Qu’est-ce qu’un appareillage de commutation moyenne tension ?

Qu’est-ce que l’appareillage de commutation moyenne tension ? Fonctions, composants et unité de raccordement en boucle (RMU) expliqués

L’appareillage de commutation moyenne tension (MT) est un élément essentiel des systèmes modernes de distribution d’énergie électrique. Il assure le contrôle, la protection, l’isolement et la surveillance fiables des équipements électriques fonctionnant aux niveaux de moyenne tension. Couramment utilisé dans les postes de transformation, les installations industrielles, les bâtiments commerciaux, les projets d’énergie renouvelable et les réseaux de distribution des services publics, l’appareillage MT contribue à garantir une fourniture d’énergie électrique sûre et stable.

L’une des solutions les plus largement utilisées dans la distribution moyenne tension est l’unité de raccordement en boucle (RMU). Mais qu’est-ce qu’une unité de raccordement en boucle, comment fonctionne-t-elle et quelle est la différence entre une RMU et un appareillage de commutation moyenne tension conventionnel ?

Dans cet article, nous expliquons les fonctions, les principaux composants, les applications et les critères de sélection de l’appareillage de commutation moyenne tension, en mettant particulièrement l’accent sur les unités de raccordement en boucle.

1. Qu’est-ce que l’appareillage de commutation moyenne tension ?

L’appareillage de commutation moyenne tension est un ensemble de dispositifs de commutation et de protection électriques conçus pour fonctionner dans les systèmes d’alimentation à moyenne tension. Selon les normes régionales et les exigences du projet, les équipements moyenne tension couvrent généralement des niveaux de tension d’environ 1 kV à 52 kV.

Les applications typiques de l’appareillage MT comprennent les systèmes de distribution d’énergie à 6 kV, 10 kV, 11 kV, 12 kV, 24 kV, 33 kV et 40,5 kV.

L’appareillage MT est conçu pour contrôler les circuits électriques, protéger les transformateurs et les câbles contre les défauts électriques, isoler les équipements pour la maintenance et maintenir la fiabilité des réseaux de distribution d’énergie.

Les types courants d’appareillage de commutation moyenne tension comprennent :

• L’appareillage blindé métallique : il offre une construction compartimentée et est largement utilisé dans les usines industrielles, les postes de transformation et les installations des services publics.
• Appareillage sous enveloppe métallique : regroupe les équipements de commutation et de protection dans une enveloppe métallique mise à la terre.
• Poste de distribution en boucle (RMU) : une solution d'appareillage compacte, assemblée en usine, couramment utilisée dans les réseaux de distribution en boucle et radiaux.
• Appareillage à isolation gazeuse (GIS) : utilise un gaz ou un autre milieu isolant pour offrir des dispositions compactes d'isolation et de commutation.
• Appareillage à isolation dans l'air (AIS) : utilise l'air comme milieu isolant principal.

Le type approprié dépend de la tension nominale, du courant de charge, du niveau de court-circuit, de l'environnement d'installation, des exigences de sécurité et de l'espace d'installation disponible.

2. Qu'est-ce qu'un poste de distribution en boucle (RMU) ?

Un poste de distribution en boucle (RMU) est un appareillage moyenne tension compact, assemblé en usine, utilisé pour contrôler et protéger les réseaux de distribution électrique. Il est couramment installé dans les sous-stations de distribution secondaire, les postes de transformation, les bâtiments commerciaux, les installations industrielles et les installations d'énergie renouvelable.

Alors, qu'est-ce qu'un poste de distribution en boucle dans la distribution d'énergie électrique ?

Un RMU est généralement installé à un point de distribution où des câbles moyenne tension se connectent pour former un réseau en boucle ou alimenter en énergie selon une configuration radiale. Ses dispositifs de commutation permettent aux opérateurs de connecter, déconnecter et isoler des sections du réseau lorsque cela est nécessaire.

Une configuration typique de RMU comprend deux fonctions de départ de câble en boucle et une fonction de départ de transformateur. Selon l'application, des fonctions supplémentaires de départ, de mesure ou de protection peuvent également être disponibles.

À quoi sert une armoire à anneau ?

L'objectif principal d'une armoire à anneau est d'assurer une commutation et un isolement sûrs et fiables dans les systèmes de distribution à moyenne tension.

Ses principales applications comprennent :

• Distribution d'énergie : raccordement des câbles moyenne tension entrants et sortants.
• Protection des transformateurs : fourniture d'une interface de commutation et de protection pour les transformateurs de distribution.
• Isolement des défauts : aide à isoler une section de câble défectueuse ou un équipement connecté.
• Continuité de l'alimentation : prise en charge de chemins d'alimentation alternatifs dans des réseaux en boucle conçus de manière appropriée.
• Opérations de maintenance : possibilité d'isoler des sections sélectionnées d'un réseau pour inspection ou réparation.
• Installations économes en espace : solution compacte pour les postes de distribution intérieurs ou extérieurs.

Par exemple, si une section de câble dans un réseau en boucle correctement conçu développe un défaut, les opérateurs peuvent isoler la section affectée et rétablir l'alimentation des sections non affectées par un chemin alternatif, à condition que la configuration du réseau et les conditions d'exploitation le permettent.

Quelle est la fonction d’un poste de distribution en boucle ?

Les principales fonctions d’un poste de distribution en boucle comprennent :

1. La commutation : connecter ou déconnecter des circuits moyenne tension dans les conditions d’exploitation autorisées par l’appareil de commutation.
2. L’isolement : séparer un câble, un transformateur ou un autre équipement du réseau sous tension pour la maintenance.
3. La protection : assurer ou coordonner la protection contre les surcharges et les courts-circuits au moyen de fusibles, de disjoncteurs et de relais de protection appropriés.
4. La flexibilité du réseau : prendre en charge des configurations de distribution en boucle ou radiale.
5. La sécurité : intégrer des verrouillages, des sectionneurs de mise à la terre et d’autres dispositifs de sécurité selon la conception.
6. La surveillance et la commande : permettre la surveillance et l’exploitation locales ou à distance lorsqu’ils sont équipés des dispositifs appropriés.

Tous les postes de distribution en boucle n’intègrent pas les mêmes fonctions de protection. Par exemple, un interrupteur-sectionneur peut assurer les fonctions normales de commutation et d’isolement, mais ne remplace pas un disjoncteur et un relais de protection lorsqu’une interruption automatique des défauts est requise.

3. Principaux composants de l’appareillage moyenne tension

Bien que la conception varie selon le type d'appareillage, la plupart des systèmes d'appareillage moyenne tension intègrent plusieurs composants essentiels.

3.1 Disjoncteurs

Les disjoncteurs établissent et coupent les circuits électriques et interrompent les courants de défaut dans les limites de leurs caractéristiques nominales. Les disjoncteurs à vide sont largement utilisés dans l'appareillage moyenne tension à enveloppe métallique en raison de leurs performances de coupure fiables et de leurs exigences de maintenance relativement faibles.

3.2 Interrupteurs-sectionneurs

Les interrupteurs-sectionneurs sont conçus pour commuter les courants de charge normaux dans les limites de leurs conditions de fonctionnement nominales. Ils sont couramment utilisés dans les unités de raccordement (RMU) pour les départs et arrivées des feeders en boucle.

Il ne faut pas supposer qu'un interrupteur-sectionneur offre la même capacité d'interruption de court-circuit qu'un disjoncteur.

3.3 Sectionneurs et interrupteurs de mise à la terre

Les sectionneurs assurent l'isolement conformément à leurs conditions de fonctionnement spécifiées, tandis que les interrupteurs de mise à la terre relient des sections de circuit désignées à la terre pour faciliter des procédures de maintenance sûres.

Les verrouillages mécaniques et électriques aident à prévenir les séquences de manœuvre dangereuses.

3.4 Relais de protection et fusibles

Les relais de protection détectent les conditions électriques anormales et déclenchent l'ouverture du disjoncteur lorsque les critères de protection pertinents sont remplis. Dans certaines configurations de RMU, des fusibles haute tension assurent la protection des départs de transformateur.

Le choix entre une protection par disjoncteur et une protection par interrupteur à fusibles dépend de la puissance nominale des transformateurs, des niveaux de défaut, des exigences de coordination et des normes applicables.

3.5 Jeux de barres et raccordements de câbles

Les jeux de barres distribuent l'énergie électrique entre les appareils de commutation au sein de l'ensemble de l'appareillage. Les compartiments de raccordement de câbles constituent les interfaces pour les câbles moyenne tension entrants et sortants.

Leur isolation, leur capacité de transport de courant et leurs caractéristiques de tenue aux courts-circuits doivent correspondre aux exigences du système.

3.6 Transformateurs de mesure et dispositifs de surveillance

Les transformateurs de courant (TC) et les transformateurs de tension (TT) fournissent des signaux de mesure pour le comptage, la protection et la surveillance. Selon la conception, l'appareillage peut également intégrer des indicateurs de tension, une surveillance de température, des interfaces de communication et des dispositifs de télécommande.

4. Quelle est la différence entre un RMU et un appareillage MT conventionnel ?

Bien qu'un RMU soit un type d'appareillage moyenne tension, les deux termes ne sont pas interchangeables dans toutes les applications.

Un RMU est souvent un choix approprié lorsque des dimensions compactes et des fonctions de distribution simples sont prioritaires. Les appareillages blindés métalliques conventionnels peuvent être plus adaptés aux installations nécessitant de nombreux départs sortants, des schémas de protection étendus, des courants permanents nominaux élevés ou un contrôle opérationnel plus complexe.

La sélection finale doit être basée sur le schéma unifilaire (SLD), les caractéristiques électriques, la topologie du réseau et les spécifications du projet.

5. Qu’est-ce qu’un RMU dans un poste de transformation ?

Un anneau principal (ring main unit) dans un poste de transformation assure l’interface de commutation moyenne tension entre le réseau de distribution et les équipements en aval, notamment les transformateurs de distribution.

Par exemple, dans un système de distribution à 10 kV ou 11 kV, un RMU peut recevoir l’alimentation d’un câble d’arrivée, se raccorder à un départ en boucle sortant et alimenter un transformateur via un départ dédié au transformateur.

Un RMU typique à trois fonctions peut comprendre :

• Un interrupteur de câble d’arrivée en boucle.
• Un interrupteur de câble de départ en boucle.
• Un départ de transformateur avec protection par interrupteur-fusible ou un disjoncteur, selon la conception.

Dans un réseau en boucle, les connexions de câbles entrantes et sortantes fournissent la disposition physique nécessaire à un acheminement d’alimentation alternatif. La continuité réelle de l’alimentation dépend de la conception du réseau, de la coordination des protections, des procédures de commutation et de la disponibilité d’une source alternative sous tension.

Les unités de raccordement peuvent être installées dans des postes compacts, des postes préfabriqués, des installations de distribution souterraines et des enceintes extérieures conçues pour les conditions environnementales concernées.

6. Qu’est-ce qu’une unité de raccordement en boucle SF6 ?

Une unité de raccordement en boucle SF6 est une unité de raccordement qui utilise l’hexafluorure de soufre (SF6) comme milieu isolant et, selon la conception, comme partie du système de commutation ou d’interruption de l’arc.

Les unités de raccordement isolées au SF6 ont traditionnellement été utilisées parce que le SF6 offre de bonnes performances d’isolation et permet une construction compacte de l’appareillage. Les compartiments à gaz scellés peuvent également réduire l’exposition des composants d’isolation internes aux conditions environnementales externes.

Toutefois, le SF6 est un gaz à effet de serre puissant, et son utilisation est de plus en plus soumise à des réglementations environnementales et à des exigences de gestion du cycle de vie des équipements. La prévention des fuites de gaz, les procédures de manipulation, la récupération et la gestion en fin de vie doivent être prises en compte.

Solutions de remplacement aux unités de raccordement sans SF6

Des unités de raccordement sans SF6 sont disponibles pour les projets visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre associées à l’appareillage. Selon le fabricant et la classe de tension, des conceptions alternatives peuvent utiliser de l’air propre, une isolation solide ou d’autres technologies d’isolation approuvées.

Lors de la comparaison entre unités de raccordement avec SF6 et sans SF6, les acheteurs doivent évaluer :

• Tension nominale et niveau d’isolation.
• Courant nominal et courant de courte durée admissible.
• Capacités de commutation et de coupure des défauts.
• Dimensions d'installation et interfaces de câbles.
• Conditions environnementales d'exploitation.
• Normes applicables et preuves d'essais de type.
• Exigences de maintenance et coûts du cycle de vie.
• Exigences environnementales et réglementaires locales.

La technologie la plus adaptée dépend des spécifications techniques du projet, de l'environnement d'exploitation et des priorités du cycle de vie.

7. Qu'est-ce qu'un ensemble d'appareillage à quatre anneaux ?

Le terme « ensemble d'appareillage à quatre anneaux » désigne généralement une configuration d'ensemble d'appareillage moyenne tension comportant quatre fonctions ou positions de commutation, bien que la disposition exacte varie selon le fabricant.

Un interrupteur-sectionneur à quatre voies peut inclure différentes combinaisons d’alimentations par câble en boucle, d’alimentations de transformateur, de disjoncteurs ou d’autres fonctions de commutation.

Par exemple, un projet peut nécessiter deux voies de câble en boucle et deux voies d’alimentation de transformateur. Une autre application peut nécessiter des départs supplémentaires ou une combinaison différente d’appareils de commutation.

Étant donné que « quad RMU » n’est pas une description universelle d’une configuration de circuit fixe, les acheteurs doivent confirmer la configuration requise à l’aide d’un schéma unifilaire plutôt que de se fier uniquement au nom du produit.

8. Comment choisir l’appareillage de commutation moyenne tension approprié

Le choix de l’appareillage de commutation MT approprié est essentiel pour la sécurité électrique, un fonctionnement fiable et les performances à long terme.

Tenez compte des facteurs suivants avant l’achat.

1. Tension nominale

Confirmez la tension nominale du système et la tension nominale de l’équipement. Les applications courantes comprennent les systèmes de 10 kV, 11 kV, 12 kV, 24 kV, 33 kV et 40,5 kV, selon le réseau et la conception de l’équipement.

2. Courant nominal

Déterminez le courant permanent requis pour les départs entrants, les départs sortants, les jeux de barres et les raccordements de transformateur.

3. Tenue aux courts-circuits et capacités de coupure

Vérifier le courant de défaut présumé ainsi que les valeurs requises de tenue de courte durée et de tenue de crête. Les disjoncteurs doivent présenter des capacités de coupure de défaut adaptées à l’installation.

4. Exigences de protection

Confirmer si le projet nécessite des interrupteurs-sectionneurs, des combinés fusibles-interrupteurs, des disjoncteurs, des relais de protection, du comptage ou des automatismes supplémentaires.

5. Environnement d’installation

Prendre en compte la température ambiante, l’humidité, l’altitude, la poussière, la pollution, la corrosion et les exigences d’installation en intérieur ou en extérieur.

6. Normes applicables

Préciser les normes IEC requises et les exigences spécifiques au projet. Les normes pertinentes peuvent inclure l’IEC 62271-200 pour les appareillages sous enveloppe métallique à courant alternatif de tension supérieure à 1 kV et jusqu’à 52 kV inclus, ainsi que l’IEC 62271-103 pour les interrupteurs de tension supérieure à 1 kV et jusqu’à 52 kV inclus, lorsqu’elles s’appliquent à la conception de l’équipement.

L’édition applicable et toute norme supplémentaire spécifique au produit doivent être confirmées pour chaque projet.

7. Assistance du fabricant

Évaluer la documentation technique du fabricant, la flexibilité de conception, les capacités d’essai, la disponibilité des pièces de rechange et le support après-vente.

9. Applications des appareillages à moyenne tension et des RMU

Les appareillages à moyenne tension et les RMU sont largement utilisés dans différents secteurs.

• Réseaux de distribution publics : gestion des départs entrants et sortants et soutien à l’exploitation du réseau de distribution.
• Installations industrielles : alimentation électrique des usines de fabrication, des sites de transformation et des grandes charges électriques.
• Bâtiments commerciaux : distribution de l’énergie à moyenne tension dans les immeubles de bureaux, les centres commerciaux et les parcs d’activités.
• Projets d’énergie renouvelable : raccordement des centrales solaires, des parcs éoliens et des transformateurs associés aux réseaux de distribution.
• Projets d’infrastructure : soutien aux aéroports, aux systèmes ferroviaires, aux stations de traitement des eaux et à d’autres installations essentielles.
• Ensembles résidentiels : fourniture de solutions de commutation compactes pour les sous-stations de distribution desservant les communautés résidentielles.

La configuration des équipements doit toujours être choisie en fonction de la conception électrique, des exigences de charge, de la philosophie de protection et des réglementations locales applicables.

10. Solutions d'appareillage de commutation moyenne tension de Shandong Dongguan Electric Co., Ltd.

Shandong Dongguan Electric Co., Ltd. fournit des solutions d'équipements de distribution électrique pour les applications industrielles, commerciales, de services publics et d'infrastructure.

Notre gamme d'appareillage de commutation moyenne tension peut être configurée pour différents niveaux de tension et exigences de projet, notamment l'appareillage blindé métallique KYN28A-12, l'appareillage KYN61-40.5 et les solutions de distribution liées aux RMU, sous réserve de la configuration technique requise.

Nous prenons en charge les exigences spécifiques aux projets pour :

• La configuration et la sélection technique de l'appareillage de commutation moyenne tension.
• Les dispositions des départs entrants et sortants.
• La sélection des disjoncteurs et des dispositifs de protection.
• La coordination des dessins techniques et des schémas unifilaires.
• La documentation de projet et les exigences d'exportation.
• Des solutions d'équipements personnalisées pour les marchés internationaux.

Que vous ayez besoin d’un ensemble d’appareillage à anneau compact pour un poste de distribution ou d’un système d’appareillage moyenne tension modulaire pour un projet industriel, notre équipe peut vous aider à évaluer la configuration requise en fonction de vos spécifications techniques.

Contactez Shandong Dongguan Electric Co., Ltd. pour discuter de vos besoins en appareillage moyenne tension et demander une proposition technique.

Site web : https://www.dongguanelectric.com/

Foire aux questions (FAQ)

1. Qu’est-ce qu’un ensemble d’appareillage à anneau dans la distribution d’énergie électrique ?

Un ensemble d’appareillage à anneau est un ensemble compact d’appareillage moyenne tension utilisé pour connecter, commuter et isoler les départs de câbles et les raccordements de transformateurs dans les réseaux de distribution d’énergie électrique.

2. Quelle est la fonction d’un ensemble d’appareillage à anneau (RMU) ?

La fonction principale d’un RMU est d’assurer la commutation, l’isolement et, lorsqu’il est équipé de manière appropriée, la protection des circuits de distribution moyenne tension. Il peut également contribuer à la continuité de l’alimentation dans des réseaux en boucle correctement conçus.

3. Quelle est la différence entre un RMU et un appareillage de commutation ?

Un RMU est un type spécifique d’appareillage moyenne tension conçu pour des applications de distribution compactes. La catégorie plus large des appareillages MT comprend également des tableaux blindés métalliques, des tableaux à disjoncteur et d’autres ensembles pour des systèmes électriques plus complexes.

4. Qu’est-ce qu’un poste de distribution en boucle SF6 ?

Un poste de distribution en boucle SF6 utilise de l’hexafluorure de soufre comme gaz d’isolation et, selon la conception, pour la commutation ou la coupure d’arc. Des alternatives sans SF6 sont également disponibles et peuvent être préférées lorsque les considérations environnementales sont importantes.

5. Quelle est la plage de tension typique d’un poste de distribution en boucle ?

Les postes de distribution en boucle sont couramment utilisés dans les réseaux de distribution secondaire à des niveaux de tension tels que 10 kV, 11 kV, 12 kV, 24 kV et 33 kV. Les calibres disponibles dépendent du fabricant et de la conception du produit.

6. Un poste de distribution en boucle peut-il protéger un transformateur de distribution ?

Oui. Un poste de distribution en boucle peut inclure un départ transformateur à interrupteur-fusible ou un départ à disjoncteur avec une protection appropriée. La configuration adéquate dépend de la puissance du transformateur, du courant de défaut présumé et des exigences de coordination des protections.

7. Quelles informations sont nécessaires pour sélectionner un poste de distribution en boucle ?

Les informations importantes comprennent la tension du réseau, le courant assigné, le niveau de court-circuit, le nombre de départs, la puissance du transformateur, les exigences de protection, l’environnement d’installation et les normes applicables.

Conclusion

L’appareillage moyenne tension joue un rôle essentiel dans la distribution sûre et fiable de l’énergie électrique. Parmi les solutions disponibles, le poste de distribution en boucle est particulièrement utile pour les sous-stations de distribution secondaire compactes et les applications en réseau en boucle.

Comprendre ce qu’est un poste de distribution en boucle, à quoi il sert et en quoi il diffère de l’appareillage MT conventionnel aide les ingénieurs, les entrepreneurs et les équipes d’achat à prendre des décisions éclairées en matière d’équipement.

En évaluant les caractéristiques électriques, les exigences de protection, la configuration du réseau, les conditions environnementales et les normes applicables, les équipes de projet peuvent sélectionner une solution adaptée à un fonctionnement fiable à long terme.