Comment les sectionneurs haute tension sont disposés et fonctionnent

Dispositifs à haute tension : comment les sectionneurs sont disposés et fonctionnent Parmi les équipements électriques à haute tension, divers dispositifs de commutation sont utilisés. L'un de leurs groupes s'appelle "Disconnectors".

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Ces structures sont utilisées pour créer une coupure dans le circuit électrique, qui non seulement coupe l'alimentation en tension, mais doit également être visuellement visible.

Le fait est que tout au long de la longue histoire de l'exploitation de l'électricité, des traditions se sont développées pour son utilisation en toute sécurité. Les interruptions de courant par des disjoncteurs de charge avec des dispositifs techniques sophistiqués sont cachées à l'observation. En cas d'accident, la tension reste dans la zone désignée pour le démantèlement. Ceci est très dangereux et constitue une condition préalable directe à un choc électrique ou à des dommages à l'équipement électrique.

Pour ces raisons, des sectionneurs sont installés dans le circuit haute tension en série avec les interrupteurs et, en règle générale, après eux, pour assurer la sécurité de fonctionnement.

Pour comprendre ce processus, nous présenterons une partie du circuit électrique lorsque l'électricité provenant de la source du poste de transformation n° 1 est transmise via une ligne électrique divisée en 5 sections de travail aux sous-stations n° 2 et n° 3.

Supposons que dans la section n ° 3 (marquée en rouge) il soit nécessaire d'effectuer des travaux techniques nécessitant, selon les conditions de sécurité, une détente.

Pour ce faire, vous devrez éteindre les interrupteurs d'alimentation :

• sous-station électrique n° 1 ;

• les sous-stations consommatrices n° 2 et n° 3, qui fonctionnent du côté de la tension inférieure et produiront de l'électricité à la ligne, y compris la section n° 3, en raison de l'effet de transformation inverse.

En cas de dysfonctionnement de l'un des interrupteurs ou d'erreur ou de leur allumage spontané non autorisé, la tension apparaîtra sur la section de travail n ° 3, ce qui est inacceptable.

Par conséquent, un sectionneur est installé après chaque interrupteur dans le circuit électrique, ce qui crée en outre une coupure sûre et visible dans le circuit.

L'image ci-dessus est une conception simple d'une ligne. En pratique, cependant, les lignes électriques à haute tension utilisent un minimum de trois phases. Un schéma plus précis pour notre cas de préparation du chantier n°3 pour la maintenance sera le suivant.

Sur celui-ci, chaque phase « A », « B », « C » de la ligne électrique est représentée dans sa propre couleur : jaune, vert et rouge. Dans toutes les sous-stations, il est d'abord déconnecté par son propre interrupteur, puis par le sectionneur. Ce n'est qu'alors que chaque phase de la ligne électrique du site n° 3 est mise à la terre.

Dans cette figure, la question de la mise à la terre n'est pas représentée complètement, mais uniquement pour démontrer la nécessité de sa mise en œuvre.

L'emplacement du sectionneur dans le circuit détermine sa conception simplifiée par rapport au disjoncteur. Cela est dû au fait que l'interrupteur doit interrompre de manière fiable l'électricité qui le traverse pendant le fonctionnement normal et les courants de court-circuit d'urgence d'énormes amplitudes qui peuvent se produire à un moment imprévu n'importe où dans la section du circuit protégée par l'interrupteur.

Ces processus sont très complexes, ils sont liés à l'ionisation de l'environnement et à l'apparition d'un puissant arc électrique pouvant brûler les contacts. Pour prévenir ce phénomène, diverses solutions techniques sont utilisées, basées sur l'utilisation de supports aux propriétés isolantes. Ils remplissent la zone de travail du disjoncteur où le circuit est coupé.

La deuxième direction de traitement de l'arc est d'assurer la vitesse maximale du mécanisme de déclenchement. Son temps de fonctionnement est comparable à une explosion et se produit en environ deux périodes d'oscillation de l'harmonique du courant sinusoïdal.

Le même temps est requis pour les protections modernes avec des moyens automatiques de détection d'un défaut dans le circuit et d'envoi d'une commande au disjoncteur.

Par conséquent, le temps d'arrêt d'urgence par protection et automatisation est d'environ 0,04 s.

Pour les sectionneurs, de tels dispositifs complexes ne sont pas nécessaires. Ils sont conçus pour être coupés par la main de l'opérateur ou les moteurs électriques sans précipitation. Les sectionneurs étant installés après les interrupteurs, ils ne fonctionnent qu'après la mise hors tension, lorsqu'il ne peut y avoir d'arc.

L'emplacement du sectionneur et du disjoncteur est visible sur un fragment du schéma de fonctionnement du répartiteur.

Voici à quoi ressemble l'image de l'emplacement de cette sous-station, transmise par le satellite.

Vue de la même zone depuis le sol depuis le côté du support principal.

Par conséquent, les sectionneurs créent une coupure visible dans le circuit électrique pour son maintien en toute sécurité après que l'interrupteur a coupé la tension... C'est leur objectif principal.

Conception du sectionneur

Le dispositif d'un sectionneur haute tension est assez complexe, mais en même temps il est beaucoup plus simple que celui d'un interrupteur de puissance de même tension. Voyons des exemples de leur mise en œuvre pour des équipements 330 kV.

Les seuls courants de déclenchement de tels sectionneurs sont d'éventuelles décharges capacitives à partir de tensions induites. Les contacts de puissance des sectionneurs sont conçus pour interrompre leur alimentation. En état de fonctionnement, le courant de charge maximal les traverse.

Les armoires de commande du variateur sont conçues pour contrôler chaque phase du sectionneur individuellement ou en combinaison.

Si vous regardez attentivement les images ci-dessus, vous verrez que les contacts de commutation de l'interrupteur et du sectionneur sont situés à une hauteur considérable. Ceci pour des raisons de sécurité pour le reste de l'équipement et du personnel de service.

Dans un appareillage extérieur de 110 kV, la hauteur de sécurité du sectionneur est inférieure.

Il vaut donc mieux les entretenir, plus simple et moins cher à installer. Cependant, cela nécessite une attention particulière de la part du personnel d'exploitation sous le sectionneur mis en service. Dans la pratique, il y a eu des cas où les travailleurs par temps humide ont levé les cheveux, réduisant la distance de sécurité par rapport aux équipements électriques et tombant sous une tension de 110 kV.

Cela confirme une fois de plus que les mesures de sécurité doivent non seulement être bien connues, mais aussi impeccablement exécutées.

L'emplacement des sectionneurs de ligne de transmission aérienne de 10 kV sur les poteaux près de l'appareillage de commutation intérieur avec les interrupteurs d'alimentation de la sous-station est illustré sur la photo.

L'image suivante montre comment faire fonctionner le sectionneur de ligne 10 kV à l'aide d'un entraînement manuel. Le transformateur de puissance est à proximité.

Les sectionneurs pour lignes aériennes 6 kV ont le même dispositif que pour les lignes 10 kV.

Toutes les photos montrent que chaque sectionneur se compose des éléments structurels suivants :

• cadre de puissance placé à une hauteur de sécurité ;

• supporter des isolateurs solidement fixés sur le châssis aux extrémités de l'entrefer formé pour chaque phase ;

• un système de contact qui assure un passage fiable du courant nominal de la ligne et déconnecte l'alimentation en tension à l'état ouvert de la section destinée au service ;

• systèmes de contrôle du mouvement des couteaux.

Pour les sectionneurs utilisés pour les circuits avec une tension de 110 kV et plus, le système de contact est composé de deux demi-couteaux mobiles pliés dans des directions opposées. Dans d'autres conceptions, un couteau mobile est plus souvent utilisé, qui est inséré dans un contact fixe.

Les sectionneurs sont classés selon :

• le nombre de pôles ;

• la nature de l'installation (intérieure ou extérieure) ;

• le type de mouvement du couteau pour créer la rupture de chaîne (rotation, coupe ou bascule) ;

• méthodes de commande : manuellement avec un système de tige ou de levier d'isolation de fonctionnement, ou automatiquement par des moteurs électriques (hydrauliques et même pneumatiques peuvent être utilisés) avec un système de commande.

Toutes les opérations avec des sectionneurs dans le schéma de travail sont classées comme travaux dangereux, elles sont effectuées uniquement par du personnel formé et formé à l'aide de formulaires spécialement conçus sous le contrôle direct du répartiteur.

Sectionneurs à verrouillage

Une caractéristique des sectionneurs haute tension est qu'avec eux, sur la même plate-forme, des couteaux de mise à la terre sont souvent situés des deux côtés de l'espace créé. Il est commode de les manipuler pour le personnel d'exploitation qui effectue la commutation dans les circuits de puissance.

Lors de la mise sous tension, il est important de respecter correctement la séquence d'application / suppression de la mise à la terre et de mise sous / hors tension du sectionneur. Le disjoncteur ne doit pas être activé lorsque la mise à la terre est installée des deux côtés du sectionneur. Cela provoquera un court-circuit.

Vous ne pouvez pas non plus forcer la terre lorsque le sectionneur est activé et qu'une tension est appliquée au circuit, ce qui créera également un court-circuit.

Afin d'éviter les mauvaises situations lors de la commutation, le blocage technique des actions du personnel de service est utilisé avec des mises à la terre fixes, des sectionneurs et des interrupteurs. Elle peut être:

• purement mécanique;

• électrique (basé sur l'utilisation d'une serrure électromagnétique) ;

• combiné.

Les conceptions de serrure sont différentes. Leur complexité et leur fiabilité augmentent à mesure que la tension utilisée dans la boucle primaire augmente.

Pour contrôler les types de verrouillages électriques, des contacts supplémentaires utilisés dans les circuits secondaires sont montés sur les arbres rotatifs des palettes de contact. Ceux-ci sont appelés contacts de bloc KSA. Ils répètent complètement la position du sectionneur, en même temps qu'ils se ferment ou s'ouvrent.Pour étendre les capacités des circuits de contrôle, des protections et de l'automatisation des interrupteurs et des lignes, ces contacts de bloc sont conçus avec des positions normalement ouvertes et fermées.

Un bloc de contacts similaire est également installé sur les entraînements des couteaux de mise à la terre fixes et des interrupteurs-sectionneurs.

Les circuits de commande de blocage électromagnétique reposent sur le principe de la création de circuits série et parallèle de circuits électriques à partir des contacts des répéteurs de la position de l'équipement principal : interrupteurs, sectionneurs, couteaux de mise à la terre.

Lorsque la position de l'un de ces dispositifs de commutation est modifiée par le personnel de service, leurs contacts secondaires, assemblés selon un certain schéma logique, sont commutés en conséquence. Si les exigences de sécurité ne sont pas respectées, le blocage électromagnétique interdit toute action ultérieure avec l'équipement électrique.

Dans ce cas, il est nécessaire de comprendre l'exactitude des actions effectuées et de rechercher l'erreur commise.

Les circuits de verrouillage des sectionneurs de sous-station sont alimentés par des sources de tension continue dédiées.

Exigences obligatoires pour les sectionneurs :

• fournir un espace visible;

• résistance structurelle aux effets dynamiques et thermiques ;

• fiabilité de l'isolation dans toutes les conditions météorologiques;

• clarté du travail en cas de détérioration des conditions de travail pendant la pluie, les chutes de neige, les formations de glace;

• simplicité de conception, offrant une facilité d'utilisation et d'entretien.

Pour plus de détails sur les caractéristiques de fonctionnement des sectionneurs, voir Cet article.