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Appareillage hybride isolé au gaz (HGIS) de 245 kV, offrant un système de commutation haute tension

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Appareillage de commutation (HGIS) 245 kV

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1. Description générale

L'appareillage hybride isolé au gaz (HGIS) de 245 kV est un système de commutation à très haute tension qui allie la compacité et la fiabilité d'un appareillage isolé au gaz (GIS) à la flexibilité et au coût d'investissement réduit d'un appareillage isolé à l'air (AIS).

Dans un système HGIS de 245 kV, les principaux équipements primaires tels que les disjoncteurs, les sectionneurs, les commutateurs de mise à la terre, les transformateurs de courant (TC), et les transformateurs de tension (VT/CVT) sont intégrés dans des modules isolés au gaz, tandis que les connexions externes telles que les barres omnibus, les lignes aériennes et les raccordements aux transformateurs peuvent rester isolées à l’air.

La classe HGIS 245 kV est largement utilisée dans les réseaux de transport de 220 kV, les grands postes de transformation, les centrales électriques et les systèmes de transport d’énergie renouvelable.

2. Caractéristiques techniques types
·Type d’équipement : Appareillage hybride isolé au gaz (HGIS)
·Tension nominale : 245 kV
·Classe de tension du réseau : 220 / 230 kV
·Fréquence nominale : 50 / 60 Hz
·Courant nominal : 2 000 / 3 150 / 4 000 A
·Courant de tenue de courte durée : 40 / 50 / 63 kA (3 s)
·Courant de coupure en court-circuit : 40–63 kA
·Courant de tenue de crête : 100–160 kAp
·Tension de tenue à la fréquence industrielle : environ 460 kV
·Tension de tenue aux impulsions de foudre (BIL) : 950 kVp
·Milieu isolant : SF₆ / gaz isolant alternatif
·Type de disjoncteur : interrupteur à SF₆ ou à vide
·Installation : à l’extérieur / dans un local GIS intérieur
·Type de boîtier : compartiments à gaz à enveloppe métallique

3. Composants principaux

1.) Disjoncteur à isolation gazeuse de 245 kV
·Le disjoncteur est installé à l’intérieur d’une enceinte à gaz hermétique.
Fonctions :
·Interrompt les courants de court-circuit
·Contrôle la commutation des lignes de transport
·Protège les transformateurs et les générateurs
Caractéristiques :
·Pouvoir de coupure élevé
·Fonctionnement rapide
·Grande durabilité mécanique
·Faibles besoins d’entretien
Technologies disponibles :
·Disjoncteur SF6
·Disjoncteur sans SF6
·Disjoncteur à interrupteur sous vide (applications sélectionnées)

2.) Sectionneurs à isolation gazeuse
Fonctions :
·Assurer l’isolation électrique
·Permettre une maintenance en toute sécurité
·Prendre en charge les opérations de transfert de barres omnibus
Caractéristiques :
·Conception compacte
·Rigidité diélectrique élevée
·Fonctionnement mécanique fiable

3.) Commutateurs de mise à la terre
Types :
·Commutateur de mise à la terre pour maintenance
·Commutateur de mise à la terre à grande vitesse
Fonctions :
·Mise à la terre de sections isolées
·Décharge des charges piégées
·Amélioration de la sécurité lors de la maintenance

4.) Transformateur de courant (TC)
Les TC intégrés offrent :
·Mesure de protection
·Précision de comptage
·Détection des défauts
Applications :
·Protection différentielle
·Protection à distance
·Protection contre les surintensités
·Mesure d’énergie

5.) Transformateur de tension / Interface de transformateur de tension à condensateur
Fournit des signaux de tension pour :
·Relais de protection
·Systèmes de comptage
·Synchronisation
·Surveillance et contrôle

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

Cela offre une excellente flexibilité pour les nouveaux postes électriques et les projets de modernisation.

4. Avantages du HGIS 245 kV
* Disposition compacte de la sous-station
· Nécessite beaucoup moins d’espace que les AIS conventionnels
· Adapté aux sites de transport d’électricité disposant d’un espace limité
* Haute fiabilité
Les composants isolés au gaz sont protégés contre :
· La poussière
· L’humidité
· La pollution
· La contamination saline
* Coût inférieur à celui d’un système entièrement isolé au gaz (GIS)
· Nombre réduit de sections isolées au gaz
· Complexité d’installation moindre
· Exigences de génie civil réduites
* Modernisation et extension faciles
Convient pour :
· La modernisation d’installations AIS existantes
· L’extension de sous-stations
· Le remplacement d’équipements vieillissants
* Entretien réduit
· Composants haute tension scellés
·Performances d’isolation stables
·Exposition moindre aux conditions environnementales

5. Applications typiques
Les installations HGIS de 245 kV sont couramment mises en place dans :
·Les postes de transport de 220 kV
·Les grandes centrales électriques
·Les réseaux de transport d’énergie hydroélectrique
·Les postes d’exportation d’énergie renouvelable
·Les réseaux électriques industriels
·Zones côtières et fortement polluées
·Projets de renforcement du réseau urbain
·Projets de modernisation des installations AIS existantes

6. Schémas de configuration types
Barre omnibus simple
·Simple et économique
·Utilisée pour les postes de transport standard
Barre omnibus double
·Grande flexibilité opérationnelle
·Permet la maintenance des équipements sans arrêt complet
Barre omnibus en anneau
·Améliore la fiabilité du réseau
Configuration « un disjoncteur et demi »
·Utilisée dans les nœuds de transport importants de 220 kV

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

Résumé
L’appareillage hybride isolé au gaz (HGIS) de 245 kV est un système de commutation à très haute tension de classe 220 kV alliant la compacité d’un appareillage isolé au gaz (GIS) à la flexibilité d’un appareillage isolé par air (AIS). Il offre généralement une capacité de courant continu de 2 000 à 4 000 A et une capacité de coupure de court-circuit de 40 à 63 kA, ce qui le rend adapté aux grands postes de transport, à l’intégration des énergies renouvelables, aux centrales électriques et aux projets d’extension de réseau exigeant une fiabilité élevée.