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Présentation UIC Juillet 2004 - J.P MENUET

Les installations fixes de tractionLes installations fixes de tractionélectrique des Lignes à Grandeélectrique des Lignes à GrandeVitesseVitesse

Formation Systèmes Grande Vitesse 05-10.07.04Formation Systèmes Grande Vitesse 05-10.07.04Formation Systèmes Grande Vitesse 05-10.07.04

Formation Systèmes Grande Vitesse 05-10.07.04

J. P. MENUET 06.07.04

2Formation Systèmes Grande Vitesse 05-10.07.04

LA GRANDE VITESSE EN EUROPELA GRANDE VITESSE EN EUROPE

Réseau : 3440 km de lignes dédiées en serviceRéseau : 3440 km de lignes dédiées en serviceþþ France (1540 km)France (1540 km)þþ Allemagne (580 km)Allemagne (580 km)þþ Espagne (850 km)Espagne (850 km)þþ Italie (250 km)Italie (250 km)þþ Belgique (150 km)Belgique (150 km)þþ Royaume uni (70 km)Royaume uni (70 km)

(chiffres UIC 2004) (chiffres UIC 2004)

Trois tensions :Trois tensions :þþ 15 kV 16,7 Hz15 kV 16,7 Hzþþ 25 kV 50 Hz25 kV 50 Hzþþ 3 kV continu pour3 kV continu pour V Vmaxmax ≤≤ 250 km/h 250 km/h


LA GRANDE VITESSE EN EUROPELA GRANDE VITESSE EN EUROPE


LA GRANDE VITESSE EN FRANCELA GRANDE VITESSE EN FRANCE

Réseau : 1540 km de lignes dédiéesRéseau : 1540 km de lignes dédiéesþþ LGV PSE (LGV PSE (410 km410 km))þþ LGV A (280 km)LGV A (280 km)þþ LGV Nord (330 km)LGV Nord (330 km)þþ LGV Interconnexion (100 km)LGV Interconnexion (100 km)þþ LGV Rhône Alpe (120 km)LGV Rhône Alpe (120 km)þþ LGVLGV Med Med (300 km) (300 km)

(chiffres 2001) (chiffres 2001)

þþ LGV Est Européenne (300 km en construction)LGV Est Européenne (300 km en construction)


LA GRANDE VITESSE EN FRANCELA GRANDE VITESSE EN FRANCE


CONCEPTION DU SYSTEME D ’ALIMENTATIONCONCEPTION DU SYSTEME D ’ALIMENTATION

þþ Problématique :Problématique : Définir un schéma d ’alimentation HT qui assure l ’adéquation de laDéfinir un schéma d ’alimentation HT qui assure l ’adéquation de la

puissance à fournir avec les possibilités du réseau dupuissance à fournir avec les possibilités du réseau duconcessionnaire d ’énergie.concessionnaire d ’énergie. Définir les schémas d ’alimentation caténaire qui permettentDéfinir les schémas d ’alimentation caténaire qui permettent

d ’acheminer la puissance jusqu ’au pantographe des enginsd ’acheminer la puissance jusqu ’au pantographe des enginsmoteurs avec le minimum de pertes pour garantir une bonnemoteurs avec le minimum de pertes pour garantir une bonnetension en ligne. (Rappel P tension en ligne. (Rappel P ≈≈ f(V) f(V)33)) Conformité à la spécification technique d ’interopérabilité (STI)Conformité à la spécification technique d ’interopérabilité (STI)

ENERGIEENERGIE

þþ Paramètres fondamentaux de l ’alimentation :Paramètres fondamentaux de l ’alimentation : Puissance (MVA) crée du déséquilibrePuissance (MVA) crée du déséquilibreðð type de raccordement au fournisseur d ’énergietype de raccordement au fournisseur d ’énergieðð schéma caténaire (marche en V) schéma caténaire (marche en V)

Tension ligne (respect de la EN 50163 et EN 50388)Tension ligne (respect de la EN 50163 et EN 50388)ðð schéma caténaire (2x25 kV)schéma caténaire (2x25 kV)



Le dimensionnement :Le dimensionnement :þþ Dimensionner les Installations Fixes de Traction ÉlectriqueDimensionner les Installations Fixes de Traction Électrique

(IFTE) d'une LGV, c'est déterminer les paramètres(IFTE) d'une LGV, c'est déterminer les paramètresélectriques permettant de définir les éléments constitutifsélectriques permettant de définir les éléments constitutifsde ces installations.de ces installations.

Comment dimensionner ?Comment dimensionner ?þþ Les données propres à la ligne :Les données propres à la ligne :

le profil en long,le profil en long, les rayons de courbure,les rayons de courbure, la vitesse et l ’espacement des TGV (300 km/h à 3 minutes),la vitesse et l ’espacement des TGV (300 km/h à 3 minutes), les graphiques de circulation en période de pointe et en régimes perturbésles graphiques de circulation en période de pointe et en régimes perturbés



þþ Les données propres au TGV :Les données propres au TGV : la masse, la longueurla masse, la longueur les caractéristiques aérodynamiques.les caractéristiques aérodynamiques. la caractéristique effort/vitesse,la caractéristique effort/vitesse, les courbes iso-rendement,les courbes iso-rendement, les courbes iso-facteur de puissance.les courbes iso-facteur de puissance.

þþ Caractéristiques des sources HTCaractéristiques des sources HTþþ Caractéristiques du circuit caténaireCaractéristiques du circuit caténaireþþ Caractéristiques du circuit de retourCaractéristiques du circuit de retour

þþ Objectif Objectif ⇒⇒ Optimisation :Optimisation : évolutivité du schéma d ’alimentationévolutivité du schéma d ’alimentation considération économique : rapport performance/coûtconsidération économique : rapport performance/coût


POSTE AT1

L ’ELECTRIFICATION EN 2x25 kVL ’ELECTRIFICATION EN 2x25 kV

Schéma de principe :Schéma de principe :

A B C

A' B' C' Rail

Caténaire(+ 25 kV)

Feeder deretour

(-25 kV)

Sous-station2x25 kV POSTE AT2


SCHEMA D ’ALIMENTATION LGV EN FRANCESCHEMA D ’ALIMENTATION LGV EN FRANCE

Schéma d ’alimentation et de découpage :Schéma d ’alimentation et de découpage :

SS A

ATP

ATAT

AT AT

SP ATP

ATAT

SS B

SP: Poste de sectionnement et de mise en parallèle à Auto-Transformateur

ATP: Poste de mise en parallèle à Auto-Transformateur



Avantages :Avantages :þþ Impédance du réseau de tractionImpédance du réseau de traction

0,3 0,3 ΩΩ par km en 1x25 kV par km en 1x25 kV 0,12 0,12 ΩΩ par km en 2x25 kV par km en 2x25 kV

þþ Espacement entre les sous-stationsEspacement entre les sous-stations 60 à 90 km60 à 90 km

þþ Système symétriqueSystème symétrique moins de perturbations CEMmoins de perturbations CEM force force électroélectro-motrice longitudinale induite divisée par 2 à 4.-motrice longitudinale induite divisée par 2 à 4.

Inconvénients :Inconvénients :þþ surcoût caténaire 30% par rapport à la caténaire 25 kVsurcoût caténaire 30% par rapport à la caténaire 25 kV

classiqueclassiqueþþ mise en œuvre de postes ATmise en œuvre de postes AT



Évolution des puissances installées en sous-station :Évolution des puissances installées en sous-station :

LGV Puissance

Sud-Est 270 km/h(TGV espacés de 5 minutes)

0,7 MVA / km

TGV 300 km/h(TGV espacés de 3 minutes)

1,2 MVA / km

TGV 350 km/h(TGV espacés de 3 minutes)

2 MVA / km


CONSTITUANTS DU SYSTEME D ’ALIMENTATIONCONSTITUANTS DU SYSTEME D ’ALIMENTATION

Les sous-stations (SS) et postes AT (ATPs) :Les sous-stations (SS) et postes AT (ATPs) :þþ injection de puissanceinjection de puissanceþþ répartition de la puissancerépartition de la puissance

La caténaire :La caténaire :þþ distribution du courantdistribution du courant


CONSTITUANTS DU SYSTEME D ’ALIMENTATIONCONSTITUANTS DU SYSTEME D ’ALIMENTATION

Sous-stations :Sous-stations :þþ Raccordement 225 kV - 400 kVRaccordement 225 kV - 400 kVþþ Alimentation en 2x25 kVAlimentation en 2x25 kVþþ 60 MVA tous les 40 à 60 km60 MVA tous les 40 à 60 km

Postes AT (ATPs) :Postes AT (ATPs) :þþ Puissance : 10 à 15 MVAPuissance : 10 à 15 MVAþþ Espacement : 10 à 15 kmEspacement : 10 à 15 km


LES SOUS-STATIONS 2x25 kVLES SOUS-STATIONS 2x25 kV

Schéma unifilaire :Schéma unifilaire :M

M

M M

M M MM

Arrivées HT

Jeu de barres HT

Groupes de traction

Jeu de barres 2x25kV

Départs traction2x25 kV



Vue 3D :Vue 3D :



CHABRILLAN



Principales caractéristiques techniques :Principales caractéristiques techniques :þþ 2 arrivées HT indépendantes (225 kV ou 400 kV)2 arrivées HT indépendantes (225 kV ou 400 kV)þþ 2 ou 3 transformateurs 2x25 kV de 60 MVA2 ou 3 transformateurs 2x25 kV de 60 MVAþþ 4 départs par sous-stations4 départs par sous-stationsþþ Courant de court circuit maximum 15 kACourant de court circuit maximum 15 kAþþ Courant nominal par départ 1600 ACourant nominal par départ 1600 A



Protections numériques dernières générations :Protections numériques dernières générations :þþ Maximum de courant - courbes à temps inverseMaximum de courant - courbes à temps inverseþþ Minimum d ’impédance - parallélogramme deMinimum d ’impédance - parallélogramme de

déclenchementdéclenchement



L ’avenir :L ’avenir :þþ le compensateur de déséquilibrele compensateur de déséquilibre



L ’avenir :L ’avenir :þþ le survolteur (HVB)le survolteur (HVB)


LES POSTES AT (ATPs)LES POSTES AT (ATPs)

Schéma unifilaire :Schéma unifilaire :

lI MP2I MP1

T2

V2

C

T1

V1

F

lTt

M

SM2

CF

lTt

M

CD1

TSA1

SAT1

Tc m1 AT1. . .

M

Ca t é n a i r e

F e e d e r

SB1

I MP3I MP4l

M

SM1

F

T4

C

lTt

T3 l

CFTt

I P SB2

TSA2

SAT2

Tc m2

M

AT2. . .


LES POSTES A AT (ATPs)LES POSTES A AT (ATPs)


LES CENTRAUX SOUS-STATIONSLES CENTRAUX SOUS-STATIONS

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