Solutions de disjoncteurs SF6 dans les systèmes électriques haute tension : une étude de cas de l'entreprise VZIMAN

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1. Défis des systèmes électriques à haute tension​

1.1 Les systèmes électriques à haute tension, au cœur de la transmission d'énergie, font face à des défis critiques :

• ​Limites de performance des équipements : Avec l'augmentation des niveaux de tension (par exemple, 500 kV et plus), les disjoncteurs traditionnels peinent à répondre aux exigences de grande capacité de coupure (plus de 40 kA) et de récupération rapide de l'isolation.
• ​Risques de surtension : Le commutateur de charges capacitatives (par exemple, des banques de condensateurs) peut provoquer une réallumage, entraînant des surtensions dangereuses.
• ​Mauvaise adaptabilité environnementale : Les climats extrêmes (par exemple, forte humidité, condensation) accélèrent la corrosion des équipements, réduisant leur durée de vie.
• ​Coûts de maintenance élevés : Les inspections fréquentes des disjoncteurs traditionnels et les risques de fuite de gaz SF6 contribuent à l'inefficacité opérationnelle et aux préoccupations environnementales.

2. Solutions innovantes de disjoncteurs SF6 de VZIMAN​

Pour répondre à ces défis, VZIMAN a développé un système de disjoncteur SF6 modulaire avec des technologies clés :

2.1 ​Technologie d'extinction d'arc par énergie propre​

• Utilise une conception de chambre d'arc à pression unique, où l'énergie de l'arc compresse le gaz SF6 de manière autonome, éliminant les pompes externes et réduisant la consommation d'énergie.
• Emploie des contacts en alliage cuivre-tungstène pour résister aux températures de l'arc (12 000-14 000 K), atteignant une capacité de coupure de 50 kA et une probabilité de réallumage inférieure à 0,1 %.

2.2 Surveillance intelligente et optimisation environnementale​

• Intègre des capteurs de micro-humidité et de pression avec la technologie ZigBee pour la surveillance en temps réel de la densité du gaz (précision de ±0,5 %).
• Utilise des transformateurs de courant en alliage microcristallin (précision de classe 0,2) et supporte 12 configurations de TC pour des besoins de protection complexes.
• Met en œuvre des tamis moléculaires et des adsorbants d'alumine pour réduire les taux de fuite annuels (inférieurs à 0,5 %) et la décomposition de HF de 90 %.

2.3​ Résistance sismique et conception modulaire​

• Combine des mécanismes à ressort (type CT14) avec des chambres d'arc pour une résistance sismique de 8 degrés et plus de 3 000 opérations mécaniques, idéal pour des commutations fréquentes.
• Supporte des configurations en série multi-interruption avec des condensateurs d'équilibrage de tension, appropriées pour les systèmes ultra-haute tension (750 kV+).

3. Performance et avantages concurrentiels​

La solution de VZIMAN est conforme à la norme IEC 62271-200 et démontre :

• ​Fiabilité accrue : 20 % de taux de panne inférieurs dans les systèmes 40,5 kV et 85 % de suppression de surtension lors de la commutation de condensateurs.
• ​Maintenance réduite : Les intervalles de maintenance sont prolongés à 10 ans, avec une fréquence de recharge de SF6 réduite de 70 %.
• ​Conformité environnementale : Taux de récupération de SF6 > 99 %, potentiel de réchauffement global (GWP) inférieur de 50 %, conformément aux réglementations F-Gas de l'UE.

4. Applications typiques​

• ​Intégration des énergies renouvelables : Résout la soudure des contacts dans les postes de transformation des parcs éoliens causée par les courants d'inrush lors de la compensation réactive.
• ​Mises à niveau des réseaux urbains : Des conceptions compactes (par exemple, série LW8) s'adaptent aux postes de transformation à espace limité, permettant des commutations sans réallumage pour des lignes non chargées de 50 km.
• ​Transmission transfrontalière : Validée dans des projets HVDC de ±800 kV, fonctionnant de manière fiable dans des environnements à -40 °C pour assurer la stabilité des corridors de transport d'électricité transnationaux.