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Appareillage de commutation à isolation gazeuse (GIS) de 245 kV offrant une solution compacte, hautement fiable et nécessitant peu d'entretien pour les postes de transport critiques

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Appareillage de commutation (GIS) 245 kV

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L'appareillage isolé au gaz (GIS) de 245 kV est un système d'appareillage à très haute tension conçu pour les réseaux de transport de classe 220 kV. Il utilise du gaz SF₆ ou des gaz isolants alternatifs respectueux de l’environnement comme milieu isolant et intègre des équipements primaires haute tension — notamment des disjoncteurs, des sectionneurs, des commutateurs de mise à la terre, des transformateurs de courant, des transformateurs de tension, des parafoudres et des barres omnibus isolées au gaz — au sein de caissons métalliques étanches et mis à la terre.

Par rapport aux appareillages de commutation à isolation par air (AIS) conventionnels, l’GIS de 245 kV offre une solution compacte, hautement fiable et nécessitant peu d’entretien pour les postes de transport critiques.

Fonctions principales
·Commutation des circuits de transport : contrôle la connexion et la déconnexion des lignes de transport de classe 220 kV.
·Interruption des courants de défaut : interrompt les courants de court-circuit à l’aide de disjoncteurs haute performance.
·Isolation électrique : assure une isolation sûre pour la maintenance et l’inspection.
·Protection et mesure : intègre des transformateurs de courant (TC) et de tension (TT) pour la protection par relais, le comptage et l’automatisation.
·Optimisation de l’espace dans les postes : minimise l’encombrement au sol tout en conservant une fiabilité élevée.

Applications typiques
·Postes de transport de 220 kV
·Postes urbains et souterrains
·Centrales de production d’électricité
·Centrales hydroélectriques
·Parcs éoliens et solaires à grande échelle
·Postes industriels haute tension
·Réseaux d’alimentation de traction ferroviaire
·Environnements côtiers et fortement pollués
·Installations de transport d’électricité à espace restreint

Caractéristiques techniques types
·Tension nominale : 245 kV
·Tension maximale du système : 245 kV
·Fréquence nominale : 50 Hz / 60 Hz
·Courant nominal : 2 000 A – 4 000 A
·Courant de tenue de courte durée : 40 kA – 63 kA
·Courant de tenue de crête : 100 kA – 160 kA
·Tension de tenue aux impulsions de foudre : jusqu’à 1 050 kV
·Tension de tenue à la fréquence du réseau : jusqu’à 460 kV
·Milieu isolant : SF₆ / gaz alternatif
·Installation : en enceinte intérieure ou extérieure
·Matériau de l’enceinte : alliage d’aluminium / acier inoxydable
·Indice de protection : compartiments étanches au gaz

Composants principaux
1.) Barre omnibus à isolation gazeuse
·Assure le transfert de puissance entre les baies GIS
·Entièrement enfermée dans des boîtiers métalliques mis à la terre
·Assure une connexion haute tension compacte et fiable
2.) Disjoncteur haute tension
·Interrompt les courants normaux et de défaut
·Utilise du SF₆ ou une technologie d’interruption avancée
·Assure un déclenchement rapide et fiable en cas de défaut
3.) Sectionneur (DS)
·Assure l’isolation électrique
·Permet des opérations de maintenance en toute sécurité
·Permet la commutation des barres omnibus et des lignes
4.) Interrupteur de mise à la terre (ES)
·Met à la terre les équipements isolés
·Assure la sécurité de l’opérateur pendant la maintenance
5.) Transformateur de courant (CT)
·Utilisé pour :
·La protection des lignes
·La protection différentielle des barres omnibus
·La protection à distance
·Compteur d’énergie
6.) Transformateur de tension (VT/CVT)
·Fournit des signaux de tension pour :
·Les relais de protection
·Les systèmes de synchronisation
·Les équipements de comptage
·La surveillance SCADA
7.) Parafoudre
·Protège l’isolation du GIS contre :
·Les surtensions de foudre
·Les surtensions de commutation
·Les perturbations transitoires
8.) Compartiments à gaz
·Séparent les sections des installations isolées au gaz (GIS) en modules étanches
·Réduisent au minimum les pertes de gaz pendant la maintenance
·Améliorent la disponibilité et la fiabilité

Principe de fonctionnement
Fonctionnement normal
·Les conducteurs haute tension fonctionnent à l’intérieur de compartiments métalliques étanches.
·Le gaz isolant assure la séparation diélectrique entre les parties sous tension et la terre.
·L’énergie électrique circule à travers des barres omnibus et des équipements de commutation fermés.
Fonctionnement en cas de défaut
·Le relais de protection détecte un défaut.
·Le disjoncteur reçoit un ordre de déclenchement.
·Le courant de défaut est interrompu.
·Les sectionneurs isolent le circuit concerné.
·Les commutateurs de mise à la terre mettent à la terre les équipements isolés pour la maintenance.

Avantages
·Extrêmement compact par rapport aux AIS
·Excellentes performances d’isolation
·Haute fiabilité et disponibilité
·Résistance à la pollution, à la poussière, à l’humidité et à la contamination saline
·Adapté aux postes de transformation urbains et souterrains
·Besoins de maintenance réduits
·Sécurité accrue du personnel
·Longue durée de vie
·Fonctionnement fiable dans des conditions environnementales difficiles

Configurations types des GIS
GIS à barre omnibus simple
·Disposition simple et économique
·Utilisé pour les postes de transport standard
GIS à double barre omnibus
·Offre une flexibilité opérationnelle
·Permet une maintenance avec des coupures réduites
GIS à barre omnibus en anneau
·Améliore la fiabilité de l’alimentation
·Utilisé dans les nœuds importants du réseau
GIS « un disjoncteur et demi »
·Offre une fiabilité élevée
·Utilisé pour les postes de transport critiques de 220 kV

Normes applicables
·CEI 62271-1 – Spécifications communes aux appareillages de commutation et de commande 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
·IEEE C37.122 – Postes de transformation à isolation gazeuse

Applications typiques par secteur
·Services publics d’électricité : postes de transport de 220 kV
·Énergies renouvelables : intégration à grande échelle des énergies renouvelables au réseau
·Production d’électricité : élévation de tension des générateurs et raccordement au réseau de transport
·Installations industrielles : postes de réception à haute capacité
·Chemins de fer : systèmes d’alimentation de traction haute tension
·Infrastructures urbaines : postes souterrains et compacts
·Pétrole et gaz : systèmes critiques de transport d’énergie

Caractéristiques principales
·Tension nominale 245 kV
·Conçue pour les réseaux de transport à 220 kV
·Construction à enceinte métallique et isolation au gaz
·Modules intégrés : disjoncteur (CB), transformateur de courant (CT), transformateur de tension (VT), sectionneur (DS), sectionneur de sécurité (ES) et protection contre les surtensions
·Encombrement réduit
·Rigidité diélectrique élevée et fiabilité de l’isolation
·Excellente résistance aux agressions environnementales
·Faibles besoins d’entretien
·Sécurité et disponibilité opérationnelles élevées
·Adapté aux postes de transformation numériques et aux réseaux intelligents
·Conforme aux normes CEI 62271 et IEEE C37.122