Intelligent, compact et fiable : innovations dans la conception des appareillages de commutation et des sous-stations

Nov 16, 2023

Les nouvelles conceptions d’appareillage de commutation émergentes se concentrent sur la numérisation des opérations et la réduction de l’empreinte des sous-stations. L’un des principaux défis auxquels sont confrontés les services publics de transport et de distribution lors de l’expansion du réseau concerne les contraintes d’emprise. Pour résoudre ce problème, les services publics adoptent de plus en plus de nouvelles solutions technologiques. Les appareillages à isolation gazeuse (GIS) sont de plus en plus adoptés par les services publics car ils nécessitent beaucoup moins de terrain que les appareillages à isolation dans l'air (AIS). Les sous-stations hybrides, qui combinent GIS et AIS, offrent également des solutions potentielles pour minimiser les besoins en espace. En outre, l’utilisation d’appareillages numériques, intelligents et intelligents, compacts, flexibles et fiables, gagne du terrain. Grâce à l'Internet des objets (IoT), les appareils de commutation numériques permettent un traitement des données qui peut être utilisé pour détecter à l'avance les erreurs et les dysfonctionnements, évitant ainsi les pannes du système et minimisant les pertes et les coûts d'énergie.

SIG : Le GIS est essentiellement compact et encapsulé dans du métal, composé d'équipements haute tension (HT) tels que des disjoncteurs et des sectionneurs. Dans les sous-stations GIS, tous les composants, y compris les jeux de barres, les disjoncteurs, les transformateurs de courant et de potentiel, ainsi que d'autres équipements de sous-station, sont placés à l'intérieur de modules remplis de gaz hexafluorure de soufre SF6. Traditionnellement, GIS utilise le SF6 comme moyen isolant.

Le déploiement de sous-stations SIG gagne en importance dans les segments de transport et de distribution d'électricité en Inde afin de répondre efficacement aux contraintes d'espace. Les sous-stations GIS nécessitent environ 35 % moins d'espace que les sous-stations AIS, ce qui entraîne une réduction des coûts de maintenance et de la fréquence des pannes. Bien que le coût initial des sous-stations GIS soit environ 50 pour cent plus élevé que celui de leurs homologues AIS, les coûts d'investissement globaux sont comparables.

Le SIG est une alternative intéressante pour les zones densément peuplées, avec une fiabilité élevée, des besoins de maintenance réduits et un impact environnemental moindre. Les sous-stations SIG peuvent être déployées à l'intérieur ou à l'extérieur. Ils sont fiables pour les services moyenne et basse tension et sont particulièrement utiles pour les sites industriels, les hôpitaux et les sociétés de logement où l'espace est limité. De plus, en raison de la petite taille des sous-stations GIS, elles sont bien adaptées aux zones écologiquement sensibles car elles minimisent l'empreinte environnementale. Cependant, l’une des préoccupations liées au déploiement croissant du SIG est l’utilisation intensive du SF6 comme moyen isolant et d’extinction d’arc. Le SF6 a été classé comme gaz à effet de serre et est très puissant en termes de réchauffement climatique.

Appareillage à isolation solide : Dans les appareillages à isolation solide (SIS), le circuit MT principal est généralement encapsulé dans des matériaux isolants (tels que de la résine époxy). Fondamentalement, il n’y a aucune différence dans le comportement du SIS et de l’AIS. Il n’y a également aucune pièce sous tension visible le long du circuit principal. Cependant, la question de la variation du champ électrique se pose dans des conditions environnementales difficiles. Le SIS blindé (2 SIS) est une technologie plus avancée comportant trois couches concentriques : une partie active (conducteur principal, insert et ampoule à vide, qui est connectée en permanence au réseau et soumise aux variations de tension), une couche isolante qui assure l'isolation dans toutes les conditions de fonctionnement, et une couche conductrice qui assure la continuité électrique et une connexion à la terre efficace. La technologie 2SIS offre divers avantages comme l'absence de vieillissement des infrastructures, l'absence de défauts triphasés ou biphasés et l'absence d'effets d'arc interne.

Appareillage hybride : Les services publics adoptent de plus en plus d'appareillages de commutation hybrides, qui combinent les composants des technologies AIS et SF6 GIS. La conception compacte et modulaire est particulièrement utile pour les sous-stations qui nécessitent une rénovation et une extension et qui utilisent actuellement un appareillage de commutation AIS. Les appareils de commutation hybrides sont particulièrement avantageux dans les zones où les terrains sont chers ou limités. Dans une sous-station hybride, les jeux de barres sont isolés dans l'air et tous les autres équipements, tels que les disjoncteurs, les traversées, les conduites omnibus, les éléments de connexion, les sectionneurs, les transformateurs de courant et les capteurs, sont isolés au gaz. Les sous-stations hybrides se caractérisent par une conception modulaire compacte, qui combine une variété de fonctions dans un seul module. Le coût initial des sous-stations hybrides est environ 20 pour cent plus élevé que celui de l’AIS, et ces sous-stations nécessitent une superficie de terrain modérée.