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Solution d'appareillage isolé au gaz (GIS) de 145 kV pour les réseaux de transport à haute tension

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Appareillage de commutation (GIS) 145 kV

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L'appareillage isolé au gaz (GIS) de 145 kV est un système d'appareillage haute tension utilisé dans les réseaux de transport de classe 132/138 kV. Il utilise du gaz SF₆ ou d’autres gaz isolants respectueux de l’environnement comme milieu isolant et regroupe les principaux équipements haute tension — notamment les disjoncteurs, les sectionneurs, les commutateurs de mise à la terre, les transformateurs de courant, les transformateurs de tension et les barres omnibus — à l’intérieur d’une enceinte métallique étanche et mise à la terre.

Par rapport aux appareillages de commutation à isolation par air (AIS) classiques, l’GIS de 145 kV offre une solution compacte et hautement fiable pour les postes de transport où l’espace, les conditions environnementales et la fiabilité opérationnelle sont essentiels.

Fonctions principales
·Commutation des circuits : connecte et déconnecte les circuits de transport dans des conditions de fonctionnement normales.
·Coupure de défaut : élimine les courants de court-circuit à l’aide de disjoncteurs haute tension.
·Isolation électrique : assure une isolation sûre des équipements pour la maintenance.
·Protection et mesure : intègre des transformateurs de courant (TC) et de tension (TT) pour la protection par relais, le comptage et la surveillance.
·Optimisation des postes de transformation : réduit l’encombrement et améliore la fiabilité du système.

Applications typiques
·Postes de transport de 132 kV / 138 kV
·Postes de transformation urbains
·Postes de transformation souterrains
·Centrales hydroélectriques
·Postes de transformation éoliens et solaires
·Postes de réception d’énergie industrielle
·Sous-stations de traction ferroviaire
·Environnements côtiers et pollués
·Installations haute tension à espace restreint

Caractéristiques techniques types
·Tension nominale : 145 kV
·Tension maximale du système : 145 kV
·Fréquence nominale : 50 Hz / 60 Hz
·Courant nominal : 1 250 A – 4 000 A
·Courant de tenue de courte durée : 31,5 kA – 50 kA
·Courant de tenue de crête : 80 kA – 125 kA
·Tension de tenue aux impulsions de foudre : jusqu’à 650 kV
·Tension de tenue à la fréquence du réseau : jusqu’à 275 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 isolée au gaz
·Assure le transfert de puissance entre les baies GIS
·Entièrement enfermée dans des boîtiers métalliques mis à la terre
·Offre une connexion compacte et fiable
2.) Disjoncteur haute tension
·Interrompt les courants de charge et de défaut
·Utilise une technologie d’extinction d’arc haute performance
·Contrôlé par des systèmes de protection et d’automatisation
3.) Sectionneur (DS)
·Assure une isolation électrique visible
·Permet d’effectuer des travaux de maintenance en toute sécurité
4.) Commutateur de mise à la terre (ES)
·Met à la terre les sections isolées
·Assure la sécurité de l’opérateur pendant la maintenance
5.) Transformateur de courant (CT)
·Utilisé pour :
·La protection à distance
·La protection différentielle
·La protection contre les surintensités
·Le comptage d’énergie
6.) Transformateur de tension (VT)
·Fournit des signaux de tension pour :
·Les relais de protection
·Systèmes de comptage
·Synchronisation
·Surveillance SCADA
7.) Compartiments à gaz
·Divisent l’équipement GIS en sections isolées
·Réduisent les pertes de gaz pendant la maintenance
·Améliorent la disponibilité du système

Principe de fonctionnement
Fonctionnement normal
·Les conducteurs sont enfermés dans des compartiments à gaz étanches.
·Le gaz à haute rigidité diélectrique assure l’isolation entre les parties sous tension et l’enceinte mise à la terre.
·Le courant électrique circule à travers les barres omnibus et les équipements de commutation du GIS.
Fonctionnement en cas de défaut
·Le système de protection détecte un courant anormal.
·Le disjoncteur reçoit un signal de déclenchement.
·L’arc est éteint à l’intérieur de la chambre du disjoncteur.
·La section défectueuse est isolée par des sectionneurs.
·Les commutateurs de mise à la terre déchargent et mettent à la terre les équipements isolés.

Avantages
·Extrêmement compact par rapport aux systèmes AIS
·Excellentes performances d’isolation
·Haute fiabilité dans des environnements difficiles
·Faible sensibilité à la pollution, à la poussière et à l’humidité
·Encombrement réduit du poste électrique
·Besoins d’entretien réduits
·Sécurité accrue pour les opérateurs
·Longue durée de vie
·Adapté aux postes de distribution en intérieur, souterrains et côtiers

Configurations types des GIS
GIS à barre omnibus simple
·Simple et économique
·Utilisé pour les postes de distribution standard
GIS à double barre omnibus
·Offre une flexibilité opérationnelle
·Permet le transfert de charge et les commutations de maintenance
GIS à barre omnibus en anneau
·Améliore la continuité de l’alimentation
·Utilisé dans les réseaux de distribution importants
GIS « un disjoncteur et demi »
·Utilisé dans les postes de transport critiques
·Offre une fiabilité élevée et une grande flexibilité opérationnelle

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 types par secteur
·Services publics d’électricité : postes de transport 132/138 kV
·Énergies renouvelables : raccordement au réseau de grands parcs éoliens et solaires
·Énergie hydraulique : postes de surtension pour générateurs
·Installations industrielles : sous-stations de réception haute tension
·Chemins de fer : sous-stations d’alimentation de traction
·Infrastructures urbaines : sous-stations intérieures compactes
·Pétrole et gaz : systèmes électriques haute tension fiables

Caractéristiques principales
·Tension nominale 145 kV
·Conçus pour les réseaux de transport 132/138 kV
·Construction en enceinte métallique isolée au gaz
·Modules intégrés : disjoncteurs (CB), transformateurs de courant (CT), transformateurs de tension (VT), sectionneurs (DS) et sectionneurs de sécurité (ES)
·Encombrement réduit par rapport aux systèmes AIS
·Rigidité diélectrique élevée et fiabilité de l’isolation
·Excellente résistance aux conditions environnementales
·Faibles besoins d’entretien
·Sécurité d’exploitation et disponibilité élevées
·Adapté aux postes de transformation numériques et intelligents
·Conforme aux normes CEI 62271 et IEEE C37.122