Quelles sont les exigences de base d'une sous-station électrique ?

Exigences de base pour une sous-station

Une sous-station est une installation cruciale dans le système électrique, responsable de la conversion des tensions de transport en niveaux adaptés à la distribution ou au transport supplémentaire. Elle ne se contente pas de transformer la tension, mais gère également la protection, le contrôle et la surveillance du système électrique. Pour garantir la sécurité, la fiabilité et le fonctionnement efficace d'une sous-station, une série d'exigences fondamentales doit être respectée. Voici les principales exigences pour la conception et l'exploitation d'une sous-station :

1. Sécurité

Sécurité électrique :

Performance d'isolation : Tous les équipements de la sous-station doivent avoir d'excellentes propriétés d'isolation pour prévenir les fuites de courant et les courts-circuits. Les matériaux d'isolation doivent être conformes aux normes pertinentes telles que l'IEC et l'IEEE.

• Système de mise à la terre : La sous-station doit disposer d'un système de mise à la terre fiable pour s'assurer que les courants de défaut puissent rapidement se décharger vers le sol, protégeant ainsi le personnel et les équipements. La résistance de mise à la terre doit répondre aux normes locales, généralement inférieure à 1 ohm.

• Protection contre la foudre : La sous-station doit être équipée de paratonnerres, de tiges de protection contre la foudre et d'autres dispositifs de protection contre la foudre pour prévenir les dommages dus à la surtension causée par les coups de foudre. Les paratonnerres doivent être installés près des équipements critiques tels que les transformateurs et les disjoncteurs.

• Clôtures de sécurité et panneaux de signalisation : Le périmètre de la sous-station doit être sécurisé par des clôtures physiques, et des panneaux de signalisation doivent être placés en des endroits visibles pour alerter le personnel non autorisé de rester à l'écart des zones à haute tension.

Sécurité personnelle :

• Mesures de protection : La sous-station doit fournir les équipements de protection individuelle (EPI) nécessaires tels que des gants isolants, des chaussures isolantes et des casques de sécurité pour assurer la sécurité des travailleurs lors des opérations et de la maintenance.

• Éclairage d'urgence et voies d'évacuation : La sous-station doit disposer d'un système d'éclairage d'urgence et de voies d'évacuation clairement marquées pour faciliter l'évacuation rapide en cas d'urgence.

• Équipements de sécurité incendie : La sous-station doit être équipée d'extincteurs, de systèmes d'alarme incendie et d'autres équipements de sécurité incendie pour gérer les incidents potentiels d'incendie.

2. Fiabilité

Sélection des équipements :

• Équipements de haute qualité : Les équipements clés de la sous-station, tels que les transformateurs, les disjoncteurs, les interrupteurs sectionneurs et les transformateurs de mesure, doivent être de haute qualité et certifiés pour assurer un fonctionnement stable à long terme.

• Conception redondante : Pour les sous-stations critiques, une conception redondante doit être envisagée, telle que des structures à double barre de bus et des sources d'alimentation de secours, pour améliorer la fiabilité du système. Même si un composant tombe en panne, le système peut continuer à fonctionner.

• Maintenance régulière : Un programme de maintenance complet doit être établi pour inspecter, nettoyer et entretenir régulièrement les équipements, identifier et résoudre rapidement les problèmes potentiels afin de prolonger la durée de vie des équipements.

Automatisation et surveillance :

• Système SCADA : Les sous-stations modernes sont généralement équipées de systèmes SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) pour la surveillance et le contrôle en temps réel de l'état opérationnel de la sous-station. La surveillance à distance permet de détecter rapidement les anomalies et d'agir immédiatement.

• Relais de protection : Différents relais de protection, tels que la protection contre les surintensités, la protection différentielle et la protection de distance, doivent être installés pour détecter et isoler les défauts, empêchant ainsi la propagation des défauts.

• Système de communication : La sous-station doit disposer d'un système de communication fiable pour assurer un échange d'informations fluide entre le centre de contrôle et d'autres sous-stations.

3. Efficacité économique

Rentabilité :

• Conception optimale : La conception de la sous-station doit équilibrer les considérations économiques et pratiques, évitant la surdimension. Des efforts doivent être faits pour minimiser les investissements inutiles tout en satisfaisant aux exigences fonctionnelles.

• Équipements économes en énergie : Des transformateurs à faible perte et des dispositifs de commutation efficaces doivent être sélectionnés pour réduire les pertes d'énergie pendant l'exploitation, diminuant ainsi les coûts d'exploitation.

• Exploitation et maintenance intelligentes : En introduisant des technologies d'exploitation et de maintenance intelligentes, telles que la surveillance en ligne et la maintenance prédictive, le taux d'utilisation des équipements peut être amélioré, réduisant les temps d'arrêt et les coûts de maintenance.

4. Protection de l'environnement

• Réduction du rayonnement électromagnétique : Des mesures doivent être prises pour minimiser l'impact du rayonnement électromagnétique sur l'environnement environnant, en particulier dans les zones résidentielles. Cela peut être réalisé par une disposition optimisée et l'utilisation de matériaux de blindage.

• Contrôle du bruit : Les transformateurs, les équipements de refroidissement et d'autres composants de la sous-station génèrent du bruit. Des mesures d'insonorisation, telles que l'installation de barrières acoustiques et l'utilisation d'équipements à faible niveau sonore, doivent être mises en œuvre pour s'assurer que les niveaux de bruit respectent les normes environnementales.

• Gestion des déchets : Un système de gestion des déchets approprié doit être mis en place, en particulier pour les déchets dangereux tels que les batteries usagées et les huiles. Les déchets doivent être gérés conformément aux réglementations environnementales pour prévenir la pollution.

5. Adaptabilité

• Croissance de la charge : La conception de la sous-station doit tenir compte de la croissance future de la charge, en réservant suffisamment d'espace et de capacité pour l'expansion. À mesure que les villes se développent et que la demande d'électricité augmente, la sous-station doit pouvoir s'adapter de manière flexible aux changements de charge, assurant ainsi une alimentation continue en électricité.

• Résistance aux catastrophes naturelles : La sous-station doit avoir une forte résistance aux catastrophes naturelles telles que les séismes, les tempêtes et les inondations. Dans les zones sujettes aux tremblements de terre ou aux typhons, la structure du bâtiment et la sélection des équipements doivent répondre aux normes sismiques et de résistance au vent correspondantes.

6. Conformité réglementaire

• Conformité aux normes nationales et locales : La conception, la construction et l'exploitation de la sous-station doivent strictement respecter les lois, règlements et normes nationales et locales, tels que les "Procédures de sécurité pour le travail électrique" et le "Code de conception des sous-stations."

• Obtention des permis nécessaires : Avant la construction, tous les permis nécessaires doivent être obtenus, y compris les permis d'urbanisme, les évaluations d'impact environnemental et les inspections de sécurité incendie, garantissant la légalité et la conformité du projet.

Résumé

En tant qu'élément crucial du système électrique, une sous-station doit répondre à de multiples exigences en termes de sécurité, de fiabilité, d'efficacité économique, de protection de l'environnement, d'adaptabilité et de conformité réglementaire. Grâce à une planification adéquate, une sélection d'équipements de haute qualité, des technologies d'automatisation avancées et des pratiques de maintenance complètes, la sous-station peut fonctionner en toute sécurité, stabilité et efficacité, fournissant une alimentation électrique fiable à la société.