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Postes haute et trs haute tensions

Installations de conduite et de contrlepar Patrick ASSAILLY

Ingnieur de lcole Suprieure dlectricitChef de la Division tude lments Normaliss Postes au Centre dquipement du Rseaude Transport dlectricit de France

article Postes haute et trs haute tensions fait lobjet de plusieursarticles :

Rle et structure[D 4 570] ;Dispositions constructives[D 4 572] ;Construction et quipements[D 4 574] ;Postes sous enveloppe mtallique (PSEM)[D 4 590] ;Installations de conduite et de contrle[D 4 576].Dans cet article, pour plus de prcisions, nous conserverons les notations THT

(400, 225 et 150 kV), HT (90, 63 et 42 kV), MT (20 et 15 kV) et BT (380 et 220 V),bien que les dnominations actuelles (UTE C 18-510) soient HTB (pour les ten-sions suprieures 50 kV), HTA (pour les tensions comprises entre 1 et 50 kV),BTB (pour les tensions comprises entre 500 et 1 000 V) et BTA (pour les tensionscomprises entre 50 et 500 V).

1. Principes gnraux .................................................................................. D 4 576 - 21.1 Notion de tranche lectrique ...................................................................... 21.2 Sparation des tranches lectriques.......................................................... 31.3 Notion de services auxiliaires..................................................................... 3

2. Rpartition des lments de la tranche BT ...................................... 3

2.1 Prsentation des quipements................................................................... 32.2 Installation de la tranche BT dans le poste................................................ 3

2.2.1 Btiments de relayage extrieurs...................................................... 42.2.2 Btiment de relayage centralis........................................................ 42.2.3 Utilisation des diverses dispositions en France.... ... .. .. ... ... ... .. .. ... ... . 5

3. Mise en uvre des lments de la tranche BT................................ 53.1 Historique et caractristiques des diffrentes fileries ...... ... .. .. ... ... ... .. .. ... . 6

3.1.1 Filerie pour matriel lectromcanique............................................ 63.1.2 Filerie pour matriel statique............................................................. 63.1.3 Filerie numrique................................................................................ 7

3.2 Technologies actuelles de ralisation et dinstallation des quipements 73.2.1 Partie contrle..................................................................................... 73.2.2 Partie conduite.................................................................................... 8

4. Services auxiliaires.................................................................................. 10

4.1 Rle............................................................................................................... 104.2 Degr de scurit obtenir......................................................................... 104.3 Units dauxiliaires UA................................................................................ 10

4.3.1 Gnralits .......................................................................................... 104.3.2 Distribution des services auxiliaires ................................................. 114.3.3 Dimensionnement.............................................................................. 11

4.4 Organisation des alimentations des UA.................................................... 114.4.1 Alimentations normales courant alternatif.................................... 114.4.2 Alimentation de secours courant alternatif................................... 124.4.3 Alimentations courant continu....................................................... 12

5. Perspectives davenir.............................................................................. 12

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POSTES HAUTE ET TRS HAUTE TENSIONS ________________________________________________________________________________________________

Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite.D 4 576 2 Techniques de lIngnieur, trait Gnie lectrique

Dans les postes, ce sont les installations de conduite et de contrle qui ontle plus chang au cours des annes 80 et qui sont encore appeles voluerdans un proche avenir.

Le prsent article dcrit principalement les installations actuelles ; toutefois unhistorique des technologies est prsent au cours de lexpos ( 3.1)

1. Principes gnrauxLes installations de conduite et de contrle dun poste ont pour

but dassurer la conduite, la protection et la reprise de service desdiffrents constituants du poste, savoir les lignes de transport etde distribution y aboutissant et ses lments internes comme lesjeux de barres ou les transformateurs.

Pour ce faire, un poste est structur en diffrentes fractionsconstitues dun ensemble de matriels et de circuits haute et bassetensions, li gographiquement et fonctionnellement une partiedtermine du poste.

1.1 Notion de tranche lectrique

Chacune de ces fractions appele tranche lectrique(figure 1)estorganise de telle manire quelle puisse tre totalement isole dureste de linstallation. Les limites dune tranche sont donc dfiniespar le fait que cet isolement ne doit pas compromettre le fonctionne-ment et le contrle des installations qui restent en service.

Une tranche lectrique comprend (figure 2) : une tranche haute tension, appele galement cellule,

constitue par lensemble du matriel THT, HT et MT (disjoncteurs,sectionneurs, transformateurs et rducteurs de mesure), par lesliaisons THT, HT ou MT (jeux de barres ou cbles de puissance), maisaussi par les quipements du rseau (matriel et liaisons BT) quipermettent la commande et le fonctionnement du matriel THT, HTou MT ;

une tranche basse tension, constitue par le matriel et lescircuits BT pour la conduite et le contrle de la fraction du posteconsidr.

Du point de vue de linstallation du matriel, une tranche bassetension se dcompose en deux parties.

La partie contrleest constitue par des quipements assurant lasurveillance, la protection et la reprise automatique de service durseau.

Figure 1 Diffrents types de tranches lectriques

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La partie conduiteest constitue par des quipements situs dansle btiment de commande du poste, qui permettent la conduite de latranche lectrique. Ce sont :

un ventuel panier dinterface dont le rle est de dcoupler lesordres et les informations changes entre les quipements situsdans les btiments de relayage extrieurs et ceux placs dans le bti-ment de commande, comme lquipement de tlconduite, letableau synoptique ou le consignateur dtats assurant lacquisitionet limpression chronologique des signalisations des quipementsde contrle du poste ;

un tableau synoptique, ou synoptique, qui permet la conduitelocale de la tranche lectrique et comprend la commande et la signa-lisation des positions des appareils de la tranche haute tension, lacommande et la signalisation des positions des automatismes et decertaines protections et les signalisations essentielles permettantlexploitation de la tranche lectrique.

Chaque tranche a donc un fonctionnement indpendant et estrelie dans le btiment de commande aux quipements de tlcon-duiteet aux automatismes centralissdu poste (figure 2).

Les quipements de tlconduite permettent lchange dinforma-tions entre un poste sige de pupitre de commandes groupes PCG(poste tlcommandant dautres postes) et un poste asservi PA, tl-command depuis le PCG.

Les automatismes centraliss coordonnent les automatismes desdiffrentes tranches.

1.2 Sparation des tranches lectriques

Les dfinitions nonces ( 1.1) impliquent que chaque tranchelectrique puisse tre isole de toutes les sources dalimentation,haute tension et basse tension, directes ou indirectes, qui lui sontraccordes.

Ces oprations de sparation des tranches sont notamment nces-saires lorsquune tranche est en phase de consignation. Laconsignation est un ensemble doprations destines assurer laprotection des personnes et des ouvrages contre les consquencesde tout maintien accidentel ou de tout retour intempestif de la tensionsur cet ouvrage.

La consignation dune tranche haute tensionseffectue par ouver-ture des sectionneurs encadrant la tranche et par mise la terre desappareils et des circuits sur lesquels on dsire intervenir.

La consignation dune tranche basse tensionest assure par lafermeture de courts-circuiteurs de courant situs au secondaire desrducteurs de courant, par louverture de fusibles des circuits detension situs au secondaire des rducteurs de tension et par louver-ture dun interrupteur de consignation de tranche (ICT) permettantde saffranchir de toute source dalimentation interne la tranche.

1.3 Notion de services auxiliaires

Lexploitation dun poste et la gestion des diffrentes tranches quile constituent ncessitent la disposition de diffrentes formesdnergie. Les installations laborant et distribuant cette nergie sont

appeles services auxiliaires ( 4).Limportance de ces services auxiliaires est vitale, puisque leur

perte peut entraner la perte totale du poste.

La suite de lexpos dcrit la rpartition et la mise en uvre desdiffrents lments constituant les tranches basse tension, ainsi quele rle et lorganisation des services auxiliaires.

2. Rpartition des lmentsde la tranche BT

Lensemble du matriel et des liaisons de la tranche HT se situedans la partie extrieure du poste.

En ce qui concerne la tranche BT, les dispositions pratiquesdinstallation dans le poste sont marques par des particularitspropres chaque entreprise de transport dlectricit. Nanmoins,certaines dispositions gnrales de prsentation des quipementssont respectes par tout le monde.

2.1 Prsentation des quipements

Le matriel constituant la partie contrleest install selon deuxmodes :

une prsentation sur des chssis mtalliques pour recevoir lesmatriels prsents en coffret ;

une prsentation en armoires dites de protection sur lesquelles

sont fixs les quipements de protections et dautomatismes pr-sents en tiroir (racks19 pouces).

La prsentation en armoires est de plus en plus frquente car elleest adapte aux quipements lectroniques, dits de technologiestatique, qui sont utiliss de nos jours.

La partie conduitecomprend le panier dinterface et le tableausynoptique associ la tranche.

Les paniers dinterfaces des diffrentes tranches sont installsdans des armoires accs avant et arrire. Le tableau synoptiqueest fix sur la porte de ces armoires. Laffectation des tranches dansles armoires est telle que le tableau synoptique soit le reflet duschma lectrique du poste. Lensemble des parties conduite destranches du poste constitue linterface centralise.

Dans les postes siges de pupitre de commandes groupes PCG,le tableau synoptique centralis regroupe le tableau synoptique du

poste sige et ceux des postes asservis PA.

2.2 Installation de la tranche BTdans le poste

Lemplacement, dans un poste, des divers lments constituantles installations BT est fonction de la solution adopte dans laconception de louvrage.

Pour les quipements de contrle, il existe deux dispositions, lapremire tant linstallation en btiments de relayage extrieurs ; laseconde, linstallation dite en btiment de relayage centralis,cest--dire dans une partie du btiment de commande.

Figure 2 Structure dune tranche lectrique

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Toute reproduction sans autorisation du Centre franais dexploitation du droit de copie est strictement interdite.D 4 5764 Techniques de lIngnieur, trait Gnie lectrique

Les quipements de conduite (interface centralise), desurveillance(consignateur dtats CDE) et de tlconduite(TCD) sonttoujours situes dans le btiment de commande.

2.2.1 Btiments de relayage extrieurs

Les parties contrles des tranches sont situes, proximit delappareillage haute tension contrl, dans des btiments derelayage (figure 3). Chaque btiment de relayage contient plusieurstranches contrles et des quipements communs ces tranches quisont (figure 4):

la batterie dalimentation 48 V, situe dans le local batterieaccessible en face arrire du btiment ;

les matriels du chssis communsitu en fond du btiment(enregistreur de perturbations, chargeur 48 V, coffret de distributiondu 48 V);

le poste tlphonique, appel TPG, situ lentre immdiatedu btiment de relayage.

Les circuits BT, manant des coffrets de raccordement desappareils THT, HT et MT de chaque tranche HT, sont dirigs partranches et par caniveaux vers le btiment de relayage o ils

aboutissent dans larmoire-rpartiteur de filerie ( 3). De cettearmoire part, dans un caniveau collecteur, un cble quartes ser-vant de liaison entre la partie contrle et la partie conduite situedans le btiment de commande.

Nota : un cble quartesest un cble BT de technologie tlphonique de capacit112 quartes (112 4 cbles).

2.2.2 Btiment de relayage centralis

Les parties contrles des tranches sont installes dans une sallegnrale de relayage, place proximit de la salle de conduite(figure 5).

Les circuits BT, manant des coffrets de raccordement desappareils THT, HT et MT de chaque tranche HT sont ventuelle-ment regroups (coffret de regroupement courantet tension) puisdirigs par caniveau collecteur vers la salle de relayage centraliso ils aboutissent dans larmoire-rpartiteur de filerie (ou sur unchssis- rpartiteur pour les postes anciens, cas de la figure 6). Lesliaisons ncessaires entre la partie contrle et la partie conduitedune tranche sont ralises en cbles quartes.

Figure 3 Principe dinstallation en btiment de relayage extrieur

Figure 4 Btiment de relayage pour deux tranches

Figure 5 Principe dinstallation en btiment de commandeavec relayage centralis

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Les batteries dalimentation des quipements de la tranche BT etde tlcommunication sont dans les locaux sociaux et techniques ;les quipements de tlcommunication (armoire voies de trans-missions, autocommutateur rpartiteur Telecom) sont dans le localconduite.

2.2.3 Utilisation des diverses dispositionsen France

Suivant les cas, on trouve les deux dispositions dcrites dans lesparagraphes 2.2.1et 2.2.2.

titre dexemple, en France, les chelons 400 kV et 225 kV des

postes arienssont en gnral quips de btiments de relayageextrieurs contenant deux tranches BT. Cette disposition est adoptepour des raisons de scurit afin de limiter les dfauts de modecommun (cas dun incendie dun btiment de relayage) et pour desraisons techniques afin de rapprocher les quipements de contrledes rducteurs de mesure (limitation des chutes de tension et descourants de charge pour la filerie).

En ce qui concerne les chelons 90 kV et 63 kV des postes ariens,il y a en France les deux dispositions :

en btiment de relayage centralis (pour les postes anciens)lorsque lchelon HT est proche du btiment de commande ;

en btiments de relayage extrieurs pouvant contenir de 4 8 tranches pour les postes neufs ; cette disposition a t retenuepour des raisons conomiques (investissement de btiments enfonction de lvolution du poste, diminution du cot des cbles de

liaison) et pour des raisons techniques (compatibilit entre la chargede filerie et la puissance de prcision des transformateurs de cou-rant).

Les postes blindssont, en raison de la taille limite du poste,installs en relayage centralis.

Nota : dans un poste plusieurs chelons de tension, on peut donc trouver une dispo-sition mixte avec des tranches en btiments de relayage extrieurs et des tranches en bti-ment de relayage centralis.

3. Mise en uvre

des lmentsde la tranche BTLinstallation des lments des tranches BT consiste assurer les

liaisons ncessaires entre divers appareils (protections, automa-tismes, quipements de surveillance, commande des sectionneurset des disjoncteurs, etc.) qui peuvent tre situs soit dans un mmeensemble (coffrets, tableaux, btiments), soit en deux lieux diffrents(partie extrieure du poste et btiment de relayage, ou btiment derelayage et btiment de commande). Lensemble de ces liaisons,appel filerie, permet la ralisation des circuits de conduite et decontrle suivant un schma prtabli.

Figure 6 Btiment de commande avec relayage centralis

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Les faons de procder sont trs lies aux habitudes desexploitants. Une description de ce qui se fait en France est prsenteci-aprs.

3.1 Historique et caractristiquesdes diffrentes fileries

3.1.1 Filerie pour matriel lectromcanique

Avant 1975, les contraintes de temps dlimination des dfautstaient suffisamment lgres pour que lon puisse se satisfaire, pourlensemble du rseau, dun systme de protections lectromca-niques. La filerie associe ce plan de protection du rseau tait(et est toujours sur un bon nombre douvrages) la filerie ARIANE(A pour premire). Sa caractristique principale est davoir desquipements lectromcaniques prsents en coffrets. Ces coffretssont installs sur chssis et la filerie est ralise en goulotte.

Les informations destination du tableau synoptique, duconsignateur dtats et des quipements de tlconduite transitentpar trois cbles BT issus directement de la tranche contrle.

3.1.2 Filerie pour matriel statique

3.1.2.1 Premire filerie plan statique 400 kV

partir des annes 70, lapparition des centrales nuclaires ainsique le dveloppement du rseau de tension 400 kV ont ncessitune volution importante des caractristiques de ce rseau (augmen-tation des tailles des groupes, accroissement de la distance entresources et points de consommation, volution des caractristiquesdes alimentations auxiliaires des centrales nuclaires). Le plan deprotection 400 kV 75 (en 1975) a t cr pour prendre en compteces lments nouveaux. Partant des objectifs viss quant aux tempsdlimination des dfauts, il dfinissait les moyens mettre en uvreau niveau de chaque lment du rseau pour y satisfaire. Une filerieadapte ce plan de protection 400 kV 75 a t dveloppe : la

filerie BRISEIS(B pour deuxime), dite statique en raison de la tech-nologie lectronique employe pour les quipements de protection.

En filerie BRISEIS, les quipements sont prsents en rack 19pouces. Le fait que ces quipements soient de technologielectronique a ncessit dtudier avec soin la filerie pour limiterlinfluence des surtensions et des parasites vis--vis desquels llec-tronique est sensible.

Cest ainsi que, dans cette filerie, les informations ncessaires la conduite sont achemines de la tranche situe dans un btimentde relayage (BR), vers le panier dinterface dans le btiment decommande (BC) par un cble quartes unique et non plus directe-ment vers les quipements de conduite comme en filerie ARIANE( 3.1.1).Le panier dinterface, install en armoire, permet le dcou-plage et laiguillage des informations vers le tableau synoptique, leconsignateur dtat et les quipements de tlconduite. Le tableausynoptique est install sur la face avant des armoires dinterface.

Cela constitue une structure interface.Au niveau des btiments de relayage, les quipements sontinstalls dans des armoires et leurs entres-sorties sont ralises pardes connecteurs 10 points. Une armoire dite rpartiteurpermet leraccordement de tous les cbles extrieurs. La filerie est ralise enusine grce une table de cblage unique, regroupant toutes lesentres-sorties et permettant le cblage automatique.

3.1.2.2 Filerie statique 225 kV et HT proche

En 1982, un nouveau plan applicable aux rseaux 225 kV et HT at dfini afin de prendre en compte certaines contraintes de rapiditet de scurit en corrlation avec les exigences imposes sur lerseau 400 kV.

La filerie dveloppe dans le cadre de ce plan de protection pourle rseau 225 kV et pour le rseau HT proche lectriquement du400 kV (postes 225 kV et chelon HT des postes 400 kV/HT) est lafilerie CYNTHIA(C pour troisime).

La diffrence essentielle entre cette filerie et la filerie BRISEISrside dans le fait quen filerie CYNTHIA les protections et les auto-matismes sont des produits standards pouvant tre fournis pardiffrents constructeurs. cet effet, les quipements de contrle ontdes entres-sorties ralises par bornes et il convient de faire sursite un cblage spcifique pour adapter la filerie aux diffrents typesdquipements possibles.

La structure interfaces a t, quant elle, reconduite.

3.1.2.3 Nouvelle filerie statique 400 kV

En 1986, un nouveau plan de protection a t dfini afin de prendreen compte les volutions rcentes du rseau de grand transport :

augmentation du courant de transit dans les lignes ; augmentation du nombre de lignes double circuit ; apparition des postes en piquage.

La filerie associe ce plan de protection 400 kV 86 (en 1986)est la filerie DAPHN400 kV (D pour quatrime).

La filerie DAPHN 400 kV comporte des quipements qui, toutcomme en filerie CYNTHIA, sont statiques et de fournisseurs divers.Comme toute filerie statique, elle a une structure interface.

La caractristique essentielle de cette filerie rside dans le faitquelle a t conue comme un produit industriel entirement raliset test en usine.

cet effet, les protections et les automatismes sont fournis directe-ment aux constructeurs de fileries avec des laissestermines parun connecteur 32 points. Ces derniers testent ainsi compltementleurs armoires de filerie dans leur configuration finale avant envoisur site.

Lobjectif essentiel de la filerie DAPHN 400 kV est donc de livrerun produit de qualit et de limiter les temps de mise en service etles cots qui en rsultent.

3.1.2.4 Filerie plan statique HT loignEn 1988, la technologie de la filerie DAPHN a t reconduite pour

dvelopper la filerie associe au plan de protection 225 kV et HTproche pour les postes HT loign lectriquement de 400 kV (chelonHT des postes 225 kV/HT). Cette filerie a t appele DAPHN HT.

La filerie DAPHN HT met en uvre une technologie identique celle dcrite pour 400 kV ( 3.1.2.3).

3.1.2.5 Filerie statique HT/MT

En 1989 ont t spcifies les caractristiques des postes HT/MT.La filerie associe ces postes entre dans la famille DAPHN. Elleest du type centralis.

3.1.2.6 volution en cours

Aprs le dveloppement de deux fileries de mme technologiepour les postes 400 kV et HT loign, sest pose naturellement laquestion du passage de la filerie CYNTHIA la filerie DAPHN pourles postes 225 kV et les postes HT proche.

Aprs analyse, ce passage a t dcid pour normaliser un palierunique de HT et de THT facilitant lexploitation et pour rpondre des exigences de qualit.

Les premires tranches DAPHN 225 kV ont t livres en 1992.

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3.1.3 Filerie numrique

Les prochaines volutions importantes de filerie auront lieulorsque sera mis en place un palier numrique o les fileries serontremplaces par des rseaux locaux avec des matriels de techno-logie microinformatique.

Ce palier devrait apparatre vers la fin des annes 90.

3.2 Technologies actuelles de ralisationet dinstallation des quipements

3.2.1 Partie contrle

La pice matresse de la disposition est constitue par le

rpartiteur de filerie, dans lequel seffectuent les liaisons fonction-nelles entre tous les quipements de la tranche. Larmoire-rpartiteurde filerie permet de recevoir des quipements en tiroirs. Dans unetranche ligne 400 kV (figure 7), larmoire-rpartiteur de fileriecontient :

les borniers de la commande des appareils de la tranche HTet du secondaire des rducteurs de mesure, la platine de raccorde-ment du cble quartes reliant le btiment de relayage linterfacedu btiment de commande, etc ; tous ces quipements sont situsen fond darmoire (donc pas visibles sur la figure 7);

une platine synoptique TSY rduite, de commande dudisjoncteur et du sectionneur de mise la terre de la ligne ;

une platine de consignation comportant les organes deconsignation de la tranche (interrupteur ICT, fusibles des circuits detension) et les court-circuiteurs de courant ;

une platine diffrentielle de barre PDB comportant descourts-circuiteurs de courant, des transformateurs de courant et uninterrupteur de consignation ;

une table de cblage TO associe la logique de contrle (ourelayage principal) ;

un tiroir capteur PQ de puissances active et ractive ; une platine dessais PE comportant les prises dessai (courant,

tension) servant au test de la branche BT (mise en service,maintenance) ;

ventuellement un rack de surveillance des coffrets blinds(surveillance de la pression du gaz).

Dans une tranche ligne 400 kV (figure 7), deux ou trois armoiresde protectionabritent les quipements en tiroirs. Chaque armoire

est quipe au niveau du bandeau latral droit dun prcble verticaldalimentation et de dclenchement, qui distribue aux quipementsles grandeurs de mesure (courants et tensions) et les alimentationsauxiliaires courant continu ainsi que les ordres de dclenchementaux disjoncteurs HT. Une table de cblage (T1, T2 ou T3) permet deraccorder les quipements issus de fournisseurs diffrents et nayantpas les mmes cblages.

Les protections et automatessont prsents en tiroirs normali-ss (19 pouces) ; la hauteur de chaque tiroir est un multiple duneunit normalise U correspondant 4,44 cm : cest ainsi que lestiroirs ont une hauteur de 3, 4, 5 ou 6 U. Les armoires destines recevoir les quipements doivent permettre un accs larrire des

Figure 7 Partie contrle dune tranche ligne 400 k

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tiroirs. Pour rpondre ces conditions, on utilise des armoires chssis pivotants. Le chssis est divis en deux parties. La partiegauche, la plus large, permet de recevoir des tiroirs poss sur desconsoles en cornires amovibles. La partie droite comporte le pr-cble dalimentation et de dclenchement.

3.2.2 Partie conduite

Tableau de conduite

On distingue : les tableaux synoptiques locaux qui permettent la conduite

locale des installations dun poste asservi (PA) ou du poste sigedun pupitre de commandes groupes (PCG) ;

les tableaux synoptiques des postes asservis qui permettentla conduite distance des installations des diffrents PA rattachs

un PCG.Les tableaux synoptiques locaux (figure 9) sont constitus par

un ensemble de carreaux en matire isolante de 5 cm de ct,mont sur la porte des armoires dinterface et permettant la repr-sentation synoptique des tranches affectes dans une armoire. Lareprsentation dun poste ncessitant plusieurs armoires, lacontinuit du schma unifilaire (reprsent avec une seule phase)se fait entre portes adjacentes.

Les tableaux synoptiques des postes asservis(figure 8) depuis lePCG sont constitus, pour conserver un encombrement rduit, pardes carreaux en matire isolante de 2,5 cm de ct, assembls pourformer une mosaque. Lensemble des carreaux est immobilis sur

une ossature daluminium puis fix sur un chssis support formde cadres lmentaires solidariss entre eux et fixs au sol.

Le tableau synoptique reprsente le schma lectrique du poste ;il est identique pour un PA et pour un PCG.

Nota : numros de la figure9:

1 TPL sectionneur daiguillage, couplage, etc.

2 TL sectionneur de ligne, de terre, etc.

3 TPL disjoncteur

4 TL disjoncteur

6 BP dclenchement durgence du disjoncteur

7 voyant d absence de tension

8, 9, 10, 21, 22, 24, 26, 56, 57 et 59 commutateurs de mise en service ou hors servicedautomatismes

13 verrines de signalisation dun dfaut de tranche

14 BP effacement dun dfaut de tranche

15 commutateur local de tlconduite

23 commutateur du voltmtre

27 BP dblocage protection comparaison de phases

54 TPL rgleur 4 positions (en service, hors service, augmente et diminue)

56 TPL automate rgime spcial dexploitation

59 TPL automate manque tension

Panier dinterface

Le panier dinterface a pour but de fournir, partir dune seuleinformation issue des quipements de contrle ou de rseau lessignalisations ncessaires aux diffrents organes de conduite, tl-conduite et de surveillance ou, en sens inverse, de transmettre lesordres issus de ces organes aux quipements concerns. Il est relidune part la partie contrle par un cble quartes et dautre part

Figure 8 Synoptique de poste tlcommand sur chssis

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Figure 9 Synoptique local sur armoire dinterface

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lquipement de tlconduite, au tableau synoptique et auconsignateur dtats.

Le panier dinterface est ralis en technologie statique avec descartes relais spcialises par destinataire.

4. Services auxiliairesLexploitation dun poste ncessite de disposer de diffrentes

formes dnergie en vue dassurer des fonctions diverses(commandes, signalisations, transmissions, force motrice, clairage,chauffage, etc.).

Les services auxiliaires groupent les installations de productionet de distribution de ces diffrentes formes dnergie et permettentde fournir :

du courant alternatif basse tension ; du courant continu basse tension ; de lhuile sous pression pour assurer lisolement des cbles HT.

4.1 RleLes services auxiliaires distribuent lnergie ncessaire aux mat-

riels et quipements installs dans le poste, avec la qualit de serviceet la scurit demandes.

Ces services peuvent tre classs en quatre familles.

Les services relatifs lalimentation de lappareillage auxiliaire dumatriel haute tension situ lextrieur:

les moteurs et commandes des disjoncteurs et dessectionneurs ;

les moteurs auxiliaires et les arorfrigrants destransformateurs ;

les moteurs des groupes moto-pompes des cbles huile ; les circuits de chauffage des coffrets et des armoires du matriel

extrieur.

Les services relatifs lalimentation des quipements de conduiteet de contrle des cellules haute tension situs dans les btimentsde relayage extrieur ou centralis:

les quipements de contrle (protections, automates etrelayages).

Les services relatifs lalimentation des quipements gnrauxsitus dans le btiment de commande:

les quipements de conduite et de surveillance ; les quipements de tlconduite 175 Hz, mettant des ordres

tarifaires la clientle MT et BT (postes comprenant des dparts moyenne tension) ;

les quipements de tlconduite (tlcommunications) ; les redresseurs (chargeurs) ; les cltures des zones protges.

Les services relatifs lalimentation des installations annexes: le circuit de puissance et de traitement des huiles, les machines-

outils ; le matriel de manutention : pont roulant, portique ; les circuits dclairage des installations extrieures et des

btiments ; le chauffage des locaux.

4.2 Degr de scurit obtenir

Les services assurer ne le sont pas tous avec le mme degrde scurit ; on distingue pour lalimentation en nergie lectrique :

les circuits qui doivent demeurer aliments en toutes circons-tancesde manire assurer les fonctions essentielles pour la scu-rit des ouvrages, et qui comprennent :

les quipements de conduite, de surveillance, de contrle etde commande des disjoncteurs et sectionneurs ;

les moteurs des pompes de secours des cbles huile ;

les quipements de tlconduite ;ces circuits ont des sources dalimentation courant continu 127ou 48 V.

les circuits qui peuvent admettre un temps de coupure rduit,mais dont la dfaillance prolonge est susceptible de provoquer desperturbations dans lexploitation du poste, et qui sont :

les circuits dclairage des installations extrieures et desbtiments ;

les moteurs des disjoncteurs et des sectionneurs ; les chargeurs des batteries daccumulateurs (redresseurs) ; les cltures des zones protges ;

ces circuits ont des sources dalimentation courant alternatif 220ou 380 V, secourues par un groupe lectrogne.

les circuits dalimentation des arorfrigrants des transfor-mateurs, qui doivent tre imprativement aliments si le transfor-

mateur correspondant est en service ; ces circuits sont prlevsdirectement sur le rseau alimentant les transformateurs.

les circuits dont la perte dalimentation, bien que gnante, necompromet pas dans limmdiat lexploitation de louvrage, et quiconcernent :

le chauffage des btiments ; lalimentation des appareils de manutention et des machines-

outils ; le circuit de puissance et de traitement des huiles ; les quipements de tlconduite 175 Hz ; le chauffage de lappareillage extrieur de la tranche HT ;

ces circuits sont aliments en courant alternatif 220 ou 380 V sansprcaution particulire.

4.3 Units dauxiliaires UA

4.3.1 Gnralits

La dfaillance des services auxiliaires dun grand poste peutentraner celle de tous les chelons de tension de louvrage etprovoquer ainsi des rpercussions sur le rseau gnraldinterconnexion ; la scurit dexploitation ne peut donc pas treassure partir dune installation unique de services auxiliaires. Pouraugmenter la scurit des grands postes, les services auxiliaires sontclats en plusieurs ensembles autonomes capables dalimenter unepartie des installations. Ces ensembles autonomes sont les unitsdauxiliaires UA(figure10).

Chaque unit dauxiliaires est compose : de sources courant alternatif rseau, constitues, sauf excep-

tion, par deux transformateurs TSA 1 et TSA 2, auxquels sontassocis les disjoncteurs gnraux de protection des servicesauxiliaires ;

de la source courant alternatif secouru, compose dungroupe lectrogne GE et de son armoire de contrle et de transfert ;

de deux jeux de barres I et II de distribution des courantsalternatifs ;

dun dispositif de permutation automatique PA des sources courants alternatifs du rseauet du groupe lectrogne.

Ces quipements dauxiliaires sont regroups dans les locaux dunbtiment autonome, appel btiment dunit auxiliaire, ou sontinstalls dans les locaux du btiment de commande dans le cas depostes de faible importance.

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4.3.2 Distribution des services auxiliaires

Le rle de la distribution est de relier de faon rationnelle et cono-mique les sources dnergie aux appareils dutilisation. Chaque unitdauxiliaires doit tre implante de faon raliser les liaisons lesplus directes.

4.3.3 Dimensionnement

Les units autonomes sont dimensionnes pour desservir enbasse tension :

soit un poste 225/63 kV ou 225/90 kV pouvant comporter, terme, une trentaine de cellules ;

soit une partie de poste, pouvant comporter par exemple : une dizaine de cellules 400 kV, une quinzaine de cellules 225 kV, de vingt trente cellules 63 ou 90 kV.

Les postes 90 ou 63/20 kV sont aliments par une seule unitdauxiliaires rduite (cest--dire pas de groupe lectrogne).

4.4 Organisation des alimentationsdes UA

Les units dauxiliaires sont alimentes de diffrentes faons(exemple de la figure 10).

4.4.1 Alimentations normales courant alternatif

Lnergie appele par les services auxiliaires est prleve sur lerseau. Pour cela, les jeux de barres alternatifs sont aliments pardeux transformateurs 20 kV/220 ou 380 V de 250 kVA, qui peuventtre :

placs sur les tertiaires des autotransformateurs 400/225 kV ; placs sur les tertiaires des transformateurs 225/90 ou 63 kV

(ou sur un enroulement spcial prvu cet effet sur la bobine depoint neutre associe au transformateur) ;

placs sur les secondaires des transformateurs 225/20 kV.

Figure 10 Unit dauxiliaires avec alimentation en courant continu 48 V

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Exceptionnellement, si le poste ne comporte pas de telles sourcesou si leur nombre est insuffisant, les jeux de barres peuvent trealiments soit par des transformateurs 90 ou 63 kV/20 kV alimentantle poste de distribution situ dans louvrage, soit par un raccorde-ment avec une ligne manant du rseau local de distribution.

Le raccordement de lunit une deuxime source de courantalternatif nest pas indispensable dans les postes de faible impor-tance ne comportant quun seul transformateur de puissance.

4.4.2 Alimentation de secours courant alternatif

Pour pallier les cas de dfaillance des alimentations normales courant alternatif, le deuxime jeu de barres (ou lunique jeu de barredans le cas dune alimentation unique) est secouru par un groupelectrogne Diesel, dune puissance de 63 kVA, dmarrage auto-matique, qui permet dassurer sa ralimentation dans un tempsapproximatif de 10 s.

4.4.3 Alimentations courant continu

Les circuits courant continu destins aux quipements decontrle (protections, automates), de conduite (synoptique) et desurveillance (consignateur dtats) des tranches BTet aux quipe-ments de commande des disjoncteurs et sectionneurssontaliments :

soit, pour les postes sans interface (filerie ARIANE), par deuxchargeurs dont un seul est en service et recharge une batterie desecours de 127 V ;

soit, pour les postes 400 et 225 kV en fileries DAPHN, BRISEISet CYNTHIA :

en btiment de commande, par deux chargeurs, dont un seulen service alimente le synoptique, le consignateur dtats et rechargeune batterie de secours de 48 V, dite batterie centrale,

en btiment de relayage, par un chargeur qui alimente lesquipements de contrle, la commande des disjoncteurs etsectionneurs des tranches (deux tranches dans le cas de la figure 10)

et recharge une batterie de secours de 48 V ; soit, pour les postes HT en filerie DAPHN HT, en btimentdalimentation continue, par quatre chargeurs (dont trois en service)qui rechargent une batterie de secours de 125 V et deux batteriesde secours de 48 V ;

soit, pour les postes HT loign (chelon HT des postes225 kV/HT) en filerie DAPHN HT lorsquil ny a pas de contraintede distance entre les quipements de rseau et le btiment derelayage, comme dans le cas des postes 400 kV et 225 kV en filerieDAPHN, BRISEIS et CYNTHIA, cest--dire par deux chargeurs enbtiment de commande (un seul en service) et par un chargeur parbtiment de relayage, chacun de ces chargeurs alimentant, ensecours des batteries 48 V.

Les circuits courant continu destins aux quipements de tl-communications (tlconduite) en btiment de commande sontaliments par deux chargeurs, dont un seul est en service et rechargeune batterie de secours de 48 V dite tlcommunication.

5. Perspectives davenir

Les volutions en cours visent mettre en place la technologieDAPHN pour tous les niveaux de tension de 400 kV HT.

Ltape suivante sera la numrisation du systme de contrle-conduite des postes ; cette tape a t matrialise par le projet PAN-DOR(Postes Automates Numriques et Disjoncteurs OuvertureRapide). Ce projet a t lanc par lectricit de France pour suivrelvolution des techniques numriques, afin dtudier leur applica-tion au contrle-conduite des postes trs haute tension et participeractivement lvolution des rducteurs de mesure et des disjonc-teurs. Lobjectif ultime est la mise en uvre du concept de postenumrique intgr, cest--dire linstallation dun ensemble demicro-calculateurs spcialiss, interconnects par des systmes de

transmission de donnes et ralisant toutes les fonctions decontrle-conduite et de diffusion de mesures.

Le projet SINAPSE(Systme Intgr Numrique pour lAutoma-tisation des Postes des Systmes lectriques) est une premireconcrtisation des investigations du projet PANDOR. Dans unpremier temps, son objectif est la ralisation de prototypes num-riques industriels, destins assurer :

les fonctions centralises du poste, appeles fonctions deniveau 2 (conduite locale sur cran, consignation dtat, automa-tismes centraliss) ;

la liaison vers le niveau suprieur (tlconduite vers le PCG) ; les fonctions au niveau de la tranche, appeles de niveau 1,

concernant lacquisition et la restitution des informations, leur data-tion, certains traitements locaux, la conduite locale dcentralise etles automatismes de tranche ;

les changes entre les quipements de niveau 1 et de niveau

2 effectus sur un rseau local interne au poste.Dans ce cadre, les protections contre les dfauts disolement

restent extrieures au systme et classiques. Ces quipements sont,dans un premier temps, relis SINAPSE par une interface classique(borniers). De mme, linterface vers lappareillage haute tensionreste classique.

Dans le prolongement du projet SINAPSE, lobjectif technique duprojet ICARE(Interface de Communication entre lAppareillage, lesRducteurs de mesure et les quipements numriques de tranche)est la mise en uvre dun systme exprimental de communicationnumrique entre les quipements de la tranche HT du poste, ditsde niveau 0, et les quipements de la tranche BT du niveau 1.

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