais numériques:Supervision de laboucle HT
  28. 28. 28Le matériel à installer :Relais de protection numérique.Modules d’automates programmables pour la supervision .
  29. 29. 29CouplageJDBProtection :différentiel JDB.Départposte OCPProtection :Départ câble.Différentiel câble.Directionnel de puissance.DéparttransformateurProtection :Départ transformateur.Masse cuve transformateur.De la résistance du neutre.Différentiel transformateur.Départposte ONEProtection :De distance.Différentiel ligne.
  30. 30. 30Fonction de Protection Relais numériqueProtection de départ.Protection départ transfo (maximum de courant).Protection de la résistance du neutre.UFMProtection différentiel câble 7SD52Protection directionnel de puissance F650Protection différentiel jeux de barres 7SS52Protection de distance P442Protection différentiel ligne 7SD63Protection masse cuve transformateur P120Protection différentiel transformateur MD32-TRelais numérique PJ0 PJ1 PJ2 PJ3 PJ5 TOTALUFM 7 5 4 4 9 297SA52 4 2 2 2 2 127SD63 3 0 0 0 0 3F650 6 2 2 2 4 167SS52 1 1 1 1 1 5MD32-T 1 3 2 2 7 15P120 1 3 2 2 7 15P422 3 0 0 0 0 3Les relais qui assurent les fonctions de protectionLe nombre de relais à commander pour le remplacement
  31. 31. P120 UFM2Buching1500/5AProtection numérique transformateur4 X TC1 X TTMD32T31
  32. 32. SIPROTEC 7SD61 650FUFMProtection départ câbleTPSTPI7SD52F65032UFM
  33. 33. Protection numérique – Arrivée ONEArrivée ONE33P442SIPROTEC7SA63
  34. 34. COUPLAGEDépart poste Départ TransfoUnité detraitement7SS52Module7SS523Protection numérique – jeu de barres34
  35. 35. ModbusControlNetEntrée TORSortie TOREthernetSalle Contrôle CommandeRéseaux terrain35
  36. 36. 36Carte entrée TORPOSTETOTALPJ0 PJ1 PJ2 PJ3 PJ51756- IH 161 33 18 14 14 36 109Pour chaque travée on va déterminer :Le nombre de modules STORLe nombre de modules ETORMODULE DE SORTIEPOSTEPJ0 PJ1 PJ2 PJ3 PJ5 TOTAL1756-OW161 2 2 2 2 3 11
  37. 37. PJ0 PJ1 PJ2 PJ3 PJ5 TOTALE1756-A13 4 2 2 2 4 141756-L61 2 2 2 2 2 101757-SRM 2 2 2 2 2 101756-IH161 33 18 14 14 36 1151756-OW16 2 2 2 2 3 111756-MVI 1 1 1 1 1 51756-A7 2 2 2 2 2 101756-PA75 6 4 4 4 6 241756-CNBR 6 4 4 4 6 241756-SYNC 2 1 1 1 2 71756-ENBT 2 2 2 2 2 101786-RG6 2 2 2 2 2 101786-XT 4 4 4 4 4 201786-TPR 12 8 8 8 8 441757-SRC 2 2 2 2 2 10SWITCH 3COM .. PORTS 2 2 2 2 2 10QuantitéSur la base de calcul de module E/S on va déterminer laquantité de module et accessoire de :37 Communication Traitement Alimentation Connexions
  38. 38. API2ControlLogixAPI 1ControlLogixControlNetSwitchEthernetLiaison Ethernet en CuivreRedondance SwitchModule E/SArchitecture decommunication entreautomates d’un Poste38
  39. 39. PJ1PJ2PJ5PJ3PJ10PJ0 PJ11Architecture réseaux de communicationentre API de la boucle 60Kv39
  40. 40. 40Etude technico économiqueLe taux horaire de production de l’acide phosphorique et lesengrais est estimé à 300KDH/heurele complexe Maroc Phosphore aura un gain évalué à :300 * 16 =Mois durée darrêt(d’origine électrique)Mai 360 minJuin 15 minJuillet 17 minAoût 45 minSeptembre 280 minOctobre 65 minNovembre 23 mindécembre 63 minJanvier 17 minFévrier 20 minMars 15 minAvril 40 minTotal 960 min = 16 Heures4,8MDH/an
  41. 41. 41Coût global d’investissement (matériel , installation et mise en service ) := 77.684.256,00 DH  80 MDHEtude technico économiqueLe Temps de Retour sur l’Investissement TRI := 77.684.256,00 DH / 4.800.000 ,00 DH.= 20 mois.le projet est rentable
  42. 42. 42Conclusion
  43. 43. Merci pour votreattention43

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