L'Allemagne accélère la modernisation numérique de ses postes de transformation moyenne tension ; les équipements au SF6 sous pression de remplacement

fr.wedoany.com Rapport : Le 22 septembre, Thomas Dürr, responsable des normes et réglementations chez Siemens Smart Infrastructure, a publié un article sur Enlit indiquant que les réseaux de distribution moyenne tension européens entrent dans un cycle de modernisation concentré, les sous-stations secondaires en constituant un maillon clé. L'Allemagne compte actuellement environ 600 000 de ces sous-stations, mais leur taux de numérisation est inférieur à 10 % ; parallèlement, la durée de vie des équipements des sous-stations secondaires moyenne tension atteint généralement 40 ans, et un grand nombre d'équipements existants doivent encore être modernisés au moyen de capteurs, de commandes à distance et de nouveaux appareillages de commutation.

La priorité actuelle de la modernisation porte d'abord sur l'observabilité du réseau de distribution. Avec la multiplication des énergies renouvelables décentralisées, des véhicules électriques et des consommateurs-producteurs, des flux bidirectionnels apparaissent dans le réseau de distribution, et les sous-stations secondaires traditionnelles ont du mal à continuer de fonctionner de manière isolée. Siemens propose que les sous-stations nouvelles et rénovées soient équipées de capteurs intelligents de courant et de tension, et que des terminaux distants collectent des paramètres tels que la puissance active, la puissance réactive, la puissance apparente, le facteur de puissance et la fréquence, avant de transmettre les données au système de contrôle du réseau pour la surveillance de l'exploitation et le contrôle ultérieur.

En ce qui concerne les équipements numériques, les transformateurs de mesure de faible puissance conformes à la norme IEC 61869 s'intègrent de plus en plus dans les systèmes moyenne tension. Ces équipements peuvent être directement intégrés aux traversées d'entrée de câble des appareillages de commutation moyenne tension à isolation gazeuse, et combinés à des capteurs de température pour assurer une surveillance continue de l'état des connexions de câble, ce qui réduit l'installation de capteurs supplémentaires et les travaux de maintenance ultérieurs. L'article souligne également que la mesure du courant et de la tension, l'indication directionnelle de défaut de court-circuit et de défaut à la terre, ainsi que la signalisation à distance des défauts et les fonctions de commande, passent progressivement du statut d'options supplémentaires à celui de capacités standard des nouvelles générations de sous-stations secondaires.

Les appareillages de commutation moyenne tension européens sont également confrontés à un calendrier de remplacement du SF6. Après la publication du nouveau règlement de l'Union européenne sur les gaz fluorés en 2024, à compter du 1er janvier 2026, des restrictions plus strictes s'appliquent aux nouveaux équipements dont la tension assignée ne dépasse pas 24 kV ; d'ici 2030, le champ d'application sera étendu à 52 kV. Le potentiel de réchauffement global du gaz SF6 traditionnel est environ 24 300 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone ; les appareillages de commutation moyenne tension s'orienteront donc davantage vers des solutions d'isolation sans fluor dont le GWP est inférieur à 1. Siemens utilise déjà le Clean Air, un milieu isolant composé de constituants naturels de l'air, pour remplacer les gaz fluorés traditionnels.

La miniaturisation des équipements constitue également une contrainte importante des projets de rénovation. Les sous-stations secondaires urbaines manquent généralement d'espace disponible, tandis que les nouvelles générations de systèmes doivent intégrer simultanément des fonctions de détection, de communication, de commande à distance et de surveillance. Siemens estime que les appareillages de commutation à isolation gazeuse occupent moins d'espace à caractéristiques techniques égales, ce qui permet de réaliser la modernisation sans agrandir la surface du bâtiment existant. Les sous-stations numériques ultérieures introduiront en outre des panneaux à commande électrique, un pré-câblage standardisé, des interfaces unifiées, le système de détection de tension VDIS ainsi que la surveillance en ligne des paramètres critiques du réseau.

Sur le plan de l'exploitation, les plateformes cloud et l'analyse par IA s'intégreront progressivement au système de données des sous-stations secondaires. Le traitement centralisé de l'état des équipements et des données d'exploitation du réseau permettra d'identifier à l'avance les pics de charge, de planifier la maintenance et d'élaborer les plans d'investissement. Siemens propose également que les appareillages de commutation moyenne tension fassent l'objet d'une standardisation, notamment l'unification des tensions auxiliaires et de commande, la réduction de la diversité des modèles, la standardisation des interfaces et la simplification des essais de type, afin de raccourcir les délais de livraison des sous-stations numériques.