FR3012690A1

FR3012690A1 - MODULE FOR PSEM

Info

Publication number: FR3012690A1
Application number: FR1360606A
Authority: FR
Inventors: Christophe Rech; Bernard Gelloz
Original assignee: Alstom Technology AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-05-01

Abstract

Module pour poste sous enveloppe métallique (PSEM) comportant une cuve (11) de direction générale déterminée (XX'), un appareil de coupure (9) logé dans la cuve (11), une enveloppe annexe (12), un dispositif de manœuvre (22, 23c) logé dans l'enveloppe (12), l'appareil de coupure (9) comportant deux organes conducteurs (16a, 16b) et un organe mobile (24), l'appareil (9) admettant une position fermée et une position ouverte, le dispositif de manœuvre (22, 23c) étant prévu pour actionner l'appareil de coupure (9) entre ses deux positions, la cuve (11) comportant deux ouvertures d'extrémité (13a, 13b) opposées l'une à l'autre selon la première direction déterminée (XX'), l'enveloppe annexe (12) étant montée sur l'une d'elles (13a, 13b).Module for a metal-enclosed station (PSEM) comprising a vessel (11) of determined general direction (XX '), a cut-off device (9) housed in the tank (11), an auxiliary envelope (12), a maneuvering device (22, 23c) housed in the casing (12), the cut-off apparatus (9) comprising two conductive members (16a, 16b) and a movable member (24), the apparatus (9) admitting a closed position and an open position, the operating device (22, 23c) being provided for actuating the switchgear (9) between its two positions, the tank (11) having two opposite end openings (13a, 13b) one to the other in the first determined direction (XX '), the envelope annex (12) being mounted on one of them (13a, 13b).

Description

MODULE POUR PSEM DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention porte sur une structure de 5 postes électriques à haute ou moyenne tension sous enveloppe métallique à isolation gazeuse (PSEM), encore appelés GIS (Gas-Insulated Substations). Les postes de ce type comportent des appareillages, par exemple des sectionneurs de barre ou des sectionneurs de mise à la 10 terre. De tels appareillages sont généralement isolés les uns des autres à l'hexafluorure de soufre (SF6) dans des cuves sous pression. L'invention porte plus particulièrement sur la structure d'une telle cuve. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE 15 Un sectionneur comporte par exemple deux organes conducteurs en forme de bulbe et un tube mobile de contact. Le tube mobile admet une position rétractée dans laquelle le sectionneur est ouvert, et une position déployée dans laquelle le courant circule 20 entre les deux organes conducteurs, le sectionneur étant fermé. A l'heure actuelle, une cuve de PSEM prévue pour un tel sectionneur comporte deux ouvertures à travers lesquelles un conducteur respectif provenant de 25 l'extérieur de la cuve est relié à chacun des bulbes. La cuve présente en outre une troisième ouverture qui se trouve dans l'axe de la direction générale de coulissement. Le tube peut être actionné à coulissement d'une position à l'autre à l'aide d'un système de commande pénétrant dans la cuve par cette troisième ouverture. Il existe un besoin non résolu de flexibilité d'utilisation de cette cuve de PSEM. La présente demande vise à offrir une cuve ou un système de cuves de PSEM qui offre une flexibilité d'usage accrue. EXPOSÉ DE L'INVENTION Ainsi, l'invention porte sur un module pour poste sous enveloppe métallique (PSEM) comportant une cuve s'étendant selon une première direction déterminée, un appareil de coupure électrique logé dans la cuve, une enveloppe annexe, un dispositif de manoeuvre logé dans l'enveloppe annexe, l'appareil de coupure comportant deux organes conducteurs et un organe mobile de contact, l'appareil de coupure admettant une position fermée, dans laquelle l'organe mobile est dans une position déployée dans laquelle il connecte électriquement les deux organes conducteurs, et une position ouverte, dans laquelle le courant est interrompu, l'organe mobile étant dans une position rétractée dans laquelle il est séparé de l'un des deux organes conducteurs, le dispositif de manoeuvre étant prévu pour actionner l'appareil de coupure entre ses deux positions, la cuve comportant deux ouvertures d'extrémité opposées l'une à l'autre selon la première direction déterminée, l'enveloppe annexe étant montée sur l'une parmi les deux ouvertures d'extrémité.30 Dans le but d'avoir un PSEM économique, il est intéressant d'avoir la possibilité de positionner les commandes de manoeuvre des appareils de coupure là où l'emplacement est disponible et là où l'accès est le plus facile notamment pour les sectionneurs et sectionneurs de terre ; cela de façon à avoir le PSEM le plus compact et le plus accessible possible. Grâce à l'invention, le dispositif de manoeuvre peut être monté d'un côté ou de l'autre de la cuve en fonction de l'architecture du poste et/ou de la place disponible à proximité de l'installation. L'invention permet ainsi une grande adaptabilité et une maîtrise des coûts, une cuve pouvant être utilisée dans plusieurs configurations.TECHNICAL FIELD The invention relates to a structure of five gas-insulated metal-enclosed high or medium voltage electrical substations (PSEM), also called Gas-Insulated Substations (GIS). Substations of this type include apparatus, for example bar disconnectors or earthing switches. Such equipment is generally isolated from each other with sulfur hexafluoride (SF6) in pressure vessels. The invention relates more particularly to the structure of such a tank. STATE OF THE PRIOR ART A disconnector comprises, for example, two bulbous conductor members and a movable contact tube. The movable tube has a retracted position in which the disconnector is open, and an extended position in which current flows between the two conductive members, the disconnector being closed. At present, a PSEM tank provided for such a disconnector has two openings through which a respective conductor coming from outside the tank is connected to each of the bulbs. The tank further has a third opening which lies in the axis of the general direction of sliding. The tube can be slidably actuated from one position to another by means of a control system penetrating the vessel through this third opening. There is an unresolved need for flexibility in using this SEM tank. The present application aims to provide a tank or tank system of PSEM which offers increased flexibility of use. DISCLOSURE OF THE INVENTION Thus, the invention relates to a module for a metal-enclosed station (PSEM) comprising a vessel extending in a first determined direction, an electrical breaking device housed in the tank, an auxiliary envelope, a device operating mechanism housed in the auxiliary envelope, the switching device comprising two conductive members and a movable contact member, the switching device admitting a closed position, in which the movable member is in an extended position in which it connects electrically the two conductive members, and an open position, in which the current is interrupted, the movable member being in a retracted position in which it is separated from one of the two conductive members, the operating device being designed to actuate the switchgear between its two positions, the tank having two end openings opposite to each other in the first direction The outer casing is mounted on one of the two end openings. In order to have an economic SEMC, it is interesting to have the possibility of positioning the operating controls of the cutting devices there. where the location is available and where access is easiest, especially for disconnectors and disconnectors; this in order to have the most compact and accessible PSEM possible. Thanks to the invention, the operating device can be mounted on one side or the other of the tank depending on the architecture of the station and / or the available space near the installation. The invention thus allows great adaptability and cost control, a tank that can be used in several configurations.

Avantageusement, l'appareil de coupure comporte une structure de guidage selon une direction de translation de l'organe mobile entre ses positions rétractée et déployée, la direction déterminée étant alignée avec la direction de translation.Advantageously, the cutoff device comprises a guide structure in a direction of translation of the movable member between its retracted and deployed positions, the determined direction being aligned with the direction of translation.

Avantageusement, un premier parmi les deux organes conducteurs est pourvu d'un conduit dans lequel est logé l'organe mobile de contact dans sa position rétractée. Avantageusement, un deuxième parmi les deux 25 organes conducteurs est pourvu d'un trou dans lequel est logé l'organe mobile de contact dans sa position déployée. Le module de PSEM comporte avantageusement deux ouvertures transversales, chacune orientée selon 30 une direction respective transversale à la première direction déterminée, un conducteur respectif s'étendant hors de la cuve à travers chaque ouverture transversale Avantageusement, la cuve est remplie de SF6 ou d'un gaz ou mélange de gaz isolant électriquement.Advantageously, a first of the two conductive members is provided with a conduit in which is housed the movable contact member in its retracted position. Advantageously, a second of the two conductive members is provided with a hole in which is housed the movable contact member in its deployed position. The PSEM module advantageously comprises two transverse openings, each oriented in a respective direction transverse to the first determined direction, a respective conductor extending out of the vessel through each transverse opening. Advantageously, the vessel is filled with SF6 or an electrically insulating gas or gas mixture.

Alternativement, la cuve est du type sous vide. Avantageusement, l'appareil de coupure est un sectionneur. Le module de PSEM peut en plus comporter un sectionneur de mise à la terre. L'invention porte également sur un poste sous enveloppe métallique comportant un module tel que décrit ci-dessus. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une section longitudinale d'un premier assemblage d'une cuve de PSEM d'un type nouveau et comportant un sectionneur, et d'une cuve secondaire ; - la figure 2 est une section longitudinale d'un deuxième assemblage de la cuve de PSEM de la figure 1, et de la cuve secondaire.Alternatively, the tank is of the vacuum type. Advantageously, the breaking device is a disconnector. The PSEM module may further include an earthing switch. The invention also relates to a metal-enclosed station comprising a module as described above. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood and other characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly on reading the description which follows, given by way of nonlimiting example and with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a longitudinal section of a first assembly of a PSEM tank of a new type and having a disconnector, and a secondary tank; - Figure 2 is a longitudinal section of a second assembly of the PSEM tank of Figure 1, and the secondary tank.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS La figure 1 montre une cuve 11 de PSEM et une cuve secondaire 12 montées l'une à l'autre en un premier assemblage 10a. La figure 1 est une vue en section dans un plan vertical, le haut de la figure correspondant au haut de la cuve 11. Ici, les deux cuves 11 et 12 sont remplies de gaz SF6 ou d'un autre gaz isolant sous pression. La cuve 11 est ici de forme allongée horizontalement et s'étend selon une direction générale XX'. La cuve 11 comporte deux ouvertures longitudinales 13a et 13b, respectivement disposées à gauche et à droite dans le mode de réalisation représenté. La cuve 11 comporte ici en outre deux ouvertures supplémentaires : une ouverture inférieure 14a et une ouverture arrière 14c. Chaque ouverture 13a, 13b, 14a et 14b comporte ici un rebord, par exemple 15a et 15b dans le cas des ouvertures 13a et 13b ou une bride, par exemple 15c dans le cas de l'ouverture 14a. Ces brides et rebords 15a à 15c forment chacun une surface plane contre laquelle est montée par exemple mais non limitativement une surface plane correspondante d'une autre cuve de PSEM sous pression ou encore un couvercle étanche aux fluides (non représenté). Dans l'assemblage 10a, la cuve 12 est montée sur l'ouverture 13a, à gauche sur la figure 1. Un sectionneur 9 est disposé dans la cuve 11. Le sectionneur 9 comporte deux organes conducteurs 30 en forme de bulbe 16a et 16b, un contact mobile 24 et deux bielles 21 et 22.DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS FIG. 1 shows a tank 11 of PSEM and a secondary tank 12 mounted to each other in a first assembly 10a. Figure 1 is a sectional view in a vertical plane, the top of the figure corresponding to the top of the tank 11. Here, the two tanks 11 and 12 are filled with SF6 gas or other insulating gas under pressure. The tank 11 is here of horizontally elongate shape and extends in a general direction XX '. The tank 11 has two longitudinal openings 13a and 13b respectively arranged on the left and right in the embodiment shown. The tank 11 here further comprises two additional openings: a lower opening 14a and a rear opening 14c. Each opening 13a, 13b, 14a and 14b here comprises a flange, for example 15a and 15b in the case of the openings 13a and 13b or a flange, for example 15c in the case of the opening 14a. These flanges and flanges 15a to 15c each form a flat surface against which is mounted for example but not limited to a corresponding flat surface of another pressure PSEM tank or a fluid-tight cover (not shown). In the assembly 10a, the tank 12 is mounted on the opening 13a, on the left in FIG. 1. A disconnector 9 is arranged in the tank 11. The disconnector 9 comprises two bulbous conductor members 16a and 16b, a movable contact 24 and two connecting rods 21 and 22.

Le bulbe 16a présente un conduit de guidage en translation 17a le traversant d'une extrémité à l'autre selon la direction XX'. Le bulbe 16b présente un trou 17b ne débouchant ici que du côté du bulbe 16a, en vis-à-vis du conduit 17a. Le bulbe 16a présente une portion cylindrique 18b en saillie d'un épaulement 18a. Un isolant support 20a est monté contre le bulbe 16a. Plus précisément, l'isolant support 20a est monté en butée contre l'épaulement 18a, la portion cylindrique 18b venant dans un orifice central de l'isolant support 20a, un disque conducteur 19 étant lui-même fixé contre la portion cylindrique de manière à prendre en sandwich l'isolant support 20a en sa partie centrale. Le pourtour de l'isolant support 20a est par ailleurs arrangé de manière à être pris en sandwich entre le rebord 15c et par exemple une bride d'une autre cuve non représentée. A l'arrière-plan de la figure 1, un isolant 20 support 20b est monté contre le bulbe 16b et l'ouverture 14b. Le contact mobile 24, ou tube mobile de contact 24, est ici de diamètre externe semblable au diamètre interne du conduit 17a. D'une manière 25 générale, le contact 24 est logé dans le conduit 17a et s'étend longitudinalement selon la direction XX'. Le contact 24 est monté à rotation sur la bielle 21 par un ergot 23a. La bielle 21 est ici isolante. La bielle 21 s'étend jusque dans la cuve 12 30 où elle est elle-même montée à rotation sur la bielle 22 par un ergot 23b.The bulb 16a has a translational guide duct 17a passing from one end to the other in the direction XX '. The bulb 16b has a hole 17b opening here only on the side of the bulb 16a, vis-à-vis the conduit 17a. The bulb 16a has a cylindrical portion 18b projecting from a shoulder 18a. An insulating support 20a is mounted against the bulb 16a. More specifically, the support insulator 20a is mounted abutting against the shoulder 18a, the cylindrical portion 18b coming into a central orifice of the support insulator 20a, a conductive disc 19 being itself fixed against the cylindrical portion so as to sandwich the insulating support 20a in its central part. The periphery of the insulating support 20a is also arranged so as to be sandwiched between the flange 15c and for example a flange of another tank not shown. In the background of FIG. 1, a support insulator 20b is mounted against the bulb 16b and the opening 14b. The movable contact 24, or movable contact tube 24, is here of external diameter similar to the internal diameter of the conduit 17a. In a general manner, the contact 24 is housed in the conduit 17a and extends longitudinally along the direction XX '. The contact 24 is rotatably mounted on the connecting rod 21 by a lug 23a. The connecting rod 21 is here insulating. The rod 21 extends into the vessel 12 30 where it is itself rotatably mounted on the rod 22 by a lug 23b.

La bielle 22 est montée en prise sur un arbre de commande 23c. La rotation de l'arbre de commande 23c permet, par l'intermédiaire du jeu de bielles 21 et 22, 5 la translation du contact 24 selon la direction longitudinale XX'. Le sectionneur 9 est représenté ici en position fermée. Dans cette position fermée, le contact mobile 24 s'étend à la fois dans le conduit 17a et dans 10 le trou 17b, en contact physique et donc électrique avec chacun des bulbes 16a et 16b. Le sectionneur 9 admet également une position ouverte dans laquelle le contact 24 est rétracté dans le conduit 17a.The rod 22 is mounted on a control shaft 23c. The rotation of the control shaft 23c allows, by means of the set of links 21 and 22, the translation of the contact 24 in the longitudinal direction XX '. The disconnector 9 is shown here in the closed position. In this closed position, the movable contact 24 extends both in the conduit 17a and in the hole 17b, in physical and therefore electrical contact with each of the bulbs 16a and 16b. The disconnector 9 also has an open position in which the contact 24 is retracted into the conduit 17a.

15 Le basculement du sectionneur 9 entre ses positions ouverte et fermée est effectué par l'arbre de commande 23c, lui-même gouverné en rotation par un boîtier de commande externe (non représenté). La figure 2 illustre un deuxième assemblage 20 10b de la cuve 11 et de la cuve 12. Dans l'assemblage 10b, la cuve 12 est montée sur l'ouverture 13b, à droite sur la figure 2. Dans l'une ou l'autre des variantes, l'ouverture 13a ou 13b opposée à l'ouverture sur 25 laquelle est montée une cuve annexe peut par exemple être fermée de manière étanche, par exemple pourvue d'un couvercle étanche aux gaz, ou encore d'un dispositif de mesure (non représentés). En variante non représentée, une cuve de 30 mise à la terre comportant un dispositif de mise à la terre est prévue sur une ouverture supplémentaire disposée en vis-à-vis de l'un des bulbes, par exemple dans un plan transversal à la direction XX'. Dans cette variante, le dispositif de mise à la terre peut comporter une tige escamotable qui peut admettre une position de mise à la terre dans laquelle elle vient en contact avec l'un des bulbes. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation représentés. En particulier, le nombre d'ouvertures et leur disposition peut varier. Par exemple mais non limitativement, la cuve principale peut comporter une ouverture supérieure plutôt qu'une ouverture arrière, c'est-à-dire que les bulbes sont orientés de manière non pas transversale l'un par rapport à l'autre mais alignés selon une même direction transversale à la direction XX'. De même, l'orientation des cuves n'est pas limitée à l'orientation représentée sur les figures. Il est entendu que le contact mobile 24 décrit en référence aux figures peut également varier 20 et comprendre par exemple un contact permanent laissant passer le courant en régime permanent et un contact d'arc dimensionné et prévu pour subir l'établissement d'un arc électrique lors de la séparation du contact permanent d'avec le bulbe opposé.The switching of the disconnector 9 between its open and closed positions is effected by the control shaft 23c, itself rotated by an external control box (not shown). FIG. 2 illustrates a second assembly 10b of the tank 11 and of the tank 12. In the assembly 10b, the tank 12 is mounted on the opening 13b, on the right in FIG. 2. In one or the Other variants, the opening 13a or 13b opposite the opening on which is mounted an additional tank may for example be sealed, for example provided with a gas-tight lid, or a device for measurement (not shown). In a variant that is not shown, a grounding tank comprising an earthing device is provided on an additional opening arranged opposite one of the bulbs, for example in a plane transverse to the direction XX '. In this variant, the grounding device may comprise a retractable rod which can admit a grounding position in which it comes into contact with one of the bulbs. The invention is not limited to the embodiments shown. In particular, the number of openings and their arrangement may vary. For example, but not exclusively, the main tank may comprise an upper opening rather than a rear opening, that is to say that the bulbs are oriented in a manner that is not transversal to each other but aligned according to the same direction transverse to the direction XX '. Similarly, the orientation of the tanks is not limited to the orientation shown in the figures. It is understood that the movable contact 24 described with reference to the figures may also vary and include for example a permanent contact permitting the flow in steady state and an arc contact dimensioned and designed to undergo the establishment of an electric arc when separating the permanent contact from the opposite bulb.

25 Alternativement, les cuves 11 et 12 sont remplacées par des cuves sous vide non représentées ici.Alternatively, the tanks 11 and 12 are replaced by vacuum tanks not shown here.

Claims

REVENDICATIONS1. Module for a metal-enclosed station (PSEM) comprising a tank (11) extending in a first determined direction (XX '), an electrical breaking device (9) housed in the tank (11), an auxiliary envelope (12) , an operating device (22, 23c) housed in the auxiliary envelope (12), the switching device (9) comprising two conductive members (16a, 16b) and a movable contact member (24), the apparatus cut-off device (9) having a closed position, in which the movable member (24) is in an extended position in which it electrically connects the two conductive members (16a, 16b), and an open position, in which the current is interrupted, the movable member (24) being in a retracted position in which it is separated from one of the two conductive members (16a, 16b), the operating device (22, 23c) being adapted to actuate the cut (9) between its two positions, the tank (11) having two end openings e (13a, 13b) opposed to each other in the first determined direction (XX '), the auxiliary envelope (12) being mounted on one of the two end openings (13a, 13b) .

2. The PSEM module according to the preceding claim, the cutoff apparatus (9) comprising a guide structure (17a) in a direction of translation of the movable member (24) between its retracted position and its deployed position, the determined direction (XX ') being aligned with the direction of translation.

3. Module PSEM according to one of the preceding claims, a first of the two conductive members (16a, 16b) being provided with a conduit (17a) in which is housed the movable contact member (24) in its position retracted.

4. PSEM module according to the preceding claim, a second of the two conductive members (16a, 16b) being provided with a hole (17b) in which is housed the movable contact member (24) in its deployed position.

5. PSEM module according to one of the preceding claims, having two transverse openings (14a, 14b), each oriented in a respective direction transverse to the first determined direction (XX '), a respective conductor (19) extending out of the tank (11) through each transverse opening.

6. SEM module according to one of the preceding claims, the vessel (11) being filled with SF6 or an electrically insulating gas or gas mixture.

7. SEM module according to the preceding claim 30, the cutoff apparatus (9) being a disconnector.

8. PSEM module according to the preceding claim, comprising an earthing switch.

9. Metal-enclosed station (SEM) comprising at least one module (10a) according to one of claims 1 to 8.