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Appareillage hybride isolé au gaz (HGIS) de 126 kV : une solution alliant flexibilité et réduction des coûts

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Appareillage de commutation (HGIS) 126 kV

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1. Description générale

L'appareillage hybride isolé au gaz (HGIS) de 126 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 réduit d'un appareillage isolé à l'air (AIS).

Les principaux équipements de commutation — notamment les disjoncteurs, les sectionneurs, les commutateurs de mise à la terre, les transformateurs de courant (TC) et les transformateurs de tension (TT) — sont installés à l'intérieur de modules étanches isolés au gaz, tandis que les raccordements externes, tels que les barres omnibus, les lignes aériennes et les raccordements aux transformateurs, peuvent rester isolés à l'air.

La classe HGIS 126 kV est couramment utilisée dans les réseaux de transport et de distribution secondaire de 110 kV/115 kV/132 kV.

2. Caractéristiques techniques types
·Type d’équipement : appareillage de commutation hybride à isolation gazeuse (HGIS)
·Tension nominale : 126 kV
·Classe de tension du réseau : 110 / 115 / 132 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 230 kV
·Tension de tenue aux impulsions de foudre (BIL) : 550 kVp
·Milieu isolant : SF₆ ou gaz écologique
·Type de disjoncteur : interrupteur à SF₆ ou à vide
·Installation : à l’extérieur / dans un local GIS intérieur
·Enceinte : monophasée ou triphasée encapsulée

3. Composants principaux

1.) Disjoncteur haute tension
·Le disjoncteur HGIS est installé dans une enceinte isolée au gaz.
Fonctions :
·Interrompt les courants de court-circuit
·Commute les lignes de transport
·Protège les transformateurs et les générateurs
Technologies courantes :
·Interrupteur à auto-déflagration SF6
·Interrupteur à vide (pour certains modèles)

2.) Sectionneur isolé au gaz
Assure :
·L'isolation électrique
·Des conditions de maintenance sûres
·Opérations de transfert de barres
Caractéristiques :
·Structure compacte
·Haute fiabilité mécanique
·Faibles besoins d’entretien

3.) Commutateur de mise à la terre
·Assure la mise à la terre des sections isolées.
Types :
·Commutateur de mise à la terre de maintenance
·Commutateur de mise à la terre à grande vitesse
Fonctions :
·Décharge la charge piégée
·Assure la sécurité du personnel
·Gère la mise à la terre des tensions induites

4.) Transformateur de courant (TC)
Les TC intégrés assurent :
·Les mesures de protection
·Le comptage commercial
·La détection des défauts
Applications typiques de protection :
·Protection à distance
·Protection différentielle
·Protection contre les surintensités

5.) Transformateur de tension (VT/CVT)
Fournit des signaux de tension pour :
·Les relais de protection
·Les systèmes de comptage
·Les équipements de synchronisation

6.) Interface de raccordement AIS
La conception hybride permet le raccordement à :
·Des barres omnibus isolées à l’air
·Des lignes de transport aériennes
·Transformateurs de puissance
·Réseaux câblés

Cela rend les HGIS adaptés à la modernisation des postes de transformation existants.

4. Avantages des HGIS 126 kV
* Encombrement réduit du poste de transformation
·Nécessite nettement moins d’espace que les AIS conventionnels
·Adaptés aux sites urbains et industriels
* Haute fiabilité
Les composants isolés au gaz sont protégés contre :
· La poussière
· La pluie
· La pollution saline
· La contamination industrielle
* Optimisation des coûts
Par rapport à un système entièrement isolé au gaz (GIS) :
· Moins d’équipements isolés au gaz
· Coût d’investissement réduit
· Installation plus aisée
* Modernisation plus aisée
Idéal pour :
· Les projets de remplacement d’installations AIS
·L’extension de sous-stations
·Les augmentations de capacité
* Entretien réduit
·Composants primaires scellés
·Besoins de nettoyage réduits
·Performances d’isolation stables

5. Applications typiques
Les HGIS 126 kV sont largement utilisés pour :
·Les sous-stations de transport 110 kV
·Les sous-stations de réseau 132 kV
·Les sous-stations de collecte d’énergie renouvelable
·Les centrales hydroélectriques
·Les centrales éoliennes et solaires
·Les réseaux électriques industriels
·Les systèmes d’électrification ferroviaire
·Les projets de renforcement du réseau urbain

6. Schémas d’agencement courants
Barre omnibus simple
·Configuration économique
·Adaptée aux petites sous-stations
Barre omnibus double
·Flexibilité opérationnelle accrue
·Permet d’effectuer la maintenance sans arrêt total
Barre omnibus en anneau
·Meilleure continuité d’alimentation
Configuration « un disjoncteur et demi »
·Utilisée dans les postes de transport importants

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 126 kV est une solution de commutation haute tension de classe 110/132 kV alliant la fiabilité des appareillages isolés au gaz (GIS) à la flexibilité des appareillages isolés à l’air (AIS). Elle offre généralement une capacité de courant continu de 2 000 à 4 000 A et une capacité d’interruption de court-circuit de 31,5 à 50 kA, ce qui la rend adaptée aux postes de transport modernes, aux projets d’énergies renouvelables et à la modernisation des postes de distribution où l’espace, la fiabilité et la rentabilité sont des critères importants.