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Appareillage hybride isolé au gaz (HGIS) de 170 kV : la solution idéale pour la commutation primaire

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Appareillage de commutation (HGIS) 170 kV

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1. Description générale

L'appareillage hybride isolé au gaz (HGIS) de 170 kV est un système de commutation à très haute tension qui allie la conception compacte de l'appareillage isolé au gaz (GIS) à la flexibilité et au coût réduit de l'appareillage isolé à l'air (AIS).

Les équipements de commutation principaux — tels que les disjoncteurs, les sectionneurs, les commutateurs de mise à la terre, les transformateurs de courant (TC) et les transformateurs de tension (TT) — sont installés dans des compartiments étanches isolés au gaz, tandis que les connexions externes, telles que les barres omnibus et les interfaces de ligne, peuvent rester isolées à l’air.

La classe HGIS 170 kV est principalement utilisée pour les réseaux de transport 154 kV/161 kV et les postes de transformation à haute fiabilité nécessitant un encombrement réduit et une protection environnementale renforcée.

2. Caractéristiques techniques types
·Type d’équipement : Appareillage hybride isolé au gaz (HGIS)
·Tension nominale : 170 kV
·Classe de tension du réseau : 154 / 161 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 du réseau : environ 325 kV
·Tension de tenue aux impulsions de foudre (BIL) : 750 kVp
·Milieu isolant : SF₆ / gaz isolant alternatif
·Type de disjoncteur : interrupteur à SF₆ ou à vide
·Installation : à l’extérieur / dans un bâtiment GIS (système isolé sous gaz)
·Type de boîtier : compartiments à gaz sous enveloppe métallique

3. Composants principaux

1.) Disjoncteur haute tension
·Le disjoncteur est installé à l’intérieur d’un compartiment à gaz sous pression.
Fonctions :
·Interrompt les courants de défaut
·Effectue les opérations de commutation
·Protège les équipements de transport d’énergie
Caractéristiques typiques :
·Pouvoir de coupure élevé
·Vitesse de fonctionnement rapide
·Grande résistance mécanique
·Faibles besoins d’entretien
Technologies disponibles :
·Interrupteur SF6
·Interrupteur à vide (conceptions avancées)

2.) Sectionneurs à isolation gazeuse
Fonctions :
·Isolation électrique
·Sécurité lors de la maintenance
·Opérations de commutation des barres omnibus
Caractéristiques :
·Construction compacte
·Haute fiabilité d’isolation
·Longue durée de vie

3.) Commutateurs de mise à la terre
Types :
·Commutateur de mise à la terre standard pour la maintenance
·Commutateur de mise à la terre à grande vitesse
Fonctions :
·Mise à la terre des équipements isolés
·Élimination de la tension résiduelle
·Garantie d’une maintenance en toute sécurité

4.) Transformateurs de courant (TC)
Les TC intégrés assurent :
·Les mesures de protection
·Les signaux de comptage
·La détection des défauts
Applications typiques :
·Protection différentielle
·Protection à distance
·Protection contre les surintensités
·Comptage d’énergie

5.) Transformateurs de tension (VT/CVT)
Utilisés pour :
·La mesure de tension
·La protection par relais
·La synchronisation
·Les systèmes de contrôle

6.) Interface de raccordement AIS
La conception hybride permet le raccordement avec :
·Des barres omnibus isolées à l’air
·Lignes aériennes
·Transformateurs de puissance
·Câbles souterrains

Cela offre une excellente compatibilité pour les projets d’extension et de modernisation des postes électriques.

4. Avantages des HGIS 170 kV
* Encombrement réduit
·Nécessite moins d’espace au sol par rapport aux AIS
·Adaptés aux postes électriques urbains et industriels
* Haute résistance aux agressions environnementales
Les modules à isolation gazeuse protègent les équipements contre :
·La pollution
·La poussière
·L'humidité
·La contamination saline
* Investissement réduit par rapport aux GIS
·Moins d'équipements à isolation gazeuse
·Coût d'installation moindre
·Construction plus aisée
* Excellente capacité de modernisation
Convient pour :
·Le remplacement des AIS
· L'extension des postes de transformation
· Les augmentations de capacité
* Grande fiabilité opérationnelle
· Composants primaires scellés
· Performances d'isolation stables
· Fréquence de maintenance réduite

5. Applications typiques
Les HGIS de 170 kV sont couramment utilisés dans :
· Les postes de transport de 154 kV
· Les réseaux de distribution de 161 kV
·Centrales hydroélectriques
·Réseaux de transport d’énergie renouvelable
·Installations électriques industrielles
·Sous-stations côtières
·Projets de renforcement du réseau urbain
·Projets de modernisation d’AIS existants

6. Schémas de configuration types
Barre omnibus simple
·Conception simple
·Coût réduit
·Utilisé pour les sous-stations standard
Double jeu de barres
·Améliore la flexibilité d’exploitation
·Permet la maintenance en cours de fonctionnement
Boucle en anneau
·Offre une plus grande fiabilité d’alimentation
« Un disjoncteur et demi »
·Utilisé pour les réseaux de transport critiques

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 — Normes relatives aux appareillages de commutation haute tension

Résumé
L’appareillage hybride isolé au gaz (HGIS) de 170 kV est une solution de commutation très haute tension de classe 154/161 kV alliant la fiabilité des appareillages isolés au gaz (GIS) à la flexibilité des appareillages isolés par air (AIS). Elle prend généralement en charge des courants nominaux continus de 2 000 à 4 000 A et offre une capacité d’interruption de court-circuit de 40 à 63 kA, constituant ainsi une solution compacte, fiable et économique pour les postes de transport modernes, les projets d’énergies renouvelables et les applications de modernisation de postes électriques.