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Pourquoi l'industrie de l'énergie se tourne-t-elle vers l'"optique" ?

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Le 19 juin, Rusnano a annoncé le début de la vente de 99,9% des actions de la société de portefeuille "Profotek". La société produit des compteurs numériques de courant et de tension destinés aux installations énergétiques. Ils vont devenir l'un des éléments clés de l'énergie numérique, en remplaçant les appareils électromagnétiques analogiques et en augmentant la précision des mesures. "Izvestia a étudié comment une nouvelle technologie est née, comment elle est meilleure que les transformateurs conventionnels et pourquoi les énergéticiens du monde entier se tournent vers "l'optique".

De l'idée au produit de série.

Les plus grandes entreprises mondiales - ABB, Siemens, General Electric et Arteche - travaillent sur des solutions de comptage numérique de l'électricité. Cette dernière a consacré plus de 100 millions de dollars à leur développement pour amener le produit au stade du marché. Siemens est toujours en train de mettre au point un design industriel.

La technologie utilisée dans les transformateurs numériques Profoteka a été créée par des scientifiques russes, employés de l'Institut d'ingénierie radio et d'électronique de Fryazinsk. Le résultat de leur travail est une fibre optique spéciale et un détecteur, qui permet de mesurer l'angle de rotation et de déterminer l'intensité du courant. Avec le soutien de Rusnano en 2010, ces études scientifiques ont abouti au produit final.

Maintenant, Profotek possède la chaîne de production complète : de la création de la fibre optique et des algorithmes de traitement de données uniques à la production de dispositifs en série. L'expérience de l'entreprise dans le domaine de la photonique, du développement en électronique et de la programmation a permis de produire des instruments de mesure spéciaux. Ils ne sont pas inférieurs aux produits des concurrents étrangers et les dépassent même dans certains paramètres.

"Au début du voyage, la technologie n'était que dans l'esprit des scientifiques", explique Oleg Rudakov, directeur général de Profoteka. - Tous nos premiers échantillons ont été produits avec leur participation. Bien sûr, c'est agréable de voir un professeur ou un candidat aux sciences techniques tordre des écrous sur des appareils ou des objets. Ils étaient heureux de venir nous voir pour des essais, des travaux d'installation, alors que nous n'en étions qu'aux premiers essais. Nous nous sommes fixés pour tâche de décrire la technologie, d'apporter la documentation de sa conception et de son processus, de former et d'élaborer des instructions d'utilisation. Ce travail était très important, nous savions qu'il ouvrirait un marché pour les fournitures industrielles. Après 2015, les ventes commerciales ont commencé dans les grandes installations du réseau, "Profotec" est passé à une nouvelle étape".

Selon la loi de Faraday.

"Profotech" utilise une technologie unique basée sur la fibre optique sensible au magnétisme dans ses transformateurs.

Les transformateurs conventionnels sont de moins en moins adaptés aux besoins de l'énergie moderne à l'ère numérique et deviennent obsolètes. Ils présentent de nombreux défauts de conception. Par exemple, le noyau en acier et l'enroulement en cuivre des appareils conventionnels perdent leurs propriétés avec le temps lorsqu'ils sont constamment chauffés - ce qui nuit à la précision des mesures. En outre, les appareils analogiques peuvent prendre feu ou exploser à cause d'une surtension, et les défaillances de leur fonctionnement ne peuvent pas toujours être remarquées immédiatement.

"Les transformateurs de courant conventionnels sont soumis à des effets qui leur font subir des erreurs de mesure élevées. C'est-à-dire qu'ils donnent à la protection des relais, à l'automatisation un signal erroné, auquel elle réagit de manière incorrecte. Il y a eu des précédents dans l'industrie où la protection des automatismes dans les grandes centrales électriques et les sous-stations du réseau à ultra-haute tension a mal fonctionné à cause d'appareils de mesure. Cela a conduit à des pannes de courant majeures et à des restrictions de l'alimentation électrique des utilisateurs finaux", déclare Alexander Golovin, directeur technique de Tekvel.

Les transformateurs numériques de Profoteka permettent d'éliminer ces défaillances. Ils sont sûrs en termes d'incendie, durent plus longtemps et assurent un fonctionnement ininterrompu. Comment ? C'est la conception.

La technologie utilise l'effet Faraday. À l'intérieur de l'appareil, il y a un conducteur autour duquel est enroulé un guide de lumière (fibre optique). S'il n'y a pas de courant dans le conducteur, les ondes lumineuses se propagent à la même vitesse ; si c'est le cas, le plan de distribution de la lumière tourne. L'angle de rotation permet une mesure précise du courant. À cet effet, un détecteur spécial est placé dans le transformateur.

L'appareil ne vieillit pratiquement pas - la fibre optique conserve ses propriétés pendant des décennies. Elle ne peut être endommagée que par l'eau ou par un choc mécanique, mais avec une protection fiable, cela n'est pas possible. Un avantage important est que le transformateur numérique surveille son état et transmet les informations de défaut.

"Le système d'autodiagnostic intégré est capable de signaler toute anomalie ou dégradation de l'équipement susceptible de causer des problèmes à l'avenir. Il s'agit d'une différence importante par rapport aux appareils traditionnels. Par exemple, un appareil numérique peut remarquer une détérioration de la précision des mesures", poursuit M. Golovin.

La précision est le principal avantage des transformateurs Profoteka. Cela permet aux grands consommateurs d'enregistrer l'électricité plus clairement, de ne pas payer de supplément pour les pertes techniques, et à l'industrie de l'électricité - de garantir un travail cohérent et ininterrompu sur l'approvisionnement en électricité. Après tout, les pannes des compteurs conventionnels peuvent affecter les installations énergétiques, qui, entre autres, fournissent des éléments importants de l'infrastructure industrielle et sociale.

Les défis de la numérisation

L'apparition de transformateurs optiques domestiques a été une réponse aux besoins actuels des compagnies d'électricité et des entreprises russes. Le projet activement discuté de numérisation de l'Etat "Rossetey" est estimé à 1,3 trillion de roubles d'ici 2030, en plus du programme d'investissement de base. Son élément clé est la création de sous-stations numériques, qui utilisent des compteurs optiques de courant et de tension. La mise en œuvre de ces plans sans solutions concurrentielles nationales semble difficile dans des conditions de restrictions tarifaires. Par conséquent, la politique d'approvisionnement de la Federal Grid Company (FGC UES) vise à remplacer les importations d'équipements de haute technologie. La société a déjà mis en œuvre la solution "Profoteka" dans la première sous-station numérique à haute tension "Tobol" (500 kV).

Selon le représentant du monopole du réseau, 85% des achats d'équipement sont effectués en Russie. Il est prévu que d'ici 2030, ce chiffre atteindra 95%. "La part des compteurs de courant et de tension russes atteint 70 % dans les achats de FGC. Les produits russes sont principalement utilisés dans les nouvelles constructions et les projets de reconstruction. En général, les solutions numériques ne sont pas isolées, leur mise en œuvre s'effectue progressivement lors de la construction de nouvelles installations et du rééquipement avec le remplacement prévu des équipements", - a noté le service de presse de la FGC UES.

Aujourd'hui, les transformateurs numériques Profoteka sont utilisés par les principales compagnies énergétiques russes. Les solutions de l'entreprise sont installées dans de nombreuses centrales électriques, parmi lesquelles : "Gazprom Energoholding - systèmes de mesure à la centrale hydroélectrique de Volkhovskaya, CHPP-11, Transneft - fourniture d'énergie à l'oléoduc, UEC - protection des câbles et des lignes aériennes, RusHydro - projet de sous-station numérique. En outre, les produits Profoteka sont utilisés avec succès pour l'alimentation électrique de qualité des industries à forte intensité énergétique telles que Rusal, NorNickel, VSMPO AVISMA, l'usine d'électrolyse du Kazakhstan (groupe ERG).

Sur le marché international, les partenaires de Profoteka sont Condis (anciennement Maxwell), une société suisse, et EFACEC, une société portugaise. Les solutions technologiques de Profotec sont appliquées avec succès dans des sous-stations en Suisse (Group-E, SwissGrid), en Italie (Terna), en France (EDF) et au Canada (IREQ, HydroQuebec). La part des projets internationaux dans la structure des revenus de l'entreprise est supérieure à 15 % et ne cesse d'augmenter. À l'avenir, l'entreprise a également l'intention de pénétrer les marchés chinois, indien et américain. Après tout, après le succès des pilotes étrangers, la demande risque de croître comme une avalanche. Dès maintenant, Profotek comprend que sa capacité de production de 1 000 mètres carrés devra bientôt être étendue.

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