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Appareillage hybride isolé au gaz (HGIS) de 362 kV pour système de commutation à très haute tension

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Appareillage de commutation (HGIS) 362 kV

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1. Description générale

L'appareillage hybride isolé au gaz (HGIS) de 362 kV est un système de commutation à très haute tension qui combine les avantages des appareillages isolés au gaz (GIS) et des appareillages isolés à l'air (AIS) pour les réseaux de transport à haute capacité.

La conception du HGIS intègre les principaux équipements primaires — notamment les disjoncteurs, les sectionneurs, les commutateurs de mise à la terre, les transformateurs de courant (TC) et les transformateurs de tension (TT/TCV) — dans des modules compacts isolés au gaz, tout en conservant des raccordements de type AIS pour les barres omnibus, les lignes aériennes et les transformateurs. Cela permet d’atteindre un équilibre entre la compacité des GIS et la flexibilité des AIS.

La classe 362 kV est principalement utilisée dans les réseaux de transport 345 kV/362 kV et les postes de réseau à grande échelle.

2. Caractéristiques techniques types
·Type d’équipement : Appareillage hybride isolé au gaz (HGIS)
·Tension nominale : 362 kV
·Classe de tension du réseau : 345 kV
·Fréquence nominale : 50 / 60 Hz
·Courant nominal : 3 150 / 4 000 / 5 000 A
·Courant de tenue de courte durée : 50 / 63 kA (3 s)
·Courant de coupure en court-circuit : 50 / 63 kA
·Courant de tenue de crête : 125 / 160 kAp
·Tension de tenue à la fréquence du réseau : 510 / 650 kV (typique)
·Tenue aux impulsions de commutation : jusqu’à 950 / 1 050 kVp
·Tension de tenue aux impulsions de foudre (BIL) : jusqu’à 1 175 / 1 425 kVp
·Milieu isolant : SF₆ ou autre gaz isolant
·Type de disjoncteur : interrupteur à SF₆ (typique)
·Installation : en intérieur / en extérieur
·Résistance mécanique : classe M2

Les caractéristiques nominales typiques d’un disjoncteur HGIS de 362 kV comprennent un courant continu de 3 150 à 5 000 A et une capacité d’interruption de court-circuit de 50 à 63 kA.

3. Composants principaux

1.) Disjoncteur à isolation gazeuse de 362 kV
·Le disjoncteur est le principal dispositif d’élimination des défauts.
Fonctions :
·Interrompt les courants de court-circuit élevés
·Assure la commutation des lignes et des transformateurs
·Protège les équipements de transport d’énergie
Caractéristiques :
·Capacité de coupure élevée
· Mécanisme de commande rapide
· Grande fiabilité mécanique
· Besoins d’entretien réduits

2.) Sectionneurs à isolation gazeuse
Fonctions :
· Isoler des sections d’équipements
· Assurer la sécurité lors des opérations de maintenance
· Permettre les opérations de transfert de barres omnibus
Avantages :
· Construction compacte
· Rigidité diélectrique élevée
· Performances de commutation fiables

3.) Interrupteurs de mise à la terre
Types :
·Interrupteur de mise à la terre pour maintenance
·Interrupteur de mise à la terre à grande vitesse
Fonctions :
·Mise à la terre des sections isolées
·Décharge de l’énergie électrique emprisonnée
·Garantie de la sécurité des opérations de maintenance

4.) Transformateurs de courant (TC)
Les TC intégrés fournissent :
·Des signaux de protection
·Des mesures de comptage
·La détection des défauts
Applications :
·Protection des lignes
·Protection différentielle des transformateurs
·Protection à distance
·Comptage commercial

5.) Transformateur de tension / Interface CVT
Permet la mesure de la tension pour :
·Les relais de protection
·Les systèmes de synchronisation
·Équipements de surveillance
·Systèmes de contrôle

6.) Section de raccordement AIS
La configuration hybride permet le raccordement à :
·Barres omnibus isolées à l’air
·Lignes de transport aériennes
·Transformateurs de puissance
·Réseaux de câbles souterrains

Cela rend les HGIS adaptés aussi bien aux nouveaux postes électriques qu’à l’extension des parcs AIS existants.

4. Avantages du HGIS 362 kV
* Encombrement réduit
· Nécessite nettement moins d’espace que les installations AIS conventionnelles
· Adapté aux grandes sous-stations de transport disposant d’un terrain limité
* Haute fiabilité
Les modules à isolation gazeuse protègent les équipements critiques contre :
· La poussière
· L’humidité
· La pollution
·La contamination par le sel
* Coût inférieur par rapport aux systèmes GIS entièrement fermés
·Moins de sections GIS entièrement fermées
·Complexité d’installation réduite
·Exigences de génie civil moindres
* Installation plus rapide
·Modules assemblés en usine
·Travaux d’assemblage sur site réduits
·Période de mise en service plus courte
* Intégration flexible dans les postes électriques
Convient pour :
·Nouvelles sous-stations THT
·Projets de remplacement d’AIS
·Projets d’extension du réseau

5. Applications typiques
Les HGIS 362 kV sont couramment utilisés dans :
·Les sous-stations de transport 345 kV
·Les grandes centrales électriques
·Les réseaux de transport hydroélectriques
·Les sous-stations d’exportation d’énergies renouvelables
· Les postes d’interconnexion
· Les postes EHV urbains
· Les environnements côtiers ou fortement pollués
· Les projets de modernisation d’AIS existants

6. Schémas de configuration types
Barre omnibus simple
· Disposition simple
· Investissement réduit
· Utilisé pour les postes de transport standard
Barre omnibus double
·Flexibilité opérationnelle améliorée
·Permet la maintenance pendant l’exploitation
Barre omnibus en anneau
·Fiabilité d’alimentation accrue
Schéma « un disjoncteur et demi »
·Utilisé pour les réseaux de transport critiques de 345 kV

7. Normes applicables
·CEI 62271-1 — Exigences communes aux appareillages de commutation haute tension
·CEI 62271-100 — Disjoncteurs haute tension à courant alternatif
·CEI 62271-102 — Sectionneurs et commutateurs de mise à la terre
·CEI 62271-203 — Appareillages de commutation à isolation gazeuse et à enveloppe métallique supérieurs à 52 kV
·Série IEEE C37 — Exigences relatives aux appareillages de commutation haute tension

Résumé
L’appareillage de commutation hybride à isolation gazeuse (HGIS) de 362 kV est une solution de commutation à très haute tension de classe 345 kV alliant la fiabilité des appareillages à isolation gazeuse (GIS) à la flexibilité des appareillages à isolation atmosphérique (AIS). Elle prend généralement en charge des courants nominaux continus de 3 150 à 5 000 A et une capacité de coupure en court-circuit de 50 à 63 kA, offrant ainsi une solution compacte, fiable et économique pour les grands postes de transport, l’intégration des énergies renouvelables et les projets d’extension des réseaux très haute tension.