L'évaluation du dimensionnemment de l'installation électrique et l'amélioration de la protection du complexe GPI 2

Abstract

Ce mémoire de master a été consacré à une évaluation de dimensionnement des installations électriques et une contribution à l’améliorations des systèmes de protection du complexe gazier GP1Z. L’étude s’appuie sur les documents d’ingénierie de l’entreprise datte depuis 1982 et des données recueillies lors de notre stage effectué au sein du département maintenance. La méthodologie retenue repose sur une présentation schéma unifilaire de l’installation industrielle, l’établissement d'un bilan de puissance en utilisant les coefficients de fonctionnement, calcul des courants, vérification du dimensionnement du transformateur, analyse des sections de câbles. Les principaux résultats obtenus sont la puissance apparente totale de 20675 kVA avec un facteur puissance 88.6%, un taux de charge du transformateur de 65,63 %, les sections de câbles optimales (120 mm² Cu XLPE pour le 63 kV, 5×630 mm² pour le 5,5 kV), ils reflètent les paramètres de fonctionnement de l’installation. Notre analyse souligne le vieillissement, la non-mémorisation et l'absence de communication entre dispositifs de protection en place et préconise la substitution de ceux-ci par le relais numérique SEPAM G87. Les tests réalisés sous ETAP confortent la cohérence de l’ensemble des choix dedimensionnement.

Mots-clés : Dimensionnement électrique, Bilan de puissance, Section des câbles, Étude de court- circuit, Relais de protection numérique, SEPAM G87, Complexe GP1Z et Simulation ETAP

Abstract

This master's dissertation assesses the sizing of the electrical installation and proposes an improvement of the protection system of the GP1Z gas complex, one of the largest liquefied petroleum gas treatment facilities in the world. The research utilizes original IHI-ITOCHU engineering documents (1982) and data collected on site during an internship in the maintenance department. The methodology is top down: the architecture of the electrical network is presented, a complete power balance is established by the use of utilization, the total installation current is calculated, the transformer sizing is checked in accordance with the IEC 60076 standards, the cable sections are analyzed using three criteria. Key findings reveal that the total apparent power is 20,675 kVA with a power factor of 88.6%, transformer load rate of 65.63%. The optimal cable sizing is 120 mm2 Cu XLPE for 63 kV and 5×630 mm2 for 5.5 kV. The study points out the limitations of electromechanical relays (no vulnerability, no event memory, no communication) and suggests their replacement by the digital relay SEPAM G87 integrated to the PSSP supervision system via Modbus TCP/IP., all dimensioning choices are confirmed as adequate by ETAP simulation.

Keywords: Electrical installation sizing, Power balance, Cable dimensioning, Short-circuit study, Digital protection relay, SEPAM G87, complex GP1Z and ETAP simulation.

ﻣﻠﺨﺺ ھﺬه ﺑﺘﻘﯿﯿﻢ أﺑﻌﺎد اﻟﺘﺮﻛﯿﺒﺎت اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ وﺗﻘﺪﯾﻢ ﺗﺤﺴﯿﻦ أﻧﻈﻤﺔ اﻟﺤﻤﺎﯾﺔ ﻟﻤﺠﻤﻊGP1Z ﻟﻠﻐﺎز، وھﻮ أﺣﺪ أﻛﺒﺮ وﺣﺪات ﺗﻌﺘﻤﺪ اﻟﺪراﺳﺔ ﻋﻠﻰ وﺛﺎﺋﻖ اﻟﮭﻨﺪﺳﺔ اﻷﺻﻠﯿﺔ ﻟﺸﺮﻛﺔ IHI-(1982)ITOCHU واﻟﺒﯿﺎﻧﺎت اﻟﺘﻲ ﺗﻘﻮم ﻣﺬﻛﺮة اﻟﻤﺎﺳﺘﺮ ً : ﻋﺮض ھﯿﻜﻞ اﻟﺸﺒﻜﺔ، وإﻧﺸﺎء ﻣﯿﺰاﻧﯿﺔ طﺎﻗﺔ ﺷﺎﻣﻠﺔ ﺑﺎﺳﺘﺨﺪام ﻣﻌﺎﻟﺠﺔ اﻟﻐﺎز اﻟﺒﺘﺮوﻟﻲ اﻟﻤﺴﺎل ﻓﻲ اﻟﻌﺎﻟﻢ. ، وﺗﺤﻠﯿﻞ ﻣﻘﺎطﻊ ﻛﺎﺑﻼت اﻟﺠﮭﺪ ﺗﻢ ﺟﻤﻌﮭﺎ أﺛﻨﺎء ﻓﺘﺮة اﻟﺘﺪرﯾﺐ ﻓﻲ ﻗﺴﻢ اﻟﺼﯿﺎﻧﺔ. ﺗﺘﺒﻊ اﻟﻤﻨﮭﺠﯿﺔ ﻧﮭﺠﺎ ﺗﻨﺎزﻟﯿﺎً ﻣﻌﺎﻣﻼت اﻻﺳﺘﻌﻤﺎل ، وﺣﺴﺎب ﻣﺨﺘﻠﻒ اﻟﺘﯿﺎرات ، واﻟﺘﺤﻘﻖ ﻣﻦ أﺑﻌﺎد اﻟﻤﺤﻮل وﻓﻘﺎ ﻟﻤﻌﯿﺎر60076IEC اﻟﻤﺘﻮﺳﻂ وﻓﻖ ﺛﻼﺛﺔ ﻣﻌﺎﯾﯿﺮ، ﺗﻈﮭﺮ اﻟﻨﺘﺎﺋﺞ اﻟﺮﺋﯿﺴﯿﺔ اﺳﺘﻄﺎﻋﺔ ظﺎھﺮﯾﺔ ﻛﻠﯿﺔ ﺗﺒﻠﻎ 20675 ﻛﯿﻠﻮﻓﻮﻟﺖ أﻣﺒﯿﺮ ﻣﻊ ﻣﻌﺎﻣﻞ % ، ﺣﻤﻞ ﻟﻠﻤﺤﻮل ﺑﻨﺴﺒﺔ %65.63 وﻣﻘﺎطﻊ ﻛﺎﺑﻼت ﻣﺜﺎﻟﯿﺔ 120) ﻣﻢ² ﻧﺤﺎس XLPE ﻟﻠﺠﮭﺪ 63 ﻛﯿﻠﻮﻓﻮﻟﺖ و5630× اﻟﻤﺮﺣﻼت اﻟﻜﮭﺮوﻣﯿﻜﺎﻧﯿﻜﯿﺔ اﻟﺤﺎﻟﯿﺔ اﻟﺘﻘﺎدم ﻋﺪم وﺟﻮد ذاﻛﺮة ﻟﻸﺣﺪاث أو اﺗﺼﺎل وﯾﻮﺻﻲ اﻟﺤﻤﻮﻟﺔ 88.6 ﻣﻢ² ﻟﻠﺠﮭﺪ 5.5ﻛﯿﻠﻮﻓﻮﻟﺖ. (ﯾﺤﺪد اﻟﺒﺤﺚ ﺣﺪود ﺑﺎﻟﻤﺮﺣﻞ اﻟﺮﻗﻤﻲ G87SEPAM ، ﺗﺆﻛﺪ ﻣﺤﺎﻛﺎة ﺑﺮﻧﺎﻣﺞ ETAP ﻣﻼءﻣﺔ ﺟﻤﯿﻊ ﺧﯿﺎرات اﻷﺑﻌﺎد. ﺑﺎﺳﺘﺒﺪاﻟﮭﺎ

اﻟﻜﻠﻤﺎت اﻟﻤﻔﺘﺎﺣﯿﺔ :أﺑﻌﺎد اﻟﺘﺮﻛﯿﺒﺎت اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ، ﻣﯿﺰاﻧﯿﺔ اﻟﻄﺎﻗﺔ، ﺗﺤﺪﯾﺪ ﻣﻘﺎطﻊ اﻟﻜﺎﺑﻼت، دراﺳﺔ ﻗﺼﺮ اﻟﺪاﺋﺮة، ﻣﺮﺣﻞ ﺣﻤﺎﯾﺔ رﻗﻤﻲ، G87SEPAM، ﻣﺠﻤﻊ GP1Z ، ﻣﺤﺎﻛﺎة ETAP.