WO2016124873A1 - Procede de construction d'un poste interieur a haute tension a isolement dans l'air type cabine - Google Patents

Procede de construction d'un poste interieur a haute tension a isolement dans l'air type cabine Download PDF

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WO2016124873A1
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Inventor
Alain Garcia
Jean-Michel THIEBAUT
Maxime ANDRES
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Ineo Postes Et Centrales
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B3/00—Apparatus specially adapted for the manufacture, assembly, or maintenance of boards or switchgear
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H5/00—Buildings or groups of buildings for industrial or agricultural purposes
    • E04H5/02—Buildings or groups of buildings for industrial purposes, e.g. for power-plants or factories
    • E04H5/04—Transformer houses; Substations or switchgear houses
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/343—Structures characterised by movable, separable, or collapsible parts, e.g. for transport
    • E04B1/34305—Structures characterised by movable, separable, or collapsible parts, e.g. for transport telescopic
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B7/00—Enclosed substations, e.g. compact substations

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of the realization of structures generally called stations, adapted to provide transformation functions and / or interconnection for high voltages, or very high voltages, especially greater than or equal to 60 K volts.
  • the state of the art has proposed essentially three types of design of high voltage substations.
  • the first type concerns the external positions of which
  • the constituent equipment and their connections are arranged in the open air on the site.
  • the construction times of these external stations depend on the climatic conditions to which the various equipment of the station are directly submitted. Moreover, such stations have a large footprint and constitute particularly unsightly works for the environment.
  • Another known type of station relates to shielded stations consisting of metal enclosures, inside which a pressurized fluid ensures the isolation of live parts.
  • Such stations which make it possible to obtain much smaller footprint than the external stations, also ensure the total protection of their constituent equipment.
  • Japanese patent JP H09200912 is also known relating to a single and non-modular post, as well as French patents FR2475505 and US2008 / 178537.
  • Such high voltage substations have several cells juxtaposed, staggered along a busbar. Each cell extends perpendicularly to this busbar and includes a busbar compartment, a circuit breaker compartment, an arrival or departure connection compartment and an operating corridor compartment. The compartments of the same cell are generally separated by partitions allowing electrical connection between the adjacent compartments, the partition walls of different cell compartments and the external walls forming the walls or the roof being full.
  • the invention is precisely the design of a modular system transportable self-supporting cabin type to overcome the prior construction of a building and ensure the safety of operators.
  • the cabins are in themselves the supporting structure, which can
  • This document of the prior art presents a substation solution consisting of a compartmentalized building that protects the equipment against damage, compartmentalization limiting the risk of spreading a fault and providing greater security.
  • the insulation is provided by 1 air at atmospheric pressure which avoids any sealed enclosure and any risk of leakage.
  • the standard technique of manufacturing the building and its subdivision, using a frame of crossbars and prefabricated standard partitions, allows a significant reduction in the manufacturing cost that is close to that of an outdoor station.
  • pre-assembled chassis requires the prior construction of a building on site.
  • the present invention relates, in its most general sense, to a module for the construction of a high voltage substation, comprising a self-supporting frame, at least one electrical equipment and means for connecting the equipment of at least one adjacent module, characterized in that said module comprises at least two retractable walls, movable relative to said frame between a transport position where said retractable walls are in close position and a operational position where they are discarded.
  • the upper part of the module is movable between a folded position and an operational position where it is shifted upwards.
  • the floor of the module has a tilting glass door between a closed position and a retracted position downwards.
  • one of the lateral faces has an overpressure evacuation vent.
  • one of the side faces has at least one pivotal connecting bar around a pivot.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a module according to the invention in the folded position
  • FIG. 2 represents a schematic view in cross section of a module according to the invention in deployed position
  • FIG. 3 represents a schematic cross-sectional view of the station
  • FIG. 4 represents a schematic view in longitudinal section of the station
  • FIG. 5 shows a schematic view of the module being installed.
  • Figures 1 and 2 show a cross-sectional view of a module respectively in the folded position and in the deployed position.
  • the cabin is composed of a rigid floor (1), two side panels (2, 3), two longitudinal walls and an upper panel (4).
  • the side panels (2, 3) are movable by means of slides (5, 7) guiding between a close position, where the distance between the two side panels (2, 3) corresponds to the width of the floor (1), and an extended position shown in Figure 2, where they are spaced a distance of about 1.5 times the width of the floor (1).
  • the upper panel (4) is also movable vertically by means of slides (6, 8) to pass a minimum height corresponding to the height of the side panels (2, 3), and an extended height shown in Figure 2, where the height is about 1.5 times the height of the side panel (2, 3).
  • the floor (1) has a cutout closed by a transparent door (9).
  • This hatch (9) forms a screen of the "opening frame” type for visually checking the position of the cutting members (position of the knives)
  • This hatch is closed in normal situation to form a protective screen against possible projections of porcelain chips in case of explosion of insulators, or copper particles, or silver.
  • An operator can access the interior of the module for a maintenance operation by opening the hatch (9).
  • a module comprises a transparent opening per phase, for each of the breaking elements.
  • the hatch has two flaps opening down and allows the passage of an electrical inspection boom.
  • Each of the leaves has an opening of insufficient size for the passage of a man. Locking of the hatch is ensured by a special key possibly specific to each operator to limit the access of each of its traps to the only operator concerned.
  • the module is intended to be supported by legs (10, 11).
  • Figures 3 and 4 show sectional views of a station equipped with a plurality of modules, respectively in cross section and in longitudinal section.
  • the modules are installed with the side panels (2, 3) and upper (4) in the extended position.
  • the open space between these panels is closed by a triangular section conduit (15, 16, 17) opening on the outer face of the masonry building (20).
  • the modules are interconnected by bars (18) pivoting with respect to a horizontal or vertical axis to switch to interconnected mode in isolated mode.
  • the frame (20) In front, in front of each module, the frame (20) has a vent of individual overpressure.
  • the ground floor is occupied by the legs
  • the modules include equipment such as a transformer line, coupling or cut-off equipment, line or overhead line, a single or two-level busbar.
  • FIG. 5 shows a schematic view of the module being laid. It is supported by a strap (21) associated with a load distribution beam (22). This beam is connected by straps (23, 24) to fastening elements (25, 26) on the module, to ensure its movement by a crane and its removal on the legs (10, 11).
  • the displacement can also be made by a horizontal sliding, when the available height is low.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Emergency Lowering Means (AREA)

Abstract

Cette invention propose un module pour la construction d'un poste à haute tension, comprenant un châssis autoporteur, au moins un équipement électrique et des moyens de raccordement aux équipements d'au moins un module adjacent. Ce module comprend au moins deux panneaux latéraux escamotables, mobiles par rapport audit châssis entre une position de transport où lesdits panneaux latéraux escamotables sont en position rapprochées et une position opérationnelle où ils sont écartés. L'invention concerne également un poste de haute tension formé par une pluralité de tels modules.

Description

PROCEDE DE CONSTRUCTION D'UN POSTE INTERIEUR Ά HAUTE TENSION Ά ISOLEMENT DANS L'AIR TYPE CABINE.
Domaine de 1 ' invention
La présente invention concerne le domaine technique de la réalisation d'ouvrages appelés généralement postes, adaptés pour assurer des fonctions de transformation et/ou d'interconnexion pour des hautes tensions, voire des très hautes tensions, notamment supérieures ou égales à 60 K volts.
L'état de la technique a proposé essentiellement trois types de conception des postes à haute tension. Le premier type concerne Les postes extérieurs dont
Les équipements constitutifs et Leurs connexions sont disposés à L'air libre sur Le site. Les délais de construction de ces postes extérieurs sont tributaires des conditions climatiques auxquelles les divers équipements du poste sont directement soumis. Par ailleurs, de tels postes présentent un encombrement au sol important et constituent des ouvrages particulièrement inesthétiques pour L'environnement.
Un autre type connu de postes a trait aux postes blindés constitués par des enceintes métalliques, à L'intérieur desquelles un fluide sous pression assure l'isolement des parties sous tension. De tels postes, qui permettent d'obtenir un encombrement au sol beaucoup plus faible que celui des postes extérieurs, assurent également la totale protection de leurs équipements constitutifs.
Cependant, ces postes blindés sont adaptés uniquement pour des applications spécifiques, en raison de leur coût de réalisation très élevé. Les quantités importantes de gaz SF6 mises en œuvre dans les postes blindés ont un impact élevé sur l'environnement et la sécurité des personnes qui se traduisent par de fortes contraintes réglementaires. En cas de fuite l'impact sur l'environnement est équivalent à 23 900 kg C02 par kg de SF6.
On connaît aussi le brevet japonais JP H09200912 concernant un poste unique et non modulaire, ainsi que les brevet français FR2475505 et US2008/178537.
L'art antérieur a proposé un troisième type de poste, notamment par les brevets FR-2 566 199 (84-09 362) et FR-2 669 782 - Bl (90-15 248,) du type intérieur tendant de concilier les avantages des postes extérieurs et des postes blindés, tout en éliminant leurs inconvénients. Ce type de poste est constitué par un bâtiment compartimenté assurant la protection des équipements contre les dégradations provenant des intempéries. L'isolation est assurée naturellement par 1 ' air .
De tels postes à haute tension comportent plusieurs cellules juxtaposées, échelonnées le long d'un jeu de barres. Chaque cellule s'étend perpendiculairement à ce jeu de barres et comprend un compartiment de jeu de barres, un compartiment disjoncteur, un compartiment de raccordement arrivée ou départ et un compartiment couloir d'exploitation. Les compartiments d'une même cellule sont généralement séparés par des cloisons permettant une connexion électrique entre les compartiments adjacents, les cloisons de séparation de compartiments de cellules différentes ainsi que les cloisons externes formant les murs ou le toit étant pleines.
L'invention vise précisément la conception d'un système modulaire de type cabine autoporteuse transportable permettant de s'affranchir de la construction préalable d'un bâtiment et d'assurer la sécurité des opérateurs. Les cabines constituent en elle-même la structure porteuse, pouvant
recevoir après montage un parement architectural. Une
séparation physique protège totalement les opérateurs en cas de défaut électrique.
Etat de la technique
On connaît dans l'état de la technique un poste décrit dans le brevet FR2566199 décrivant l'architecture générale d'un tel poste.
Ce document de l'art antérieur présente une solution de poste constitué par un bâtiment compartimenté qui assure la protection du matériel contre les dégradations, le compartimentage limitant les risques de propagation d'un défaut et apportant une meilleure sécurité. L'isolation est assurée par 1 ' air à la pression atmosphérique ce qui évite toute enceinte étanche et tout risque de fuite. La technique standard de fabrication du bâtiment et de son compartimentage, utilisant une ossature de poteaux de traverses et des cloisons standard préfabriqués, permet une réduction notable du coût de fabrication qui est voisin de celui d'un poste extérieur.
On connaît aussi le brevet FR2669782 décrivant un procédé de construction d'un poste à partir de châssis préassemblés et installés dans le bâtiment.
Cette solution de l'art antérieur propose un procédé de construction d'un poste à haute tension à isolement dans l'air consiste à :
- réaliser un châssis autoporteur transportable,
- procéder, préalablement au transport du châssis sur un site, au montage des équipements prévus sur le châssis, à leur raccordement électrique et aux tests des équipements montés
- transporter un tel châssis pré-équipé sur le site d'édification du poste
- positionner le châssis sur une zone déterminée du site, - et construire autour des châssis, un bâtiment de protection .
Inconvénients de l'art antérieur
Les solutions de l'art antérieur présentent différents inconvénients.
En premier lieu, l'intégration des châssis préassemblés nécessite la construction préalable d'un bâtiment sur site.
En second lieu, les solutions de l'art antérieur ne permettent pas d'assurer de manière satisfaisante la visualisation des équipements.
En troisième lieu, la sécurité totale des personnels en cas de défaut électrique dans le couloir d'exploitation n'était pas assurée.
Solution apportée par 1 ' invention Afin de résoudre les problèmes de l'art antérieur, la présente invention concerne, selon son acception la plus générale, un module pour la construction d'un poste à haute tension, comprenant un châssis autoporteur, au moins un équipement électrique et des moyens de raccordement aux équipements d'au moins un module adjacent, caractérisé en ce que ledit module comprend au moins deux parois escamotables, mobiles par rapport audit châssis entre une position de transport où lesdites parois escamotables sont en position rapprochées et une position opérationnelle où elles sont écartées.
Selon une variante avantageuse, la partie supérieure du module est mobile entre une position rabattue et une position opérationnelle où elle est décalée vers le haut. De préférence, le plancher du module présente une trappe vitrée basculante entre une position de fermeture et une position escamotée vers le bas.
Avantageusement, l'une des faces latérale présente un évent d'évacuation de surpression.
Idéalement, l'une des faces latérale présente au moins une barre de liaison pivotante autour d'un pivot.
Description d'un exemple non limitatif de réalisation
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit dans exemple non limitatif de réalisation se référant aux dessins annexés où :
- la figure 1 représente une vue schématique en coupe transversale d'un module selon l'invention en position repliée
- la figure 2 représente une vue schématique en coupe transversale d'un module selon l'invention en position déployée
- la figure 3 représente une vue schématique en coupe transversale du poste
- la figure 4 représente une vue schématique en coupe longitudinale du poste
- la figure 5 représente une vue schématique du module en cours d'installation.
Les figures 1 et 2 représentent une vue en coupe transversale d'un module respectivement en position repliée et en position déployée.
La cabine est composée d'un plancher (1) rigide, de deux panneaux latéraux (2, 3), de deux parois longitudinales et d'un panneau supérieur (4).
Les panneaux latéraux (2, 3) sont mobiles grâce à des glissières (5, 7) assurant le guidage entre une position rapprochée, où la distance entre les deux panneaux latéraux (2, 3) correspond à la largeur du plancher (1), et une position déployée représentée en figure 2, où ils sont espacés d'une distance d'environ 1,5 fois la largeur du plancher (1).
Le panneau supérieur (4) est également mobile verticalement grâce à des glissières (6, 8) pour passer d'une hauteur minimale correspondant à la hauteur des panneaux latéraux (2, 3), et une hauteur déployée représentée en figure 2, où la hauteur est d'environ 1,5 fois la hauteur du panneau latéral ( 2 , 3 ) .
Le plancher (1) présente une découpe fermée par une trappe transparente ( 9 ) . Cette trappe ( 9 ) forme un écran de type « châssis ouvrant » permettant de vérifier visuellement la position des organes de coupure (position des couteaux)
Cette trappe est fermée en situation normale pour former un écran de protection contre les éventuelles projections d'éclats de porcelaines en cas d'explosion des isolateurs, ou des particules cuivre, ou d'argent. Un opérateur peut accéder à l'intérieur du module pour une opération de maintenance, en ouvrant la trappe (9).
A titre d'exemple, un module comprend un ouvrant transparent par phase, pour chacun des éléments de coupure. La trappe comporte deux battants s 'ouvrant vers le bas et permet le passage d'une perche de vérification électrique.
Chacun des battants présente une ouverture de dimension insuffisante pour le passage d'un homme. Le verrouillage de la trappe est assuré par une clé spéciale éventuellement spécifique à chaque exploitant pour limiter l'accès de chacune de ses trappes au seul exploitant concerné. Le module est destiné à être supporté par des piétements (10, 11).
Les figures 3 et 4 représentent des vues en coupe d'un poste équipé d'une pluralité de modules, respectivement en coupe transversale et en coupe longitudinale. Les modules sont installés avec les panneaux latéraux (2, 3) et supérieur (4) en position déployé. L'espace ouvert entre ces panneaux est refermé par un conduit à section triangulaire (15, 16, 17) débouchant sur la face extérieure du bâtiment en maçonnerie (20). Les modules sont interconnectés par des barres (18) pivotant par rapport à un axe horizontal ou vertical pour passer en mode interconnecté en mode isolé.
En façade, en face de chaque module, le bâti (20) présente un évent d'évacuation de surpression individuel.
Le rez-de-chaussée est occupé par les piètements
(10, 11) et défini un espace ouvert ou compartimenté.
Les modules comprennent des équipements tels qu'une ligne de transformateur, un équipement de couplage ou de tronçonnement, une arrivée de ligne par aérien ou par voie souterraine, un jeu de barres à un ou deux niveaux.
La figure 5 représente une vue schématique du module en cours de pose. Il est supporté par une sangle (21) associé à une poutre (22) de répartition de la charge. Cette poutre est reliée par des sangles (23, 24) à des éléments d'accrochage (25, 26) sur le module, pour assurer son déplacement par une grue et sa dépose sur les piètements (10, 11).
Le déplacement peut également être effectué par un glissement horizontal, lorsque la hauteur disponible est faible.

Claims

Revendications
1 - Module pour la construction d'un poste à haute tension, comprenant un châssis autoporteur, au moins un équipement électrique et des moyens de raccordement aux équipements d'au moins un module adjacent, caractérisé en ce que ledit module comprend au moins deux panneaux latéraux ( 2 , 3) escamotables, mobiles par rapport audit châssis entre une position de transport où lesdits panneaux latéraux (2, 3) escamotables sont en position rapprochées et une position opérationnelle où ils sont écartées.
2 - Module pour la construction d'un poste à haute tension selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie supérieure (4) du module est mobile entre une position rabattue et une position opérationnelle où elle est décalée vers le haut.
3 - Module pour la construction d'un poste à haute tension selon la revendication 1 caractérisé en ce que le plancher ( 1 ) du module présente une trappe ( 9 ) vitrée basculante entre une position de fermeture et une position escamotée vers le bas. 4 - Module pour la construction d'un poste à haute tension selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'une des faces latérale présente un évent d'évacuation de surpression. 5 - Module pour la construction d'un poste à haute tension selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'une des faces latérale présente au moins une barre de liaison pivotante autour d'un pivot. 6 — Poste à haute tension équipé d'une pluralité de modules comprenant chacun un châssis autoporteur, au moins un équipement électrique et des moyens de raccordement aux équipements d'au moins un module adjacent, ainsi qu'au moins deux panneaux latéraux (2, 3) escamotables, mobiles par rapport audit châssis entre une position de transport où lesdits panneaux latéraux (2, 3) escamotables sont en position rapprochées et une position opérationnelle où ils sont écartées .
7 — Poste à haute tension selon la revendication précédente caractérisé en ce que lesdits modules sont installés avec les panneaux latéraux (2, 3) et supérieur (4) en position déployé.
8 — Poste à haute tension selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'espace ouvert entre ces panneaux est refermé par un conduit à section triangulaire (15, 16, 17) débouchant sur la face extérieure du bâtiment en maçonnerie (20).
9 — Poste à haute tension selon la revendication 7 ou 8 caractérisé en ce que lesdits modules sont interconnectés par des barres (18) pivotant par rapport à un axe horizontal ou vertical pour passer en mode interconnecté en mode isolé.
10— Poste à haute tension selon la revendication 7 ou 8 caractérisé en ce que la façade dudit bâti (20) présente, en face de chaque module, un évent d'évacuation de surpression individuel .
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