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2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 1 Électricité Industrielle Po

2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 1 Électricité Industrielle Poste extérieur 25 – 4,16 kV Portique en acier Isolateurs Arrivée ligne 25 kV (HQ) Sectionneur Disjoncteur à l’huile Combiné de mesure (HQ) Transfo. de puissance, 20 MVA 25 – 4,16 kV 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 2 a) Permet d’ouvrir un circuit pour la mise hors tension (ou mise à la terre) d'un appareil ou groupe d'appareils de façon sûre et irrévocable. c) Un sectionneur n'est généralement pas conçu pour interrompre (ouvrir, fermer) son courant nominal. Électricité Industrielle d) Un sectionneur n'est pas conçu pour un nombre élevé d'opérations. Le sectionneur est avant tout un dispositif de sécurité intrinsèque, essentiel pour l'entretien des appareils d'un réseau électrique. b) Permet de visualiser les parties mobiles d'un sectionneur pour s'assurer de sa position ouverte ou fermée. Sectionneur 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 3 Électricité Industrielle 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 4 Électricité Industrielle Interruption de courant par un sectionneur HT (315 kV) 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 5 Électricité Industrielle Sectionneur-rupteur (Load-Break Switch) ou Interrupteur Sectionneur capable d’interrompre jusqu’à son courant nominal 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 6 Électricité Industrielle Armoire de commutation 25 kV Interrupteur 25 kV, 600 A (Arrivée HQ) Levier et clé d’interver- rouillage Disjoncteur 25 kV, 600 A 500 MVA Jeu de barres 25 kV, 600 A Interrupteurs d’artères 25 kV, 600 A Avec fusibles 100 A Fenêtre (point de coupure visible) Mesure et protections Unités de mesurage HQ (facturation) 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 7 Disjoncteur : a) capable de commuter son courant nominal (un grand nombre de fois); b) capable d’interrompre les courants de court-circuit (plusieurs fois sans s'endommager); c) est équipé d'un système de commande et de protection. d) opère les trois phases en même temps; e) indique l'état du circuit : ouvert (ON), fermé (OFF), déclenché (Tripped); Électricité Industrielle 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 8 Électricité Industrielle Disjoncteurs HT Disjoncteur HT au SF6 Alimentation 161 kV Disjoncteur HT au SF6 242 kV (alimentation 230 kV) 200 A nominal capacité d’interruption 40 kA Traversée haute tension Transformateur de courant Boîtier de commande Chambre de coupure SF6 Réservoir d’air comprimé Chambre de coupure SF6 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 9 Électricité Industrielle Disjoncteur HT Disjoncteur HT à l’huile Alimentation 161 kV Boîtier de commande Chambre de coupure SF6 Réservoir d’air comprimé Traversée haute tension Chambre de coupure (gros volume d’huile) 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 10 Électricité Industrielle Disjoncteur MT (intérieur) Disjoncteur MT à l’huile Alimentation 2,4 kV Chambre de coupure SF6 Réservoir d’air comprimé Traversées moyenne tension Chambre de coupure 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 11 Électricité Industrielle Disjoncteur MT à l’air (inst. intérieure à 4,16 kV) Chambre de coupure SF6 Réservoir d’air comprimé Contacts d’embrochage Contacts de coupure Mécanisme Chicane d’arc 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 12 Électricité Industrielle Disjoncteur MT à l’air Contact fermé Contact ouvert Chicane d’arc 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 13 Électricité Industrielle Disjoncteur MT (Tableau de commutation) Réservoir d’air comprimé 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 14 Électricité Industrielle Disjoncteur MT (Tableau de commutation) Réservoir d’air comprimé Chambre de coupure (SF6) Mécanisme (moteur et ressort) Jeu de barres principal Départ d’artère en câble MT TC (mesure/protection) Sectionneur de MALT Levier sectionneur de MALT Compartiment (mesure et protection) Support isolateur 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 15 Transformateur de puissance (abaisseur ou élévateur); Transformateur de four; Transformateur redresseur, convertisseur CA/CC; Autotransformateur; Transformateur de distribution. On retrouve plusieurs types de transformateurs dans l’industrie et les utilités : Électricité Industrielle Transformateur de puissance 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 16 Électricité Industrielle Modèle simplifié du transformateur : Tension nominale Vprimaire et Vsecondaire Rapport de transformation Puissance nominale (Snom) Impédance interne (ZT) s p V V n = 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 17 Électricité Industrielle Modèle du transformateur 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 18 Électricité Industrielle Modèle simplifié du transformateur ) L n L ( j ) R n R ( jX R Z 2 2 1 2 2 1 P P T + ω + + = + = 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 19 Électricité Industrielle Exemple: Transformateur triphasé Puissance nominale : 50 MVA Enroulements primaires : 161 kV Enroulements secondaires : 34,5 kV Impédance interne : 10 % (0,10 p.u.) Ratio X/R de l’impédance interne : 10 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 20 Électricité Industrielle a) Calculer le courant nominal du transformateur en ampères au primaire et au secondaire. I V S LL × × = 3 3φ LL V S I × = 3 3φ kV MVA I kV n 161 3 50 161 _ × = A I kV n 179 161 _ = kV MVA I kV n 5 , 34 3 50 5 , 34 _ × = A I kV n 837 5 , 34 _ = kV n kV n I n I 161 _ 5 , 34 _ × = 667 , 4 5 , 34 161 = = kV kV n A A I kV n 835 179 667 . 4 5 , 34 _ = × = 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 21 Électricité Industrielle b) Calculer l'impédance du transformateur en ohms vue du primaire et du secondaire. Ω = = = 4 , 518 50 ) 161 ( 2 3 2 161 _ MVA kV S V Z LL kV base φ Ω = = = 8 , 23 50 ) 5 , 34 ( 2 3 2 5 , 34 _ MVA kV S V Z LL kV base φ kV base pu T kV T Z Z Z 161 _ _ 161 _ × = Ω = 84 , 51 161 _ kV T Z Ω × = 4 , 518 10 . 0 161 _ pu Z kV T kV base pu T kV T Z Z Z 5 , 34 _ _ 5 , 34 _ × = Ω = 38 , 2 5 , 34 _ kV T Z Ω × = 8 , 23 10 . 0 5 , 34 _ pu Z kV T 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 22 Électricité Industrielle Transformateur de puissance à sec Câbles MT au primaire Jeux de barre BT au secondaire Ventillateurs de refroidissement 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 23 Électricité Industrielle Transformateur de puissance à sec Les conducteurs/enroulements sont imprégnés d’un isolant (ex: verni); Construction ouverte -> Installations intérieures; Le transformateur est refroidi par la circulation naturelle (ANN) ou forcée (ANF) de l’air. 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 24 Électricité Industrielle Transformateur de puissance à l’huile Transformateur abaisseur 230kV (Étoile) – 13,8 kV (Delta) isolé et refroidi à l’huile 30 / 40 / 50 MVA ONAN / ONAF / ONAF Z = 10% à 30 MVA Échauffement nominal : 65°C (40°C ambiant) 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 25 Électricité Industrielle Transformateur de puissance à l’huile Le transformateur est immergé dans l’huile (ONAN); L’huile assure une meilleure isolation électrique ce qui réduit les dimensions du transformateur; L’huile entoure le noyau et les enroulements dont elle absorbe la chaleur; Les radiateurs augmentent la surface de refroidissement (ONAN); La vitesse de l’air est augmentée par les ventilateurs (ONAF). 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 26 Électricité Industrielle Transformateur muni d’un réservoir d’huile : L’intérieur de la cuve est à la pression atmosphérique Il y a échange d’air avec l’extérieur lors des changements de volume d’huile dus aux variations de température du transformateur L’air extérieur passe par un assécheur (gel dessicant) 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 27 Électricité Industrielle Réservoir d’huile et accessoires Assécheur d’air Réservoir d’expansion d’huile Radiateur et ventilateurs de refroidissement Indicateur de niveau Relais détecteur de gaz 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 28 Électricité Industrielle Réservoir d’huile et accessoires 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 29 Électricité Industrielle Transformateur à cuve scellée : Sans échange d’air (évite que des contaminants ne pénètrent dans le transformateur) On introduit un volume de gaz (air sec ou air/azote) au haut de la cuve La pression dans la cuve varie lors des variations de température du transformateur 2006-01-17 ELE4458/IGEE408 - © Jean Tessier - BBA 30 Électricité Industrielle Changeur de prise : Changeur de prise en charge (CPC ou LTC pour « Load Tap Changer ») Exemple : +10% - 20% Vn (21 prises) ou Changeur de prise hors tension (OLTC pour « Off uploads/Industriel/ cours-2-appareillage-industr-1.pdf