Principes des fonctions de protection :

• Le matériel GIS est équipé de diverses fonctions de protection pour garantir le fonctionnement sûr du système électrique.

Protection contre les surintensités :

• La fonction de protection contre les surintensités surveille le courant dans le circuit à l'aide de transformateurs de courant. Lorsque le courant dépasse un seuil prédéfini, le dispositif de protection déclenche l'ouverture du disjoncteur, coupant le circuit défectueux et évitant ainsi les dommages causés par une surintensité au matériel.

Protection contre les courts-circuits :

• La fonction de protection contre les courts-circuits détecte rapidement les courants de court-circuit lorsqu'un défaut de court-circuit se produit dans le système et provoque une action rapide du disjoncteur, protégeant ainsi le système électrique des dommages.

Fonctions de protection supplémentaires :

• D'autres fonctions de protection, telles que la protection contre les défauts à la terre et la protection contre les surtensions, sont également incluses. Ces fonctions de protection utilisent des capteurs appropriés pour surveiller les paramètres électriques. Dès qu'une anomalie est détectée, les actions de protection sont immédiatement initiées pour assurer la sécurité du système électrique et du matériel.

Principe d'isolation :

• Dans un champ électrique, les électrons des molécules de gaz SF₆ sont légèrement déplacés par rapport aux noyaux. Cependant, en raison de la stabilité de la structure moléculaire du SF₆, il est difficile pour les électrons de s'échapper et de former des électrons libres, ce qui entraîne une résistance d'isolation élevée. Dans les équipements GIS (Gas-Insulated Switchgear), l'isolation est réalisée en contrôlant précisément la pression, la pureté et la distribution du champ électrique du gaz SF₆. Cela garantit un champ électrique d'isolation uniforme et stable entre les parties conductrices à haute tension et le boîtier de mise à la terre, ainsi qu'entre les différents conducteurs de phase.

• Sous une tension de fonctionnement normale, les rares électrons libres dans le gaz gagnent de l'énergie à partir du champ électrique, mais cette énergie n'est pas suffisante pour provoquer l'ionisation par collision des molécules de gaz. Cela assure le maintien des propriétés d'isolation.

En raison des excellentes performances d'isolation, d'extinction d'arc et de stabilité du gaz SF6, l'équipement GIS présente les avantages d'une petite emprise au sol, d'une forte capacité d'extinction d'arc et d'une grande fiabilité, mais la capacité d'isolation du gaz SF6 est grandement affectée par l'uniformité du champ électrique, et il est facile d'avoir des anomalies d'isolation en présence de pointes ou d'objets étrangers à l'intérieur du GIS.

L'équipement GIS adopte une structure entièrement fermée, ce qui apporte les avantages d'une absence d'interférence environnementale pour les composants internes, d'un long cycle de maintenance, d'une faible charge de maintenance, d'une faible interférence électromagnétique, etc., tout en ayant des problèmes tels qu'une complexité élevée pour les travaux de révision uniques et des méthodes de détection relativement médiocres, et lorsque la structure fermée est érodée et endommagée par l'environnement extérieur, cela entraînera une série de problèmes tels que l'infiltration d'eau et la fuite d'air.

• Selon la méthode d'isolation et de refroidissement : divisés en isolés par liquide (immergés dans l'huile) et à sec. Les transformateurs immergés dans l'huile sont le type principal pour la transmission de puissance, adaptés aux tensions allant jusqu'à 345 kV et au-delà, avec des méthodes de refroidissement standardisées telles que ONAN (Air Naturel Huile Naturelle), ONAF (Air Forcé Huile Naturelle) et OFAF (Air Forcé Huile Forcée). Les transformateurs à sec sont principalement utilisés pour des applications intérieures ou industrielles spécifiques, généralement pour des tensions inférieures (jusqu'à 35 kV), bien que certains types spéciaux soient disponibles pour des tensions plus élevées.
• Selon la fonction de tension : comprenant les transformateurs élévateurs, abaisseurs et auto-transformateurs. Les transformateurs élévateurs sont utilisés dans les centrales électriques pour augmenter la tension du générateur à la tension de transmission (par exemple, 13,8 kV à 345 kV). Les transformateurs abaisseurs sont utilisés dans les postes de transformation pour réduire la tension de transmission pour la sous-transmission ou la distribution (par exemple, 345 kV à 132 kV ou 34,5 kV). Les auto-transformateurs sont utilisés pour connecter des systèmes avec des rapports de tension fixes, offrant des avantages d'efficacité dans les réseaux de transport (par exemple, applications 400 kV/220 kV).
• Selon la structure de noyau : divisés en type noyau et type boîtier. Les transformateurs de type noyau ont des enroulements entourant les jambages du noyau (courants dans les applications UHT). Les transformateurs de type boîtier ont le noyau entourant les enroulements.

Le raccordement hybride à isolation gazeuse (HGIS) est un type de matériel de commutation haute tension qui combine les avantages du matériel de commutation à isolation atmosphérique (AIS) et du matériel de commutation à isolation gazeuse (GIS). Sa caractéristique de conception principale est une structure modulaire, où les composants fonctionnels clés du matériel de commutation (tels que les disjoncteurs et les sectionneurs) sont intégrés dans des enceintes à isolation gazeuse, tout en étant connectés à d'autres équipements via des barres de liaison à isolation atmosphérique externes. Cette conception permet d'atteindre une compacité structurelle tout en assurant la facilité d'installation et de maintenance.