TRANSFORMATEURS DE TENSION DE SERVICES AUXILIAIRES TTSA

Transformateurs de mesure | Haute tension

TRANSFORMATEURS DE TENSION DE SERVICES AUXILIAIRESTTSA

_Série UTP_Série UG_Série UTY

1Transformateurs de mesure | Haute tension

Les transformateurs de tension pour services auxiliaires (TTSA), également appelés Station Service Voltage Transformers (SSVT) ou Power Voltage Transformers (PVT), sont utilisés pour fournir de l’énergie basse tension directement à partir d’une ligne haute tension jusqu’à 550 kV. Situés dans leur propre sous-station, ils permettent la fourniture d’une alimentation allant jusqu’à 333 kVA par phase de manière fi able et rentable. Ils off rent de nombreuses applications, mais ils sont excellents surtout lorsque l’alimentation électrique des services auxiliaires des sous-stations est requise dans les régions reculées, ce qui en fait une solution idéale pour les sous-stations d’énergies renouvelables.

Les TTSA ont été utilisés pour la première fois en Amérique du Nord il y a plusieurs décennies. En raison de la nature du réseau électrique, ils étaient destinés à couvrir les besoins en alimentation électrique auxiliaire des sous-stations de commutation où il n’y avait ni transformateur de puissance ni réseau

TRANSFORMATEURS DE TENSION POUR SERVICES AUXILIAIRES

de distribution. Depuis lors, les capacités de production d’énergie et les applications se sont considérablement développées, principalement dans le domaine des énergies renouvelables.

La conception des TTSA est proche d’un transformateur inductif de tension pour répondre à l’exigence diélectrique, couplé à un noyau plus large similaire à celui utilisé dans les transformateurs de distribution. En utilisant des matériaux et une conception avancés, une conception diélectrique compacte est développée. Cette conception est très proche dans tous les types de TTSA, bien qu’il y ait des caractéristiques diff érentes entre eux. Les TTSA sont développés dans un format isolé à l’huile et SF

6, avec une phase directe de connexion

à la terre et une isolation galvanique entre les enroulements primaires et secondaires, qui sont enroulés sur le même noyau magnétique avec une isolation indépendante.

Faibles pertes avec protection d’impédance pour limiter les courants de défaut.

APPLICATIONSLes transformateurs de tension peuvent être utilisés dans toute sous-station haute tension comme source d’énergie basse tension pour alimenter les services auxiliaires de la sous-station (équipements de contrôle et de protection, climatisation, éclairage, systèmes de sécurité, etc.) Pour cette application, la réglementation exige deux ou trois sources fi ables et indépendantes. Un TTSA est également une source d’énergie auxiliaire exclusive et dédiée qui assure la fi abilité de la sous-station et la conformité aux réglementations. Il peut être utilisé comme source primaire ou de secours.

Voici quelques-uns des cas où les TTSA peuvent être utilisés dans les sous-stations :

› Alimentation électrique des postesde commutation. Les sous-stations decommutation sont utilisées pour connecterplusieurs lignes de transmission. Ladiff érence avec les sous-stations habituellesde montée ou de descente est qu’il n’y apas de transformateur de puissance, etdonc, l’alimentation électrique des servicesauxiliaires ne peut pas être obtenue à partirde l’enroulement tertiaire du transformateurde puissance. En outre, ces sous-stationssont normalement situées dans des zoneséloignées, de sorte que les lignes dedistribution ne se trouvent généralement pasà proximité. Les options alternatives aux PVTsont une nouvelle ligne MT dédiée (coûts deconstruction et de maintenance élevés etpeu fi ables) ou un générateur diesel (coût ducarburant, maintenance, émissions de C0

2).

› Alimentation électrique des sous-stationsd’énergie renouvelable. Des sous-stationsde haute tension sont nécessaires pour relier les installations de production d’énergierenouvelable, telles que les parcs éoliens ousolaires, au réseau de transmission principal. Ces centrales électriques sont généralement situées dans des zones reculées, de sortequ’une infrastructure toute neuve estsouvent nécessaire. En fonction de la

taille, de l’emplacement et des conditions climatiques, les besoins en alimentation BT varient entre 100 et 500 kVA. Une ligne de transmission reliant cette sous-station au réseau de transmission principal est donc nécessaire avec une tension typique allant de 115 à 500 kV. Les PVT se situent dans la ligne d’interconnexion HT et peuvent être connectés au jeu de barres ou à l’entrée de la ligne, selon la conception générale de la sous-station.

› Alimentation électrique pour lesservices auxiliaires des sous-stationsconventionnelles. Contrairement auxstations de commutation, il y a généralement des lignes de distribution et/ou deslignes d’interconnexion moyenne tensiondisponibles dans la sous-station, de sorteque le TTSA peut être utilisé comme sourcede secours.

En dehors des sous-stations, les TTSA peuvent également être utilisés comme source d’énergie BT. Il existe des situations où il n’y a pas de réseaux de distribution dans la région et où l’électricité pourrait être obtenue directement à partir de la ligne HT. Certaines de ces applications sont énumérées ci-dessous :

› Électrifi cation rurale. Les TTSA peuventagir comme source d’énergie permettantde fournir une énergie fi able aux petitescommunautés où il n’y a pas de lignes dedistribution à proximité, mais où il existe deslignes de transmission. Cette applicationpermet de fournir une alimentation bassetension directement à partir d’une ligneHT de manière économique et pratique.Avec un seul transformateur de tension, ilest possible de prélever jusqu’à 333 kVAdirectement sur une ligne de 245 kV et descentaines de ménages peuvent obtenir unaccès bon marché et fi able à l’électricité.On estime que les économies réalisées parrapport à la sous-station traditionnelle sesituent entre 60 et 80 %.

2 Transformateurs de mesure | Haute tension


› Alimentation électrique des tours detélécommunication dans les régionséloignées. Une large couverture de réception des téléphones portables est une demandedes entreprises de télécommunications. Enraison de la portée relativement courte dechaque tour de téléphonie mobile, il estnécessaire d’en localiser un grand nombredans des endroits éloignés afi n d’assurerla couverture du réseau de téléphoniemobile aux utilisateurs (c’est-à-dire lors dedéplacements sur une autoroute). Ayantune ligne de transmission à proximité, unPVT peut fournir l’énergie nécessaire pouralimenter ces tours de manière fi able etéconomique.

› Alimentation électrique temporaire pourles sous-stations en construction. Enraison de la rapidité de construction etde la fl exibilité de l’emplacement, le PVTpeut être utilisé pour obtenir l’alimentationélectrique pendant la construction, puistransféré à un autre endroit.

› Stations de pompage de pétrole, gaz etexploitation minière. Ces emplacementssont généralement éloignés des réseauxde distribution électrique, de sorte que lePVT peut fournir de l’énergie à partir de laligne de transmission déjà construite pouralimenter le site.

› Sous-stations ferroviaires.

› Éclairage des tours.

› Élévateur de tension dans des laboratoiresd’essais électriques à haute tension, et lespetits parcs éoliens et fermes solaires.

_LIGNES DETRANSMISSION

HAUTE TENSION

_ÉLÉMENTS DECOMMUTATION ETDE PROTECTION

Alimentationélectrique des

postes desectionnement

Alimentationélectrique des tours

de télécommunicationdans les régions reculées

Alimentation électriquepour les systèmesde contrôle des

énergies renouvelables

Électrificationrurale

Alimentationélectriquetemporaire

_ PVT / SSVT

Papier huilé Gaz


AVANTAGES

Les solutions conventionnelles utilisées pour l’alimentation des services auxiliaires sont une ligne moyenne tension dédiée, des générateurs diesel ou l’enroulement tertiaire du transformateur de puissance. Le transformateur de tension d’ARTECHE présente les avantages suivants :

› Une alimentation électrique fi able :Comme les TTSA sont connectés dans laligne d’interconnexion haute tension dela sous-station, il y aura de l’électricitédisponible tant que la ligne sera soustension. Comme cette ligne est connectéeau système de transmission principal, ladisponibilité de l’électricité est garantie.

› Conception sans entretien et avec unelongue durée de vie.

› Mise en service rapide : Le délai de livraison de l’usine est similaire à celui du reste dumatériel de ligne d’interconnexion HT(disjoncteurs, transformateurs de mesure,sectionneurs ou parafoudres), et la miseen service du matériel est relativementsimple, comme pour les transformateursde mesure. De même, il peut déjà fournirde l’électricité pendant la construction, si laligne HT est déjà sous tension.

› Réduction de l’impact sur l’environne-ment : Les TTSA font partie de la ligned’interconnexion HT, ils ne provoquentdonc pas un impact environnementalsupplémentaire. Cela est particulièrementimportant lorsqu’ils font partie d’un projetd’énergies renouvelables. Les unités sonthermétiquement scellées, ce qui évite les fuites de fl uide d’isolation dans l’environnement.

› Rentabilité : Par rapport aux autresalternatives, les TTSA sont, dans la plupart descas, considérés comme une solution rentable.Les coûts d’installation sont généralementmoins élevés, et le coût sur la durée de vie estnettement inférieur, car il n’est pas nécessairede payer l’énergie à des tiers.

› Conception robuste. Basé sur destransformateurs de mesure et testé selonles mêmes normes pour garantir la mêmehaute fi abilité que tout transformateur demesure inductif de tension.

› Fourniture de services auxiliaires indépendants. L’utilisateur ne doit pas compter sur des tiers, tels que les services de distribution, les fournisseurs de carburant, etc.

› Sécurité et liberté garantie concernantle transformateur de puissance. Letransformateur de puissance est le noyaudes sous-stations et les applications BTsont généralement moins fi ables, doncil y a moins de risques d’exploitation sil’enroulement tertiaire n’est pas utilisé pourles services auxiliaires. En outre, s’il existedéjà un enroulement tertiaire, il peut êtreutilisé pour d’autres applications.

› Avantages sociaux : Électrifi cationdes zones rurales isolées, alimentation d’urgence après des catastrophes naturelles...

› Flexibilité de la conception : Diff érentestensions secondaires disponibles. Enroulements secondaires indépendants. Systèmes secondaires triphasés/monophasés utilisant 3, 2 ou 1 TTSA.

› Source d’alimentation autonome etexclusive directement à partir de la lignede transmission

› Haute performance sismique.

› Décharge de la ligne : Les TTSA peuventégalement être utilisés pour la déchargedes lignes, ce qui peut être intéressant s’ilssont situés à l’entrée des lignes dans lasous-station.

COMPARAISON ENTRE LES TTSA ET LES SOLUTIONS CONVENTIONNELLES POUR FOURNIR L’ÉNERGIE AUXILIAIRE

Coût initial

Coût lors de la durée de vie

Fiabilité MaintenanceImpact

environnementalTemps de mise

en serviceIndépendance

TTSA oo - ooo - - o ooo

Ligne de distribution +

Transformateur distribution

ooo o oo o oo ooo o

Générateur diesel

o ooo oo oo ooo o o

PT Tertiaire

oo - ooo o - oo ooo



Isolation papier huilé : modèle UTP jusqu’à 362 kV et 333 kVA.

TRANSFORMATEURS DE TENSION POUR SERVICES AUXILIAIRES > Série UTP

SÉRIE UTP

1

2

3

8

7

5

12 11

10

6

1. Indicateur de niveau d’huile2. Borne primaire3. Compensateur de volume d’huile4. Borne condensatrice5. Isolant6. Enroulement primaire7. Noyau8. Enroulements secondaires9. Bornes secondaires10. Bornier secondaire11. Prise d’échantillons d’huile12. Borne de mise à la terre

4

9


Les TTSA isolés par papier huilé sont composés d’un noyau magnétique situé à l’intérieur d’une cuve métallique sur laquelle sont enroulés les bobinages primaires et secondaires. La tension primaire est conduite par une borne formée d’un ensemble de blindages et de couches de papier isolant imprégné d’huile. Il existe un système de compensation de l’huile qui régule effi cacement les changements de volume de l’huile principalement causés par la température. L’huile peut être analysée grâce à une prise d’échantillon d’huile située sur le réservoir.

CONCEPTION ET FABRICATION

TRANSFORMATEURS DE TENSION POUR SERVICES AUXILIAIRES > Série UTP

OPTIONS:

› Isolant en porcelaine ou synthétique.

› Terminal pour contrôle de l’isolementprincipal (mesure de tangente delta).

› Sonde pour contrôle de la températureintérieure.

› Valve de surpression avec possibilité deconnexion à des systèmes SCADA.

› Secondaires supplémentaires pour mesureet/ou protection.

› Prises pour réglage de tension.

Cette série est nommée par les lettres UTP suivies de 3 chiff res qui correspondent à la tension de service maximale pour laquelle elle a été conçue.

Le tableau présente la gamme actuellement fabriquée par ARTECHE. Ces caractéristiques ne sont qu’indicatives. ARTECHE peut fabriquer ces transformateurs conformément à n’importe quelle norme nationale ou internationale.

GAMME

Isolation papier huilé > Modèle UTP

Modèle

Tension maximumde service

(kV)

Tensions d’essai Puissance de sortie maximum par phase

(KVA)

Lignede fuitestandard

(mm)Fréquenceindustrielle

(kV)

Impulsion(BIL)(kVp)

Manœuvre (kVp)

UTP-123 123 230 550 - 100 4 525

UTP-145 145 275 650 - 100 4 525

UTP-170 170 325 750 - 100 5 285

UTP-245 245395 900

- 333 6 125460 1 050

UTP-362 362510 1 175

950 167 9 050575 1 300


Isolation gaz :modèle UG jusqu’à 550 kV et 125 kVA.

SÉRIE UG

1. Borne primaire2. Dispositif de libération de pression3. Électrode haute tension4. Isolant (porcelaine ou silicone)5. Électrode basse tension6. Enroulements primaires7. Enroulements secondaires8. Noyau9. Bornier secondaire10. Valve de remplissage de gaz

8

3

4

9

1

5

10

2

6

7

TRANSFORMATEURS DE TENSION POUR SERVICES AUXILIAIRES > Série UG


Les TTSA isolés avec du gaz sont composés d’un noyau magnétique situé à l’intérieur d’une cuve métallique sur laquelle sont enroulés les bobinages primaires et secondaires. Pour ces bobinages, on utilise des câbles électriques résistants à la chaleur avec revêtement de résine synthétique et une pellicule de plastique à haute résistance diélectrique, grande résistance à la chaleur et forte résistance mécanique. Le gaz SF

6 et la pellicule de plastique sont le moyen

d’isolation entre les couches de bobinage. Une valve d’entrée pour le gaz SF

6 est située sur le

côté du réservoir, et il existe des dispositifs de monitoring pour la pression de gaz.

Isolant synthétique qui sécurise le transport et le service.

Le transformateur est équipé d’un densimètre à compensation de température avec deux niveaux d’alarme qui peuvent être reliés à l’équipement de contrôle pour une surveillance à distance. En cas de chute de la pression de service, le PVT peut toujours supporter la tension nominale avec la pression atmosphérique interne du gaz.

CONCEPTION ET FABRICATIONConception sûre, classe d’arc interne II selon la norme IEC 61869, grâce à :

› Parties actives situées à l’intérieur du réser-voir métallique, séparées de l’isolateur.

› Dispositif de décharge de pression situé sur la partie supérieure.

› Connexions électriques résistantes aux courts-circuits.

Conception pensée pour minimiser le volume, la pression ainsi que les fuites de gaz, avec un taux de fuite <0,5 %/an (valeurs inférieures disponibles sur demande), réduisant ainsi son impact sur l’environnement.

Réservoirs et isolants conçus, fabriqués et testés conformément aux normes internationales de récipients sous pression.

OPTIONS :

› Sonde pour contrôle de la température intérieure.

› Signal de monitoring de la valeur réelle de la pression

› Secondaires supplémentaires pour mesure et/ou protection.

Cette série est nommée par les lettres UG suivies de 2 ou 3 chiffres qui correspondent à la tension de service maximale pour laquelle elle a été conçue.


GAMME

Isolation gaz > Modèle UG

Modèle


(kV)


(KVA)



(kV)

Impulsion(BIL)(kVp)

Manœuvre (kVp)

UG-72 72,5 140 325 - 75 1 800

UG-145

123 230 550 - 125 3 125

145 275 650 - 125 3 625

UG-245

325 750 - 125 4 230

245 460 1 050 - 125 6 125

300 460 1 050 850 125 7 350

UG-420

362 510 1 175 950 125 9 050

420 630 1 425 1 050 125 10 300

UG-550 550 680 1 550 1 175 125 13 750

Pour des valeurs détaillées, veuillez consulter Arteche.

Pour des valeurs de puissance nominale plus élevées, consultez Arteche.

TRANSFORMATEURS DE TENSION POUR SERVICES AUXILIAIRES > Série UG


Isolation papier huilé : modèle UTY jusqu’à 245 kV et 16 kVA.

SÉRIE UTY

1. Couvercle supérieur2. Compensateur de volume d’huile3. Indicateur de niveau d’huile4. Isolant5. Borne condensatrice6. Enroulements primaires7. Enroulements secondaires8. Noyau9. Huile isolante10. Bornier secondaire11. Borne de mise à la terre

11

10

7

6

8

3

1

2

4

5

9

TRANSFORMATEURS DE TENSION POUR SERVICES AUXILIAIRES > Série UTY


Les TTSA isolés par papier huilé sont composés d’un noyau magnétique situé à l’intérieur d’une cuve métallique sur laquelle sont enroulés les bobinages primaires et secondaires. La tension primaire est conduite par une borne formée d’un ensemble de blindages et de couches de papier isolant imprégné d’huile. Il existe un système de compensation de l’huile qui régule effi cacement les changements de volume de l’huile principalement causés par la température. L’huile peut être analysée grâce à une prise d’échantillon d’huile située sur le réservoir.

CONCEPTION ET FABRICATIONOPTIONS:

› Isolant en porcelaine ou synthétique.

› Terminal pour contrôle de l’isolementprincipal (mesure de tangente delta).

Cette série est nommée par les lettres UTY suivies de 2 ou 3 chiff res qui correspondent à la tension de service maximale pour laquelle elle a été conçue.


GAMME

Isolation papier huilé > Modèle UTY

Modèle


(kV)


(KVA)



(kV)

Impulsion (BIL) (kVp)

Manœuvre (kVp)

UTY-72 72,5 140 325 - 10 1 825

UTY-145 145 275 650 - 16 3 625

UTY-245 245 460 1 050 - 10 6 125

TRANSFORMATEURS DE TENSION POUR SERVICES AUXILIAIRES > Série UTY

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