Démarreurs progressifs moyenne tension pour groupes frigorifiques centrifuges

Centre de recherche sur la fusion ITER – France

Le centre de recherche sur la fusion ITER, situé à Cadarache, en France, est l’un des projets d’infrastructure scientifique les plus ambitieux jamais entrepris. Développé dans le cadre d’une collaboration internationale réunissant 34 nations, ITER a pour objectif de démontrer la faisabilité de la fusion nucléaire comme source d’énergie décarbonée à grande échelle.

En raison de l’ampleur et de la complexité du projet, l’installation nécessite des infrastructures électriques et mécaniques d’une très grande fiabilité. L’un des éléments essentiels est l’infrastructure centrale de refroidissement, où des groupes frigorifiques centrifuges maintiennent des températures de fonctionnement stables pour de nombreux sous-systèmes du complexe ITER.

Le fonctionnement fiable de ces groupes frigorifiques dépend du démarrage contrôlé de moteurs de compresseurs de forte puissance. C’est pourquoi des démarreurs progressifs moyenne tension ont été retenus afin d’assurer une accélération en douceur des moteurs tout en préservant la stabilité électrique du réseau de distribution moyenne tension de l’installation.

Application : Commande des moteurs de groupes frigorifiques centrifuges

Les groupes frigorifiques centrifuges installés sur le site ITER sont entraînés par des moteurs asynchrones moyenne tension de 800 kW. Des moteurs de cette puissance nécessitent un processus de démarrage soigneusement contrôlé afin d’éviter des courants d’appel excessifs et de réduire les contraintes mécaniques exercées sur les composants des compresseurs.

La solution de démarrage devait donc assurer :

• Démarrage contrôlé de moteurs moyenne tension de forte puissance
• Réduction du courant d’appel et des perturbations de tension sur le réseau moyenne tension
• Sélectivité des protections avec le réseau électrique de l’installation
• Intégration aux systèmes de protection et de supervision de l’installation
• Fonctionnement fiable dans un environnement d’infrastructure critique
• Performances durables avec des besoins de maintenance réduits

Dans une installation telle qu’ITER, où plusieurs systèmes de forte puissance fonctionnent simultanément, le maintien de la stabilité électrique lors du démarrage des moteurs est essentiel pour garantir la fiabilité globale du site.

La solution Solcon

Pour répondre à ces exigences, Solcon a fourni huit systèmes de démarreurs progressifs moyenne tension HRVS-DN, chacun conçu pour des moteurs de groupes frigorifiques centrifuges de 800 kW exploités au sein de l’installation ITER.

La plateforme HRVS-DN assure une accélération contrôlée du moteur en augmentant progressivement la tension appliquée à celui-ci. Ainsi, le courant de démarrage est limité tandis que le système de compression atteint sa vitesse de fonctionnement de manière progressive et efficace.

En outre, chaque système intègre le relais de protection moteur MPS3000 de Solcon, qui assure des fonctions avancées de protection, de surveillance et de communication tout en maintenant la sélectivité des protections avec le réseau électrique de l’installation.

Chaque unité a été livrée sous forme d’une armoire complète, conçue pour répondre aux exigences d’intégration électrique et d’installation du projet.

Principales caractéristiques du système

• Démarrage et arrêt contrôlés des moteurs moyenne tension
• Relais de protection moteur MPS3000 avec sélectivité coordonnée des protections
• Surveillance et protection des températures des enroulements et des paliers
• Limitation du courant et rampe d’accélération réglables
• Communication Profibus via le MPS3000 permettant la surveillance du courant, de la tension et des événements de fonctionnement
• Configuration d’armoire personnalisée pour l’installation sur site
• Intégration aux systèmes de supervision et de contrôle de l’installation

Toutes les unités ont été soumises à des essais en usine avant leur livraison et fournies entre 2016 et 2017 dans le cadre du calendrier de construction et de mise en service d’ITER.

Performances en exploitation

Depuis leur mise en service, les démarreurs progressifs HRVS-DN assurent un démarrage fiable des moteurs des groupes frigorifiques centrifuges, contribuant ainsi au bon fonctionnement de l’infrastructure de refroidissement de l’installation.

Principaux résultats du projet

• 8 démarreurs progressifs moyenne tension installés
• Fonctionnement fiable depuis la mise en service
• 7 unités demeurent dans leur configuration d’origine
• Une armoire rénovée à la suite d’une exposition aux conditions environnementales pendant les travaux de construction
• Fonctionnement continu conforme aux spécifications de conception

Dans son ensemble, cette installation démontre comment les démarreurs progressifs moyenne tension associés à une protection moteur avancée et à des fonctions de surveillance permettent d’assurer un fonctionnement fiable des applications de compresseurs et de groupes frigorifiques dans des environnements d’infrastructure complexes.

Démarreurs progressifs moyenne tension pour les infrastructures critiques

Les grands centres de recherche, les installations industrielles et les infrastructures énergétiques dépendent de systèmes de commande moteur fiables pour les pompes, les compresseurs et les groupes frigorifiques.

Dans ces applications, les démarreurs progressifs moyenne tension constituent une solution éprouvée permettant de :

• Réduire les contraintes électriques sur les réseaux moyenne tension
• Protéger les équipements mécaniques lors du démarrage des moteurs
• Garantir un fonctionnement stable des infrastructures critiques

L’installation des HRVS-DN sur le site du projet ITER démontre que des solutions de démarrage et de protection des moteurs moyenne tension correctement conçues assurent des performances fiables dans les environnements techniques les plus exigeants.