Un guide complet pour les étudiants en EE | Comment fonctionne une sous-station électrique ?

Quel est le rôle d'une sous-station dans les systèmes d'alimentation électrique ?

La sous-station joue un rôle vital dans le système d'alimentation électrique. La continuité de l'alimentation électrique dépend du bon fonctionnement de la sous-station. La sous-station est un emplacement central où l'énergie électrique est fournie par la centrale électrique et cette énergie électrique est fournie par un réseau de lignes de transmission et de distribution. Il est donc essentiel d'en prendre soin lors de la conception et de la construction d'une sous-station.

Il y a peu de points qui doivent être pris en compte lors de l'aménagement de la sous-station.

1. Il doit être situé sur un site approprié, dans la mesure du possible ; il doit être situé au centre de gravité de la charge.
2. Il doit fournir un approvisionnement sûr et fiable aux consommateurs. Également à des fins de fiabilité, il doit être conçu et construit de manière appropriée.
3. Il doit être utilisé et entretenu facilement.
4. Il doit être construit sur le coût économique.

Classement des sous-stations

Il existe plusieurs manières de classer les sous-stations. Mais ici, nous aborderons deux grandes catégories de sous-stations.

• Exigence de service

Sous-stations de transformation :les sous-stations qui modifient le niveau de tension de la tension entrante et délivrent un autre niveau de tension aux consommateurs.

• Sous-stations de commutation :ces sous-stations ne modifient pas le niveau de tension des lignes entrantes et sortantes. Ils effectuent simplement l'opération de commutation des lignes électriques.
• Sous-station de correction d'énergie réactive : Cette sous-station qui améliore le niveau du facteur de puissance du système est appelée sous-station de correction du facteur de puissance. Ces sous-stations utilisent généralement un condensateur synchrone comme équipement d'amélioration du facteur de puissance.
• Sous-stations du changeur de fréquence : Les sous-stations qui modifient la fréquence d'alimentation sont appelées sous-stations de changement de fréquence. De telles fréquences peuvent être requises pour une utilisation industrielle.
• Convertir les sous-stations : Les sous-stations qui convertissent la quantité Ac en quantité Dc sont appelées sous-stations de conversion. Ces sous-stations reçoivent de l'énergie sous la forme d'une quantité Ac, puis la convertissent en Dc à l'aide de redresseurs.
• Sous-stations industrielles : Les sous-stations qui fournissent de l'électricité aux industries individuelles sont appelées sous-stations industrielles.

Caractéristiques de construction

Selon les caractéristiques de construction, les sous-stations comportent de nombreux composants tels que des disjoncteurs, des interrupteurs, des fusibles, des instruments, etc. qui doivent être disposés de manière appropriée pour assurer un service fiable. En termes de construction, ils sont classés comme :

• Sous-station intérieure :ces types de sous-stations sont installés pour une tension de 11 kv en raison de considérations économiques. Celui-ci est construit sous les ombrages dus à l'atmosphère contaminée; ces sous-stations peuvent être érigées pour une tension jusqu'à 66kv.
• Sous-station extérieure : lorsque le niveau de tension dépasse 66kv, les équipements sont installés à l'extérieur en raison de cette haute tension. L'équipement et les conducteurs nécessitent de l'espace libre.
• Sous-stations souterraines  : Dans les zones encombrées où l'espace libre pour l'installation de sous-stations est très difficile, les sous-stations sont construites sous terre.
  

• Sous-stations montées sur poteau : Ce type de sous-station est installé à l'extérieur sur une structure à 4 pôles. C'est la forme de sous-station la moins chère pour une tension ne dépassant pas 11kv ou 33kv dans certains cas.

  

Poste de transformation :

La majeure partie du système d'alimentation est concernée par le changement de niveau de tension qui peut être connu sous le nom de sous-station de transformation car le transformateur est le composant principal pour modifier le niveau de tension, sous-transformateur la station peut être classée en,

1. a) Renforcer la sous-station   b) Sous-station primaire
2. c) Sous-station secondaire d) Sous-station de distribution

Dans le schéma suivant, un système d'alimentation électrique typique montrant la position des types de sous-stations ci-dessus.

• Sous-station élévatrice :ce type de sous-station élève la tension de production (11 kv) à la haute tension (220 kv) pour affecter l'économie du système d'alimentation électrique. Ceci est connu pour intensifier la sous-station, qui est généralement située dans les centrales électriques.
• Sous-station primaire : Le 220 kV est transmis via un système aérien triphasé à 3 fils de la sous-station d'étape au centre de charge. La puissance est ensuite reçue par la sous-station du réseau primaire qui réduit le niveau de tension à 66kv pour la transmission secondaire.
• Sous-station secondaire : La puissance électrique de 66kv de la station de réseau primaire est transmise au système triphasé à 3 fils à diverses sous-stations secondaires situées à différentes positions. À la sous-station secondaire, le niveau de tension est réduit à 11 kV, dont les lignes de transmission longent le bord de la route.
• Sous-station de distribution : Ces types de sous-stations reçoivent une puissance de 11kv des sous-stations secondaires et sont situées à proximité des localités des consommateurs. Ici, la tension est abaissée à 400 V, 3 phases 3 fils pour les consommateurs. La tension b/w deux phases est de 400v tandis que b/w monophasé et neutre est de 220v.