SEE - I MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES ET LES POSTES ÉLECTRIQUES MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES ET LES POSTES ÉLECTRIQUES Les différentes branches des R. (lignes aériennes, souterraines, transformateurs) sont interconnectées au niveau d’un certain nombre de nœuds dénommés “postes”. (Подстанции) MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES ET LES POSTES ÉLECTRIQUES Les sources d’énergie électrique, ce sont * les générateurs, * les installations distributives à tension génératrice dans les centrales électriques et * les installations distributives des postes. Une source indépendante d’énergie électrique c’est une source dont la tension se réserve en cas de perte de la tension des autres sources (s’il y en a). MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES ET LES POSTES ÉLECTRIQUES La partie électrique des centrales et des postes électriques: - des matériels fondamentaux et - une ou plusieurs installations distributives MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES ET LES POSTES ÉLECTRIQUES Circuits primaires : les matériels des circuits primaires sont classés en quelques groupes: a) matériels de commutation - disjoncteurs, sectionneurs, interrupteurs, dispositifs de court-circuitage, commutateurs, contacteurs, etc. b) appareils de protection - fusibles, parafoudres, etc.; c) transformateurs de mesure: de tension et de courant; d) réactances (inductances) de protection, inductances limitant le courant, résistances, etc. e) les barres, f) les conducteurs actifs g) les lignes entre eux. MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES ET LES POSTES ÉLECTRIQUES Circuits secondaires a) matériels (appareils) de mesure, signalisation et gestion; b) appareils de protection par relais et automatisation c) les systèmes de contrôle technique, d) les conducteurs et les câbles qui les connectent. Les matériels englobés dans les circuits secondaires sont alimentés généralement par une source de courant continu, indépendant du SÉÉ. Matériels principaux: générateurs synchrones à courant triphasé alternatif, les compensateurs synchrones, les transformateurs de puissance et autotransformateurs Matériels principaux Les alternateurs synchrones triphasés tourbo-alternateurs - machines à grande vitesse et à pôles lisses (неявнополюсен) à arbre horizontal. générateurs hydroélectriques - machines à lente vitesse à pôles saillants (явнополюсен) à arbre horizontal ou vertical . générateurs Diesel Matériels principaux les alternateurs comportent : - une partie magnétique - une partie électrique - une partie mécanique Matériels principaux la partie magnétique - l’inducteur mobile appelé rotor ou roue polaire et stator. Il en existe deux types : l’inducteur des turbo-alternateurs (3000 tr/min) L’inducteur à pôles saillants La partie fixe du circuit magnétique, logée dans la carcasse, est identique à celle de toutes les machines d’induction. Matériels principaux la partie électrique - elle comporte: les bobines inductrices alimentées en courant continu (logées dans les rainures du rotor); les bobines induites (placées dans les encoches du stator). une plaque à bornes en rapport avec la puissance et la tension de la machine. la partie mécanique est composée de plusieurs parties. Matériels principaux Les générateurs hydroélectriques sont des machines électriques à vitesse lent de 50 à 750 min-1. Avec l’accroissement de la puissance du groupe hydraulique et la diminution de sa pression de la chute d’eau, la fréquence de rotation diminue. Matériels principaux Selon la position de l’arbre de l’hydraugénérateur : verticaux - les générateurs à grande puissance horizontaux - les générateurs à petite puissance Matériels principaux La construction hydraugénérateurs considérablement turbogénérateurs ; des stators ne se diffèrent de ceux des pas des Le rotor d’un hydraugénérateur a des pôles saillants d’un grand nombre. La différence la plus considérable c’est l’existence d’un enroulement amortisseur qui a pour objet de tranquilliser les fluctuations du rotor. Matériels principaux Les générateurs Diesel sont destinés au couplage direct aux moteurs diesels et ils ont des rotors horizontaux à pôles saillants. Le rotor a un moment d’inertie élevé à cause du moment tournant non uniforme du moteur diesel. Paramètres nominaux des alternateurs synchrones (indiqués sur leurs plaques et dans leur dossier ) Tension nominale (assignée) - 3,15; 6,3; 10,5 (13,8); (15,75); 18; 20; 21; 24 kV Courant nominal du stator Puissance nominale apparente Snom = √3 .Unom Inom , MVA. Puissance nominale active Pnom = Snom . cos nom , MW Courant nominal du rotor Facteur de la puissance nominal - cos nom 0,8; 0.85 ; 0,9 ; 1. Matériels principaux Les compensateurs synchrones - sont surtout des machines à pôles saillants (apparents) (явнополюсен) à arbre horizontal. pendant la sous-excitation ils consomment de l’énergie électrique réactive, pendant la surexcitation ils sont des sources d’énergie réactive. Leur destination est de régler le facteur de puissance et d’assurer un niveau normal de la tension dans des régions données du réseau électrique . Matériels principaux Transformateurs de puissance et autotransformateurs Ce sont des machines électriques sans pièces mobiles qui transforment la tension alternative et le courant en d’autres tension et courant à même fréquence selon le principe de l’inertie électromagnétique 3 Matériels principaux Les paramètres principaux des transformateurs : La puissance nominale - Snom = √3. Unom .Inom La tension nominale des enroulements Le rapport de transformation Les courants nominaux La fréquence nominale - fnom La tension du court-circuit - ucc % Le courant à vide - Iv Les pertes à vide - Pv Les pertes de court-circuit - Pcc Le rendement - - k = UHT nom / UBT nom = w1 / w2 = S2 / S1 .100 %. Matériels principaux Les autotransformateurs ont une vaste application dans les postes électriques à tension de 110 kV ou plus grande . Ce sont : des autotransformateurs triphasés à trois enroulements ou des groupes triphasés de trois autotransformateurs monophasés à trois enroulements. Matériels principaux La puissance totale que l’autotransformateur est capable de transmettre du réseau HT au réseau MT ou en direction inverse et à l’enroulement BT coupé s’appelle puissance traversante Strav = UHT .IHT UMT .IMT la puissance transportée par voie électromagnétique s’appelle puissance de transformateur : Strans = (UHT - UMT ).IHT = UMT .Io (Io est induit dans l’enroulement commun ) Dans des conditions nominales de travail la puissance du transformateur Snom égale sa puissance traversante Snom = Strav et la puissance de transformation Strans s’appelle puissance type Stype : Strans = Stype . Matériels principaux Appareils électriques dans les réseaux primaires Appareils électriques dans les réseaux primaires Disjoncteurs à HT Disjoncteurs à coupure en charge /interrupteurs Interrupteurs-sectionneurs Courts-circuiteurs Coupe-circuits / fusibles Transformateurs de mesure de courant Transformateurs de mesure de tension Inductances (réactances) de limitation du courant Appareils électriques dans les réseaux primaires Disjoncteurs à HT Ce sont des appareils de commutation les plus responsables et les plus coûteux dans les installations distributives, munis de dispositifs d’extinction, ayant un pouvoir de fermeture et destinés au branchement et débranchement des réseaux électriques pendant tous les régimes d’exploitation. Appareils électriques dans les réseaux primaires Disjoncteurs à coupure en charge /interrupteurs/ : Ils branchent et débranchent les réseaux électriques quand des courants de charge les parcourent (courants de charge). Ils ne peuvent pas couper les courants de courts-circuits. Appareils électriques dans les réseaux primaires Interrupteurs-sectionneurs : Ce sont des appareils de commutation sans des dispositifs d’extinction de l’arc (soufflage). Ils sont destinés à coupler et découpler les réseaux électriques quand des courants ne les parcourent pas ou quand le courant est petit (de quelques ampères). Ils rendent l’interruption du réseau évidente . Appareils électriques dans les réseaux primaires Courts-circuiteurs Ce sont des appareils de commutation utilisés pour la création d’un court-circuit artificiel dans le réseau électrique . Appareils électriques dans les réseaux primaires Coupe-circuits / fusibles : Ce sont des appareils de protection à action unique qui peuvent être classés comme des appareils de commutation. Ils représentent la partie la plus faible du circuit du courant. Ils protègent les circuits de la surcharge et des courts-circuits. Appareils électriques dans les réseaux primaires Transformateurs de mesure de courant Ils transforment le courant primaire du réseau dans lequel ils sont branchés en courant secondaire à valeur normalisée (normalement de 5 ou 1 A), avec lequel les enroulements des relais, des dispositifs de mesure et des organes automatiques sont alimentés . Appareils électriques dans les réseaux primaires Transformateurs de mesure de tension Ils transforment la haute tension primaire en basse tension secondaire (le plus souvent de 100 ou 100/√3, V) à laquelle les enroulements de tension des dispositifs énumérés ci-dessus sont branchés . Appareils électriques dans les réseaux primaires Inductances (réactances) de limitation du courant Ce sont des bobines inductives sans noyaux magnétiques, donc leur inductance ne dépend pas de la valeur du courant qui les parcourt. Ils servent à limiter le courant de court-circuit et ils permettent de maintenir un niveau déterminé de la tension sur les barres de l’installation distributive quand il y a un court-circuit après elles. Matériels principaux Appareils électriques dans les réseaux secondaires Appareils électriques dans les réseaux secondaires Les moyens pour : réglage opérationnel, commande télémécanique, mesure, signalisation, blocage, protection par relais et automatisation . Appareils électriques dans les réseaux secondaires Le réglage opérationnel des équipements électriques peut être non automatique - manuel ou à distance, ou automatique – à distance ou télémécanique ; La commande télémécanique est utilisée en cas de grandes distances - de centaines de kilomètres ; Le mesurage est nécessaire pour contrôler les paramètres essentiels des différents éléments et parties des installations distributives ; La signalisation met en évidence le changement d’état des matériels (branché ou débranché) et informe le personnel des pannes; Les blocages dans les ID sont opérationnels ou de protection; L’automatique du système : réenclenchement automatique, dispositif automatique de reprise de service, délestage automatique à baisse de fréquence . MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES ET LES POSTES ÉLECTRIQUES Conducteurs conducteurs non isolés et isolés; câbles barres ayant de différentes caractéristiques, paramètres, endroit et rangement. MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES ET LES POSTES ÉLECTRIQUES Isolateurs pour la fixation et l’isolement l’un de l’autre et de la terre des conducteurs non isolés des matériels électriques, des ID et des lignes aériennes. Ils doivent avoir de bonnes rigidité diélectrique et robustesse et être à caractéristiques indépendantes de l’influence du milieu environnant (chaleur, humidité, pollution, etc.) MATÉRIELS ÉLECTRIQUES DANS LES CENTRALES ET LES POSTES ÉLECTRIQUES FIN