Brevet FR2842662A1 — publié le 20040123

DISPOSITIF D'INT GRATION D' QUIPEMENTS DE SUBSTITUTION A L'INT RIEUR D'UNE INSTALLATION LECTRIQUE DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine des équipements dits de "contrôle commande" liés à la transformation du courant électrique et notamment aux adaptations permettant d'en renouveler les composants dans les meilleures conditions possibles. DESCRIPTION DE L'ART ANT RIEUR D'une manière générale, les équipements dits de "contrôle commande" liés à la transformation du courant électrique sont regroupés dans un même lieu dans un volume fermé aussi bien pour des raisons d'accessibilité que de sécurité. Les châssis dits de "contrôle commande" comprennent classiquement un cadre-support formé de longerons et de traverses judicieusement agencés de manière à définir des espaces d'incorporation des composants de l'appareillage électrique destiné à assumer les différentes fonctions de "contrôle commande" de ladite armoire. Il s'avère que les composants de technologie électrotechnique nécessitent un remplacement par des composants de technologie électronique ou numérique, du fait de la difficulté d'en assurer la maintenance. Or, la demanderesse a constaté que le changement des différents composants de l'appareillage de transformation rendait indisponible pendant une longue durée l'alimentation en électricité du fait de la difficulté et de la complexité des opérations de déconnections de désinstallation, de remplacement et de re-câblage. Elle a par ailleurs constaté que le remplacement complet du châssis par une armoire neuve avait les mêmes inconvénients. Cette indisponibilité est due à la consignation de l'ouvrage sur lequel les interventions ont lieu. En outre, les équipements d'aujourd'hui pour une même -2 fonction ne présentent plus le même encombrement du fait notamment de l'utilisation de modules pré-équipés de type "RACK". Ce changement d'équipement pour des fonctions identiques et les adaptations nécessaires à l'intégration de ces nouveaux équipements à l'intérieur d'une installation plus ancienne rendent l'opération de remplacement des équipements présents dans un poste de transformation particulièrement longue. La déposante a notamment constaté que le savoir-faire nécessaire aux changements de tels équipements faisant souvent défaut et que les pièces détachées pour les équipements dépassant un certain nombre d'années, étaient rares. Néanmoins, comme décrite plus haut et bien que résolvant les problèmes d'adaptations et de savoir-faire, la solution consistant à remplacer la totalité du châssis par une armoire contenant des équipements plus récents provoque également une période d'indisponibilité de l'alimentation en électricité. En outre, cette solution a pour autre inconvénient de nécessiter un budget plus important que celui requis pour le simple renouvellement ponctuel des équipements les plus usés. DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des recherches visant à concevoir un moyen permettant de remplacer les équipements devant être renouvelés à l'intérieur d'une installation électrique et notamment à l'intérieur d'un poste de transformation tout en diminuant la durée d'indisponibilité de l'alimentation en courant. Un autre objectif de ces recherches consiste à fournir un moyen facilitant l'installation de nouveaux équipements sur un châssis déjà existant. Un autre objectif consiste à fournir un moyen permettant de faciliter les phases de paramétrage et d'essai des équipements déjà installés. Un autre objectif consiste à fournir un moyen -3 facilitant l'accès des équipements renouvelés. Ces recherches ont conduit la demanderesse à la réalisation d'un compromis sous la forme d'un dispositif d'intégration qui simplifie l'opération de renouvellement en limitant, par une sélection particulièrement avantageuse, le nombre d'équipements à changer et qui facilite la substitution de ces équipements dont les dimensions sont connues à l'intérieur d'une installation existante. Selon la caractéristique principale de l'invention, le dispositif d'intégration d'équipements de substitution dans une installation électrique existante du type de celle comprenant un châssis fixe supportant les équipements et notamment ceux à remplacer, est remarquable en ce qu'il est constitué d'un cadre fixe comprenant des moyens facilitant sa fixation sur ledit châssis et d'un cadre mobile articulé par rapport audit cadre fixe et comprenant des zones d'accueil des équipements de substitution. La réalisation d'un dispositif d'intégration regroupant plusieurs équipements sélectionnés pour remplacer ceux usés installés sur un châssis déjà existant remplit les objectifs des recherches réalisées par la demanderesse en ce que le câblage reliant entre eux les équipements à renouveler et les tests sont réalisés avant l'installation. Ainsi, bien que les opérations puissent être dans certains cas les mêmes, elles peuvent, grâce à ce boîtier, être réalisées préalablement à l'installation sur site réduisant de leur durée la période d'indisponibilité de l'alimentation en électricité. Le dispositif de l'invention constitue un compromis en ce qu'il articule un cadre fixe adapté et apte à s'installer sur un châssis fixe existant et supportant les anciens équipements qui sont préalablement retirés à une partie mobile préformée pour accueillir lesdits équipements comportant la technologie et les volumes des -4 composants récents. Ainsi, le dispositif assure le lien dimensionnel entre le volume des anciens équipements et celui des nouveaux. De plus, en ne proposant qu'un nombre limité d'équipements à changer, l'utilisation du dispositif de l'invention réduit également le temps d'installation sur site puisque seul un nombre limité d'équipements doit être débranché et désinstallé. Selon un mode de réalisation préféré du dispositif intégré dans une installation de transformation supportant notamment des équipements de protection, les équipements renouvelés sélectionnés par la demanderesse sont ceux assurant la fonction de protection. En effet, la demanderesse a constaté que les équipements de protection d'une installation de transformation sont ceux nécessitant classiquement un renouvellement sans toutefois exiger le remplacement de la totalité de leur environnement. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif regroupe dans sa partie mobile les trois composants électroniques suivants: - protection principale ligne, - protection secours ligne - automate de ré-enclenchement suite à défaut fugitif. Aussi, le dispositif de l'invention propose de désinstaller les trois équipements assurant ces fonctions du châssis les supportant et d'installer un module regroupant ces trois équipements, ce qui constitue un gain de temps non seulement du fait que les interliaisons sont réalisées avant installation sur site mais également parce qu'une seule installation est nécessaire pour trois équipements. La mobilité du cadre supportant les équipements renouvelés répond à un autre objectif de l'invention en autorisant l'accès non seulement aux façades des équipements mais également à leur partie arrière ce qui en facilite l'installation et la maintenance. De même, cette -5 facilité d'accès est particulièrement avantageuse lorsque les équipements sont préinstallés sur le cadre mobile avant l'opération d'installation sur site du boîtier de l'invention. En effet, bien qu'il ait pour fonction principale de regrouper et de connecter préalablement à la connexion sur site les équipements renouvelés entre eux afin de diminuer l'indisponibilité de l'alimentation en électricité, le dispositif de l'invention présente des caractéristiques facilitant les opérations à réaliser préalablement à ladite installation sur site. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un dispositif d'intégration conforme à l'invention. BR VE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique en vue en perspective d'un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention en position fermée, La figure 2 est un dessin schématique en vue en perspective du mode de réalisation illustré en figure 1 en position ouverte, La figure 3 est un dessin schématique de la partie avant du dispositif illustré en figure 1 installé sur un châssis apparaissant en traits mixtes, La figure 4 est un dessin schématique de la partie arrière du cadre mobile du dispositif illustré en figure 1. DESCRIPTION DES MODES DE R ALISATION PR F R S Comme illustré sur les dessins des figures, le dispositif d'intégration référencé D dans son ensemble d'équipements E de substitution dans une installation de transformation existante du type de celle comprenant un 6 châssis fixe 100 supportant lesdits équipements à renouveler, est remarquable en ce qu'il est constitué d'un cadre fixe 200 comprenant des moyens facilitant sa fixation sur ledit châssis 100 et d'un cadre mobile 300 articulé par rapport audit cadre fixe 200 et comprenant des zones d'accueil des équipements E venant se substituer à ceux sélectionnés pour être remplacés. Selon le mode de réalisation illustré en figure 1, les moyens facilitant la fixation du cadre fixe 200 au châssis 100 sont constitués par des montants profilés 210 comportant les orifices nécessaires au passage de moyens de fixation telles des vis sur le châssis 100. Conformément à l'invention, le cadre mobile 300 supportant les équipements E est monté pivotant par rapport au cadre fixe 200 solidaire du châssis 100 selon un axe vertical référencé A. Ce pivotement a pour avantage de non seulement faciliter l'accès de l'arrière et la maintenance des équipements E une fois installés sur le châssis 100 mais également d'en faciliter l'installation et la connexion lors de leur mise en place dans le dispositif D de l'invention avant installation du dispositif D sur le châssis. Le châssis 100 peut en effet n'offrir qu'un accès limité sur sa partie arrière. Afin de s'adapter à toutes les configurations possibles d'accès et de fixation au châssis 100, la position de l'axe A de la liaison pivot reliant le cadre fixe 200 au cadre mobile 300 est réglable en profondeur par rapport au cadre fixe 200 de sorte que, selon le positionnement du châssis et la place disponible sur le site, la rotation du cadre mobile 300 supportant les équipements E ne nécessite qu'un encombrement minimal. Selon le mode de réalisation illustré en figures 1 et 2, le cadre fixe 200 est ménagé de parois 220 ici horizontales basse et haute pour former un boîtier, le cadre mobile 300 assurant ainsi la fonction de porte dudit boîtier 200. Le mode de réalisation illustré dans les -7 figures 3 et 4 ajoute au moins une paroi latérale 220' audit boîtier. Ces parois permettent d'isoler les équipements du reste du châssis, elles facilitent également la manutention du dispositif D. Comme illustrées dans les figures 1 et 2, les parois basse et haute sont ménagées d'une lumière 221 dont seule celle ménagée dans la paroi horizontale haute apparaît. Ces lumières ont pour fonction d'assurer un chemin de déplacement pour le réglage selon la double flèche B de la position de l'axe A. De même, selon une caractéristique particulièrement avantageuse, la paroi horizontale basse 220 est avantageusement équipée d'au moins un patin 222 permettant de pallier le porte-à-faux lié au poids des équipements E supportés par le cadre mobile 300. Selon le mode de réalisation préféré illustré, la paroi horizontale basse 220 est équipée de deux patins 222. Ainsi, lorsque la porte formée par ledit cadre mobile 300 se trouve en position fermée le poids dudit cadre mobile est mieux réparti grâce auxdits patins 222. Ainsi, l'axe assurant la liaison pivot selon l'axe A est soulagé d'une partie du poids des équipements E supportés. Avantageusement, lesdits patins 222 sont en outre biseautés de façon à corriger lorsqu'il revient en position fermée, la mauvaise position qu'aurait pu prendre en position ouverte, le cadre mobile 300. Afin d'en faciliter l'ouverture et la fermeture, la porte est avantageusement équipée d'une poignée 310. Toujours dans le soucis de ne nécessiter qu'un encombrement minimal pour autoriser l'accès à l'arrière du cadre mobile 300, l'axe de rotation A est selon le mode de réalisation illustré, situé non à l'extrémité latérale du cadre mobile 200 mais dans une position médiane permettant de faire passer une partie du cadre mobile 300 à l'intérieur du boîtier formé par le cadre fixe 200 -8 diminuant ainsi le volume devant rester libre pour autoriser la rotation du cadre mobile. Selon un choix technologique particulièrement judicieux, le dispositif D de l'invention est remarquable en ce que les équipements E renouvelés sont ceux assurant la fonction de protection. Aussi, le dispositif D assure le renouvellement de la fonction de protection. Plus précisément, les équipements E renouvelés et supportés par le cadre mobile 300 sont ceux assurant les trois fonctions suivantes: - protection principale ligne 410, - protection secours ligne 420, - automate de ré-enclenchement suite à défaut fugitif 430. Dans le cadre de l'application concernant le renouvellement des équipements de protection et notamment d'équipements de protection installés sur un châssis en aluminium, les matériels anciens électromécaniques sont remplacés par des matériels numériques ou statiques. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le dispositif D comporte un nombre de zones d'accueil faisant que le renouvellement des équipements liés à la fonction de protection laisse au moins un emplacement vide 440. Comme illustrés en trait interrompus courts en figure 1, les équipements E adoptent une configuration et un volume de type "RACK". Afin de s'y adapter les zones d'accueil des équipements ménagées dans le cadre mobile 300, sont préformées pour accueillir cette configuration standardisée. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les équipements E supportés par le cadre mobile 300 sont connectés entre eux avant installation sur le châssis 100. Cette connexion préalable permet de configurer et de tester les équipements en laboratoire avant installation sur site. Comme illustré en figure 4, le cadre mobile 300 comprend sur sa partie arrière des borniers 320 de précâblage d'alimentation qui autorisent la déconnexion des circuits polarités, déclenchements, tension et intensité des différentes équipements E. Le cadre mobile comporte également en face arrière un module de distribution des polarités 330 ainsi que des relais de découplage 340 des informations. De plus, en dehors des interfaces constituant la façade de chaque équipement E, la face avant du cadre mobile 300 donne accès à des boîtes d'essai 350. Comme illustré, le cadre fixe 200 est équipé de modules de raccordement des polarités 230 et des circuits 240. Comme illustré, chaque équipement E comporte les liaisons filaires 450 destinées à son raccordement avec les appareils existant et supportés par le châssis 100. On comprend que le dispositif qui vient d'être cidessus décrit et représenté, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention tel que définie dans les revendications. Ainsi par exemple, bien que les mode de réalisation ait été décrit sur la base d'une application à un châssis de poste de transformation, le dispositif d'intégration d'équipement de substitution de l'invention peut être utilisé dans les sous stations et dans les centrales de production d'électricité. - 10 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'intégration (D) d'équipements de substitution (E) dans une installation électrique existante du type de celle comprenant un châssis fixe (100) supportant les équipements et notamment ceux à remplacer, CARACT RIS PAR LE FAIT QU'il est constitué d'un cadre fixe (200) comprenant des moyens (210) facilitant sa fixation sur ledit châssis (100) et d'un cadre mobile (300) articulé par rapport audit cadre fixe (200) et comprenant des zones d'accueil des équipements de substitution (E). 2. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACT RIS PAR LE FAIT QUE le cadre mobile (300) est monté pivotant par rapport au cadre fixe (200). 3. Dispositif (D) selon la revendication 2, CARACT RIS PAR LE FAIT QUE le cadre fixe (200) est ménagé de parois (220) pour former un boîtier, le cadre mobile (300) assurant ainsi la fonction de porte dudit boîtier. 4. Dispositif (D) selon la revendication 2, CARACT RIS PAR LE FAIT QUE la position de l'axe (A) de la liaison pivot reliant le cadre fixe (200) au cadre mobile (300) est réglable en profondeur par rapport au cadre fixe (200). 5. Dispositif (D) selon la revendication 3, CARACT RIS PAR LE FAIT QUE l'axe de rotation (A) du cadre mobile (300) est situé dans une position médiane permettant de faire passer en position ouverte, une partie du cadre mobile (300) à l'intérieur du boîtier formé par le cadre fixe (200). 6. Dispositif (D) selon la revendication 1 intégré dans une installation de transformation supportant notamment des équipements de protection, CARACT RIS PAR LE FAIT QUE les équipements renouvelés sont ceux assurant la fonction de protection. 7. Dispositif (D) selon la revendication 6, CARACT RIS PAR LE FAIT QUE les équipements (E) renouvelés - 11 et supportés par le cadre mobile (200) sont ceux assurant les trois fonctions suivantes: - protection principale ligne (410), - protection secours ligne (420), - automate de ré-enclenchement suite à défaut fugitif (430). 8. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACT RIS PAR LE FAIT QUE les équipements (E) supportés par le cadre mobile (300) sont connectés entre eux avant installation sur le châssis (100).