Baies ouvertes dans une sous-station : types, composants et guide de configuration

Unbaie ouverte dans une sous-stationest un espace extérieur dédié où les équipements électriques-haute tension sont installés, connectés et exploités. Les baies ouvertes sont largement utilisées danssous-stations isolées à l'air-(AIS)car ils offrent un moyen pratique d'organiser les transformateurs, les disjoncteurs, les sectionneurs, les transformateurs de courant, les transformateurs de tension, les parafoudres et les jeux de barres.

Pour les services publics, les entrepreneurs EPC, les installations industrielles et les projets d'énergie renouvelable, il est important de comprendre le fonctionnement d'une baie de sous-station ouverte lors de la planification d'une nouvelle sous-station ou de l'agrandissement d'une sous-station existante. La configuration affecte non seulement les performances électriques, mais également la sécurité, l’accès pour la maintenance et la capacité future.

Types de baies ouvertes dans une sous-station

Différentes baies remplissent différentes fonctions au sein d’une sous-station.

Baie de transformateur

A baie de transformateurconnecte un transformateur de puissance au jeu de barres du poste. Il comprend normalement des équipements de commutation, de protection, de mesure et de protection contre les surtensions.

Pour un transformateur de puissance haute-tension, la baie peut inclure des disjoncteurs, des sectionneurs, des TC, des parafoudres et un équipement de mise à la terre. Le transformateur lui-même peut utiliser des accessoires tels qu'un changeur de prises en charge, un système de refroidissement, un conservateur d'huile et des dispositifs de surveillance.

La conception de la baie doit correspondre aux exigences de tension, de capacité, de niveau d'isolation, d'impédance et de protection du transformateur.

Baie de ligne entrante

Une baie de ligne entrante relie une ligne aérienne de transport ou un câble souterrain à la sous-station.

L'équipement typique comprend des parafoudres, des transformateurs de tension, des sectionneurs, des transformateurs de courant et des disjoncteurs. Cet agencement permet de mesurer, de protéger, de commuter et d'isoler le circuit entrant si nécessaire.

Baie d'alimentation sortante

Une baie d'alimentation sortante fournit l'énergie de la sous-station à un réseau de distribution, une installation industrielle, un système ferroviaire, une installation d'énergie renouvelable ou une autre charge.

Plusieurs baies d'alimentation peuvent être installées côte à côte, chacune alimentant un circuit différent. Cette disposition modulaire facilite la gestion des différentes charges sortantes et l'extension ultérieure de la sous-station.

Baie d'attelage de bus

A baie de coupleur de busrelie deux sections d’un système de jeux de barres. Il permet aux opérateurs de transférer des charges entre les sections de jeu de barres et offre une plus grande flexibilité lors de la maintenance ou de conditions de fonctionnement anormales.

Ce type de baie est couramment utilisé dans les sous-stations avec des dispositions à double-bus ou à jeux de barres sectionnés.

Équipement principal dans une baie ouverte

Bien que l'équipement varie selon l'application, plusieurs composants sont communs dans une baie de sous-station ouverte.

La disposition physique de ces composants est soigneusement conçue plutôt que simplement placée selon votre convenance.

Disposition des baies ouvertes et dégagements électriques

Étant donné que les baies ouvertes utilisent normalement une isolation par l'air,dégagement électriqueest une considération critique de conception.

Il doit y avoir une distance adéquate entre les conducteurs sous tension, les différentes phases et les structures mises à la terre. Les dégagements requis dépendent de la tension du système, du niveau d'isolation, de l'altitude, des conditions environnementales et des normes applicables.

Par exemple, la disposition d'une travée de sous-station de 33 kV est considérablement différente de celle d'une travée de 110 kV ou de 220 kV. À mesure que la tension augmente, les dimensions de l’équipement et les dégagements requis augmentent également.

Un agencement d'alimentation simplifié peut ressembler à :

Ligne entrante → Parafoudre → VT → Sectionneur → CT → Disjoncteur → Jeu de barres

Les conceptions actuelles peuvent contenir des sectionneurs supplémentaires, des interrupteurs de mise à la terre, des dispositions de dérivation et des équipements de protection.

Open Bay vs SIG

Les baies AIS ouvertes et les installations SIG répondent à des objectifs électriques similaires, mais leurs conceptions physiques sont très différentes.

Pour les projets où suffisamment de terrain est disponible, une baie ouverte peut constituer une solution simple et accessible. Le SIG peut être préféré lorsque les terrains sont chers ou limités.

Rôle du transformateur dans une baie ouverte

Letransformateur de puissanceest souvent l’élément central d’unbaie de transformateur de sous-station. Sa fonction principale est de transférer l'énergie électrique entre différents niveaux de tension.

Par exemple, une sous-station de transport peut utiliser un transformateur de puissance-haute tension pour réduire la tension de transport à un niveau adapté à la distribution régionale.

Le transformateur doit être correctement coordonné avec l'équipement de la baie environnante. Sa tension nominale, sa capacité, son impédance, son niveau d'isolation, sa capacité de tenue aux courts-circuits, son système de changement de prise et sa méthode de refroidissement influencent tous la conception de la sous-station.

Chez Yawei Transformer, les solutions de transformateur peuvent être configurées pour les sous-stations électriques, les systèmes électriques industriels, les projets d'énergie renouvelable et d'autres applications où une transformation de tension fiable est requise.

Protection et sécurité

Les équipements de protection sont indispensables dans une travée de sous-station ouverte. Les disjoncteurs interrompent les courants de défaut, tandis que les TC et TT fournissent des signaux aux systèmes de protection et de mesure.

Selon l'application, le système de protection peut inclure une protection contre les surintensités, les défauts à la terre, les différentiels, les distances, les surtensions ou les sous-tensions.

Les parafoudres jouent également un rôle important car les équipements extérieurs peuvent être exposés à la foudre et aux surtensions de commutation.

La mise à la terre est tout aussi importante. Les structures d'équipement et les pièces métalliques normalement non-sous tension doivent être connectées au système de mise à la terre de la sous-station conformément aux exigences de conception applicables.

Maintenance des baies de sous-stations ouvertes

L'un des avantages d'une baie ouverte est l'accès relativement direct aux équipements individuels. Les équipes de maintenance peuvent inspecter visuellement les isolateurs, les connexions, les structures, les disjoncteurs, les sectionneurs et autres composants.

Les travaux d'inspection typiques peuvent inclure la vérification de la corrosion, des connexions desserrées, des isolateurs endommagés, un échauffement anormal, des fuites d'huile et des problèmes mécaniques.

Pour les transformateurs de puissance immergés dans l'huile, la maintenance peut également inclure des tests d'huile de transformateur, une inspection des traversées, des vérifications du système de refroidissement, une surveillance de la température et des tests électriques.

Une maintenance appropriée permet de réduire les pannes inattendues et assure la fiabilité à long terme des sous-stations-.

Conclusion

Unbaie ouverte dans une sous-stationfournit l'espace physique et électrique nécessaire pour connecter, protéger, mesurer et contrôler les circuits haute tension-. Les baies de transformateur, les baies de ligne entrante, les baies d'alimentation sortante et les baies de coupleur de bus servent chacune à des fins différentes au sein de la sous-station globale.

Une conception réussie à baie ouverte doit prendre en compte les dégagements électriques, la coordination des équipements, la protection, la mise à la terre, l'accès pour la maintenance et l'expansion future. Le transformateur de puissance est particulièrement important car ses caractéristiques électriques et mécaniques influencent la disposition des baies environnantes.

Transformateur Yaweifournit des solutions de transformateurs pour une large gamme d'applications de transport d'énergie, de distribution, d'énergies renouvelables et industrielles.

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