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Appareillage hybride isolé au gaz (HGIS) 145 kV : une solution compacte isolée au gaz

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Appareillage de commutation (HGIS) 145 kV

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1. Description générale

L'appareillage hybride isolé au gaz (HGIS) de 145 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). Il intègre les principaux composants de commutation et de protection dans des modules compacts isolés au gaz, tout en permettant des raccordements externes via des équipements conventionnels isolés à l'air.

La gamme HGIS 145 kV est largement utilisée dans les réseaux de transport de 132 kV/138 kV, offrant une solution compacte, fiable et économique pour les postes de transformation où l’installation d’un GIS complet n’est pas nécessaire.

2. Caractéristiques techniques types
·Type d’équipement : Appareillage hybride isolé au gaz (HGIS)
·Tension nominale : 145 kV
·Classe de tension du réseau : 132 / 138 kV
·Fréquence nominale : 50 / 60 Hz
·Courant nominal : 2 000 / 3 150 / 4 000 A
·Courant de tenue de courte durée : 31,5 / 40 / 50 kA (3 s)
·Courant de coupure en court-circuit : 31,5–50 kA
·Courant de tenue de crête : 80–125 kAp
·Tension de tenue à la fréquence du réseau : environ 275 kV
·Tension de tenue aux impulsions de foudre (BIL) : 650 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
·Le disjoncteur est installé à l’intérieur d’un compartiment à gaz étanche.
Fonctions :
·Interrompt les défauts de court-circuit
·Commande la commutation des lignes de transport
·Protège les transformateurs et les générateurs
Caractéristiques typiques :
·Haute capacité de coupure
·Fonctionnement rapide
·Longue durée de vie mécanique
·Faible entretien
Technologies disponibles :
·Disjoncteur SF6
·Disjoncteur à interrupteur à vide

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
Avantages :
·Conception compacte
·Fonctionnement fiable
·Impact environnemental réduit

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

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

6.) Section de raccordement isolée à l’air
Les HGIS intègrent des interfaces AIS pour :
·Les lignes aériennes de transport
·Les transformateurs de puissance
·Les terminaisons de câbles
·Les barres omnibus externes

Cette configuration hybride simplifie les travaux d’extension et de modernisation.

4. Avantages des HGIS 145 kV
* Encombrement réduit
·Nécessite moins d’espace que les AIS conventionnels
·Convient aux postes de transformation où l’espace est limité
* Haute fiabilité
Les composants isolés au gaz sont protégés contre :
·La poussière
·L’humidité
·La pollution
·La contamination saline
* Rentabilité
Par rapport à un GIS complet :
·Coût d’équipement inférieur
·Volume de gaz réduit
·Installation plus aisée
* Adapté à la modernisation
·Permet de remplacer ou de moderniser des baies AIS tout en conservant l’infrastructure existante.
* Entretien réduit
·Composants primaires scellés
·Performances d’isolation stables
·Moins de nettoyage et d’inspection

5. Applications typiques
Les HGIS 145 kV sont couramment installés dans :
·Les postes de transport 132 kV
· Centrales de production d’électricité
· Centrales hydroélectriques
· Sous-stations éoliennes et solaires
· Réseaux électriques industriels
· Projets de renforcement du réseau urbain
· Systèmes d’alimentation électrique ferroviaire
· Mises à niveau de sous-stations AIS existantes

6. Schémas de configuration types
Barre omnibus simple
· Simple et économique
· Adapté aux petites sous-stations
Double jeu de barres
·Offre une flexibilité opérationnelle
·Permet la maintenance sans arrêt complet
Barre en anneau
·Améliore la fiabilité du système
« Un disjoncteur et demi »
·Utilisé pour les postes 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 — Appareillage de commutation à isolation gazeuse et à enveloppe métallique au-delà de 52 kV
·Série IEEE C37 — Normes relatives aux appareillages de commutation haute tension

Résumé
L’appareillage de commutation hybride isolé au gaz (HGIS) de 145 kV est une solution de commutation très haute tension de classe 132 kV alliant la compacité d’un appareillage isolé au gaz (GIS) à la flexibilité d’un appareillage isolé en air (AIS). Elle prend généralement en charge un courant nominal de 2 000 à 4 000 A et une capacité de coupure en court-circuit de 31,5 à 50 kA, ce qui la rend adaptée aux postes de transport, aux projets d’énergie renouvelable et à la modernisation de postes existants nécessitant une fiabilité élevée avec un coût et un encombrement optimisés.