Une surveillance constante assure un fonctionnement simple et efficace d’une centrale hydroélectrique. L’entretien régulier, qui réduit les temps d’arrêt non planifiés et prolonge la durée de vie de l’ensemble de l’installation, est aussi un autre aspect essentiel.
WIKA est également présent dans ce secteur avec une gamme complète d’instruments de haute qualité pour la mesure et la surveillance de la pression, du débit, de la force, de la température et du niveau.
Une centrale hydroélectrique peut avoir été construite il y a des décennies, en raison de conditions d’exploitation difficiles et de l’usure normale, elle doit faire face à un risque sur ses différents composants :
- Les turbines sont abrasées par les solides en suspension.
- Les métaux sont plus sujets à la corrosion en milieu aqueux
- Les hautes pressions, les cycles de contrainte et les coups de bélier provoquent souvent des fissures de fatigue.
- Les opérations de chargement partiel génèrent des écoulements pulsés, de la turbulence et de la cavitation.
- Des conduits déséquilibrés et mal alignés provoquent des vibrations et de l’usure sur les roulements.
- La surchauffe peut entraîner une déformation, une défaillance métallurgique et un incendie.Pour que l’ensemble de l’installation continue de fonctionner avec un maximum d’efficacité et de sécurité, les ingénieurs doivent surveiller et contrôler étroitement un certain nombre de paramètres à de nombreux endroits.
Ou, quand et comment faut-il mesurer
Dans un processus qui dépend fortement de l’eau, les deux considérations évidentes sont le niveau d’eau et le débit. Cependant, les centrales hydroélectriques sophistiquées d’aujourd’hui exigent également une surveillance régulière de nombreux autres paramètres, comme la température et la pression. Les conditions de l’installation varient d’un point à l’autre et le type d’instrument ou de capteur requis dépend du point de mesure particulier. De plus, tous les instruments doivent être vérifiés et étalonnés régulièrement pour s’assurer qu’ils continuent de fonctionner dans des limites acceptables.
Voici un bref aperçu des zones d’une centrale hydroélectrique qui sont mesurées et des instruments WIKA qui peuvent être utilisés pour ces mesures :
LF-1
1- Niveau d’eau dans le réservoir : la quantité d’énergie potentielle disponible dans le réservoir et la pression hydrostatique à la turbine. WIKA produit une gamme complète de sondes de niveau immergeables pour la mesure de niveau dans les rivières, lacs et autres réservoirs. Le LF-1, par exemple, est conçu pour résister à des conditions de fonctionnement difficiles. Son boîtier extrêmement robuste est hermétiquement scellé et entièrement soudé. Les options de protection contre la foudre, la construction en Hastelloy® et les câbles FEP le rendent encore plus robuste. Pour des lectures extrêmement précises et pour compenser les fluctuations de température, le LF-1 peut être intégré à la mesure de température.
S-20
2- Débit et pression à l’obturateur : pour déterminer combien d’eau va frapper les turbines et à quelle vitesse. Le S-20 est un transmetteur de pression de haute qualité, conçu avec précision. Il est équipé d’un capteur piézoélectrique et d’une technologie à couche mince et est très résistant aux pics de pression et aux vibrations. Le S-20 dispose d’une cellule de mesure entièrement soudée en acier inox dans un boîtier compact également en acier inox pour plus de robustesse. De nombreux raccordements électriques et de process sont disponibles pour répondre aux exigences de presque toutes les applications.
3- Pression différentielle du système de filtration : des capteurs de pression différentielle sont utilisés pour évaluer la propreté ou l’encrassement du filtre. Grâce à ces instruments, il est possible de mesurer avec précision la différence de pression entre les deux côtés du filtre, ce qui donne une bonne indication de sa propreté.
23X.50
4– Pression sur la turbine : pour indiquer si la turbine est pleine ou vide et si elle est prête au démarrage ou doit être arrêtée. Le 23X.50 est un manomètre industriel à ressort tubulaire en acier inox avec bague à baïonnette. Il a été spécialement conçu pour fonctionner extrêmement bien dans les applications soumises à des pulsations et vibrations dynamiques élevées. Le modèle 23X.50 peut mesurer des pressions jusqu’à 1600 bar.
TR-10
5- Températures de l’huile et des métaux de la turbine, du générateur et d’autres systèmes de roulements : pour identifier les points chauds et la surchauffe qui peuvent entraîner une usure accrue. Les sondes à résistance TR10 et TR40 sont idéales pour mesurer la température des roulements et bagues, des réservoirs d’huile et d’eau, des réservoirs d’air et des échangeurs de chaleur. Les sondes à résistance de la série TR10 peuvent être montées dans un doigt de gant ou directement dans le process avec un raccord à compression à ressort pour une installation et un remplacement faciles. Les TR10s peuvent être fournis avec un transmetteur pour convertir le signal de résistance en une sortie analogique ou numérique, qui peut être facilement personnalisée dans diverses conditions.
Les sondes à résistance de la série TR40 avec sortie à câble sont conçues pour des performances élevées dans une large plage de température (de -196°C à +600°C). Vous pouvez choisir entre une version tubulaire ou gainée et une configuration à 2, 3 ou 4 fils. Une variété de matériaux de câbles (PVC, silicone, PTFE, fibre de verre) assure que la TR40 répond aux exigences de la plupart des applications. Les séries TR10 et TR40 sont disponibles en version antidéflagrante.
6- Débit, température et pression des fluides dans les systèmes de refroidissement
PSD-4
7- Niveau de lubrifiant et pression des systèmes hydrauliques et turbines : Le pressostat électronique WIKA PSD-4, la version actualisée du PSD-30 primé, est le composant de choix pour mesurer la pression dans les roulements et bagues, dans la commande des pompes à huile et des circuits de commande, des réservoirs d’air et des conduites d’aspiration. Il est reconnu pour sa robustesse, sa construction conviviale et sa fonctionnalité exceptionnelle. Un grand écran et un menu de navigation simple rendent l’installation rapide et intuitive. Les grandes touches ergonomiques permettent des réglages faciles. Le transmetteur PSD-4 est facile à monter dans presque toutes les configurations.
8- Température à proximité de la terminaison de l’enroulement du stator et du noyau du transformateur du générateur : pour éviter les points chauds, la surchauffe et les incendies.
A2G-40
9– Pression d’air dans les circuits de ventilation des générateurs : pour assurer un refroidissement adéquat. Pour surveiller le débit dans les filtres à air, les ventilateurs, les circuits d’air froid et les conduits de ventilation, les centrales hydroélectriques choisissent généralement le pressostat différentiel WIKA A2G-40. Ce pressostat compact est très facile à monter et à installer. Le robuste A2G-40 peut fonctionner à des températures ambiantes comprises entre -40°C et +85°C et des températures moyennes comprises entre -29°C et +75°C.
TG54
10- Température des barres de thyristors et des ponts dans la zone haute tension : pour la prévention des incendies. Le TG54 est un thermomètre bimétallique conçu et fabriqué selon la norme EN 13190. Le boîtier robuste et hermétique avec un degré de protection minimum IP65 permet une utilisation même dans des conditions extérieures difficiles. L’amortissement à l’huile de silicone le rend parfaitement adapté aux applications à fortes vibrations. L’appareil de classe de précision 1 selon EN 13190 peut mesurer des températures de -50 °C à 1.000 °C.
En outre, WIKA propose une large gamme de vannes, collecteurs et monobrides pour les fonctions d’arrêt, de purge et de compensation. Ces accessoires séparent l’instrumentation du procédé et permettent de recalibrer et de remplacer l’instrument sans qu’il soit nécessaire d’arrêter l’installation. Une variété de tailles, de supports de fixation muraux et tubulaires et de types de fixation, y compris NPT et G (métrique), simplifient l’installation. WIKA fabrique également des siphons, des amortisseurs de pulsations, des dispositifs de protection contre les surcharges et une gamme complète de séparateurs à membrane pour mieux protéger l’intégrité des instruments et des procédés.
Exemples de centrales hydroélectriques déjà équipés avec les instruments WIKA
Dans le domaine de la mesure de la température, de la pression, du niveau, du débit et de la force, WIKA est connue dans l’industrie hydroélectrique pour ses instruments de haute qualité. Voici quelques-uns des projets dans lesquels les produits WIKA ont été utilisés :
En Chine
WIKA a fourni des instruments de mesure de pression, de température et de niveau à plus de 20 centrales hydroélectriques en Chine. L’approvisionnement comprend 2 200 unités pour la centrale du barrage des Trois Gorges, la plus grande centrale hydroélectrique du monde (22,5 GW de capacité) et 1 130 unités pour la centrale de Xiluodo, la troisième plus importante centrale (13,86 GW de capacité) dans le monde.
Au Brésil
Les instruments de mesure WIKA se trouvent dans les centrales hydroélectriques de Jirau et Santo Antonio sur le fleuve Madère, dans la région brésilienne de Porto Velho. Nos experts ont travaillé en étroite collaboration avec les ingénieurs de ces deux grandes centrales hydroélectriques (3 750 MW et 3 150 MW respectivement) pour concevoir et produire les composants qui répondent le mieux à leurs besoins. Pour ces installations, WIKA a développé des pièces spéciales et fourni plus de 4.600 unités, dont :
- 717 Pressostats électroniques PSD-30 pour la mesure de la pression d’huile dans les pompes et dans le circuit de commande des pompes, de la pression d’huile dans les bagues et de la pression dans la pompe aspirante.
- 464 Pressostats différentiels A2G-40 pour la surveillance de la pression d’air dans le circuit de ventilation du générateur
- 56 pressostats Cella
- 756 manomètres
- 2 096 sondes à résistance TR10 / TR40 pour la surveillance de la température de l’air, de l’échangeur de chaleur et de l’huile dans les bagues et les réservoirs d’huile
- 180 Sondes à résistance TR70
- 112 thermostats Cella
- 212 thermomètres
- 28 indicateurs de niveau
Pour plus d’informations sur les solutions WIKA pour les centrales électriques, veuillez contacter nos spécialistes en production d’électricité.
Et ne manquez pas la troisième et dernière partie : Deux autres points à considérer pour une centrale hydroélectrique : la mesure de force et l’étalonnage des instruments.