Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SUBSTATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/024789
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a substation designed to supply electrical power to a consumption basin. The unit comprises a high-voltage component divided into cubicles and containing incomer connection equipment connected by supply lines to a power source whose voltage ranges from 60 kV to 245 kV. It likewise comprises a transformer compartment containing at least one transformer connected to the incomer connection equipment and a medium-voltage component containing output connection equipment connected to the transformer(s) and linked by output lines to the consumption basin in order to supply it with electrical power at a voltage not exceeding 36 kV. Finally, the substation comprises a control room. The high- and medium-voltage components, the transformer compartment and the control room are all located in a single, roofed building in which the high-voltage component equipment, the transformer(s) and the medium-voltage component equipment are situated on the same level. The substation incorporates an access way forming an integral part of the building complex. This access way is designed to facilitate direct access at the same level to the cubicles in the high-voltage component, the transformer compartment and the medium-voltage component. Finally, the roof of the building above the transformer compartment is provided with slots enabling it to be opened and closed at will to facilitate the cooling of the transformer(s) or the recapture of the heat generated by them whenever necessary. A useful feature is that the output connection equipment for the medium-voltage component is self-raising without disconnecting switches, with a system of permutation by draw-out circuit breaker. This unit is extremely compact, easy to maintain and soundproofed. Thanks to an oil retention system, it is non-polluting and is therefore especially well suited to use in urban settings, while offering unlimited possibilities for architectural adaptation.

Inventors:
LE FRANCOIS JACQUES
KOLOS MATHIAS
GUENETTE DENIS
Application Number:
PCT/CA1996/000788
Publication Date:
July 10, 1997
Filing Date:
November 26, 1996
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
HYDRO QUEBEC (CA)
International Classes:
H02B7/00; (IPC1-7): H02B7/00
Foreign References:
FR2579031A11986-09-19
FR2669782A11992-05-29
GB916391A1963-01-23
Other References:
GILLES DE LA SELLE: "Le poste interieur modulaire compartimente: une technologie performante et economique.", RGE/REVUE GENERALE DE L'ELECTRICITE, no. 7, August 1987 (1987-08-01), PARIS, FR, pages 27 - 31, XP002026684
C.A. DOS REMEDIOS ET AL.: "Cathedral Square: a major 230/12kV urban underground substation.", IEE PROCEEDINGS, vol. 134, no. 1, January 1987 (1987-01-01), STEVENAGE, GB, pages 52 - 60, XP002026685
Download PDF:
Claims:
REVENDICATIONS
1. Un poste de répartition (1 ) destiné à l'alimentation en énergie électrique d'un bassin de consommation, ce poste étant du type comprenant: une unité (3) dite de "haute tension" compartimentée en cellules (4) et contenant des équipements de raccordement d'arrivée reliés par des lignes d'amenée (5,7) à une source d'énergie électrique ayant une tension comprise entre 60kV et 245 kV; une cour (9) dite des "transformateurs" contenant au moins un transformateur (1 1 ) connecté aux équipements de raccordement d'arrivée; une unité (13) dite de "moyenne tension" contenant des équipements de raccordement de sortie connectés aux transformateurs (1 1 ) et reliée par des lignes de sortie (1 5) au bassin de consommation en vue d'alimenter celuici en énergie électrique sous une tension inférieure ou égale à 36 kV; et une salle de commande (17); lesdites unités (13,15) de haute et moyenne tensions, la cour (9) des transformateurs et la salle de commande (17) étant regroupées dans un seul et même bâtiment pourvu d'un toit (19); caractérisé en ce que: les équipements de l'unité haute tension (3), le ou les transformateurs (1 1 ) et une partie des équipements de raccordement de sortie de l'unité de moyenne tension 113) sont tous disposés à un même niveau au sein du bâtiment; le poste incorpore un chemin d'accès (23) faisant partie intégrante du bâtiment, ce chemin d'accès étant conçu pour assurer un accès direct et de plein pied aux cellules (4) de l'unité haute tension (3), à la cour des transformateurs (9) et à l'unité (13) moyenne tension; et le toit (19) du bâtiment audessus de la cour (9) des transformateurs est pourvu de moyens (35,37) permettant de l'ouvrir et le fermer à volonté en vue de permettre le refroidissement du ou des transformateurs ou la récupération de la chaleur générée par ceuxci chaque fois que ceci est nécessaire.
2. Poste de répartition selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les cellules (4) de l'unité (3) haute tension sont pourvues de portes roulantes transparentes (27) donnant un accès visuel aux équipements de raccordement d'arrivée et de moyens limitant l'accès aux cellules lorsque cellesci sont sous tension.
3. Poste de répartition selon la revendication 2, caractérisé en ce que les lignes d'arrivée sont aériennes (7).
4. Poste de répartition selon la revendication 2, caractérisé en ce que les lignes d'arrivée sont souterraines (5).
5. Poste de répartition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la cour (9) des transformateurs est pourvue d'une porte d'accès (31 ) ouvrant dans le chemin d'accès (23) du poste, ladite cour est insonorisée par des murs antison, et la porte d'accès est également insonorisée.
6. Poste de répartition selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque transformateur (1 1 ) de la cour (9) des transformateurs est logé dans une cellule distincte (33) et en ce que ladite cour des transformateurs comprend un système de rétention d'huile (41 ,43) pour canaliser toute fuite, incluant une unité séparateurrécupérateur (43) d'huile et d'eau; un dispositif (50) de lecture instantanée de la quantité d'huile accumulée dans l'unité séparateurrécupérateur et un système (49) pour évacuer l'eau automatiquement.
7. Poste de répartition selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (35,37) permettant d'ouvrir et fermer à volonté le toit du bâtiment audessus de la cour (9) des transformateurs sont constitués de lattes pivotantes (35) et de moyens (37) pour les faire pivoter.
8. Poste de répartition selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens (37) pour faire pivoter les lattes sont automatisés en fonction de la température de la cour et en ce qu'un système de protection (39) est prévu pour empêcher des animaux de pénétrer dans ladite cour.
9. Poste de répartition selon la revendication 8, caractérisé en ce que la cour (9) des transformateurs est pourvue d'un système actif contre les incendies et en ce que chaque cellule où un transformateur est logé inclut un bassin coupefeu et des murs de protection.
10. Poste de répartition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et 6 à 9, caractérisé en ce que les équipements de raccordement de sortie (73,75,77) de l'unité (1 3) de moyenne tension sont de type autorelève sans sectionneur, avec un système de permutation par disjoncteur débrochable.
11. Poste de répartition selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une batterie de condensateurs sous enveloppe métallique.
12. Poste de répartition selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que la salle de commande (17) est placée sur un plancher piédestal et en ce que ia batterie de condensateurs est installée au même niveau dans le bâtiment.
13. Poste de répartition selon la revendication 12, caractérisé en ce que la salle de commande (17) est disposée audessus de l'unité (13) de moyenne tension et est pourvue d'au moins une fenêtre (52) protégée d'un volet coupefeu donnant un accès visuel direct à la cour (9) des transformateurs.
14. Poste de répartition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 6 à 9 et 1 1 à 13, caractérisé en ce que le bâtiment est de type monocoque. 1 5.
15. Poste de répartition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 6 à 9 et 1 1 à 13, caractérisé en ce que les divers équipements et transformateur(s) sont reliés à la salle de commande (1 7) par des conducteurs passant dans des caniveaux incorporés à cet effet dans des dalles et murs du bâtiment.
16. Poste de répartition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 6 à 9 et 1 1 à 13, caractérisé en ce que l'unité (3) de haute tension, la cour (9) des transformateurs et l'unité (13) de moyenne tension sont disposées côte à côte dans cet ordre de façon à avoir au moins un mur latéral commun (21 ) et en ce que le chemin d'accès (23) est rectiligne, disposé le long dudit mur latéral commun et pourvu d'une porte d'accès (25) à une extrémité.
Description:
POSTE DE RÉPARTITION

Domaine technique de l'invention La présente invention a pour objet un poste de répartition de structure très améliorée par rapport à ceux existants.

Par "poste de répartition", on entend ici tout poste électrique également connu sous le nom de "poste de transformation et de distribution", dans lequel de l'énergie électrique amenée sous une haute tension comprise entre 60 kV et 245 kV est transformée et distribuée à un bassin de consommation sous une tension abaissée de 36 kV ou moins.

Brève description de l'art antérieur

De façon générale, les postes de répartition actuellement existants peuvent être classés en trois catégories.

La première catégorie regroupe les postes dits "extérieurs", dans lesquels les équipements et interconnexions sont disposés à l'air libre, sur un site. Ces postes ont généralement une très grande superficie et sont très inesthétiques. De par leur construction, ces postes ont besoin de beaucoup d'entretien, puisque leurs équipements sont directement soumis aux conditions climatiques du site, qui peuvent être très dures.

La seconde catégorie de postes existants regroupe ceux dits "blindés", dans lesquels les équipements sont disposés dans des enceintes fermées, où ils sont isolés à l'aide d'un fluide sous pression. Ces postes blindés sont de dimensions très inférieures aux postes extérieurs et ont leurs équipements parfaitement protégés.

Toutefois, leurs coûts de fabrication et d'entretien sont très élevés.

La troisième catégorie de postes existants regroupe ceux dits

"intérieurs". Ces postes sont constitués d'un bâtiment compartimenté dans lequel les équipements sont logés et maintenus isolés à l'air ambiant. De par leur structure, ces postes sont souvent utilisés en milieu urbain, puisqu'ils sont relativement compacts et beaucoup plus esthétiques que les postes extérieurs.

D'un point de vue pratique, les postes intérieurs existants peuvent inclure jusqu'à trois transformateurs travaillant chacun très en dessous de leur puissance maximum, de façon à ce qu'en cas de défaillance de l'un, la totalité de sa charge puisse être reportée sur le ou les autres. Les postes intérieurs incluent

également au moins deux lignes d'arrivée indépendantes capables chacune de supporter la totalité de l'énergie requise. Ceci permet d'assurer une continuité de distribution au bassin de consommation même en cas de défaillance d'un transformateur ou du bris d'une des lignes d'arrivée. À titre d'exemples de tels postes intérieurs, on peut se référer aux documents suivants: brevet canadien n°:

1.196.715 de 1985 (ALSTROM-ATLANTIQUE) demandes de brevets français n os : 2.566.199 de 1985 (MERLIN GERIN)

2.579.031 de 1986 (MERLIN GERIN) 2.669.782 de 1992 (ENTREPRISE INDUSTRIELLE) demande de brevet allemand n°: 1.181.772 de 1964 (CALOR-EMAG ELEKTRIZATS) Si les postes intérieurs existants ont en plus de compartimenter ia haute tension et de mettre à l'abri les équipements, l'avantage d'être beaucoup plus compacts et esthétiques que ceux des autres catégories ci-dessus listées, ils ont aussi l'inconvénient de n'offrir aucun chemin d'accès réellement pratique pour pouvoir acheminer les équipements (transformateurs, disjoncteurs, sectionneurs, etc..) et les replacer lorsque cela est nécessaire. Or, ceci est indispensable pour un bon entretien.

En outre, dans les postes intérieurs existants, les équipements haute tension sont habituellement situés à deux niveaux étages, ce qui leur confère une accessibilité très limitée pour leur mise en place ou leur retrait.

OBJET ET RÉSUMÉ DE L'INVENTION

La présente invention a pour objet un poste de répartition intérieur qui se présente sous la forme d'un seul bâtiment de structure extrêmement compacte et offre en plus un accès direct et de plein pied à la quasi-totalité des équipements, et ce même à des camions d'entretien, grâce à la présence d'un chemin d'accès intégré au bâtiment.

L'invention a également pour objet un poste de répartition où le ou les transformateurs sont disposés dans une cour fermée qui se trouve intégrée au bâtiment et est pourvue d'un toit qui peut être ouvert et fermé à volonté en vue de permettre un refroidissement du ou des transformateurs ou la récupération de la

chaleur générée par ceux-ci chaque fois que ceci est nécessaire.

Plus précisément, le poste de répartition selon l'invention est du type comprenant: une unité dite de "haute tension" compartimentée en cellules et contenant des équipements de raccordement d'arrivée reliés par des lignes d'amenée à une source d'énergie électrique ayant une tension comprise entre 60 kV et 245 kV; une cour dite des "transformateurs" contenant au moins un transformateur connecté aux équipements de raccordement d'arrivée; - une unité dite de "moyenne tension" contenant des équipements de raccordement de sortie connectés au(x) transformateur(s) et reliée par des lignes de sortie à un bassin de consommation en vue d'alimenter celui-ci en énergie électrique sous une tension inférieure ou égale à 36 kV; et une salle de commande; - les unités de haute et moyenne tensions, la cour de transformateur et la salle de commande étant regroupées dans un seul et même bâtiment pourvu d'un toit.

Ce poste de répartition qui peut être monocoque, est essentiellement caractérisé en ce que: - les équipements de raccordement d'arrivée de l'unité haute tension, le ou les transformateurs et une partie des équipements de raccordement de sortie de l'unité de moyenne tension sont disposés à un même niveau au sein du bâtiment; le poste incorpore un chemin d'accès faisant partie intégrante du bâtiment, ce chemin d'accès étant conçu pour assurer un accès direct et de plein pied aux cellules de l'unité de haute tension, à la cour des transformateurs et à l'unité de moyenne tension; et le toit du bâtiment au-dessus de la cour des transformateurs est pourvu de moyens tels que des lattes pivotantes, permettant de l'ouvrir et le fermer à volonté en vue de permettre le refroidissement du ou des transformateurs ou la récupération de la chaleur générée par ceux-ci chaque fois que ceci est nécessaire.

Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention, les cellules de l'unité haute tension sont pourvues de portes roulantes transparentes donnant un accès visuel aux équipements de raccordement d'arrivée. Des moyens sont également prévus pour limiter l'accès aux cellules lorsque celles-ci sont sous tension.

Selon un second mode de réalisation préféré de l'invention, la cour des transformateurs est pourvue d'une porte d'accès ouvrant dans le chemin d'accès du poste. Cette cour est insonorisée par des murs anti-son, tout comme la porte d'accès, et est de préférence pourvue d'un système de protection contre les incendies. À ce sujet, le ou les transformateurs sont avantageusement compartimentés dans des cellules incluant un bassin coupe-feu et des murs de protection. La cour des transformateurs peut comprendre en outre un système de rétention d'huile pour retenir toute fuite, incluant une unité séparateur-récupérateur, un dispositif de lecture instantanée de la quantité d'huile accumulée dans l'unité séparateur-récupérateur et un système pour évacuer l'eau automatiquement.

Selon un troisième mode de réalisation préféré de l'invention, l'équipement de raccordement de sortie de l'unité de moyenne tension est de type auto-relève sans sectionneur, avec un système de permutation par disjoncteur débrochable. Cette innovation est particulièrement intéressante, puisqu'elle permet de réduire au maximum la taille du poste tout en le rendant plus efficace que des postes plus gros.

La salle de commande du poste est de préférence placée sur un plancher piédestal disposé au-dessus de l'unité de moyenne tension, et est pourvue d'au moins une fenêtre protégée par un volet coupe-feu donnant un accès visuel direct à la cour des transformateurs. Les batteries de condensateurs du poste sont installées de préférence au même niveau que cette salle dans le bâtiment.

Selon un quatrième mode de réalisation tout particulièrement préféré de l'invention, l'unité de haute tension, la cour des transformateurs et l'unité de moyenne tension sont disposées côte à côte dans cet ordre de façon à avoir un mur latéral commun. Le chemin d'accès est alors rectiligne, disposé le long du mur latéral commun et pourvu d'une porte d'accès à une extrémité.

Comme on peut donc l'apprécier, le poste de répartition selon l'invention est extrêmement compact. Il peut donc être utilisé partout, quels que soient les emplacements géographiques et ies conditions géologiques ou environnementales. En pratique, il est plus spécifiquement recommandé pour les lieux à fortes densités de population où il y a peu d'espaces ou terrains disponibles. Toutefois, il peut aussi être implanté en milieu de villégiature ou dans d'autres lieux très sensibles sur le plan écologique.

De par sa structure, ce poste assure une haute sécurité aux endroits où le vandalisme est très élevé.

Comme on peut aussi l'apprécier, tous les équipements de ce poste sont disposés dans un bâtiment fermé à l'abri des intempéries. De là, la longévité du poste est augmentée, son entretien est diminué et l'indice de continuité est grandement amélioré. Le poste offre toutefois la possibilité de découvrir les transformateurs au niveau de son toit.

Du point de vue sécurité, la conception est inégalée: l'unité de haute tension est compartimentée en cellules, l'unité moyenne tension et ies batteries de condensateurs sont totalement isolées sous enveloppe métallique. L'accès aux équipements à haute tension est avantageusement protégé par des portes pouvant être verrouillées et un dispositif contre l'incendie assure la protection des transformateurs de façon à la fois passive et active.

Sur le plan environnemental, le poste selon l'invention offre de nombreux avantages. Au niveau de la pollution audible, ce poste est totalement insonorisé. Au niveau de la pollution chimique, le poste peut être pourvu d'un système de rétention d'huile des plus modernes et plus efficaces au monde. Au niveau enfin de pollution visuelle, grâce à une possibilité de variétés dans son architecture, ce poste peut se fondre dans n'importe quel environnement.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention et ses nombreux avantages ressortiront mieux à la lecture de la description non limitative qui va suivre de plusieurs modes de réalisation préférés de celle-ci, faite en se référant aux dessins annexés.

La figure 1 est une vue de dessus du plancher principal d'un poste de répartition selon un premier mode de réalisation de l'invention, ce poste comprenant quatre cellules incorporant quatre transformateurs; la figure 2 est une vue en coupe de côté selon la ligne ll-ll du poste de répartition illustré sur la figure 1 ; la figure 3 est une vue de dessus d'une des cellules pour transformateur du poste illustré sur les figures 1 et 2, cette cellule incluant un système de rétention d'huile; la figure 4 est une vue de côté de l'unité séparateur-récupérateur du système de rétention d'huile illustré sur la figure 3; la figure 5 est une vue en coupe de côté de l'unité de moyenne tension du poste illustré sur les figures 1 et 2; la figure 6a est un schéma du circuit électrique du poste illustré sur les

figures 1 et 2, incluant 20 départs de ligne moyenne tension; la figure 6b est un schéma d'une variante du circuit électrique illustré sur la figure 6a, incluant 28 départs de ligne moyenne tension; la figure 7 est une vue de dessus du plancher principal d'un poste de répartition selon un second mode de réalisation de l'invention, ce poste comprenant deux cellules dont une seulement incorpore un seul transformateur; la figure 8 est un schéma du circuit électrique du poste illustré sur la figure 7, incluant 5 départs de ligne moyenne tension; et les figures 9a à 9c sont des schémas électriques illustrant la façon d'effectuer une relève lors d'un entretien ou d'une réparation sur un des disjoncteurs de l'unité de moyenne tension.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION

Présentation générale

Le poste de répartition 1 selon le mode de réalisation préféré de l'invention illustré sur les figures 1 et 2 comprend quatre parties principales, à savoir: une unité 3 dite de "haute tension" compartimentée en cellules 4 et contenant des équipements de raccordement d'arrivée reliés par des lignes d'amenée 5 ou 7 à une source d'énergie électrique ayant une tension comprise entre 60 kV et 245 kV; une cour 9 dite des "transformateurs" contenant quatre transformateurs 11 connectés aux équipements de raccordement d'arrivée; une unité 13 dite de "moyenne tension" contenant des équipements de raccordement de sortie connectés aux transformateurs 11 et reliée par des lignes de sortie 15 à un bassin de consommation en vue d'alimenter celui-ci en énergie électrique sous une tension inférieure ou égale à 36 kV; et une salle de commande 17 disposée au dessus de l'unité de moyenne tension 13. Tel qu'il ressort mieux au vu de la figure 2, les unités de haute et moyenne tensions 3 et 13, la cour des transformateurs 9 et la salle de commande 17 sont regroupées dans un seul et même bâtiment pourvu d'un toit 19. Ce bâtiment peut avoir, par exemple, une surface au sol de l'ordre de 50 m x 50 m. L'unité de haute tension 3, la cour des transformateurs 9 et l'unité de moyenne tension 13 sont également disposées de préférence côte à côte dans cet ordre, de façon à avoir au

moins un mur latéral commun 21.

Tel qu'il ressort également de la figure 2, les équipements de raccordement d'arrivée de l'unité haute tension 3, le ou les transformateurs et une partie importante des équipements de raccordement de sortie de l'unité de moyenne tension 13 sont disposés à un même niveau au sein du bâtiment. Ceci constitue une caractéristique importante de l'invention.

Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le poste 1 incorpore un chemin d'accès 23 qui fait partie intégrante du bâtiment et est conçu de façon à assurer un accès direct et de plein pied aux cellules 4 de l'unité de haute tension 3, à la cour des transformateurs 9 et au plancher principal de l'unité moyenne tension 13. Tel qu'il est illustré sur la figure 1 , ce chemin d'accès 23 est de préférence rectiligne et disposé le long du mur latéral commun 21. Il est également pourvu d'une porte d'accès 25 à une de ses extrémités. Ce chemin d'accès peut avoir plusieurs mètres de large (de l'ordre de 8 mètres), ce qui le rend facilement empruntable par des camions. De par sa position, ce chemin d'accès peut également servir de zone de stationnement lorsque cela est requis, notamment pour le personnel d'entretien.

Chacune de ces quatre parties principales du poste 1 va maintenant être décrite plus en détail.

Unité de haute tension

Tel que précédemment indiqué, l'unité de haute tension 3 est compartimentée en cellules 4. Chacune de celles-ci est constituée en maçonnerie et est pourvue d'une porte roulante 27 transparente qui permet notamment de visualiser la coupure des sectionneurs. Avantageusement, des moyens peuvent être prévus de façon à ce que la porte 27 de chaque cellule 4 soit munie d'un système de signalisation 30 (lumière rouge ou verte) indiquant que celle-ci est sous tension ou hors tension.

Grâce au chemin d'accès 23 et à un couloir 29 prévu dans la cour des transformateurs, l'accès à toutes les cellules 4 est possible avec un camion d'entretien. Ceci est une différence majeure avec les postes existants, où l'accès est impossible par camion et où, en plus, les équipements sont situés sur deux niveaux.

Tel que précédemment indiqué également, les lignes d'arrivée à chaque cellule 4 peuvent être souterraines 5 ou aériennes 7. Cette polyvalence rend le poste extrêmement versatile en usage.

Cour des transformateurs

Tel qu'il est illustré sur la figure 2, la cour des transformateurs 9 inclut le couloir 29 qui est relié au chemin d'accès 23 par une porte d'accès 31. Elle inclut également une pluralité de cellules 33 où sont logés les transformateurs 11. Grâce au chemin d'accès 23 et au couloir 29, la mise en place des transformateurs 11 peut être effectuée par chariot électromécanique à partir du trottoir. Ceci est tout particulièrement intéressant, notamment dans le cas où une rue étroite ne permet pas l'accès à un fardier dans le poste. On notera aussi que l'accès aux cellules 4 et aux transformateurs 11 s'effectue sous les barres sous tension, sans avoir besoin de désactiver celles-ci.

Selon une caractéristique importante de l'invention, le toit du bâtiment au-dessus de la cour des transformateurs 9 est pourvu de moyens permettant de l'ouvrir et le fermer à volonté en vue de permettre le refroidissement du ou des transformateurs 11 ou la récupération de la chaleur générée par ceux-ci chaque fois que ceci est nécessaire.

Les moyens en question sont de préférence constitués de lattes métalliques pivotantes 35 et de moyens mécaniques 37 pour les faire pivoter. Ces moyens mécaniques 37 peuvent avantageusement être automatisés en fonction de la température de la cour. En outre, un système de protection tel qu'un grillage 39 peut être prévu pour empêcher ies animaux et oiseaux de pénétrer dans le cour 9 et de causer des pannes.

L'utilisation de lattes 35 ou tout autre moyen pour ouvrir ou fermer le toit de la cour 9 est très intéressante. En effet, dans les postes existants, lorsque les transformateurs sont dans une enceinte fermée, l'addition de ventilateurs est indispensable. Ceci engendre du bruit vers l'extérieur du poste. Par contre, lorsque les transformateurs sont à l'extérieur, le bruit de ces derniers doit être contré. À cet effet, la cour 9 est de préférence insonorisée par des murs anti-son. La porte 31 d'accès à celle-ci est également insonorisée. Ceci réduit totalement les risques de pollution auditive. Cette porte d'accès 31 est de préférence "roulante". À cet effet, la porte est montée sur des roues et un rail au sol et un guide dans la partie supérieure assurent son déplacement manuel et permettent le dégagement nécessaire à la mise en place des transformateurs et de tout autre appareil.

Cette porte 31 est de préférence composée de matériaux absorbants enrobés d'une enveloppe, prise en sandwich par des panneaux métalliques et dont la surface exposée vers la source du bruit est perforée. Le tout est monté sur une

ossature métallique. Un système est en outre prévu pour maintenir la continuité électrique entre les panneaux, le rail, le guide et l'ossature. Cet ensemble est pourvu d'un dispositif de mise à ia terre.

Avantageusement, la cour des transformateurs 9 peut être pourvue de systèmes actif et passif de protection contre les incendies. Le système actif peut être constitué de gicleurs ou jets. Le système passif est quant à lui constitué par un bassin coupe-feu et les murs qui compartimentent en cellules les transformateurs 11.

Système de rétention d'huile Dans le but de réduire la pollution chimique, la cour des transformateurs 9 peut comprendre un système de rétention d'huile pour retenir toute fuite. Ce système inclut un dispositif de lecture instantanée de la quantité d'huile accumulée et un système pour évacuer l'eau automatiquement.

Tel qu'il est mieux illustré sur les figures 1, 3 et 4, le système de rétention d'huile se compose essentiellement de deux parties, à savoir un bassin 41 et une unité séparateur-récupérateur 43.

Le bassin 41 entoure le transformateur 11 et capte l'eau pluviale ou l'eau provenant des gicleurs en cas d'incendie. Il capte aussi l'huile en fuite ou en déversement Le bassin 41 est rempli de gravier de deux granulométries distinctes. La couche supérieure est destinée â éteindre l'incendie causé par l'huile enflammée en la privant d'oxygène tandis que la couche inférieure est destinée à assurer le drainage des liquides. Le bassin 41 a une dalle de fond en pente de façon à assurer la convergence de l'eau et de l'huile vers des orifices 42 qui communiquent avec l'unité séparateur-récupérateur adjacente au basin. L'unité séparateur-récupérateur 43 est constituée d'un grand récipient dans lequel se déversent l'eau et l'huile en provenance du bassin 41.

Dans cette unité 43, la séparation de l'eau et de l'huile est basée sur la différence de densités qu'il y a entre ces deux liquides, ainsi que sur la mécanique des fluides. L'unité 43 est toujours remplie d'eau 45 à son niveau maximum (voir

Fig. 4). En cas de fuite d'huile, cette dernière, numérotée 47, reste en surface grâce à sa densité plus faible, tandis que le surplus d'eau est évacué par un tuyau vertical 49 ouvrant près du fond du récipient.

Toutes les dimensions de cette unité, (longueur, largeur, profondeur et volume) sont déterminées en fonction des paramètres régis par American

Petroleum Institute (API), de façon à ce que le degré de pollution de l'eau évacuée ne dépasse pas 15 ppm.

Un dispositif visuel avec système de graduation incorporé, par exemple, une fenêtre 50 (voir Fig. 2) est prévue pour une lecture instantanée de la quantité d'huile contenue dans l'unité séparateur-récupérateur.

Unité de moyenne tension

L'unité de moyenne tension 13 est de préférence placée sur deux niveaux. Celui supérieur est pratiquement de plein pied avec le niveau de la cour des transformateurs 9.

Cette unité 13 inclut, à son niveau supérieur, des blocs de raccordement principaux 73 et 75 et, à son niveau inférieur, un bloc de jonction 77. La structure et l'opération de ces blocs qui constituent les équipements de raccordement de sortie du poste, seront décrits plus en détail ci-après. Il suffit ici de signaler que, selon une caractéristique tout à fait originale de l'invention, ces équipements de raccordement de sortie de l'unité de moyenne tension sont de type auto-relève sans sectionneur, avec un système de permutation par disjoncteur débrochable. Cette conception totalement nouvelle donne une autre dimension et une très grande flexibilité d'exploitation à ce poste. Elle permet notamment d'atteindre une capacité de 36 départs de ligne moyenne tension dans un poste de dimension au sol très restreinte, ce qui est énorme.

L'installation des équipements à leur niveau respectif peut être effectuée par monte-charge 26 et pont-roulant à partir d'un débarcadère situé dans le chemin d'accès 23. La structure du poste permet aussi d'effectuer des thermographies en vue notamment de contrôler la qualité des raccordements.

Salle de commande

Tel qu'elle est illustrée sur la figure 2, la salle de commande 17 est de préférence placée sur un plancher piédestal au-dessus de l'unité de moyenne tension. Elle est alors pourvue d'au moins une fenêtre 52 protégée par un volet coupe-feu donnant un accès visuel direct à la cour des transformateurs 9.

Cette salle de commande peut être équipée d'un système de commande à microprocesseur de type ALCID (marque de commerce).

Autres éléments structurels

Le poste 1 comprend, comme tout poste de ce genre, au moins une batterie de condensateurs sous enveloppe métallique. Cette batterie, non illustrée, est de préférence placée au même niveau que la salle de commande. De par la taille de celle-ci, pas moins de 8 batteries peuvent être installées, et ce dans des conditions de sécurité absolue et sans perte d'espace.

Dans les endroits où le sol ne fournit pas une base rigide suffisante, le bâtiment peut avantageusement être construit de façon à avoir une structure monocoque. En outre, de façon à assurer un maximum de polyvalence et faciliter l'installation des équipements, des caniveaux peuvent être incorporés à l'avance dans les dalles et murs du bâtiment permettant l'acheminement des câbles de commande.

Circuit électrique

Le circuit électrique du poste 1 illustré sur les figures 1 et 2 est illustré sur les figures 6a et 6b.

Dans le cas de la figure 6a, le poste est de structure standard et inclut 20 départs de ligne moyenne tension. Dans le cas de la figure 6b, le poste inclut 28 départs de ligne. Dans certaines circonstances, le poste pourrait même inclure jusqu'à 36 départs de ligne, ce qui est exceptionnel compte tenu de la structure extrêmement compacte de celui-ci.

Dans un but de simplicité, le circuit électrique qui sera décrit ci-après est celui plus simple qui est illustré sur la figure 8. Ce circuit est celui d'un poste de répartition plus compact encore que le poste 1 illustré sur les figures 1 et 2. Ce poste plus compact numéroté l' sur la figure 7 ne comprend que deux cellules dans sa cour des transformateurs 9 et, dans le mode de réalisation illustré, un seul et unique transformateur 11. On comprendra toutefois que la même description structurelle et d'opération peut facilement se généraliser à n'importe quel autre circuit plus complexe, incluant plusieurs transformateurs 11 montés en parallèle.

Comme on peut le constater sur les figures 7 et 8 ainsi que sur la figure 2 qui s'applique également au poste T, ce dernier est alimenté par deux lignes d'amenée aériennes 7 (ou souterraines 5). Chacun des compartiments de l'unité de haute tension inclut un parafoudre 51 , un transformateur de tension 53, un sectionneur 55, un transformateur de courant de protection 57, un disjoncteur 59 et

un sectionneur rotatif 61. Tous ces éléments sont bien sûr connectés en série sur la ligne d'amenée correspondante.

Dans la cour des transformateurs 9, les extrémités des circuits des deux compartiments de l'unité de haute tension sont interconnectées au moyen de sectionneurs 63, ce qui permet de substituer l'une des lignes d'amenée à l'autre lorsque cela s'avère nécessaire, comme par exemple pour des réparations ou de l'entretien. Les sectionneurs 63 se trouvent disposés au-dessus du couloir 29 donnant accès à la cellule dans laquelle est placé le transformateur 11.

Les extrémités jointes des deux lignes d'amenée sont interconnectées par l'intermédiaire d'un autre sectionneur rotatif 65 au transformateur 11. La sortie de moyenne tension de celui-ci est interconnectée à l'équipement de raccordement de sortie 73 de l'unité de moyenne tension 13. Comme il est de pratique habituelle, la sortie de moyenne tension du transformateur 11 peut être associée à une inductance de mise à la terre 67, notamment dans le cas de transformateur de type Y Δ, et à un transformateur de tension 69.

Les équipements de raccordement de sortie disposés dans l'unité de moyenne tension 13 comprennent deux blocs principaux 73, 75 situés sur le plancher supérieur et le bloc de jonction 77 situé sur le plancher inférieur (voir les figures 1 et

5). Chaque bloc principal 73, 75 est composé de cellules. Plus précisément, le bloc 73 inclut une cellule d'arrivée 79 dans laquelle la sortie du transfoπnateur 11 est connectée par l'intermédiaire d'un disjoncteur débrochable 81 à une barre principale 83. Celle-ci s'étend le long de plusieurs autres cellules 85, 85", 85" dites de sortie, dans chacune desquelles la barre principale 83 est reliée via un disjoncteur débrochable 87, 87', 87" à une ligne de sortie 15, 15', 15" (voir figure 9a) alimentant le bassin de consommation. La barre principale 83 passe également dans une cellule 89 où elle est reliée via un disjoncteur débrochable 93 à une autre ligne de sortie 91 alimentant la batterie de condensateurs (non illustrée) à laquelle il a déjà été fait référence. Cette batterie est de préférence du type double étoile à neutre isolé. Elle sert d'une part à régulariser la tension et, d'autre part, à compenser les pertes inductives. Le bloc 73 comprend enfin une cellule de transition 95 permettant de joindre la barre principale 83 à celle d'un autre bloc similaire adjacent dans le cas où il y a plusieurs transformateurs 11 (voir figures 6a et 6b).

Le second bloc principal 75 est construit et connecté au transformateur 11 de la même façon que le premier bloc 73, si ce n'est qu'une de ses

cellules, numérotée 97, a un disjoncteur débrochable mais n'a pas de ligne de sortie. Dans un but de simplicité, les cellules de ce second bloc similaires à celles du premier ont été identifiées avec les mêmes numéros de référence.

Le bloc de jonction 77 se trouve situé sur un plancher inférieur de façon à rendre le poste le plus compact possible. Il comprend un nombre de cellules 99, 99', 99" correspondant au nombre de cellules de sortie 85, 85', 85" et/ou 97 des blocs principaux 73 et 75. Ces cellules 99, 99', 99" sont reliées entre elles par une barre secondaire 101 reliée à la barre principale du second bloc principal 75 via la cellule 97. Chacune des cellules 99 et 99' comprend deux sorties opposées qui sont reliées en permanence aux sorties correspondantes de blocs principaux et qui peuvent, lorsque cela est nécessaire, être reliées à la barre secondaire 101 par l'intermédiaire de disjoncteurs débrochables. La cellule 99" comprend également une sortie qui est reliée en permanence à la sortie correspondante de la cellule 85" du bloc principal 73 et peut être reliée à la barre secondaire 101 via un autre disjoncteur débrochable.

En situation d'exploitation normale (voir Fig. 9a), chaque départ de ligne de moyenne tension 15, 15', 15" est alimenté par la barre principale 83 du bloc principal correspondant à travers le disjoncteur débrochable 87, 87", 87". Le bloc de jonction 77 n'inclut alors aucun disjoncteur débrochable. Lors d'un entretien ou d'une réparation sur un des disjoncteurs débrochables, comme par exemple, celui numéroté 87 dans la cellule 85 du bloc 73, il ne faut bien sûr pas de coupure de service sur le départ de ligne correspondant 15. Il convient donc de procéder à une relève.

Pour ce faire (voir Fig. 9b), on embroche un disjoncteur 103 en position 1 R dans la cellule 99 du bloc de jonction 77, puis on feπme ce disjoncteur 103 et on ferme le disjoncteur 105 de la cellule 97.

Le départ de ligne de moyenne tension 15 est alors alimenté par deux sources, à savoir les barres principales 83 de deux blocs principaux 73 et 75.

Pour compléter la relève (voir Fig. 9c), il suffit d'ouvrir le disjoncteur 87 puis le retirer. Le départ de ligne de moyenne tension 15 est alors alimenté par la barre principale du bloc 75 via la barre secondaire 101, les disjoncteurs de relève 105 et 103, et ce sans qu'il n'y ait eu coupure d'alimentation pour le client. L'entretien du disjoncteur 87 et de ses circuits de protection et de commande est alors possible.

Bien sûr ce même principe peut s'appliquer à n'importe quel autre départ de ligne de sortie (ou départ) désiré.

Comme on peut donc l'apprécier, l'équipement de raccordement de sortie de l'unité de moyenne tension du poste de répartition selon l'invention est de type auto-relève sans sectionneur, la relève s'effectuant lorsque cela est nécessaire par un système extrêmement simple de permutation par disjoncteur débrochable. À cet effet, comme on le notera sur la figure 5, les disjoncteurs débrochables 87, 103 et 105 sont de préférence montés sur des chariots autonomes mobiles 107. Des appareils de mesure ou contrôle 109 peuvent également être prévus.

Avantages de l'invention Comme on peut donc maintenant l'apprécier, le poste de répartition selon l'invention est par sa conception extrêmement compact. Ainsi, dans le cas du mode de réalisation illustré sur la figure 1 , ce poste peut avoir une superficie de 50 m x 50 m uniquement, tout en offrant une possibilité de 28 départs de ligne de moyenne tension pour une haute tension inférieure à 150 kV. II est incorporé dans un seul bâtiment qui peut être monocoque et de géométrie et architecture variables, et qui inclut un chemin d'accès abrité sous un toit et suffisamment large pour permettre l'accès d'un fardier pour la livraison des transformateurs. Ce chemin d'accès peut également servir d'aire de stationnement pour les véhicules d'entretien. Un pont roulant peut être prévu pour décharger les transformateurs.

L'acheminement des câbles de commande s'effectue dans les caniveaux incorporés dans les dalles et les murs.

De par sa structure et son architecture variables, ce poste peut être intégré dans tous les milieux. Il offre une totale invisibilité et inaccessibilité de l'extérieur, et il est inaudible. Ceci le met à l'abri du vandalisme et des plaintes à caractère écologique.

Tous les éléments de haute tension conçus pour l'extérieur étant à l'abri des aléas climatiques, la longévité de ce poste est nettement améliorée à comparer aux postes existants. Du point de vue sécurité, il offre une protection à la fois au public, au personnel et aux équipements.

Il présente enfin un schéma unifiiaire évolutif pour 1 , 2, 3 et même 4 transformateurs.

Bien sûr, diverses modifications pourraient être apportées à la structure du poste précédemment décrite à titre préférentiel, sans pour autant sortir

du cadre de la présente invention telle qu'elle est définie dans les revendications annexées.




 
Previous Patent: SPARK PLUG

Next Patent: GROUND FAULT CIRCUIT INTERRUPTER