Nos XALIS installés sur la centrale hydroélectrique de Qianwei à Minjiang

La centrale hydroélectrique de Qianwei est située dans le comté de Qianwei, ville de Leshan, province du Sichuan, en Chine. Elle est implantée sur le fleuve Minjiang, un affluent majeur du Yangtsé.

Mise en service en 2020, cette centrale dispose d'une capacité installée de 500 mégawatts (MW), répartie sur neuf turbines de 55,6 MW chacune. Elle fonctionne selon le principe de "fil de l'eau", exploitant le débit naturel du fleuve sans nécessiter de grand réservoir de retenue.

Le projet est détenu et exploité par la société Sichuan Port and Shipping Investment Group (SPSI).

La centrale de Qianwei contribue de manière significative à la production d'énergie renouvelable dans la région du Sichuan, soutenant ainsi les efforts de la Chine pour diversifier son mix énergétique et réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Ce projet de navigation et d'hydroélectricité est composé est composé de 4 parties :

1. Une centrale hydroélectrique d'une capacité totale de 500 MW composés de 9 générateurs à ampoules bulbes horizontales (turbine Kaplan + alternateur). Ils sont équipés d’une turbine qui transforme l’énergie du flux d’eau en une rotation mécanique de façon à actionner l’alternateur. Les Turbines sont des turbines Kaplan à écoulement horizontal. Un transformateur en aval de l’alternateur permet d’augmenter la tension de l’électricité produite de 10.5KV à 220KV.
2. Un process de gestion de retenue d'eau qui est dotée de plusieurs vannes d’évacuation. Cela permet de réguler le débit du cours de l’eau, de stocker l’eau pour la centrale hydroélectrique mais également de réduire les risques d’inondations.
3. Une écluse qui permet aux bateaux de naviguer en amont et en aval du barrage tout en évitant les changements brusques de niveau d’eau.
4. Un passage à poissons pour faciliter leurs passages d’un coté à l’autre du barrage.

Surveillance de la température générée par les frictions dans les turbines hydroélectriques

Dans une centrale hydroélectrique comme celle de Qianwei, les turbines convertissent l’énergie de l’eau en énergie mécanique, puis en électricité via des alternateurs. Ces turbines fonctionnent à grande vitesse et sont soumises à des forces mécaniques importantes.

L'un des problèmes majeurs rencontrés dans ces équipements est la chaleur générée par les frictions, qui peut provenir de plusieurs sources, notamment :

• Les roulements : Composants critiques qui supportent les axes de rotation et qui, sous forte charge, peuvent générer de la chaleur par frottement.
• Les joints d'étanchéité : Ils subissent des pressions élevées et des frottements constants.
• Les jeux mécaniques : Un mauvais alignement ou une usure prématurée peut provoquer un échauffement anormal.
• Le frottement fluide-matériau : Le contact entre l’eau et certaines parties métalliques crée des frictions hydrodynamiques.

Pourquoi la surveillance de la température est-elle essentielle ?

La montée excessive de la température peut entraîner :

• Une usure accélérée des composants (roulements, joints, etc.).
• Des dilatations mécaniques pouvant provoquer des dysfonctionnements (désalignement, vibrations excessives).
• Un risque d’incendie dans les zones lubrifiées.
• Une perte d’efficacité énergétique, car une turbine surchauffée peut voir ses performances réduites.
• Des arrêts non planifiés, générant des coûts élevés de maintenance et d’indisponibilité du système.

Le rôle des dispositifs de conditionnement de signaux électriques

Les dispositifs de conditionnement de signaux électriques jouent un rôle clé dans cette surveillance. Ils permettent de :

1. Capturer les données en temps réel : Des capteurs de température sont installés sur les parties critiques (roulements, paliers, joints) et transmettent les signaux électriques aux dispositifs de conditionnement.
2. Filtrer et traiter les signaux : Les dispositifs assurent une conversion précise des mesures pour éviter les interférences ou les erreurs de lecture.
3. Émettre des alertes : En cas de dépassement de seuils de température prédéfinis, une alerte est envoyée pour prévenir les équipes de maintenance.
4. Analyser les tendances : Grâce à l’enregistrement des données, il est possible d’anticiper les pannes en détectant des schémas anormaux de surchauffe.
5. Assurer l’intégration avec le système de contrôle-commande : Ils transmettent les données aux automates programmables industriels (API) qui peuvent ajuster automatiquement certains paramètres (débit d’eau, lubrification, arrêt d’urgence).

La centrale hydroélectrique de Qianwei a choisit d’utiliser nos indicateurs numériques à affichage bicolores XALIS 3400P1. Ils sont utilisés dans la configuration suivante :

• Input = RTD 3 fils
• Output = Current 4-20mA.

Les indicateurs XALIS sont utilisés pour surveiller en permanence la température générée par les frictions (évitement des surchauffes, et des décalages d’axe). Cela garantit le fonctionnement optimal et sûr de la turbine. Chaque générateur utilise 16 XALIS, ce qui représente un total de 144 appareils XALIS 3400P1 (16 XALIS * 9 Générateurs = 144 XALIS).

Nos indicateurs numériques XALIS jouent un rôle essentiel dans la gestion des alarmes et de la sécurité. Les deux premiers relais sont dédiés aux alertes de dépassement, tandis que le 3e relais assure l'arrêt du système. Le 4e relais, quant à lui, est utilisé en cas de perte de signal ou de rupture du capteur.

Notre gamme d’indicateurs XALIS 3000 est une gamme d’indicateurs numériques avec affichage bicolore permettant une transmission analogique et numérique de signaux variés.

Nos XALIS 3400P1 sont dotés d’une entrée universelle, d’une sortie analogique et de 4 sorties relais.

L’entrée universelle de nos indicateurs XALIS 3400P1 offre flexibilité et compatibilité aux agents de maintenance. En effet ce dispositif peut recevoir des signaux provenant de divers types de capteurs, tels que : température, pression etc… Cela permet d’en retirer plusieurs avantages :

• Adaptabilité à plusieurs types de capteurs sans nécessiter de modules additionnels.
• Réduction des coûts d’intégration en utilisant un seul dispositif pour différentes mesures.
• Simplification de la maintenance et de l'exploitation grâce à une interface unifiée.

La sortie analogique de nos indicateurs XALIS 3400P1 facilite la supervision et l’automatisation. Souvent en 4-20 mA ou 0-10 V, elle permet d'envoyer les valeurs mesurées (température, pression, vibrations) vers des systèmes tiers tels que des automates, des système de supervision (SCADA), des convertisseurs ou variateurs de vitesse.

• L’intégration est facile avec les systèmes de contrôle existants.
• L’automatisation des réactions est rendue possible (ex. augmentation du débit de lubrification en cas de surchauffe).
• La surveillance continue permet d’éviter les arrêts non planifiés.

Les sorties relais de nos indicateurs XALIS 3400P1 permettent de déclencher des actions immédiates en fonction des seuils programmés, comme :

• Le déclenchement d’alarmes visuelles/audibles en cas de dépassement de température critique.
• L’arrêt d’urgence de la turbine pour éviter des dommages catastrophiques.
• L’activation de systèmes de refroidissement ou de lubrification pour réguler la température.
• La signalisation à un opérateur ou envoi d'alertes vers une salle de contrôle.
• Le déclenchement des relais de façon manuelle grâce aux boutons en façade. Une fonctionnalité appréciée par nos clients dans le cas d’une panne d’automate.
• Le paramétrage du temps de réaction à l’erreur, programmable directement sur l’appareil. Certains signaux parasites peuvent ainsi être ignorés.

La possibilité de déclencher ces actions immédiates permet de

• Protéger de façon proactive de l’équipement en cas de conditions anormales.
• Réduire le temps de réponse en cas de dépassement de seuil.
• Assurer la sécurisation accrue des opérations grâce à des actions automatisées et programmées.

Nous remercions notre client pour sa confiance !