1. Dispositif de distribution d'énergie
En tant qu'installation centrale pour l'échange d'énergie et la collecte/distribution d'énergie, il s'agit d'une combinaison de plusieurs équipements électriques, et son agencement est strictement basé sur les exigences principales de câblage électrique de la sous-station.
Composition de base
Il intègre des équipements clés pour le transport et la protection de l'énergie, notamment :
- Barres omnibus (lignes principales de transport et de distribution d'énergie), disjoncteurs (commandant la mise en marche/arrêt des circuits et la coupure des défauts), interrupteurs sectionneurs (assurant une maintenance sûre par l'isolation de la tension).
- Transformateurs de tension (réduisant la haute tension à une basse tension mesurable), transformateurs de courant (convertissant un courant important à un courant faible mesurable) — à la fois pour la mesure et la protection.
- Parafoudres (limitant les surtensions causées par la foudre ou des défauts du système).
Classification des schémas et adaptation de la tension
La disposition est divisée en Extérieure et intérieur Il existe différents types de câbles, avec des choix spécifiques en fonction du niveau de tension et des conditions environnementales. Le tableau ci-dessous récapitule les principes de correspondance courants :
| Niveau de tension | Type de mise en page courant | Notes spéciales |
|---|---|---|
| 6–10 kV | Intérieur | Choix standard pour la distribution basse tension. |
| 35 kV | Intérieur ou extérieur | Déterminé par l'environnement local (par exemple, l'espace, le climat). |
| 110 kV et plus | Extérieur | Choix par défaut ; dans les zones polluées ou les espaces restreints, Appareillage de commutation à isolation gazeuse et enveloppe métallique (GIS) Est facultatif. |
- sous-types d'aménagement extérieur: De taille moyenne, de demi-hauteur et de type haut (différencié par la hauteur et l'espacement de l'installation des équipements).
- avantages du SIGEncombrement réduit, forte capacité anti-pollution, convient aux environnements difficiles ou aux sous-stations urbaines disposant d'un espace limité.
2. Transformateur de puissance
L'appareil principal de transformation de tension, relié à des dispositifs de distribution d'énergie de différents niveaux de tension, est généralement appelé « transformateur principal » du poste. Son choix dépend de la fonction du poste et des exigences de raccordement au réseau électrique.
Principaux types et scénarios d'application
| Type de transformateur | Fonction principale et application |
|---|---|
| Transformateur abaisseur | Réduit la tension du réseau électrique à haute tension à moyenne/basse tension pour l'alimentation électrique régionale ou celle de l'utilisateur (le plus souvent dans les sous-stations de distribution). |
| Transformateur élévateur | Convertit l'électricité basse tension produite par les générateurs des centrales électriques en haute tension pour le transport sur de longues distances. |
| Transformateur à double enroulement/trois enroulements | Utilisé lorsque le poste de transformation comporte respectivement 2 ou 3 dispositifs de distribution de niveaux de tension, pour réaliser une transformation de tension multiniveaux. |
| Transformateur de cravate | Il permet l'échange de puissance entre des dispositifs de distribution de différents niveaux de tension ; généralement des autotransformateurs ou des transformateurs à double enroulement. Si une alimentation autonome est nécessaire, un transformateur à trois enroulements est utilisé (l'alimentation propre est prélevée sur l'enroulement basse tension). |
Adaptation de la capacité des générateurs (pour les centrales électriques)
- Capacité d'un seul générateur > 200 MW : Doit utiliser des transformateurs élévateurs à double enroulement.
- Capacité d'un seul générateur < 100 MW : Transformateurs à double ou triple enroulement en option.
3. Dispositifs de contrôle, de mesure, de signalisation, de protection et d'automatisation
Ces équipements constituent le « cerveau » et le « système nerveux » du poste de transformation, assurant le fonctionnement sûr, la surveillance et la gestion des pannes des équipements électriques. Ils sont généralement situés dans le bâtiment (salle) de contrôle principal du poste.
① Dispositifs de contrôle
- Modes de contrôle: Contrôle individuel (un seul appareil contrôlé indépendamment) et contrôle de sélection de ligne (contrôle par lots de plusieurs appareils dans une ligne).
- Source d'alimentation: Divisé en courant fort (110–220V) et courant faible (48V et moins).
② Dispositifs de protection
Classés par objet de protection, assurant l'isolation des défauts afin de minimiser les pertes :
- Protection des équipements principaux (transformateurs, barres omnibus, etc.).
- Protection des lignes (pour les lignes de transmission entrantes/sortantes).
- Protection des barres omnibus (pour les barres omnibus, le cœur de la distribution électrique).
③ Appareils de mesure
- TypesMesure conventionnelle (paramètres de base comme la tension, le courant) et mesure sélective (surveillance ciblée des nœuds clés).
- FonctionAfficher tous les paramètres électriques nécessaires à l'analyse du fonctionnement.
④ Dispositifs de signalisation
- Formulaires: Signaux sonores (alarmes) et signaux lumineux (voyants indicateurs).
- Source d'alimentation: Également divisé en courant fort et courant faible, utilisé pour indiquer l'état de fonctionnement de l'équipement (normal/anormal).
⑤ Dispositifs automatiques
Exécution automatique des opérations en cas de conditions anormales afin de maintenir la stabilité du réseau :
- Types courants : Dispositif d’alimentation de secours automatique (bascule sur l’alimentation de secours en cas de panne du courant principal), réenclencheur automatique (tente de reconnecter les lignes après des défauts temporaires).
Bâtiment de contrôle principal (salle) et alimentation électrique du circuit secondaire
- Spécifications du bâtiment (salle) de contrôle principalLes postes de 330 kV et plus disposent généralement d'un bâtiment de contrôle principal de trois étages ; ceux de 220 kV et moins utilisent une salle de contrôle principale d'un seul étage ; les postes non surveillés ne disposent que d'une petite salle de contrôle simple.
- Alimentation du circuit secondaire: Installations de contrôle et de protection de l'alimentation, y compris l'alimentation CC par batterie (utilisée dans les sous-stations de 220 kV et plus), l'alimentation par redresseur composé, l'alimentation par stockage d'énergie par condensateur et l'alimentation secondaire CA (utilisée dans les sous-stations non essentielles de 110 kV et moins).
4. Installations de communication
Il assure la transmission des données entre le poste de transformation et le centre de contrôle du réseau, ainsi que la communication interne des équipements. Le type de communication dépend du niveau de tension du poste.
Modes de communication courants et champ d'application
| Mode de communication | Application dans les sous-stations |
|---|---|
| Communication micro-ondes | Principalement installées dans des sous-stations de 330 kV et plus. |
| Communication de l'opérateur | Utilisé dans les sous-stations de 220 kV et plus ; également applicable aux sous-stations de 220 kV et moins. |
| Communication par fibre optique | Largement utilisé dans les sous-stations de 330 kV et plus, et de 220 kV et moins (grande stabilité et large bande passante). |
- Motif Placé: Les sous-stations ne construisent généralement pas de bâtiments de communication indépendants ; les installations de communication sont placées dans la salle de communication du bâtiment de contrôle principal (salle).
5. Dispositif de compensation
Utilisé pour résoudre les problèmes d'équilibre de la puissance réactive, de stabilité du système et de capacité de transport des lignes, garantissant ainsi le fonctionnement économique et sûr du réseau électrique.
| Type de dispositif de compensation | Objectif principal et application |
|---|---|
| Batteries de condensateurs shunt/régulateurs synchrones | Équilibrer la puissance réactive dans la plage d'alimentation du poste, améliorer le facteur de puissance et réduire les pertes d'énergie. |
| Réacteurs shunt | Compenser la puissance de charge des lignes de transport longue distance, supprimer les surtensions et stabiliser la tension de la ligne. |
| Bancs de condensateurs en série | Améliorer la stabilité du système et augmenter la capacité de transmission des lignes électriques (installées lorsque la capacité de transmission de la ligne doit être augmentée). |
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