STRUCTURES DES TABLEAUX DES CENTRALES ET DES POSTES ÉLECTRIQUES

1. STRUCTURES DES TABLEAUX DES CENTRALES ET DES POSTES ÉLECTRIQUES SEE - I

2. Le schéma du tableaux d’une centrale, d’un poste • tableaux (installations distributives) : • jeux de barres qui servent à recevoir et à distribuer l’énergie électrique • La structure électrique de l’installation distributive (tableaux ) représente d’une manière graphique les éléments de l’installation et les liaisons électriques entre eux par des symboles conventionnels en correspondance de leur réalisation pratique. • arrivées (entrées) - ils reçoivent l’énergie des alternateurs, des transformateurs d’alimentation ou des lignes qui viennent des autres centrales ou postes ; • départs (sorties) - les secteurs qui alimentent d’autres transformateurs, des consommateurs proches ou des lignes qui les relient aux réseaux .

3. Le schéma du tableaux d’une centrale, d’un poste • LES SCHÉMAS ÉLECTRIQUE SONT DE DEUX SORTES: • 1) schémas primaires- les réseaux par lesquels l’énergie électrique est transmise des sources aux sorties et consommateurs; • 2) schémas secondaires - les réseauxservant à mesurer, contrôler, bloquer et signaler et aussi à protéger par relais et à automatiser .

4. Le schéma du tableaux d’une centrale, d’un poste • les schémas représentant les structures du tableaux sont: • unifilaires (unipolaires -représentés par une ligne) et • trifilaires (tripolaires - représentés par trois lignes)

5. Le schéma du tableaux d’une centrale, d’un poste • LES SCHÉMAS SONT DE TROIS SORTES: • A) SCHÉMAS DE PRINCIPE (DE BASE) (ПРИНЦИПНИ) (fig.5.1); • A) SCHÉMAS COMPLETS (ПЪЛНИ) ; • C) SCHÉMAS OPÉRATIONNELS (ОПЕРАСТИВНИ) (fig.5.2).

6. Exigences pour les installations distributives et leurs schémas • 1. Sûreté • 2. Flexibilité • 3. Commodité de l’exploitation et sécurité de travail • 4. Économie Le degré élevé d’accomplissement de ces quatre exigences dépend de la catégorie des consommateurs alimentés

7. Le schéma du tableaux d’une centrale, d’un poste • un poste comporte : • - un, deux, voire trois jeux de barres • - des cellules L’ensemble des appareils de coupure ou d’isolement (disjoncteurs et sectionneurs), ainsi que l’appareillage de mesure et de protection propre à une liaison, sont regroupés dans une “cellule”.

8. Le schéma du tableaux d’une centrale, d’un poste • Schémas avec un disjoncteur (interrupteur) par connexion : • -Jeux de barres uniques • - Jeux de barres doubles Avantages et défauts • L’AMÉLIORATION DU JEU DE BARRES UNIQUE S’EFFECTUE PAR: • A) SECTIONNEMENT ET • B) PLACEMENT D’UNE BARRE BY-PASS.

9. Schémas avec un disjoncteur par connexion - -Jeux de barres uniques

10. Schémas avec un disjoncteur par connexion - Jeux de barres double

11. Schémas avec un disjoncteur par connexion - Jeux de barres avec jeux by-pass

12. Le schéma du tableaux d’une centrale, d’un poste • Schémas avec plus d’un disjoncteur (interrupteur) par connexion • Schémas avec 2, 1,5 et 1,33 disjoncteurs par liaison

13. Schémas avec plus d’un disjoncteur (interrupteur) par connexion

14. Le schéma du tableaux d’une centrale, d’un poste • Schémas des jeux de barres en anneau • (многоъгълни схеми) • Les disjoncteurs sont interconnectés et ils forment un contour fermé (boucle). Avantages: • les sectionneurs ne sont utilisés que comme des appareils de dépannage • investissements relativement bas Défauts • les appareils sont dimensionnés pour le régime plus lourd • si l’anneau est ouvert et si un court-circuit apparaît il se décompose • l’installation distributive en anneau ne peut pas être élargie sans réorganisation radicale

15. Schémas des jeux de barres en anneau

16. Schémas simplifiés • - Schémas de bloc : • BLOC ALTERNATEUR - TRANSFORMATEUR • BLOC ALTERNATEUR - TRANSFORMATEUR - LIGNE • BLOC TRANSFORMATEUR - LIGNE / LIGNE –TRANSFORMATEUR

17. Schémas de bloc

18. Schémas de pont

19. Le schéma du tableaux d’une centrale, d’un poste • Réalisation constructive des tableaux • 1. Selon la tension. Pour chaque tension est construite une ID • 2. D’après la protection des appareils contre l’influence atmosphérique : • a) ID extérieure • b) ID intérieures • 3. Selon la manière de construction

20. Schémas principaux des centrales électriques à condensation • Les particularités technologiques d’une centrale à condensation ont d’une importance essentielle pour le choix de leurs schémas principaux. On y utilise surtout des turbogénérateurs à une seule ligne d’arbre à puissance unitaire de 100 à 1600 MW. • Aux Etats Unis, au Canada, au Japon on utilise des groupes à deux lignes d’arbre et à puissance jusqu’à 2 400 MW . • Dans les centrales électriques à condensation on installe ordinairement quelques groupes thermiques (ordinairement du même type), donc leur puissance sommaire installée est élevée.

21. Schémas principaux des centrales électriques à condensation • Schémas à tension de générateur d’une centrale à condensation -réalisée en bloc générateur-transformateur sans installation distributive principale (главна разпределителна уредба). La liaison entre les groupes (blocs) et leur fonctionnement en parallèle sont réalisées au côté HT des transformateurs. • Dans des cas isolés on utilise des schémas en block générateur-transformateur-ligne. • Les auxiliaires sont alimentés par tension de générateur au moyen d’un transformateur pour auxiliaires, couplés à un branchement entre le générateur et le transformateur du bloc (voir la fig.3.2 et 3.3).

22. Schémas à tension de générateur d’une centrale à condensation

23. Schémas principaux des centrales électriques à condensation • Schémas des tensions supérieures. Les schémas de couplage des blocs des centrales à tensions élevées sont une partie du réseau électrique du système, donc ils influencentconsidérablement son fonctionnement. • Quand la puissance de la centrale est livrée à une tension élevée, tous les blocs sont connectés à l’installation distributive à cette tension (fig. 3.8) et il reste à choisir le type des blocs (sur la figure ce sont des blocs à un générateur et un transformateur).

24. Schémas principaux des centrales électriques à condensation • Quand les tensions supérieures sont deux – HT et MT , il est nécessaire d’établir, le type des blocs et leur répartition entre deux systèmes de barres, ainsi que la liaison entre les deux installations distributives - à HT et celle à MT. • Elle est dépendante (fig. 3.9) quand un ou deux générateurs sont liés aux autotransformateurs de bloc élévateurs, qui fonctionnent en même temps pour l’échange d’énergie entre les deux installations distributives. Ce schéma est appliqué en cas isolés de blocs à puissance jusqu’à 500 MW

25. Schémas principaux des centrales électriques à condensation - tensions supérieures

26. SCHÉMAS PRINCIPAUX DES CENTRALES ÉLECTRIQUES FORCE-CHALEUR • La puissance et le nombre des groupes ont leur effet sur le choix du schéma principal. La partie essentielle des turbines de chaleur en Bulgarie sont à puissance de 30 à 63 MW et à tension de générateur de 6,3 ou de 10,5 kV. Dans ce cas il est convenable de construire une ID pour cette tension et en alimenter les consommateurs locaux et les auxiliaires de la centrale.

27. SCHÉMAS PRINCIPAUX DES CENTRALES ÉLECTRIQUES FORCE-CHALEUR

28. SCHÉMAS PRINCIPAUX DES CENTRALES ÉLECTRIQUES FORCE-CHALEUR • Quand il y a une charge thermique très grande on utilise des turbines à puissance de 250 - 300 MW aux tensions plus grandes (en fonction des paramètres des générateurs). • Ordinairement ces centrales n’ont pas des installation distributive principale et elles transmettent leur puissance à la tension élevée.

29. SCHÉMAS PRINCIPAUX DES CENTRALES ÉLECTRIQUES FORCE-CHALEUR • LE SCHÉMA STRUCTURAL D’UNE CENTRALE ÉLECTRIQUE. F.-CH. AVEC DEUX CHAUDIÈRES K1 ET K2, DEUX TURBINES TB1 ET TB2, DEUX GÉNÉRATEURS G1 ET G2 ET DEUX TRANSFORMATEURS T1 ET T2 EST MONTRÉ SUR LA FIG. 3.12. LES CHAUDIÈRES ONT UNE LIAISON TRANSVERSALE (QUI EST POSSIBLE QUAND ELLES ONT DES PARAMÈTRES ÉGAUX). CELA PERMET QU'ELLES SOIENT PLUS NOMBREUSES QUE LES TURBINES ET DE CETTE MANIÈRE LA SÛRETÉ ET LA FLEXIBILITÉ DU SCHÉMA THERMIQUE AUGMENTE. • ICI UNE IDP À TENSION DE 6 - 10 KV EST CONSTRUITE D’OÙ ON ALIMENTE LES CONSOMMATEURS LOCAUX ET LES AUXILIAIRES DE LA CENTRALE. LA PUISSANCE SUPERFLUE SE TRANSMET PAR LES T1 ET T2 À L’ID HT. SA TENSION EST PLUS SOUVENT DE 110 KV ET PLUS RAREMENT DE 220 KV ET LE NOMBRE DES BRANCHEMENTS EST PETIT - DE 2 À 4. IL EST POSSIBLE QUE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE SOIT TRANSPORTÉE EN DIRECTION INVERSE - D’ID HT À L’IDP, QUAND IL Y A AUX BARRES D’IDP UN MANQUE DE PUISSANCE POUR ALIMENTER DE CHARGE LOCALE OU AUXILIAIRE.

30. Schémas de l’installation distributive à tension de générateurDES CENTRALES ÉLECTRIQUES FORCE-CHALEUR • Pour les ID des centrales force-chaleur à puissance des groupes jusqu’à 63 MW et à tension de générateur de 6-10 kV il est rationnel de préférer le schéma à un seul branchement d’une connexion (еднократно свързване на присъединенията) • Beaucoup de centrales de ce type sont réalisées par un système de barre double. Une de ces barres est sectionné selon le nombre des générateurs. Il y a des ID où deux systèmes de barre sont sectionnés. • Les courants de court-circuit très élevés sont typiques pour ce type de schéma et c’est pourquoi on y utilise des réacteurs ou le travail séparé des sections de l’IDP.

31. Schémas à tensions élevéesDES CENTRALES ÉLECTRIQUES FORCE-CHALEUR • Les centrales force-chaleur ont ordinairement une tension élevée de 110 kV, et parfois - de 220kV, mais par exception toutes les deux. On recommande tous les schémas à liaison unitaire de branchements/connexions et surtout - les schémas à barre by-pass, parfois - de pont ou en polygone.

32. Schémas à tensions élevéesDES CENTRALES ÉLECTRIQUES FORCE-CHALEUR • UN SCHÉMA-EXEMPLE D’UNE TELLE CENTRALE EST MONTRÉ SUR LA FIG. 3.13. LA TENSION ÉLEVÉE EST DE 110 KV ET L’ID À TELLE TENSION EST RÉALISÉE EN QUADRANGLE. LA TENSION DE L’IDP EST DE 10 KV. LE SYSTÈME DE BARRE EST UNIQUE, SECTIONNÉ EN TROIS SECTIONS - B1, B2 ET B3, ALIMENTÉES PAR LES GÉNÉRATEURS G1, G2 ET G3 RESPECTIVEMENT. POUR LIMITER LES COURANTS DE COURT-CIRCUIT DANS L’IDP, LES RÉACTEURS LRB1 ET LRB2 SONT LIÉS ENTRE LES SECTIONS. CE SCHÉMA A UNE APPLICATION TRÈS ÉTENDUE AUJOURD’HUI.

33. Schémas principaux des centrales électriques nucléaires • La partie dominante des centrales atomiques dans le monde sont des centrales à condensation avec une puissance atteignant 1 500 MW. Pour cette raison leurs schémas ne diffèrent pas de celles des centrales thermiques à condensation tant à tension de générateur qu’à tension supérieure. Les exigences sont aussi les mêmes sauf les critères pour la sûreté de travail des auxiliaires, du contrôle du processus technologique et de sécurité du personnel.

34. Schémas principaux des centrales électriques nucléairesLes schémas à tension de générateur • Les schémas à tension de générateur sont construits selon le principe de bloc (en tranches) - générateur - transformateur. • Pour augmenter la sûreté du bloc unique avec un transformateur à deux enroulements, on met un disjoncteur de générateur et le transformateur de travail pour les auxiliaires est couplé au branchement entre le disjoncteur et le transformateur du bloc . • On n’y construit pas d’IDP et toute l’énergie électrique produite, excepté les dépenses des auxiliaires, est livrée au système à tension élevée.

35. Schémas principaux des centrales électriques nucléairesLes schémas à tension supérieure • Les facteurs qui influencent le choix de l’IDP : • la puissance et • le nombre des groupes, • les tensions des ID à HT, • la puissance d’échange entre les ID à différentes tensions, • les courants de court-circuit et la nécessité de les limiter.

36. Schémas principaux des centrales électriques nucléairesLes schémas à tension supérieure • C’est à la tension élevée que sont appliqués les mêmes schémas, utilisés dans les centrales thermiques: • des schémas d’une ou deux barres et une barre by-pass pour les tensions de 110 kV et 220 kV et • pour les tensions de 220 kV ou plus grandes - des schémas de plus d’un disjoncteur par connexion (1,5 et 1,33), d’un ou de deux polygones. • Le schéma de principe avec trois tensions supérieures 110 kV, 220 kV et 400 kV est montré sur la fig. 3.16.

37. Schémas principaux des centrales électriques nucléaires

38. SCHÉMAS PRINCIPAUX DES CENTRALES HYDROÉLECTRIQUES • Les facteurs qui influencent la structure du schéma sont: • - le nombre et le type des groupes • - la place de la centrale • - son importance pour le SEE, • - la configuration du réseau local, • - les lignes électriques vers le système, • - le nombre des tensions supérieures, • - les régimes de travail de la centrale hydroélectrique, • - les exigences pour la sûreté du schéma, • - les dépenses annuelles.

39. SCHÉMAS PRINCIPAUX DES CENTRALES HYDROÉLECTRIQUES

40. SCHÉMAS PRINCIPAUX DES CENTRALES HYDROÉLECTRIQUES • Selon le principe de leur construction il y a quelques types de schémas: • - à barres à tension de générateur, • - à blocs fonctionnant en parallèle à tension élevée, • - à blocs qui fonctionnent en parallèle aux deux tensions élevées (liés ou séparés un de l’autre), • - à blocs générateur - transformateur - ligne, • - etc. • Un schéma de principe est montré sur la fig. 3.17.C’est le système de barre unique le plus répandu, qui est sectionné par un disjoncteur en deux sections.

41. SCHÉMAS PRINCIPAUX DES CENTRALES HYDROÉLECTRIQUES • Pour les centrales hydroélectriques à moyenne ou grande puissance et souvent à petite puissance on construit les schémas à tension de générateur en tranches. • Les exigences pour les schémas à tension supérieure y sont les mêmes que celles des centrales à condensation. • Les blocs sont reliés en parallèle à une ou rarement à deux tensions supérieures. La liaison entre eux est réalisée par un autotransformateur. Elle est nécessaire quand il y a un échange de la puissance.

42. SCHÉMAS PRINCIPAUX DES CENTRALES HYDROÉLECTRIQUESLes schémas à tension supérieure • sont préférables : • * les schémas de pont, • * les schémas à un ou deux systèmes de barre sectionnés ou non à ne barre by-pass.

43. SCHÉMAS PRINCIPAUX DES CENTRALES HYDROÉLECTRIQUESSchémas des centrales à pompage- turbinage • Un schéma de principe d’une centrale à pompage-turbinage est montré sur la fig. 3.19. Le schéma à tension de générateur est en tranches à deux blocs (окрупнени) à deux générateurs par transformateur. Les transformateurs T1 et T2 sont des groupes triphasés de trois transformateurs monophasés et à indice horaire 11 - 0 pour une tension élevée de 400 kV et avec un réglage en charge. • Dans les circuits, entre chaque générateur et le transformateur du bloc sont liés deux fois par deux disjoncteurs QS1 et QS2 pour l’inversion des directions de rotation en régime de turbine et en régime de pompage (par un changement des places des deux des phases).

44. SCHÉMAS PRINCIPAUX DES CENTRALES HYDROÉLECTRIQUESSchémas des centrales à pompage- turbinage • Le schéma à tension élevée de 400 kV est en quadrangle et la liaison avec le SEE est réalisée par deux lignes électriques W1 et W2.

45. Schémas des centrales à pompage- turbinage

46. Schémas principaux de postes • Au côté de HT on peut utiliser tous les schémas des ID. Pour les grands postes des SEE on utilise : • les schémas à 1,5 disjoncteurs pour branchement, • les schémas en polygone et • les schémas de bloc transformateur-barres. Ils peuvent être agrandis et transformés. Pour les postes à un transformateur au bout des lignes tous les schémas convenables sont montrés sur la figure 3.20 et pour les postes à deux transformateurs et à tension de 110 et 220 kV avec deux ou trois branchements de lignes schémas en pont - sur la fig.3.21.

47. Schémas principaux de postes • En fonction du nombre des branchements à côté 6 - 20 kV on recommande: * les schémas à système de barre unique (jusqu’à 6 branchements), * les schémas uniques sectionnés (au-dessus de 6 branchements), * les schémas doubles de barre (de 5 à 10 branchements), * les schémas doubles sectionnés (au-dessus de 10 branchements).

48. AUXILIAIRES DES CENTRALES ÉLECTRIQUES

49. AUXILIAIRES DES CENTRALES ÉLECTRIQUES • Pourmaintenir le fonctionnement normal de l’équipement principal des centrales électriques (comme chaudières, piles atomiques, turbines, générateurs, transformateurs) et des systèmes d’asservissement (préparation et avancement de l’eau et du combustible, refroidissement, ventilation, etc.) on utilise un complexe de mécanismes accessoires, des appareillages, dispositifs et installations, qui forment le système d’auxiliaires d’unecentrale.

50. Auxiliaires des centrales électriques et des postes Les éléments principaux les plus répandus dans le système d’auxiliaires sont les groupes, composés • d’une machine de travail (pompe, ventilateur, broyeur, etc.) et • d’un mécanisme d’entraînement . On utilise ordinairement - des électromoteurs synchrones et asynchrones triphasés, dont la charge atteint 90% de la charge sommaire des auxiliaires de la centrale; - les moteurs à courant continu, - l’éclairage et - les appareils calorifiques - moteurs synchrones, - turbines à vapeur ou à gaz.