Le Réseau Téléphonique de Sécurité

Mis en avant

Un peu d’Histoire.

La téléphonie est le moyen de communication quasi exclusif des exploitants des réseaux électriques, dans la première moitié du siècle dernier. Elle est restée incontournable par la suite, malgré le développement des télémesures, télésignalisations et télécommandes. Continuer la lecture

Les évolutions logicielles du SIRC

Le SIRC est resté pendant longtemps la solution privilégiée pour implanter une nouvelle fonction de conduite ou liée à la conduite :

 
  • Il disposait des téléinformations et des historiques,
  • L’équipe de maintenance avait su garder la maîtrise des logiciels,
  • La réalisation en interne permettait de se passer d’un appel d’offre et donc de gagner du temps.

La banalisation des stations de travail avec des IHM attractifs et la mise à disposition d’une solution de raccordement à ARTERE moins complexe, l’IGA (1) , ont orienté par la suite la réalisation des évolutions lourdes vers des systèmes individuels, éventuellement connectés au SIRC.

Parmi les principales évolutions réalisées, nous citerons :

La gestion de la tension

Les problèmes de tension dans l’ouest ont été la première source d’évolutions, l’incident du 12 janvier 1987  (2) constituant un électrochoc . Ont été développés successivement :

  • Un automate logiciel commandant le blocage des régleurs en charge : le réseau de chaque région était découpé en zones d’action. Dans chaque zone, l’automate surveillait des mesures de tension dites de référence. Sur franchissement à la baisse d’un seuil de tension des ordres de télécommande pour bloquer les régleurs des transformateurs THT/HT de la zone étaient envoyés. Après la mise en place des SAS  (3) , l’automate transmettait simultanément au SAS de la région un ordre de blocage des régleurs destiné aux transformateurs HTB/HTA de la zone. Initialement destiné au CIME OUEST, l’automate aura été déployé dans toutes les régions.
  • La commande centralisée des condensateurs et réactances (C3R). L’incident du 12 janvier 1987 avait montré la nécessité de renforcer les moyens de compensation d’énergie réactive dans l’ouest de la France. Un programme d’installation de batteries de condensateurs et de réactances avait donc été lancé. Les réflexions menées en parallèle sur la gestion de ce parc ont mis en évidence l’intérêt et la faisabilité de l’automatiser. L’automate de la C3R, implanté uniquement dans le SIRC de Nantes, fonctionnait comme suit : la région était découpée en zones. Une zone se définissait par un poste électrique dont la tension servait de référence (le point pilote) et par la liste des compensateurs de la zone. Une plage de fonctionnement acceptable de la tension du point pilote était également définie. L’automate surveillait la tension du point pilote et, dès que la tension sortait de sa plage de fonctionnement, il décidait de l’enclenchement ou du déclenchement d’un compensateur et envoyait la télécommande correspondante. Il réitérait l’opération tant que la tension était hors plage et jusqu’à épuisement des moyens de compensation.
  • Le Réglage Secondaire Coordonné de Tension (RSCT) : il est venu compléter, toujours pour la seule région Ouest, les réglages existant à savoir primaires et secondaires. Le principe restait le même. il s’agissait d’élaborer une commande de production de réactif à destination des groupes, mais contrairement au Réglage Secondaire de Tension, les commandes étaient individualisées pour tenir compte de l’influence effective de chaque groupe. Le système a été développé par EDF/DER et implanté dans une station de travail raccordée au SIRC via le protocole FTP. Le SIRC fournissait au RSCT les données nécessaires à son fonctionnement : télémesures, télésignalisations et topologie nodale du réseau.

L’hydraulique temps réel étendu.

Le SIRC dans sa version initiale comportait déjà une boite à outil dédiée à la gestion de l’hydraulique et permettant de calculer :

  • Les volumes d’eau stockés dans les retenues, à partir des côtes,
  • des débits à partir d’autres valeurs (débits, puissances d’usine, variation de volume, limnimètres (mesures de débits de façon quasi directe), pluviomètres (mesures de la hauteur de pluie tombée)),
  • Des puissances produites à partir des débits turbinés, de temps d’écoulement et éventuellement d’estimations d’apports intermédiaires.
  • Et, in fine, des agrégats non accessibles directement comme la puissance produite par les usines non télémesurées. comme le productible…

Les côtes et les débits pouvaient être surveillés par rapport à des seuils avec génération d’alarme en cas de dépassement.
L’objectif de l’évolution « Hydraulique temps réel étendu » était de mettre à disposition du dispatcheur :

  • Une fonction d’études permettant, à partir d’un programme de marche prévisionnel des centrales sur J+1, de simuler par pas ½ horaire le fonctionnement d’une vallée avec signalement des contraintes (déversement, manque d’eau, non respects de côtes imposées (tourisme, irrigation…)
  • Une fonction de modification et de validation des programmes prévisionnels,
  • Une surveillance temps réel au pas ½ horaire de l’exécution des programmes avec émission d’alarme en cas de détection de contrainte.

Le volume de développement étant conséquent, les informaticiens des régions hydrauliques ont été largement sollicités :

  •  Toulouse était chargé des modules d’IHM,
  •  Lyon était chargé du modèle de calcul d’influencement,
  •  L’équipe nationale de maintenance a pris en charge l’impact sur les ressources générales.

L’affaire est allée à son terme, mais le produit n’a pas eu la carrière qu’il méritait. Fonctionnellement, il répondait bien au besoin mais le modèle d’influencement était trop délicat à maintenir. La gestion des vallées sera finalement reprise en prévisionnel par le SGEP et en temps réel par les Postes Hydrauliques de Vallées de deuxième génération : les PHV2.

L’extension de la fonction télécommande ; le projet EXTEL

Le SIRC tel qu’il se présentait au début des années 1990 correspondait à l’étape 1 de la marche vers les Centres Régionaux de Conduite. Il intégrait bien les fonctions nécessaires pour la conduite du réseau et n’offrait qu’une fonction télécommande simplifiée, développée pour gérer des cas particuliers comme la commande des moyens de compensation ou des automates. L’abandon du projet CRC en 1993 changeât la donne. L’intérêt de développer une véritable fonction télécommande dans les SIRC s’est imposé. Cela a permis de valoriser les 950 MF (environ 140 M€) de travaux de filerie et d’apporter un gain notoire sur l’exploitation :

  • Par l’accélération des reprises de service après incident,
  • Par la possibilité de réaliser des manœuvres de nuit sans intervention du PCG,
  • Par la possibilité de réaliser des manœuvres pour de courtes périodes (passage d’un pic de consommation),
  • Par une meilleure sécurisation des manœuvres grâce à des contrôles logiciels.

Une étude d’impact sur le SIRC en confirmant la faisabilité, le projet a été lancé en 1995. Le volume de logiciel à développer ne réclamait pas à lui seul une organisation de type projet mais ce n’était que la partie visible de l’iceberg. L’insertion en exploitation de l’outil a représenté le plus gros travail. Il a en effet fallu :

  • Au niveau national adapter le Code de Conduite du Réseau de Transport (CCRT) au contexte EXTEL, mettre à jour la note Saumon, définir les contrôles à réaliser avant émission de l’ordre et la nature de ces contrôles (bloquant ou non bloquant),
  • Au niveau régional définir dans une convention le partage de l’activité de commande entre le Système et le Transport, identifier les postes télécommandables en fonction de l’état des fileries, replanifier les travaux de mise en conformité des fileries dans la perspective EXTEL.

Enfin chaque région aura eu à mener un important travail de configuration de la chaîne de téléconduite, SIRC compris, pour rapatrier au Dispatching les télésignalisations utilisées dans les contrôles télécommande.
Le projet s’est déroulé sans encombre. Nancy a de nouveau accepté d’être site pilote malgré l’expérience précédente qui avait montré toute la difficulté de la tâche et la charge en résultant. Fin 1998, le déploiement de l’outil était quasiment terminé. La montée en puissance de son utilisation s’est étalée sur plusieurs années, en lien avec la réfection des fileries.
Au final, EXTEL permettait de télécommander les organes de coupure et les automates depuis les images de poste. Avant émission de l’ordre, le logiciel effectuait systématiquement plusieurs types de contrôles qui pouvaient être bloquant ou non :

  • Contrôle de non manœuvre en charge pour les sectionneurs,
  • Contrôle sur l’état du matériel (basé sur la position de télésignalisations)
  • Contrôle sur l’environnement (exemple : blocage si une télécommande est déjà en cours dans le poste).

La synthèse d’alarme

Les résultats encourageants de l’expérimentation CRC au Dispatching de Normandie Paris et la perspective encore lointaine de remplacement des SIRC conduisirent RTE à décider d’implémenter dans les SIRC une synthèse d’alarme restreinte portant sur les cycles disjoncteurs. Elle a été développée conformément aux principes mis en œuvre dans le CRC :

  • rétention des alarmes suite à un fait initiateur pendant une durée fixe (typiquement 30s),
  • à la fin de la rétention, génération d’une alarme synthétique si un cycle a pu être identifié, sinon, génération des alarmes élémentaires.

Bien d’autres évolutions d’importance moindre furent développées dans le cadre de versions annuelles dont le contenu était défini par un Groupe de Coordination des Utilisateurs : le GCU.

 

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 ( 1) Interface Généralisée Artère : package permettant de connecter facilement une application au réseau ARTERE.

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(2)  La perte successive pour des raisons indépendantes des 4 groupes de production de la Centrale de Cordemais entraîne une baisse brutale de la tension. Les régleurs des transformateurs THT/HT et HTB/HTA, en tentant de rétablir une tension normale au secondaire de ces transformateurs aggravent le phénomène. Neuf autres groupes thermiques proches de la zone déclenchent également. Des délestages de consommation permettront de stabiliser la situation.

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(3) Système d’Alerte et de Sauvegarde : constitué d’un mini-ordinateur, il permet de transmettre depuis les dispatchings, des messages d’alerte, de sauvegarde, des signaux tarifaires et des ordres de délestage à destination de EDF Réseau de Distribution.

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les installations terminales du RTS dans les dispatchings

Une installation spécifique est mise en place dans chaque dispatching pour répondre à ces besoins. Placée en parallèle avec l’autocommutateur du dispatching on l’appelle pupitre dispatching. Cet ensemble comporte autant de postes de qu’il est prévu de dispatcheurs 3 dans la majorité des dispatchings régionaux, plus un poste de secours (utilisable en cas de panne ou en appui des dispatcheurs lors d’incident sur le réseau électrique).

Chaque poste de travail possède une platine avec clés et lampes de signalisation concernant toutes les directions :

  • le dispatcheur connaît à tout instant les liaisons occupées;
  • il peut intervenir sur une communication en cours, la couper si nécessaire;
  • il peut prendre au départ un circuit par simple abaissement d’une clé, ce qui permet de choisir l’itinéraire et de gagner du temps puisque la numérotation est directement envoyée sur la liaison sans passer par l’autocommutateur local. Les appels reçus sont aiguillés sur l’équipement de ligne du pupitre.

Les équipements de l’autocommutateur ne sont donc pas utilisés pour une communication en départ. Ils sont utilisés à l’arrivée seulement pendant le temps de réception de la numérotation. Ceci permet d’alléger l’autocommutateur en nombre de circuits de connexion.

D’autre part, le pupitre est étudié de telle façon qu’il puisse fonctionner même en supprimant l’autocommutateur. Des boutons de renvoi sont prévus pour cet usage dans un but de sécurité en cas d’avarie grave de l’autocommutateur.

Les pupitres permettent également l’interconnexion manuelle de circuits en deux fils à l’aide de deux barres de renvoi dans le cas général. La libération est toujours automatique. Ils sont équipés de plusieurs postes opérateurs, en général deux par position de dispatcheur.

Il faut préciser qu’outre les lignes du RTS, sont raccordées sur ces pupitres, des lignes PTT, et des lignes de l’installation téléphonique locale du Mouvement d’énergie. Chaque dispatcheur a la possibilité de transférer une communication à un collègue, à sa hiérarchie dans les bureaux et peut se mettre en relation pour une conférence avec plusieurs liaisons de sécurité.

Platine téléphonique dispatching Nancy années 1960

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Le répertoire téléphonique d’exploitation de Rhône Alpes Auvergne en1997

Chaque région, sous une forme ou une autre disposait, d’un répertoire téléphonique d’exploitation, pour permettre aux exploitants de communiquer entre eux par différents moyens :

  • Le RTS, Réseau Téléphonique de Sécurité
  • Le réseau téléphonique public (monopole) des PTT, devenu en 1988, l’entreprise publique France Télécom,
  • Le RTN, Réseau Téléphonique National, réseau de téléphonie administrative d’EDF.
Exemple de page du répertoire (seuls les numéros RTS ont été gardés)

On trouve également dans le répertoire un schéma donnant une vue synthétique des prises de lignes pour les liaisons interzones.:

Et le schéma général du RTS de la région :

 

 

 

 

 

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Plan de numérotation du RTS

Le plan de numérotation adopté est le suivant :

Les 7 centaines suivantes 2xx, 3xx, 4xx, 5xx, 6xx, 7xx, 8xx peuvent être utilisées librement dans chaque région à l’exception de 16 dizaines ( 2 dizaines par région) qui ne sont utilisés qu’une seule fois en France ce qui permet de les appeler directement à 3 chiffres de tout poste français, (Numéros préférentiels.)

Les centaines 1xx et 9xx sont réservées à des usages particuliers:

  • Pour des préfixes à 2 chiffres choisis entre 10 à 19 et 90 à 95 afin de pouvoir changer de région (un couple de préfixes est réservé pour accéder à chacune d’elle). Dans la pratique cela conduit à composer 5 chiffres pour atteindre un numéro dépendant d’une autre région.
  • Pour des préfixes à 2 chiffres 96 et 97 qui sont utilisés pour des itinéraires spéciaux à l’intérieur d’une région ou pour donner accès au réseau de sécurité d’un pays étranger voisin.
  • Pour des numéros à 3 chiffres 980 à 989 et 990 à 999 sélectionnés dans chaque autocommutateur afin de permettre à l’utilisateur d’imposer la prise d’une liaison prédéterminée dans chaque autocommutateur. (Prise à l’unité.).
  • La centaine 0 est laissée à disposition de chaque région pour établir des itinéraires de détournement, elle sera utilisée progressivement pour des applications particulières, comme la création de numéros à accessibilité restreinte …

Chaque région qui constitue un ensemble de numérotation homogène dispose donc  théoriquement de 540 numéros (700 moins les 160 numéros préférentiels pré-affectés), en fait, un peu moins pour 2 motifs:

  • Pour faciliter l’appel de postes situés en frontière dans une autre région, et éviter d’avoir à composer un numéro à 5 chiffres, les numéros correspondants ne peuvent donc pas être réutilisés dans la région;
  • Pour permettre la maintenance et les essais du réseau. Pratiquement tous les numéros se terminant par 0 sont réservés au service télécommunications pour ses tests et essais. Ainsi, toutes les salles télécommunications équipées d’un autocommutateur du RTS possèdent un numéro.

Il est prévu, en principe, 2 dizaines réservées aux Centres des mouvements d’énergie et au centre du Transport, une dizaine ou une demi-dizaine pour les postes importants ou les sièges d’exploitation, un ou deux numéros pour les petits postes et usines et les services Techniques des centres de Distribution qui exploitent une partie du réseau HT à 63 kV.

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Les difficultés pour téléphoner dans les années 1960

Maintenant que quasiment tout le monde dispose d’un portable et s’irrite lorsque la réception n’est pas parfaite ou qu’une coupure malencontreuse survient, il est bon de se rappeler ce qu’était le téléphone il y a une cinquantaine d’année.

Jusqu’à la disparition du CRTT Massif Central, le trafic du siège de Saint-Étienne avec son sous-groupe de Limoges a été très difficile par le réseau téléphonique PTT. Les délais d’attente pour avoir la communication dépassaient souvent l’heure et lorsque l’on avait la chance de l’obtenir, notre optimiste était aussi douché par la standardiste PTT qui annonçait,  sur un ton pas toujours agréable,  « vous avez Limoges pour 6 minutes ».

Comme illustration des difficultés du téléphone, on peut aussi revoir le sketch de Fernand Reynaud le 22 à Asnières. Il est à noter que, pour les plus jeunes d’entre nous, avant l' »automatique » on entrait en correspondance avec une personne des PTT à qui l’on donnait le numéro de poste que l’on souhaitait obtenir, le xx dans telle commune (le 22 dans la commune d’Asnières, dans le cas du présent sketch). Le relationnel, quelque fois délicat, avec le personnel des PTT a aussi été mis en évidence dans le sketch le télégramme interprété par Yves Montand

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Annecdote sur le relevé systèmatique de mesures

Après guerre, les valeurs de la tension barres du poste de Vénissieux sont transmises toutes les heures par téléphone au dispatching de Lyon.

Certaines valeurs sont manifestement trop élevées, mais la vérification du capteur et du transformateur de tension ne révèle pas d’anomalie.

Jeune ingénieur arrivé au service exploitation, il m’est demandé de trouver l’origine du défaut. Je pars donc à bicyclette (nous sommes en 1948) à Vénissieux et constate qu’un tableautiste confond parfois le chiffre de la tension barres (environ 220 kV) avec celui de la tension de la batterie du poste (de l’ordre de 220 à 240 volts).

Ce fut, si l’on peut dire, une intervention sur une télémesure parlante!

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Le sélectif : comment ça marche?

Le principe du fonctionnement du « sélectif »

Le relais sélectif est un composant majeur d’un système de téléphonie dit « sélectif » comportant un poste central relié à une ligne téléphonique extérieure sur laquelle sont placés en dérivation des postes secondaires (voir le schéma ci contre). Tous les postes secondaires sont munis d’un relais téléphonique sélectif (dit sélecteur) pour recevoir les appels. La sonnerie du poste secondaire sélectionné par le poste central est actionnée par le sélecteur sans que les sonneries des autres postes fonctionnent ; l’opérateur du poste secondaire décroche son appareil, il est alors en communication avec le poste central.

Un peu de technique

Le relais sélectif comporte un électroaimant polarisé dont l’armature reçoit des impulsions alternées de courant continu (inversion de polarité) émises par le poste central qui font progresser pas à pas une roue-code qu’un ressort antagoniste tend constamment à ramener au repos. La sélection du relais est établie pour un total de 17 impulsions groupées en 3 trains envoyés successivement avec un intervalle entre chaque train : par exemple : 2-2-13, 4-2-11,13-2-2… (utilisation des nombres 2 à 13). Chaque série de 17 impulsions correspond à un poste secondaire. On peut réaliser 78 combinaisons différentes.

Chaque relais sélectif n’arrive à la position d’appel qu’après avoir reçu trois séries d’impulsions déterminées. Trois goupilles d’arrêt sont positionnées sur la roue-code. Après la première série d’impulsions, la première goupille du relais sélectionné est engagée par un levier qui bloque la roue alors que les roues des autres relais reviennent au repos. Pendant la deuxième série d’impulsions la roue code continue son mouvement et met la deuxième goupille en prise. La troisième série agit de même, de telle façon que la troisième goupille vient à son tour s’engager dans le levier ; le sélecteur a alors atteint la position 17 pour laquelle le circuit de sonnerie local est fermé. Un poste téléphonique et un seul est ainsi sonné en toute sécurité Une 18ème impulsion émise ensuite ramène au repos le sélecteur du poste appelé. Chaque sélecteur peut être programmé pour n’importe quel indicatif par le déplacement des deux premières goupilles de la roue-code, la troisième étant fixe à la 17ème position, On peut aussi lancer un appel général en émettant un seul train sans interruption de 17 impulsions.

poste secondaire

La tension de la batterie d’appel située au poste central doit être dimensionnée pour assurer le fonctionnement du poste secondaire le plus éloigné. A titre d’exemple, pour une ligne téléphonique présentant une résistance en boucle de 1000 ohms desservant 30 postes secondaires la tension de la batterie d’appel doit au minimum être de 78 volts.

Rendons à Cesar…

Ce type de relais était utilisé dès les années 1910 dans les chemins de fer américains pour permettre l’appel sélectif des diverses stations échelonnées sur une ligne. Les postes téléphoniques étaient placés en dérivation sur une ligne téléphonique à deux fils.

Un rapport présenté à la CIGRÉ (Conférence Internationale des Grands Réseaux Électriques) en 1925 mentionne l’utilisation de ce sélecteur par la Compagnie Western Electric dans un système de téléphonie à courants porteurs sur lignes à haute tension de 110.000 volts pour joindre des postes à haute tension en dérivation sur la ligne.

Le relais présenté dans le chapitre Technique, de fabrication “Le Matériel Téléphonique” (LMT), brevet Westinghouse, date des années 1930. Il était utilisé dans les systèmes téléphoniques à appels sélectifs des réseaux électriques, par exemple en 1936 par la Société Générale Force et Lumière (SGFL) à Grenoble. Ces systèmes permettaient d’appeler depuis les dispatchings, les centrales hydrauliques et les postes situés le long des vallées alpines. Les techniciens des télécommunications de l’époque appelaient ce matériel le « sélectif américain ».

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Les CPL en 2015, une technologie vivante !

Les CPL classiques en bande étroite HT/THT continuent à équiper les lignes HT/THT pour leur avantages et leur faible coût relatif au coût de l’ouvrage et ont vu leur performances améliorées (50kbps) par l’adoption des techniques de modulation numériques récentes. On les trouvent au catalogue de la plupart des équipementiers HT/THT (ABB, ALSTOM, DiMAT, GE, Siemens …) y compris pour les niveaux de tension 800 kV des ouvrages haute puissance construits récemment en Chine ou ailleurs.

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Alstom grid circuit bouchon 800kV

Les CPL large bande BT ont connu un essor considérable dans les années 2000 une fois résolus les problèmes de transmission dans le milieu très perturbé des réseaux électriques domestiques. Ils ont envahi nos logements devenant le complément haut débit fiable (200Mbps et plus) des nombreux réseaux locaux radio (WiFi, Bluetooth, zigbee …) formant le réseau local domestique (ou HAN, Home Area Network).

Les CPL large bande BT sont devenu un enjeu industriel important à la fois :

• pour les électriciens puisqu’il permettent le comptage intelligent (projet Linky eRDF en France) ainsi que des services en aval du compteur (smartgrid) sans le surcoût d’une infrastructure télécom pour la desserte finale.

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Les CPL relient le compteur Linky au concentrateur Linky situé dans le poste source en franchissant (à vérifier) le transformateur BT/MT.

• pour l’électronique / électroménager grand public permettant par exemple la distribution de la vidéo depuis la box internet ou le raccordement des équipements ménagers à l’internet des objets.

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Résultats d’une recherche Internet avec le mot clé CPL

 Les enjeux industriels se reflètent au niveau de la standardisation des CPL BT, deux alliances font la promotion de spécifications distinctes :

• La « Homeplug alliance » avec le standard IEEE 1901

• La « G3-PLC Alliance » dont eRDF est membre, avec les standards CPL-G1 et CPL-G3. Voir la délibération CRE relative aux dispositifs de comptage sur les réseaux publics d’électricité (Linky)