Sous-stations compactes, également appelées sous-stations préfabriquées ou globales, sont des solutions avancées assemblées en usine qui intègrent un appareillage de commutation moyenne tension, des transformateurs et des panneaux de distribution basse tension dans une seule enceinte.
Ce guide plonge dans les spécifications techniques, la structure interne, les normes internationales et les applications pratiques desous-stations compactes.
Qu’est-ce qu’une sous-station compacte ?
UNsous-station compacteest un système préassemblé et entièrement fermé conçu pour transformer et distribuer l'électricité de moyenne tension (par exemple 11 kV ou 33 kV) à basse tension (par exemple 400 V).
- Appareillage de commutation moyenne tension (MT): Tels que les unités principales en anneau (RMU) ou les appareillages isolés dans l'air (AIS).
- Transformateur de distribution: Disponible en configurations immergées dans l’huile ou de type sec.
- Panneau basse tension (BT): Equipé de MCCB, MCB ou ACB, incluant souvent des compteurs.
- Enceinte: Fabriqué en acier galvanisé, en aluminium ou en béton pour plus de durabilité et de résistance aux intempéries.
ParCEI 62271-202, les sous-stations compactes sont des « sous-stations de transformation assemblées en usine et testées, destinées à être utilisées en extérieur dans les réseaux de distribution publics ».
Spécification typique d'une sous-station compacte
Voici une spécification détaillée pour un1 000 kVA 11/0,4 kVsous-station compacte, un choix courant pour les applications urbaines et industrielles :
| Spécification | Détails |
|---|---|
| Puissance nominale | 1 000 kVA |
| Tension primaire | 11 kV |
| Tension secondaire | 0,4 kV |
| Type de transformateur | Immergé dans l'huile ou de type sec |
| Appareillage MT | Unité principale en anneau SF6 ou isolée dans l'air |
| Panneau BT | ACB/MCCB/MCB avec comptage |
| Matériau du boîtier | Acier Galvanisé / Aluminium / Béton |
| Niveau de protection | IP54 (extérieur) |
| Méthode de refroidissement | ONAN (Huile Naturelle Air Naturelle) / ANAF |
| Conformité aux normes | CEI 62271, CEI 60076, norme IEEE C57 |
Remarque : Les spécifications peuvent être adaptées aux besoins du projet.
Structure interne d'une sous-station compacte
L'aménagement d'uncompactsous-stationest conçu pour la sécurité, l’accessibilité et l’efficacité opérationnelle.
- Compartiment MT: Abrite un appareillage de commutation isolé au SF6 ou à l'air pour gérer l'entrée moyenne tension.
- Chambre de transformateur: Contient le transformateur avec des fonctions de sécurité telles que des capteurs de température et des systèmes de mise à la terre.
- Compartiment BT: Comprend des disjoncteurs, des compteurs et des panneaux de commande pour la sortie basse tension.
Ces compartiments sont séparés par des barrières ignifuges et équipés de ventilation, de systèmes de suppression d'arc et de tranchées de câbles pour améliorer la sécurité et faciliter la maintenance.
Normes internationales et principes de conception
Les sous-stations compactes doivent être conformes à des normes mondiales rigoureuses pour garantir performances et sécurité.
- CEI 62271-202: Régit la conception et les tests des sous-stations HT/BT assemblées en usine.
- CEI 60076: Spécifie les exigences relatives aux transformateurs de puissance.
- IEEE C37.20: Détails des normes pour les appareillages à gaine métallique.
- Spécification TNB (Malaisie): Décrit les schémas des réseaux de services publics malaisiens.
- SANS 1029 (Afrique du Sud): Régule la conception des sous-stations préfabriquées.
SelonCEI 62271-202, les composants sont soumis à des tests approfondis, notamment des évaluations de rigidité diélectrique, d'échauffement, de résistance aux courts-circuits et de protection du boîtier.
« Les sous-stations compactes transforment la distribution moyenne tension grâce à leur efficacité et leur adaptabilité », note un article de l'IEEE Power & Energy Society de 2021 (source).
Applications des sous-stations compactes
Sous-stations compactesexcellez dans les scénarios exigeant une efficacité et une fiabilité de l’espace :
- Zones urbaines: Bâtiments commerciaux, complexes résidentiels.
- Transport: Aéroports, stations de métro.
- Technologie: Centres de données.
- Industrie: Usines, sites miniers.
- Énergies renouvelables: Parcs solaires et éoliens.
- Projets ruraux: Initiatives d'électrification.
- Utilitaires: Distribution publique d'énergie.
Leur conception étanche et robuste convient également aux environnements extrêmes comme les déserts, les régions côtières ou les climats froids.
Principaux avantages des sous-stations compactes
- Gain de place: Réduit l'encombrement jusqu'à 50 % par rapport aux sous-stations traditionnelles.
- Déploiement rapide: Pré-assemblé pour une installation plug-and-play.
- Sécurité: Comprend des boîtiers résistants au contact et une protection contre les défauts d'arc.
- Faible entretien: La conception modulaire simplifie les réparations et les mises à niveau.
- Fonctionnalités intelligentes: Intégration IoT ou SCADA en option pour une surveillance en temps réel.
Exemple concret : sous-station compacte en action
En 2022, unSous-station compacte de 1 500 kVAa été installé dans un projet de grande hauteur commerciale à Dubaï. CEI 62271, il s'intègre parfaitement dans un espace de sous-sol restreint.
"LeGuide compactla conception et la nature pré-assemblée nous ont permis d'économiser beaucoup de temps et de ressources »,» a fait remarquer l’ingénieur principal du projet.
Questions les plus fréquentes (FAQ)
R : Avec un entretien régulier, comme des tests d'huile de transformateur et des vérifications de l'appareillage de commutation, ils peuvent fonctionner de manière fiable pendant plus de 25 ans.
R : Les transformateurs immergés dans l’huile sont rentables et efficaces, tandis que les unités de type sec offrent une sécurité incendie supérieure, idéales pour les environnements intérieurs.
R : Oui.
Compactguide des sous-stations compactes kvaoffrent une solution polyvalente et efficace pour la distribution d’énergie moderne. CEI 62271ouiIEEE C37.20, associés à des performances éprouvées dans tous les secteurs, en font un choix de premier ordre pour les ingénieurs du monde entier.
Lorsque vous choisissez une sous-station compacte, vérifiez la conformité technique, l’adéquation environnementale et l’expertise du fournisseur.
Biographie de l'auteur
Zheng Ji., est un ingénieur électricien senior avec 15 ans d'expérience dans les systèmes de distribution d'énergie.