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Appareillage de commutation à isolation gazeuse (GIS) de 126 kV destiné aux réseaux de transport de classe 110 kV

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Appareillage de commutation (GIS) 126 kV

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L'appareillage à isolation gazeuse (GIS) de 126 kV est un système d'appareillage haute tension conçu pour les réseaux de transport de classe 110 kV. Il utilise du gaz SF₆ ou des gaz isolants alternatifs respectueux de l’environnement comme milieu isolant et intègre des équipements primaires tels que des disjoncteurs, des sectionneurs, des commutateurs de mise à la terre, des transformateurs de courant, des transformateurs de tension et des barres omnibus dans une enceinte métallique étanche.

Par rapport aux appareillages de commutation à isolation par air (AIS) classiques, l’GIS 126 kV offre une solution bien plus compacte, fiable et respectueuse de l’environnement pour les postes de transport.

Fonctions principales
·Commutation de puissance : assure la connexion et la déconnexion des circuits de transport.
·Coupure de défaut : élimine les défauts de court-circuit à l’aide de disjoncteurs haute tension.
·Isolation électrique : assure une isolation sûre pour les opérations de maintenance.
·Mesure et protection : intègre des transformateurs de courant (TC) et de tension (TT) pour les systèmes de mesure et de protection.
·Compacité du poste : réduit l'encombrement au sol et améliore la flexibilité d'installation.

Applications typiques
·Postes de transport de 110 kV
·Postes urbains et souterrains
·Centrales hydroélectriques
·Postes de raccordement au réseau des parcs éoliens et solaires
·Postes de transport industriels
·Postes de traction ferroviaire
·Environnements côtiers et pollués
·Sous-stations à espace restreint

Caractéristiques techniques types
·Tension nominale : 126 kV
·Tension maximale du réseau : 126 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 (typique)
·Courant de tenue de crête : 80 kA – 125 kA (typique)
·Milieu isolant : SF₆ / gaz alternatif
·Installation : en enceinte intérieure ou extérieure
·Configuration des barres omnibus : barre omnibus simple, barre omnibus double, boucle en anneau, « un disjoncteur et demi »
·Type d’enceinte : compartiments métalliques mis à la terre

Composants principaux
1.) Barre omnibus à isolation gazeuse
·Assure le transfert de puissance entre les baies GIS
·Logée dans des compartiments en aluminium ou en acier mis à la terre
·Offre une connexion électrique compacte et fiable
2.) Disjoncteur haute tension
·Interrompt les courants nominaux et de défaut
·Utilise généralement la technologie d’interruption au SF₆ ou des solutions modernes d’interruption sous vide
·Contrôlé par des systèmes de protection et de commande
3.) Sectionneur (DS)
·Assure l’isolation électrique
·Utilisé pour les opérations de maintenance et de commutation
4.) Commutateur de mise à la terre (ES)
·Met à la terre les sections isolées
·Garantit la sécurité des procédures de maintenance
5.) Transformateur de courant (TC)
·Fournit des signaux pour :
·Les relais de protection
·Le comptage de la consommation
·Les systèmes de surveillance
6.) Transformateur de tension (VT)
·Fournit des signaux de tension pour :
·La mesure
·La protection
·La synchronisation
·Les systèmes d’automatisation
7.) Compartiments à gaz
·Séparent les sections du GIS en unités étanches indépendantes
·Permettent une maintenance localisée
·Réduisent l’impact des coupures de courant

Principe de fonctionnement
Fonctionnement normal
·Les conducteurs haute tension sont enfermés dans des chambres métalliques étanches.
·Le gaz isolant maintient la rigidité diélectrique entre les parties sous tension et la terre.
·Le courant circule à travers les barres omnibus et les appareils de coupure du GIS.
Fonctionnement en cas de défaut
·Le relais de protection détecte le courant de défaut.
·Le disjoncteur reçoit l’ordre de déclenchement.
·Le disjoncteur coupe le courant de défaut.
·Les sectionneurs isolent la section du circuit.
·Les commutateurs de mise à la terre mettent à la terre les équipements isolés.

Avantages
·Très compact par rapport aux AIS
·Excellente fiabilité de l’isolation
·Haute résistance à la pollution, à l’humidité et à la poussière
·Adapté à une installation en intérieur et souterraine
·Haute disponibilité opérationnelle
·Besoins de maintenance réduits
·Sécurité du personnel améliorée
·Longue durée de vie
·Adapté aux applications de réseaux intelligents

Configurations typiques des GIS
GIS à barre omnibus unique
·Conception simple
·Solution économique
·Utilisé pour les postes de transformation standard
GIS à double jeu de barres
·Permet un fonctionnement flexible
·Améliore la fiabilité du système
GIS en anneau
·Assure des chemins d’alimentation continus
·Utilisé dans les réseaux importants
GIS « un disjoncteur et demi »
·Utilisé pour les postes de transport critiques
·Offre 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
·IEC 62271-203 – Appareillages de commutation à isolation gazeuse et à enveloppe métallique supérieurs à 52 kV
·IEEE C37.122 – Sous-stations à isolation gazeuse

Applications typiques par secteur
·Services publics d’électricité : sous-stations de transport de 110 kV
·Énergies renouvelables : sous-stations éoliennes et solaires
·Énergie hydraulique : sous-stations élévatrices de générateurs
·Installations industrielles : sous-stations de réception haute tension
·Chemins de fer : systèmes de transmission d’énergie de traction
·Infrastructures urbaines : sous-stations intérieures et souterraines
·Pétrole et gaz : systèmes d’alimentation haute tension fiables

Caractéristiques principales
·Tension nominale : 126 kV
·Conçue pour les réseaux de transport à 110 kV
·Construction à enceinte métallique et isolation au gaz
·Modules intégrés : disjoncteur (CB), transformateur de courant (CT), transformateur de tension (VT), sectionneur (DS) et sectionneur de sécurité (ES)
·Encombrement réduit
·Rigidité diélectrique élevée
·Excellente résistance aux conditions environnementales
·Faibles besoins d'entretien
·Fiabilité et sécurité d'exploitation élevées
·Adapté aux sous-stations numériques modernes
·Conforme aux normes CEI 62271 et IEEE C37.122