Guide d'installation et d'exploitation des sous-stations compactes

 

 

 

 

 

Les sous-stations compactes (également appelées sous-stations groupées ou stations compactes de transformation) sont des unités de distribution d'énergie intégrées qui combinent un appareillage moyenne tension-, des transformateurs de distribution, des tableaux basse-tension, des interconnexions et des équipements auxiliaires au sein d'un seul ensemble fermé. Ces unités-construites en usine et testées en type-fournissent une solution clé en main pour réduire l'alimentation moyenne tension-à des niveaux de distribution de tension basse-, servant de lien essentiel entre les sources d'énergie primaires et les utilisateurs finaux dans les applications d'énergie résidentielles, commerciales, industrielles et renouvelables.

Conçues pour une installation extérieure dans des espaces publics, les sous-stations compactes offrent des avantages significatifs par rapport aux sous-stations traditionnelles-intégrées-sur place. Leur-construction modulaire préfabriquée réduit-les travaux de génie civil sur site, réduit le temps d'installation de quelques semaines à quelques jours, réduit les coûts globaux du projet et minimise l'empreinte foncière requise pour l'infrastructure de distribution d'électricité. De plus, les sous-stations compactes sont testées de type-conformément aux normes internationales telles que la norme CEI 62271-202, qui garantit des niveaux élevés de sécurité pour le personnel et l'équipement grâce à des fonctionnalités telles que la classification de l'arc interne et des boîtiers entièrement verrouillables et mis à la terre.

L'objectif de ce guide est de fournir une référence complète pour le personnel qualifié impliqué dans l'installation, la mise en service, l'exploitation et la maintenance des sous-stations compactes. Les informations présentées ici synthétisent les meilleures pratiques de l’industrie, les recommandations des fabricants d’équipements et les normes réglementaires applicables dans un cadre pratique unifié.

 

 

 

 

2.1 Sélection du site

La sélection d’un site d’installation approprié constitue la base d’un déploiement réussi de sous-station compacte. Plusieurs facteurs critiques doivent être évalués avant de finaliser la sélection du site.

• Accessibilité.Le site d'installation doit rester accessible en tout temps au personnel d'entretien et aux véhicules d'intervention d'urgence. Des dégagements suffisants doivent être maintenus autour de tous les côtés de la sous-station pour permettre au personnel de travailler en toute sécurité et à l'équipement d'être manœuvré à l'intérieur et à l'extérieur selon les besoins.
• Conditions du sol.Le site doit être situé sur un terrain surélevé, évitant les-zones basses susceptibles d'être inondées ou accumulées. La capacité portante du sol doit être adéquate pour supporter le poids de la sous-station, qui peut varier d'environ 10 à 17 tonnes métriques selon la configuration et l'équipement inclus. Les zones marécageuses instables, les endroits sujets aux glissements de terrain et les sols à fort potentiel de liquéfaction doivent être évités.
• Drainage.Un drainage naturel ou artificiel adéquat est essentiel pour empêcher l’eau de s’accumuler autour des fondations de la sous-station. L'eau stagnante peut compromettre l'isolation électrique, accélérer la corrosion des composants métalliques et créer des risques pour la sécurité du personnel. La zone d'installation doit être nivelée pour éloigner les eaux de surface du périmètre de la sous-station.
• Proximité de charge et connexion réseau.La sous-station doit être située aussi près que possible de la charge qu'elle dessert afin de minimiser les pertes de puissance et les chutes de tension le long des lignes de distribution. Simultanément, le site doit faciliter un accès raisonnable pour la connexion par câble moyenne tension-au réseau électrique public.
• Dégagement des dangers.La sous-station doit être située à une distance sûre des risques d'incendie, des environnements explosifs, des sources de corrosion chimique et des zones de fortes vibrations. Une distance de sécurité minimale de 5 000 mm par rapport aux objets inflammables est généralement requise. Le site doit également maintenir un dégagement adéquat des arbres, bâtiments et autres obstacles qui pourraient gêner la ventilation ou créer des risques de chute.
• Considérations environnementales.Les conditions ambiantes sur le site d'installation doivent correspondre aux paramètres de fonctionnement spécifiés pour l'équipement. Les sous-stations compactes typiques sont conçues pour fonctionner à des températures ambiantes allant de −20 degrés à +45 degrés, avec une humidité relative de 15 % à 95 % (sans -condensation) et à des altitudes ne dépassant pas 1 000 mètres au-dessus du niveau moyen de la mer.

 

2.2 Exigences relatives aux fondations

Une fois le site sélectionné, une fondation appropriée doit être construite pour soutenir la sous-station de manière sûre et durable. La conception des fondations doit tenir compte des facteurs suivants.

• Capacité de charge.La fondation doit être conçue pour supporter tout le poids de la sous-station, y compris tous les composants internes tels que le transformateur, l'appareillage de commutation et les systèmes auxiliaires. La capacité portante des fondations doit être d'au moins 1 000 Pa, bien que les exigences spécifiques varient en fonction des conditions du sol et du poids de la sous-station.
• Conditions du sol.Le type et la capacité portante du sol sur le site d’installation influencent directement la conception des fondations. Dans les zones où les conditions du sol sont favorables, un lit de gravier ou une dalle en béton armé peut suffire. En présence d'argiles expansives, de sables meubles ou de conditions géotechniques difficiles, des fondations plus profondes telles que des poutres de support en béton ou des fondations sur pieux peuvent être nécessaires. En terrain difficile, les fondations doivent être posées sur pieux pour éviter tout tassement différentiel.
• Profondeur du gel.Les fondations doivent être construites à une profondeur suffisante pour éviter le soulèvement dû au gel, ce qui peut provoquer un tassement irrégulier, un mauvais alignement des portes et des contraintes structurelles. Les codes du bâtiment locaux précisent généralement la profondeur de gel requise pour la région géographique.
• Dispositions d’entrée de câble.La fondation doit comprendre des évidements, des conduits ou des tranchées préformés pour accueillir les câbles d'alimentation entrants et sortants et le câblage de commande. Ces entrées de câbles doivent être positionnées de manière à s'aligner avec les points d'entrée de câbles sur l'enceinte de la sous-station, comme spécifié dans les dessins d'agencement général du fabricant. Pour les appareillages moyenne tension-, des tranchées de câbles de dimensions appropriées permettent d'enrouler les câbles en position avant leur terminaison.
• Types de fondations.Plusieurs configurations de fondations sont disponibles en fonction des conditions et des exigences du site.
• Pour les installations sur un sol stable et-bien drainé, une couche de gravier nivelé peut servir de fondation. Le lit de gravier doit s'étendre au moins 500 mm au-delà de l'empreinte de la sous-station dans toutes les directions, avec une surface totale de gravier correspondant à la longueur de la sous-station plus 1 000 mm par la largeur de la sous-station plus 1 000 mm.
• Pour des conditions plus exigeantes, une dalle en béton armé d'une épaisseur appropriée (environ 150 mm) coulée directement sur-site fournit une surface de montage stable et plane. La dalle doit être construite avec des ouvertures pour les entrées de câbles et doit avoir une tolérance de planéité de ± 1 mm sur 1 mètre.
• Dans les situations nécessitant une installation en hauteur ou lorsque le tassement du sol est un problème, des poutres de support en béton coulées dans deux tranchées à une profondeur à l'épreuve du gel, ou des pieux en béton placés à chaque coin de la sous-station, offrent une stabilité améliorée.
• Étanchéité et protection barrière.Une fois l’installation des câbles terminée, les ouvertures des fondations doivent être scellées pour empêcher la pénétration des rongeurs, des insectes et de l’humidité. Les options incluent le remblayage avec du sable ou du gravier suivi d'une fine couche de ciment, ou l'installation de plaques de recouvrement sur mesure-fournies avec la sous-station.

 

2.3 Inspection de l'équipement avant-installation

Avant de commencer l'installation, la sous-station livrée et ses composants doivent être soumis à une inspection approfondie pour vérifier qu'ils sont complets et identifier tout dommage subi pendant le transport.

• Inspection externe.Examinez le boîtier pour déceler des dommages visibles à la finition extérieure, des bosses, des déformations, des soudures fissurées ou des joints compromis. Vérifiez que le revêtement anti-corrosion reste intact, en accordant une attention particulière aux coins, aux bords et aux points de levage.
• Contrôle interne.Ouvrez tous les compartiments et inspectez les composants internes, y compris l'appareillage de commutation, le transformateur et l'équipement auxiliaire, à la recherche de signes de dommages, de pièces desserrées ou de corps étrangers. Vérifiez que les connexions électriques restent fermement sécurisées et que le câblage est correctement acheminé et étiqueté.
• Vérification des documents.Confirmez que toute la documentation requise est présente, y compris les manuels d'installation, les schémas de circuit, la nomenclature et les informations de garantie. Vérifiez que les données de la plaque signalétique correspondent aux spécifications commandées, y compris la puissance nominale, les niveaux de tension, le numéro de série et la date de fabrication.
• Vérification des accessoires.Assurez-vous que tous les accessoires fournis sont pris en compte, y compris les poignées de commande, les presse-étoupes, les gants de protection, l'extincteur et tout composant optionnel spécifié dans la commande.

 

 

 

 

3.1 Considérations relatives au transport

Les sous-stations compactes sont généralement transportées depuis l'usine sans emballage complet, bien que des mesures de protection telles que des protections d'angle en bois et un film plastique puissent être appliquées pour des distances plus longues ou pour des expéditions à l'exportation.

Pendant le transport routier, la sous-station doit être solidement fixée au camion ou à la remorque pour éviter tout déplacement, basculement ou dommage par impact. Des poutres de support de transport d'environ 75 mm de hauteur et 150 mm de largeur doivent être placées sous la sous-station au niveau des cloisons. Les œillets de cerclage amovibles montés dans les coins supérieurs du boîtier fournissent des points de fixation sécurisés pour les sangles de retenue. Les sangles ne doivent pas être passées sur le toit de la sous-station, car cela pourrait endommager la structure du toit et la finition de la surface.

Le centre de gravité du poste n'est pas nécessairement situé au centre géométrique de l'unité, notamment lorsqu'un transformateur est installé en usine-dans l'enceinte (ce qui peut être le cas pour certaines configurations). L'équipement de transport et les méthodes d'arrimage doivent tenir compte de cette répartition décalée du poids.

 

3.2 Opérations de levage

Le levage d'une sous-station compacte du véhicule de transport jusqu'à ses fondations nécessite une planification et une exécution minutieuses pour garantir la sécurité du personnel et l'intégrité des équipements.

La plupart des sous-stations compactes sont équipées d'anneaux de levage ou de trous fixés au toit ou à la charpente spécifiquement pour les opérations de levage. Tous les trous de levage doivent être utilisés lors du transport de l'appareil.-aucun point de levage ne doit être omis, car une répartition inégale de la charge peut faire basculer ou tordre la sous-station.

Pendant le levage, l'angle maximum des sangles de levage au crochet de la grue ne doit pas dépasser 60 degrés. La longueur de chaque sangle de levage doit être ajustée de manière à ce que la sous-station ne s'incline pas de plus de 3 degrés lors du levage. Des sangles de levage correctement ajustées garantissent que le centre de gravité reste directement sous le crochet de la grue, empêchant ainsi tout balancement ou grippage incontrôlé.

La grue et l'équipement de levage doivent être conçus pour une charge suffisante pour supporter le poids total de la sous-station, qui varie d'environ 10 tonnes métriques (sans appareillage moyenne -tension) jusqu'à 17 tonnes métriques (entièrement équipée avec appareillage et transformateur). Les mouvements brusques et saccadés lors du levage doivent être évités.

Le personnel ne doit pas se tenir sous la charge pendant les opérations de levage, ni marcher ou se tenir debout sur le toit de la sous-station à aucun moment. Les sangles ou crochets de levage ne doivent pas être jetés sur le toit, car cela pourrait endommager la peinture et la finition de la surface.

 

3.3 Positionnement sur fondation

Une fois la sous-station levée et positionnée sur les fondations préparées, elle doit être abaissée lentement et guidée jusqu'à sa position finale. Les limites des fondations doivent être respectées pour garantir un bon alignement des entrées de câbles et des ouvertures de porte.

Une fois la sous-station installée, la planéité doit être vérifiée. Des ajustements peuvent être effectués à l'aide de plaques d'emballage en acier situées sous les coins du cadre de base. Des boulons d'ancrage de taille et de type appropriés doivent être installés pour fixer la sous-station aux fondations, avec des couples de serrage appliqués comme spécifié par le fabricant.

 

 

4.1 Positionnement et fixation du boîtier

Une fois la sous-station placée sur les fondations et ajustée au niveau, elle doit être ancrée en position. Les trous dans le cadre de base peuvent servir de gabarits pour percer des trous de boulons d'ancrage dans la fondation en béton. Les boulons d'ancrage doivent être serrés aux valeurs spécifiées dans la documentation d'installation.

Si la sous-station est fournie avec un toit-préinstallé, aucun démontage du toit n'est requis pour l'installation. Dans les configurations où le transformateur n'est pas installé en usine-, le toit doit être retiré pour permettre le placement du transformateur avant de procéder aux connexions.

 

4.2 Installation et connexions des câbles

L'installation des câbles constitue une partie importante des travaux électriques-sur site et nécessite une attention particulière aux détails pour garantir un fonctionnement fiable à long terme-.

Entrée de câble.Les câbles pour la connexion moyenne-tension, la distribution basse-tension, l'alimentation électrique interne, la mise à la terre de protection et le câblage de commande doivent être acheminés à travers les entrées de câbles désignées dans la fondation et la plaque de base de la sous-station. Les entrées de câbles sont généralement situées au bas de la sous-station pour faciliter la terminaison directe dans les compartiments de l'appareillage de commutation et du transformateur.

Pose de câbles.Entre l'appareillage basse tension-et les onduleurs connectés, les câbles triphasés-exigent une attention particulière lors de leur disposition. Lorsqu'il existe trois chemins de câbles distincts pour les câbles CA (par exemple, des chemins de câbles séparés), l'espacement entre les chemins de câbles doit être au moins deux fois supérieur au diamètre d'un câble CA pour éviter les déséquilibres de courant. Un conducteur de ligne de chaque phase (L1, L2 et L3) doit être placé dans chaque parcours pour assurer une distribution équilibrée du courant.

Terminaison de câble.Les terminaisons des câbles moyenne-tension doivent être effectuées à l'aide de kits de terminaison appropriés et compatibles avec le type de traversée de l'appareillage de commutation. Les méthodes de terminaison incluent le rétrécissement à froid, le rétrécissement à chaud et les enveloppes isolantes réutilisables. Pour les terminaisons rétractables à froid, le corps de la terminaison est étendu en usine-sur un noyau amovible ; lorsque le noyau est retiré, le corps en caoutchouc de silicone se rétrécit solidement autour de l'extrémité du câble préparée, créant ainsi un joint étanche à l'eau sans nécessiter de chaleur ou d'outils spéciaux.

Pour les enveloppes isolantes réutilisables, la gaine incluse avec le kit de terminaison doit chevaucher la traversée du boîtier de câbles d'au moins 50 mm sur chaque phase. La section de chevauchement de la bague doit être soigneusement nettoyée, de préférence à l'aide d'un matériau abrasif, pour éliminer tout agent de démoulage à base de silicone qui pourrait être présent sur la surface de la bague. Cette étape est essentielle pour garantir l'étanchéité à l'eau-une fois la terminaison terminée.

Lors de la terminaison des câbles vers les traversées de transformateur ou les prises d'appareillage de commutation, les valeurs de couple appropriées doivent être respectées. À titre d'exemple, les boulons de fixation des bagues de commutateur à anneau (généralement des boulons hexagonaux M16) nécessitent un couple de serrage d'environ 95 Nm.

Serrage et support de câble.Les câbles doivent être correctement serrés ou soutenus avant la terminaison pour éviter d'imposer une contrainte mécanique sur les traversées et les terminaisons. Un support inapproprié peut endommager la bague et éventuellement une panne. Pour les câbles acheminés vers l'appareillage moyenne tension-, des pinces de fixation de câbles pré-montées sur les parois du compartiment assurent la rétention mécanique.

Mise à la terre de l'écran de protection.L'écran de protection métallique de chaque câble moyenne tension-doit être mis à la terre uniquement à l'extrémité de l'appareillage. La mise à la terre aux deux extrémités peut créer des courants de circulation qui provoquent un échauffement et réduisent l'intensité admissible du câble.

 

4.3 Installation du transformateur

Si la sous-station compacte est livrée sans transformateur-installé en usine, le transformateur doit être installé une fois le boîtier positionné. Le toit doit être soulevé avec précaution pour permettre l'accès au compartiment du transformateur. Les dispositifs de levage stockés dans la salle des transformateurs peuvent être utilisés pour le retrait du toit, en les fixant au milieu de chaque pignon du toit.

Le transformateur doit être soulevé dans le compartiment du transformateur et déposé sur les points de montage prévus. En cas de présence d'une fosse de collecte d'huile (standard dans certaines configurations), le transformateur doit être placé sur des poutres en bois positionnées à l'intérieur de la fosse. Ces poutres ont deux fonctions : elles répartissent les charges mécaniques pour protéger le bas du transformateur et elles agissent comme amortisseurs de vibrations pour l'ensemble du poste.

Une fois le transformateur positionné, les câbles moyenne tension-de l'appareillage de commutation et les connexions basse tension-au tableau de distribution doivent être terminés jusqu'aux traversées du transformateur. Pour les transformateurs à bornes ouvertes, les cosses de câble se connectent directement aux traversées. Pour des valeurs nominales plus importantes nécessitant une capacité de courant plus élevée, des connecteurs de bornes séparés peuvent être fournis.

La plaque signalétique du transformateur doit rester visible depuis la porte d'inspection pour faciliter l'identification et la planification de la maintenance.

 

4.4 Mise à la terre du poste

Une bonne mise à la terre (mise à la terre) constitue l'une des caractéristiques de sécurité les plus critiques de toute installation électrique, et les sous-stations compactes nécessitent une attention particulière lors de la conception et de la mise en œuvre du système de mise à la terre.

• Objectif de la mise à la terre.Un système de mise à la terre efficace fournit un chemin à faible impédance pour que les courants de défaut reviennent à la source, limite l'augmentation de la tension en cas de défaut, stabilise les potentiels du circuit par rapport à la terre et garantit que le boîtier et les parties conductrices exposées restent au potentiel nul ou proche de zéro pendant le fonctionnement normal. Une mise à la terre appropriée protège à la fois le personnel et l'équipement des conditions de tension dangereuses qui pourraient autrement provoquer des chocs électriques, un incendie ou des dommages matériels.
• Mise à la terre du système.Le point neutre de l'enroulement secondaire du transformateur doit être mis à la terre. Cette mise à la terre du système limite l'augmentation de la tension lors de défauts monophasés-à-à la terre et fournit une tension de référence essentielle au bon fonctionnement des relais de protection et des équipements de mesure.
• Mise à la terre de l'équipement.Toutes les enceintes métalliques de la sous-station, y compris le boîtier de l'appareillage de commutation moyenne tension-, le tableau de distribution basse-tension, le réservoir du transformateur et l'enceinte de la sous-station elle-même, doivent être collées ensemble et connectées à la borne de terre principale. La mise à la terre des équipements sert avant tout à la sécurité du personnel : lorsqu'un défaut d'isolation se produit au sein d'un équipement, le courant de défaut circule à travers le conducteur de terre jusqu'à la terre plutôt qu'à travers une personne susceptible d'être en contact avec l'équipement.
• Conducteurs de terre.La section transversale-des conducteurs de terre doit être sélectionnée en fonction du courant de défaut maximum attendu et de l'échauffement admissible. Les sections transversales minimales typiques-des conducteurs de terre en cuivre dans une sous-station compacte comprennent 30 mm² pour les connexions de mise à la terre principales, 35 mm² pour l'appareillage de commutation moyenne-et la mise à la terre des transformateurs, et 95 mm² pour la connexion au jeu de barres neutre basse-.
• Électrodes de mise à la terre.La connexion entre le système de mise à la terre de la sous-station et la terre elle-même est réalisée grâce à des électrodes de terre telles que des tiges d'acier recouvertes de cuivre - enfoncées dans le sol, des plaques de terre enterrées horizontalement ou des rubans de cuivre enterrés. Les piquets de terre sont généralement enfoncés jusqu'à une profondeur de 2,5 à 3 mètres. Plusieurs tiges sont espacées d’au moins 5 mètres pour maximiser l’efficacité. Le réseau de mise à la terre est généralement construit en enfonçant des tiges aux quatre coins de la fondation et en les interconnectant avec une boucle conductrice enterrée.
• Résistance à la terre.La résistance de mise à la terre cible pour un système de mise à la terre de sous-station est généralement de 5 ohms ou moins, bien que certains services publics conçoivent leurs systèmes pour atteindre quelques dixièmes de 1 ohm. Des additifs tels que des agents réduisant la résistivité-peuvent être nécessaires dans les sols à haute-résistivité pour atteindre des valeurs de résistance de mise à la terre acceptables.
• Exigences de connexion.L'enceinte de la sous-station doit être connectée de manière fiable au réseau de mise à la terre en deux points distincts. La borne de terre principale, généralement située dans le compartiment basse tension-, sert d'interface entre le système de mise à la terre interne de la sous-station et le conducteur de terre externe du système. Dans les systèmes TN-C, la terre de protection et le conducteur neutre (PEN) sont combinés et connectés au jeu de barres PEN. Dans les systèmes TN-S avec conducteurs neutre et de protection séparés, chaque conducteur se connecte à son jeu de barres respectif, le neutre et la terre de protection étant liés uniquement à la source.

 

4.5 Vérifications finales de l'installation

Une fois toutes les installations mécaniques, les terminaisons de câbles et les connexions de terre terminées, une inspection finale doit être effectuée avant de procéder à la mise en service.

Vérifiez que toutes les portes s'ouvrent et se ferment en douceur, sans contrainte ni force excessive. Confirmez que toutes les connexions boulonnées serrées lors de l'installation restent sécurisées, en accordant une attention particulière aux connexions des jeux de barres, aux terminaisons de câbles et aux liaisons de mise à la terre. Les fixations serrées en usine-sont souvent marquées avec de la peinture comme indication visuelle du couple approprié ; vérifiez que ces marques ne se sont pas déplacées.

Inspectez toutes les entrées de câbles pour vous assurer qu’elles sont correctement scellées contre la pénétration de l’humidité et des rongeurs. Confirmez que les étiquettes d’avertissement sont présentes et apposées correctement à tous les emplacements requis. Retirez tous les corps étrangers, y compris les vis desserrées, les écrous, les outils ou les débris, de tous les compartiments.

 

 

 

 

5.1 Contrôles avant-mise sous tension

Avant que la sous-station compacte puisse être mise sous tension et mise en service, une série systématique de contrôles et de tests doit être effectuée pour vérifier que l'installation est prête à fonctionner et que tous les systèmes de sécurité fonctionnent comme prévu.

Inspections préliminaires.Effectuez les vérifications préliminaires suivantes avec tous les appareillages hors tension- :

Vérifiez que tous les interrupteurs-sectionneurs et disjoncteurs sont en position OFF avant de continuer. Confirmer le bon fonctionnement des verrouillages mécaniques et électriques, conçus pour empêcher les séquences de fonctionnement dangereuses. Pour les appareillages isolés au SF6, vérifiez l'indicateur de pression du gaz pour confirmer que la pression reste dans la plage spécifiée (généralement, le pointeur doit être dans la zone verte de la jauge).

Assurez-vous que l'alimentation électrique de commande est disponible et que tous les relais de protection et compteurs sont correctement réglés et fonctionnels. Effectuer un test opérationnel de l'unité principale de l'anneau et des systèmes de commande et de protection du panneau basse tension-, en observant le bon fonctionnement des fonctions d'ouverture et de fermeture du disjoncteur.

Test d'isolation.Mesurez la résistance d'isolement à la terre de chaque conducteur de phase. La pratique standard exige des lectures de résistance d'isolement d'au moins 200 méga-ohms. Des lectures inférieures peuvent indiquer une isolation endommagée ou contaminée, et une enquête plus approfondie est justifiée avant de continuer.

Test diélectrique.Si la réglementation locale ou les spécifications du projet l'exigent, un test de tension de tenue à la fréquence industrielle-peut être effectué. La tension d'essai à appliquer sur site est généralement de 80 % de la valeur d'essai en usine spécifiée dans la norme CEI 60694, appliquée pendant une durée définie.

Vérification de la séquence de phases.Confirmez que l'ordre des phases de l'alimentation moyenne tension-arrivée correspond à la rotation requise pour le transformateur et l'équipement en aval. Une séquence de phases incorrecte peut entraîner un marche arrière des moteurs et affecter le fonctionnement de certains relais de protection.

 

5.2 Séquence de mise en service-étape par-étape

Une fois tous les contrôles préalables à la mise sous tension satisfaits, la sous-station peut être mise en service en suivant la séquence suivante.

Étape 1-Vérification de l'isolement.Avant de continuer, vérifiez que tous les éléments de commutation sont en position OFF ou OUVERT, y compris l'appareillage basse-tension, l'appareillage moyenne-tension et tous les disjoncteurs miniatures contrôlant les circuits auxiliaires.

Étape 2 -Mise sous tension moyenne tension.Seul le personnel dûment autorisé et formé à la sécurité électrique peut raccorder l'alimentation moyenne tension-au transformateur. L'appareillage moyenne tension-doit être mis sous tension conformément aux instructions d'utilisation du fabricant. Au moment de la mise sous tension, le personnel doit se tenir à l'écart et observer l'équipement pour déceler tout bruit anormal, arc électrique ou autre signe de dysfonctionnement.

Étape 3 -Vérification de basse tension.Une fois le transformateur mis sous tension, vérifiez la faible tension alternative présente au niveau de l'appareillage basse tension-. Mesurez la différence de tension entre les conducteurs de ligne et notez ces valeurs dans le procès-verbal de mise en service. La basse tension mesurée doit se situer à ± 5 volts de la tension nominale de l'onduleur. Si l'écart dépasse cette tolérance, les prises du transformateur doivent être ajustées à l'aide du -changeur de prises en charge-, puis la tension re-mesurée et vérifiée.

Étape 4 : connexion de l'alimentation interne.Si la sous-station comprend un transformateur d'alimentation interne, l'alimentation électrique interne de la station elle-même doit être connectée en fermant le disjoncteur principal du tableau de distribution secondaire-de la station. Ensuite, fermez les disjoncteurs miniatures individuels pour l'éclairage de la station, la prise de terre (en vous assurant que le dispositif à courant résiduel intégré est fonctionnel), les ventilateurs, les équipements de mesure et les appareils de communication.

Étape 5 : connexion de l'alimentation de l'onduleur.Fermez le disjoncteur étiqueté « Alimentation en tension SC1 » pour le premier onduleur. Si deux onduleurs sont installés, fermez le disjoncteur correspondant du deuxième onduleur.

Étape 6 -Mise sous tension de l'appareillage basse tension.Une fois toutes les vérifications terminées, l'appareillage basse tension-peut être activé pour alimenter le réseau de distribution en aval. La procédure spécifique de mise sous tension de l'appareillage basse-tension est détaillée dans la documentation du fabricant de l'appareillage.

Étape 7-Mise en service de l'onduleur.Après une mise sous tension réussie de la sous-station et une vérification des niveaux de tension appropriés, les onduleurs connectés peuvent être mis en service conformément aux instructions du fabricant de l'onduleur.

 

5.3 Documentation de mise en service

Le processus de mise en service doit être soigneusement documenté. Pour que la garantie et les demandes de garantie restent valables, certaines exigences s'appliquent. Plus précisément, le démarrage initial-peut devoir être effectué par le fabricant de l'équipement ou son représentant autorisé, ou un rapport de mise en service entièrement complété et signé doit être déposé auprès du fabricant avant de mettre l'équipement en service.

La documentation de mise en service doit inclure :

• Le numéro de série et la désignation du type de la sous-station
• Adresse du site d'installation
• Mesures de tension enregistrées
• Résultats des tests de résistance d'isolement
• Vérification de la séquence correcte des phases
• Confirmation des paramètres corrects du relais de protection
• Reconnaissance que tous les verrouillages mécaniques et électriques fonctionnent correctement
• Approbation finale-par l'ingénieur de mise en service responsable

 

5.4 Acceptation finale

Une fois que la sous-station a été mise sous tension et que tous les tests fonctionnels ont été vérifiés comme satisfaisants, l'installation est acceptée pour le service. La documentation de mise en service doit être archivée avec la documentation du système de la sous-station, facilement accessible pour référence future par le personnel de maintenance.

Toutes les clés des serrures de porte doivent être retirées des serrures et stockées dans un endroit sécurisé et désigné accessible uniquement au personnel autorisé. L'enceinte de la sous-station doit être verrouillée pour empêcher tout accès non autorisé, comme l'exigent les règles de sécurité et les procédures d'exploitation standard.

 

 

 

6.1 Conditions normales de fonctionnement

Les sous-stations compactes sont conçues pour un fonctionnement continu dans des conditions de service spécifiées. L'exploitant doit s'assurer du maintien de ces conditions pendant toute la durée de vie du poste.

• Paramètres électriques.La tension appliquée et le courant de charge ne doivent pas dépasser les valeurs nominales spécifiées sur la plaque signalétique de la sous-station. Un fonctionnement continu au-dessus des valeurs nominales provoque une surchauffe, un vieillissement accéléré de l'isolation et peut déclencher des dispositifs de protection.
• Conditions ambiantes.La sous-station doit être exploitée dans sa plage de température ambiante spécifiée, qui est généralement de -20 degrés à +45 degrés pour les configurations standard. L'humidité relative doit être maintenue entre 15 % et 95 % (sans-condensation). Le fonctionnement à des altitudes supérieures à 1 000 mètres nécessite un déclassement de la capacité de tenue en tension.
• Ventilation.La sous-station repose principalement sur la circulation naturelle de l'air à travers les persiennes situées dans les portes des compartiments pour le refroidissement. Les portes du compartiment du transformateur ne doivent pas être obstruées et la végétation poussant autour de la sous-station doit être taillée au besoin pour maintenir une circulation d'air adéquate.

 

6.2 Procédures opérationnelles

• Opérations de commutation normales.Lors de l'utilisation d'unités principales en anneau ou d'autres appareillages de commutation au sein de la sous-station, la séquence de fonctionnement correcte doit être respectée. Pour des raisons de sécurité, avant d'ouvrir le couvercle d'un compartiment à câbles, le départ associé doit être mis à la terre et vérifié-hors tension.
• Verrouillages mécaniques.La sous-station intègre des verrouillages mécaniques conçus pour empêcher les séquences de fonctionnement dangereuses, telles que l'ouverture d'une porte de compartiment de câbles avant la mise à la terre du circuit. Le verrouillage doit être correctement désengagé avant chaque tentative d'opération ; le dépassement forcé d'un verrouillage indique une séquence de fonctionnement incorrecte qui pourrait entraîner un danger.
• Outils d'exploitation isolés.Une tige de commande isolée doit être utilisée chaque fois que des opérations de commutation manuelles sont nécessaires. La poignée de commande fournie avec la sous-station convient généralement à cet effet.
• Indicateurs visuels.Avant d'effectuer toute procédure d'exploitation, les indicateurs de tension capacitifs doivent être vérifiés. Un indicateur allumé signale la présence de tension secteur ; un indicateur éteint indique l'absence de tension, bien que des précautions soient toujours nécessaires pour vérifier la mise hors tension par d'autres moyens avant de toucher les conducteurs.

 

6.3 Surveillance opérationnelle de routine

Pendant le fonctionnement normal, le personnel doit observer périodiquement la sous-station à la recherche de signes de conditions anormales.

• Indicateurs sonores.Écoutez les bruits anormaux du transformateur tels qu'un bourdonnement dont la hauteur ou le volume a changé, des crépitements pouvant indiquer une décharge partielle ou des cliquetis mécaniques provenant de composants desserrés.
• Indicateurs visuels.Observez les lectures de tension et de courant sur les instruments et les compteurs, en surveillant les fluctuations inhabituelles ou les lectures en dehors des plages attendues. Vérifiez que tous les indicateurs d'état et voyants d'avertissement s'affichent correctement et qu'aucun indicateur d'alarme n'est allumé.
• Surveillance environnementale.Vérifiez périodiquement les niveaux de température et d’humidité intérieures dans chaque compartiment. Une température excessive peut indiquer des conditions de surcharge ou un blocage de la ventilation. La condensation à l'intérieur des compartiments peut indiquer que l'équipement de chauffage ou de déshumidification ne fonctionne pas correctement.

 

 

7.1 Philosophie de maintenance

Une maintenance régulière et systématique est essentielle pour garantir le fonctionnement continu, sûr et fiable d'une sous-station compacte tout au long de sa durée de vie prévue. Un programme de maintenance préventive bien planifié détecte les problèmes à un stade précoce, permettant ainsi des actions correctives avant que les pannes ne surviennent, évitant ainsi les pannes imprévues, les incidents de sécurité et les réparations d'urgence coûteuses.

Les activités de maintenance sont classées en trois niveaux :

• Inspection de routine.Réalisé en externe pendant que la sous-station reste en fonctionnement. L'inspection de routine comprend la vérification des lectures de tension et de courant, la recherche de bruits ou d'odeurs anormales et l'observation des conditions environnementales autour de la sous-station. Cette inspection fait généralement partie des patrouilles régulières des installations.
• Inspection périodique.Effectué à intervalles programmés avec la sous-station soit en fonctionnement (inspection ordinaire), soit hors tension (inspection détaillée). L'inspection ordinaire se concentre sur les conditions externes telles que l'accumulation de pollution et la corrosion. Une inspection détaillée nécessite une interruption du fonctionnement et englobe les fonctions de protection, les systèmes de contrôle, les mécanismes de verrouillage et l'inspection interne de l'équipement.
• Entretien.Effectué lorsque l'inspection révèle des conditions anormales ou lorsqu'un nombre spécifié de cycles de manœuvres est atteint (par exemple, 1 000 manœuvres pour certains appareils de commutation).

 

7.2 Intervalles d'entretien recommandés

Les intervalles de maintenance varient en fonction des conditions environnementales, du service opérationnel et de la criticité de l'équipement. Le calendrier suivant fournit des orientations générales :

• Inspection visuelle :Une fois par mois, ou plus fréquemment dans des conditions difficiles telles que les environnements côtiers, les zones à forte pollution industrielle ou les régions très poussiéreuses ou sablonneuses.
• Entretien courant :Tous les 6 à 12 mois, en fonction de l'environnement d'exploitation et des conditions de charge.
• Révision complète :Tous les 3 à 5 ans pour la plupart des équipements, ou conformément aux recommandations spécifiques du fabricant-.
• Inspection détaillée des mécanismes de fonctionnement :Environ tous les 6 ans pour les mécanismes de disjoncteurs et autres appareils fréquemment utilisés.

 

7.3 Procédures d'entretien

• Inspection visuelle.Effectuez une inspection approfondie-de l'extérieur de la sous-station. Vérifiez le boîtier pour déceler de la rouille, des bosses, une déformation ou des dommages au revêtement anti-corrosion. Vérifiez que tous les panneaux et étiquettes d’avertissement restent présents et lisibles. Assurez-vous que les portes et les compartiments sont correctement scellés et que les persiennes restent dégagées.
• Nettoyage désénergisé.Lors de l'exécution d'une maintenance détaillée, la sous-station doit être-mise hors tension et verrouillée conformément aux procédures de sécurité applicables. Après l'isolement, la poussière et les débris doivent être retirés de tous les compartiments. Les isolateurs, bagues et autres surfaces isolantes doivent être nettoyés à l'aide d'un aspirateur ou d'air comprimé sec. Les dépôts collants ou gras sur les isolants peuvent être éliminés avec un chiffon non pelucheux-imbibé d'un agent de nettoyage approuvé.
• Serrage des connexions.En raison des cycles de dilatation et de contraction thermiques, les connexions des bornes peuvent se desserrer avec le temps. Lors de la maintenance périodique, toutes les connexions des jeux de barres, les terminaisons de câbles et les liaisons de mise à la terre doivent être resserrées aux valeurs de couple spécifiées à l'aide d'une clé dynamométrique calibrée.
• Vérification des composants mécaniques.Les mécanismes de commande des disjoncteurs, des sectionneurs et des interrupteurs doivent être actionnés environ 10 à 12 fois pour vérifier le fonctionnement mécanique. Vérifiez le mouvement fluide des rouleaux, des broches et des pièces coulissantes. Lubrifier les composants mécaniques à l'aide de lubrifiants approuvés tels que spécifiés dans la documentation du fabricant ; l'ancienne graisse doit être enlevée avant d'appliquer la nouvelle graisse.
• Tests électriques et thermiques.Effectuez des tests de résistance d’isolation des circuits principaux pour vérifier l’intégrité diélectrique. Un balayage thermographique (inspection infrarouge) doit être effectué pour détecter les points chauds qui indiquent des connexions desserrées, des circuits surchargés ou des pannes imminentes. Des tests fonctionnels doivent être effectués sur les relais de protection, les indicateurs de passage de défaut et tout appareil de commutation télécommandé.
• Surveillance de la pression du gaz.Pour les appareillages isolés au SF6, vérifiez que l'indicateur de pression du gaz reste dans la zone verte (généralement 0,25 à 0,5 bar de pression relative à 20 degrés). Si la pression s'approche du seuil d'alarme, la condition doit être étudiée. Les moniteurs de densité de gaz avec contacts d'alarme et de déclenchement fournissent une notification automatique des conditions de basse pression.
• Vérification du système de mise à la terre.Vérifier la continuité du système de mise à la terre en tous les points accessibles. Mesurez périodiquement la résistance de terre pour confirmer qu'elle reste dans des limites acceptables (généralement 5 ohms ou moins). L'inspection visuelle des connexions à la terre doit vérifier que toutes les liaisons restent serrées et exemptes de corrosion.
• Vérifications du système auxiliaire.Vérifiez le bon fonctionnement de l'éclairage du compartiment, des interrupteurs de porte, des contrôleurs de température et d'humidité, du fonctionnement des ventilateurs et de tout système de détection d'incendie ou de fumée installé. Si les ventilateurs ne démarrent pas automatiquement, le contrôleur de température doit être réglé à un réglage inférieur à la température ambiante actuelle pour démarrer manuellement les ventilateurs à des fins de test.

 

7.4 Considérations particulières pour des composants spécifiques

• Unités principales en anneau.Le RMU est conçu pour être en grande partie sans entretien-, ne nécessitant qu'un nettoyage générique et une inspection périodique. Cependant, les sections étanches au gaz sont surveillées en permanence par des indicateurs de pression de gaz et ne nécessitent pas de révision périodique. Une inspection détaillée des mécanismes de fonctionnement est recommandée environ tous les 6 ans.
• Transformateurs.Pour les transformateurs immergés dans l'huile, la température de l'huile et celle des enroulements doivent être surveillées. L'unité de protection du transformateur doit être configurée avec des réglages de température appropriés. Vérifiez périodiquement les fuites d'huile, en particulier autour des joints cimentés, des joints et des bagues d'étanchéité. L’état de la bague doit être inspecté pour détecter tout signe de trace, de fissuration ou de contamination.
• Appareillage de commutation basse-tension.Inspectez les disjoncteurs pour détecter tout signe de surchauffe, y compris la décoloration des bornes ou la fonte de l'isolation. Vérifiez que les dispositifs à courant résiduel (RCD) fonctionnent correctement en effectuant des tests conformément aux instructions du fabricant.

 

7.5 Sécurité de l'entretien

Tous les travaux de maintenance doivent être effectués uniquement par du personnel qualifié connaissant les caractéristiques spécifiques de l'appareillage et des équipements associés.

Avant tout travail sur la sous-station, l'équipement doit être mis hors tension-. Les cinq règles de sécurité de l'électrotechnique doivent être strictement respectées :

• Isoler (déconnecter de toutes les sources d’approvisionnement)
• Sécurisé contre la réenclenchement
• Vérifier l'isolement sûr de l'alimentation
• Terre et court-circuit-
• Couvrir ou protéger les pièces sous tension adjacentes

Lorsque le travail est effectué sur un équipement sous tension (par exemple, lors du dépannage), un équipement de sécurité approprié, notamment des gants isolés, des tapis isolants et tout autre équipement de protection individuelle approprié, doit être utilisé.

Les activités de maintenance qui nécessitent l'ouverture de la porte du compartiment du transformateur peuvent être verrouillées avec l'unité principale en anneau ; une mauvaise utilisation de ces verrouillages peut produire des conditions dangereuses, c'est pourquoi la séquence appropriée décrite dans les instructions d'utilisation doit être suivie.

 

 

8.1 Problèmes courants et actions correctives

• Bruit anormal du transformateur.Si le transformateur émet des crépitements, un bourdonnement de hauteur modifiée ou d'autres sons inattendus, les causes possibles incluent le desserrage du noyau, le mouvement de l'enroulement, une décharge partielle ou une surcharge importante. La charge doit être réduite et le transformateur inspecté.
• Température excessive.Des températures de fonctionnement élevées peuvent résulter de conditions de surcharge, d'une mauvaise ventilation, d'une température ambiante élevée ou d'une défaillance de l'équipement interne. Vérifiez les niveaux de charge, éliminez les obstructions des persiennes de ventilation et utilisez l'imagerie thermique pour identifier la source de chauffage.
• Alarme basse pression SF6.Une baisse de la pression du gaz peut indiquer une fuite dans le réservoir scellé. Une rectification immédiate est nécessaire, car un fonctionnement continu à basse pression compromet l'isolation et la capacité d'extinction de l'arc-. Les fuites doivent être localisées et réparées, et la pression du gaz doit être rétablie au niveau nominal.
• Indication de défaut à la terre.Lorsqu'un indicateur de passage de défaut ou un relais de protection indique un défaut à la terre, le circuit concerné doit être identifié et isolé. L'enquête doit déterminer si le défaut est transitoire (par exemple, causé par l'humidité temporaire ou la faune) ou permanent (endommagement de l'isolation du câble ou défaillance interne).

 

8.2 Quand contacter le fabricant

Certaines conditions nécessitent l'assistance du fabricant ou du personnel de service-autorisé par l'usine. Contactez le fabricant lorsque :

• La sous-station nécessite le remplacement de composants majeurs non destinés au service sur site
• Un arc interne ou un défaut électrique majeur s'est produit
• Des réparations complexes sur les appareillages isolés au SF6 sont nécessaires
• Des conditions inhabituelles sont rencontrées et ne sont pas couvertes par ce guide ou par la documentation spécifique à l'équipement.-
• Les paramètres du relais de protection nécessitent un recalcul ou une reconfiguration au-delà des réglages standard

 

 

 

Les considérations de sécurité suivantes sont d'une importance primordiale tout au long de l'installation, de l'exploitation et de la maintenance des sous-stations compactes.

• Risque de choc électrique.Des hautes tensions sont présentes dans la sous-station. Avant que tout travail ne soit effectué, la sous-station doit être mise hors tension de-de toutes les sources, y compris l'appareillage de commutation basse-tension, l'appareillage de commutation moyenne-tension et toute alimentation en tension externe. Après la mise hors tension-, vérifiez l'absence de tension avant de toucher les conducteurs.
• Risque d'arc électrique.Les sous-stations compactes conçues selon la norme CEI 62271-202 intègrent des classifications d'arc interne qui contiennent de l'énergie d'arc dans des zones définies. Cependant, tous les travaux sur ou à proximité d'équipements sous tension doivent toujours être effectués avec un équipement de protection individuelle approprié et conformément aux normes de sécurité applicables en cas d'arc électrique.
• Risque de brûlure.Certains composants, notamment les fusibles et les traversées de transformateur, peuvent devenir chauds pendant le fonctionnement normal. Portez des gants appropriés lors de la manipulation ou du travail à proximité de ces composants et laissez un temps de refroidissement adéquat avant d'effectuer la maintenance.
• Risque d'incendie.Une distance de sécurité d'au moins 5 000 mm par rapport aux objets inflammables doit être maintenue. La sous-station est généralement fournie avec un extincteur dans le cadre de la livraison standard, qui doit rester accessible et régulièrement inspecté pour son bon fonctionnement.
• Sécurité environnementale.Lors de la manipulation du gaz SF6 provenant de l'appareillage de commutation, des méthodes respectueuses de l'environnement doivent être utilisées. Les équipements de récupération de gaz empêchent le rejet de SF6, un puissant gaz à effet de serre.

 

 

10. Guides d'installation et d'utilisation du transformateur associés

Les sous-stations compactes intègrent le transformateur et l'appareillage de commutation dans une enceinte peu encombrante pour la distribution extérieure. Pour les types de transformateurs traditionnels avec différentes conceptions de montage, de refroidissement ou de boîtier, veuillez vous référer aux guides dédiés suivants.

• Guide d'installation et d'exploitation du transformateur de sous-station
• Guide d'installation et d'utilisation du transformateur de puissance
• Guide d'installation et d'utilisation du transformateur monté sur poteau
• Guide d'installation et d'utilisation du transformateur monté sur socle
• Guide d'installation et d'utilisation du transformateur de type sec

 

 

 

 

 

11. Références

Les sous-stations compactes sont testées de type-selon la dernière édition de la norme CEI 62271-202, qui spécifie les exigences relatives aux sous-stations secondaires compactes. Les normes applicables supplémentaires incluent CEI 62271-1 pour les spécifications communes des appareillages, CEI 62271-100 pour les disjoncteurs, CEI 62271-200 pour les cellules d'appareillage, CEI 62271-102 pour les sectionneurs et les sectionneurs de terre, CEI 62271-103 pour les interrupteurs-sectionneurs, CEI 60529 pour les degrés de protection fournis par les boîtiers (codes IP), CEI 60076 pour l'alimentation. transformateurs et CEI 61439 pour les ensembles d'appareillage basse tension.

Pour toute question ou problème technique concernant l'installation, l'exploitation ou la maintenance d'une sous-station compacte, contactez le service après-vente du fabricant de l'équipement avec les informations suivantes facilement disponibles : le numéro de série de la sous-station, la désignation du type et l'adresse du site d'installation.