Guide des équipements et protections d'un poste CT

Distribution et éléments d'un poste de transformation

On appelle appareillage électrique tout équipement ou appareil permettant de commander le système électrique à volonté.

Rôles de l'enveloppe du poste (CT)

L'enveloppe (intérieure ou extérieure) du poste de transformation (CT) assure les fonctions suivantes :

• Manœuvres du circuit.
• Transformation de l'énergie.
• Protection des personnes et des biens.

Installations complémentaires requises

Pour atteindre ces objectifs, l'enceinte où l'appareillage est placé exige des installations supplémentaires telles que :

• Installation de mise à la terre.
• Installation de protection contre l'incendie.
• Ventilation.
• Installation d'éclairage du CT.

Éléments constitutifs du poste

Les éléments du CT sont :

• Isolants : des pièces en matériau isolant sont utilisées pour soutenir ou maintenir les conducteurs et l'appareillage.

Les matériaux utilisés pour les isolants de l'appareillage d'intérieur du CT sont la stéatite et la résine époxy. Ils sont choisis en raison de leur grande capacité à supporter les contraintes mécaniques importantes lors de l'ouverture et de la fermeture de l'appareillage.

Jeu de barres : il se compose de bandes de cuivre dont le calcul est effectué avec simplicité. La puissance et la longueur réduisent la densité de courant selon la formule : d = I / S, d'où S = I / d (en mm²).

Toutefois, le calcul mécanique doit tenir compte des forces électrodynamiques de flexion qui se produisent dans les barres en conditions de court-circuit.

Conducteurs : l'entrée du CT se fait par des conducteurs isolés, dimensionnés selon la tension d'entrée de la ligne, se connectant aux bornes et connecteurs de la cellule.

Interrupteur : ce dispositif est conçu pour couper l'alimentation afin d'effectuer l'ouverture et la fermeture du circuit en charge. Il peut fermer le courant nominal de la ligne, mais ne peut pas ouvrir un court-circuit.

Systèmes d'extinction d'arc

La coupure est assurée par un système d'extinction d'arc intégré à l'interrupteur. On distingue les types suivants :

• Cornes d'amorçage ou éclateurs.
• Soufflage magnétique.
• Bain d'huile (le plus courant), dit à "petit volume d'huile".
• Gaz SF6 (hexafluorure de soufre), préférable pour une meilleure coupure.

Pour ces appareils, outre les propriétés électriques et la tension nominale, il est essentiel de connaître leur pouvoir de coupure et de fermeture.

Caractéristiques de coupure et disjoncteurs

• Pouvoir de coupure : valeur du courant que l'appareil est capable d'interrompre sous une tension et des conditions prescrites, exprimée en MVA ou kA.
• Pouvoir de fermeture : valeur maximale de l'intensité lors de la fermeture ou de la remise à zéro.

Disjoncteur : l'interrupteur capable d'établir, de maintenir et d'interrompre le service nominal, ainsi que d'interrompre automatiquement des courants anormalement élevés, tels que les courts-circuits.

Il est utilisé pour protéger les installations et les transformateurs. Le fonctionnement de ces dispositifs, manuel ou automatique, est piloté par des bobines de relais de surintensité ou de manque de tension.

Une caractéristique majeure est son pouvoir de coupure, déterminé par l'emplacement de l'installation et la puissance de court-circuit disponible.

Sectionneur de mise à la terre : appareillage utilisé pour mettre à la terre une partie d'un circuit ou d'une installation.

Équipements de protection

Ce sont des appareils qui détectent les anomalies sur la ligne (surcharge, court-circuit) et ordonnent le déclenchement du disjoncteur. On utilise :

• Relais directs : excités par le courant de phase du transformateur. Lorsque l'intensité dépasse le seuil réglé, ils provoquent le déclenchement du circuit associé.
• Relais indirects : excités par une faible intensité, image du courant primaire, via des transformateurs de courant (TC) avec un rapport In/5A.

Dispositifs de protection du transformateur

Dans le transformateur, on utilise les dispositifs suivants :

Thermomètre : pour vérifier la température de l'huile des transformateurs MT. Toute anomalie produit de la chaleur. Il existe deux types :

• Thermomètre à colonne : placé sur le dessus des transformateurs de faible puissance, il consiste en une ampoule de verre contenant de l'alcool rouge avec une échelle graduée.
• Thermomètre à cadran (sphère) : en plus d'indiquer la température, il possède deux contacts : une alarme (T1) et un déclenchement (T2) pour déconnecter le transformateur.

Le relais Buchholz

Les incidents électriques ou anomalies affectant les enroulements des transformateurs immergés dans l'huile entraînent un dégagement gazeux. La composition du gaz varie selon le problème. On peut extraire ce gaz du relais pour analyse.

• 1er niveau (Alarme) : dommages mineurs comme un échauffement local, un contact entre spires ou une perte de phase. Les bulles s'accumulent, font baisser le niveau d'huile et activent le flotteur supérieur.
• 2ème niveau (Déclenchement) : dû à l'onde de choc et au jet de gaz massif en cas de court-circuit.

Il est installé sur le tuyau reliant la cuve du transformateur au conservateur (vase d'expansion), entre deux vannes. Il comprend des voyants pour le contrôle et la mesure des gaz.