Poste de Transformation Mobile HTA

Justification de l’utilisation des mobiles

De nombreuses infrastructures critiques de ce pays dépendent fortement de l’énergie électrique pour leur fonctionnement continu. Certaines infrastructures, notamment l’industrie des communications, la santé publique et les services gouvernementaux tels que les premiers intervenants en cas d’urgence, ont un rôle crucial à jouer dans une réponse rapide aux pannes. Cependant, l’infrastructure critique qui traiterait le plus directement avec les systèmes de  poste de transformatıon mobıle est l’industrie de l’énergie électrique, qui possède et exploite les sous-stations dans lesquelles les systèmes MTS seraient utilisés pour remplacer l’équipement perdu.

Le réseau électrique est un réseau étroitement intégré qui nécessite un fonctionnement précis de tous les composants pour fournir de l’électricité de manière sûre et efficace aux utilisateurs finaux. Alors que la grande majorité des pannes sont dues à des pannes de lignes électriques, le réseau est également très vulnérable aux perturbations dans les sous-stations, où plusieurs lignes se croisent. Les sous-stations étant des points nodaux, une seule panne peut avoir un impact sur un grand nombre d’utilisateurs finaux. Il existe des milliers de sous-stations à travers le pays et, chaque année, les transformateurs de certaines d’entre elles tomberont en panne ou seront mis hors service. Des pannes inattendues peuvent gravement perturber le réseau dans le territoire environnant. Comme indiqué précédemment, il y a généralement suffisamment de redondance dans le système pour résister à la plupart des pannes de transformateur unique ; cependant, les sous-stations desservant des zones à faible densité de charge peuvent ne pas avoir une contingence suffisante pour surmonter la perte.

Les systèmes de  poste de transformatıon mobıle sont utilisés pour diverses raisons au sein d’un service public. Cependant, les pertes et les coûts associés à ces systèmes sont généralement trop élevés pour qu’ils puissent être utilisés comme remplacements à long terme. De plus, les systèmes MTS ont une impédance plus faible, ce qui entraîne des courants de défaut plus élevés, entraînant une plus grande contrainte sur les composants du réseau tels que les disjoncteurs. Les services publics utilisent plutôt les systèmes MTS pour leur principal avantage : leur capacité de déploiement rapide (environ 12 à

24 heures). Leur flexibilité leur permet de passer d’une tâche à une autre relativement facilement et constitue en fait une raison principale pour qu’un service public possède et exploite un MTS.

Les objectifs potentiels de  poste de transformatıon mobıle sont les suivants :

• Maintenance planifiée
• Augmentation temporaire de la capacité des sous-stations
• Réparations d’indisponibilité forcée
• Intempéries et autres pannes naturelles Sabotage et attaques
• Maintenance planifiée

Maintenance planifiée

Les systèmes de  poste de transformatıon mobıle sont utilisés quotidiennement au sein du service public pour fournir une capacité alternative lors de la maintenance planifiée des sous-stations. Parce qu’il est souhaitable d’avoir des systèmes MTS disponibles pour les services d’urgence lors de pics de charge ou de conditions météorologiques extrêmes, les services publics planifient leur maintenance planifiée au moment où les systèmes de  poste de transformatıon mobıle sont moins susceptibles d’être nécessaires pour une utilisation d’urgence.

Étant donné que le service public ne disposera que d’un nombre limité de systèmes de  poste de transformatıon mobıle, les réparations de la sous-station doivent alors être échelonnées ou retardées en raison de pannes imprévues du transformateur de la sous-station.

Augmentations temporaires de la capacité des sous-stations

Les systèmes de  poste de transformatıon mobıle peuvent être sollicités lorsqu’une zone peut être confrontée à une augmentation de charge temporaire qui ne devrait pas durer plus de plusieurs mois ou peut-être quelques années. Les exemples sont les projets de construction ou les modifications majeures de l’usine qui nécessitent des charges électriques élevées qui chuteront après l’achèvement. Des événements spéciaux peuvent augmenter les besoins en capacité pendant une courte période. Un MTS peut être utilisé pour éviter le coût d’une mise à niveau permanente qui serait rarement utilisée. Un autre exemple consiste à fournir rapidement une capacité accrue de la sous-station pendant les conditions de charge de pointe avant les mises à niveau de la sous-station, dans le cas où les livraisons d’équipement étaient retardées ou si d’autres problèmes survenaient qui ralentissaient l’expansion de la capacité.

Réparations d’interruption forcée

L’un des principaux domaines des systèmes de services publics où les systèmes MTS pourraient réduire les vulnérabilités se trouve dans les zones rurales à moyenne tension sans redondance. Souvent, la grille dans ces zones est topologiquement dans une disposition radiale qui ne permet pas la redondance des circuits parallèles. La perte d’une sous-station ou même d’un transformateur clé dans la sous-station peut entraîner d’importants problèmes d’alimentation en aval. L’exemple de Dyersburg décrit dans la Sect. 2.2.3 montre l’impact social et économique de la perte d’un poste dans les régions qui n’ont pas d’alimentations multiples.

Des réparations imprévues peuvent être nécessaires en raison d’une défaillance de l’équipement existant, d’un phénomène météorologique ou de perturbations intentionnelles. La défaillance de l’équipement est la raison la plus courante de déploiement. La foudre peut provoquer une panne retardée ou accélérer le vieillissement des éléments critiques du transformateur. À mesure que les transformateurs vieillissent, un pourcentage croissant d’entre eux peuvent faire face à une panne soudaine. Les services publics tentent de surveiller les conditions du transformateur telles que la chimie de l’huile ou les profils de charge pour prévoir une défaillance imminente, mais pour de nombreuses raisons, des défaillances inattendues peuvent toujours se produire.

Météo et autres pannes naturelles

Les conditions météorologiques et les catastrophes naturelles sont la principale cause des pannes électriques, bien que celles-ci aient le plus souvent un impact plus important sur les lignes électriques menant aux sous-stations que sur les sous-stations et les transformateurs eux-mêmes. Certaines catastrophes naturelles peuvent nuire aux opérations des sous-stations et créer un besoin pour les systèmes de  poste de transformatıon mobıle. Les plus probables sont les orages intenses et les tornades. Les tornades sont suffisamment puissantes pour que si elles frappent une sous-station, l’équipement sera généralement détruit et devra être remplacé. Les inondations peuvent également causer des dommages massifs, soit par la force de l’eau, soit par des courts-circuits et donc endommager l’équipement. Ce sont généralement les inondations ou les débris volants qui causent des dommages pendant les ouragans puisque les sous-stations peuvent être conçues pour résister aux vents de niveau ouragan.

Sabotage et Attaques

Des perturbations intentionnelles telles que le sabotage pourraient gravement endommager le réseau électrique de notre pays, et la plupart des sous-stations sont très vulnérables aux attaques. Les sous-stations sont généralement sans personnel, éloignées, exposées et ont peu de barrières physiques. Les services publics s’appuient davantage sur la redondance du réseau pour l’atténuation que sur le renforcement de sites individuels. Les plus grands sites ont souvent du personnel et des protections améliorées, mais les conséquences de la perte de ces grands sites sont également comparativement plus importantes. Il existe peu d’options disponibles pour le remplacement d’un transformateur haute puissance détruit. Bien qu’il existe des systèmes de  poste de transformatıon mobıle aussi grands que 100 MVA, les systèmes de  poste de transformatıon mobıle ont généralement une taille inférieure à 50 MVA, avec des tensions côté haut ne dépassant pas 230 kV. Les transformateurs haute puissance, tels que décrits ci-dessus, sont supérieurs à 100 MVA et peuvent avoir des tensions côté haut de 345 kV ou plus et ne peuvent actuellement pas être sauvegardés par les postes de transformatıon mobıle.

Les systèmes de  poste de transformatıon mobıle peuvent jouer un rôle crucial dans plusieurs scénarios impliquant des attaques délibérées. La cible ultime peut être une infrastructure critique avec un accès limité à l’énergie électrique via seulement une ou deux sous-stations de moyenne puissance.

Si l’installation est vitale pour la santé de la région ou d’autres besoins sociaux et que ses liaisons de sous-station sont détruites, les systèmes de  poste de transformatıon mobıle peuvent être utiles pour remettre l’installation en fonctionnement normal plus rapidement. Cela peut être particulièrement vrai si l’attaque frappe plusieurs sous-stations, peut-être dans le but de faire tomber des portions d’une grande zone urbaine. Le choix que le service public doit faire est généralement entre les sous-stations mobiles et la production d’urgence fixe ou mobile. Même avec l’utilisation de la production d’urgence, de petits transformateurs mobiles peuvent être appelés à ajuster les tensions dans la zone ou à atténuer les perturbations prolongées.

Sous-station mobile assurant un lien

flexible crucial dans la liaison électrique

Les sous-stations mobiles sont des systèmes autonomes qui offrent une mobilité et une flexibilité maximales. Ils peuvent être préparés, transportés et opérationnels en très peu de temps, faisant des sous-stations mobiles les solutions idéales pour faire face à une gamme d’éventualités auxquelles les services publics peuvent être confrontés.

Les sous-stations jouent un rôle crucial dans la transmission et la distribution de l’énergie électrique à travers le réseau. Alors, que se passe-t-il si une sous-station passe « hors ligne » ? Les perturbations peuvent être causées par une série d’événements échappant au contrôle des services publics, des opérateurs de réseau et des industries, y compris les pannes d’équipement, les événements naturels tels que la foudre, les inondations et les tremblements de terre, ainsi que les exigences opérationnelles telles que l’entretien et la remise à neuf.

les sous-stations mobiles peuvent combler le vide laissé par ces événements, contribuant ainsi à maintenir le réseau opérationnel et sûr.

Une sous-station mobile est une remorque ou un conteneur autonome équipé:

• des composants haute et moyenne tension nécessaires à une sous-station complète, y compris un transformateur de puissance,
• un appareillage de commutation et
• des sectionneurs (GIS, AIS ou hybrides), des transformateurs de mesure, des parafoudres, des dispositifs de protection et l’équipement de contrôle, l’alimentation auxiliaire AC et DC et les systèmes de contrôle.

 D’autres équipements peuvent être fournis pour répondre aux exigences spécifiques du client.