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Les sous-stations de traction
R. Godin, ingénieur principal.
mercredi 31 août 2011, par
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Le groupe transformateur-redresseur
Comme il est dit plus haut, l’organe principal d’une sous-station est le « groupe transformateur-redresseur à vapeur de mercure ». Celui-ci comprend essentiellement un transformateur, qui abaisse la tension à 3.300 V, et un redresseur à vapeur de mercure, qui change la nature du courant (d’alternatif en continu).
Le primaire (triphasé) du transformateur tri-hexaphasé est alimenté par le réseau industriel. Le point neutre du secondaire (hexaphasé), qui constitue la borne négative de l’ensemble, est relié aux rails.
Le redresseur est formé par une cuve métallique, munie :
- d’une cathode en mercure, reliée aux caténaires et constituant la borne positive du groupe ;
- de six anodes, reliées aux six bornes secondaires du transformateur et soumises, de ce fait, à des tensions alternatives, décalées l’une sur l’autre dans le temps.
A l’intérieur de la cuve, remplie de vapeur de mercure à une très faible pression, un arc tournant jaillit entre la cathode et celle des anodes dont la tension positive est maxima ; cet arc joue ainsi le rôle d’un simple commutateur tournant, reliant le caténaire aux bornes du transformateur à l’instant où celles-ci sont positives : on obtient de la sorte une tension redressée continue.
Chaque groupe transformateur-redresseur comportera des services auxiliaires assez complexes pour :
- L’allumage et l’entretien de l’arc ;
- La production et le contrôle du vide dans la cuve ;
- Le refroidissement et le réglage de la température du groupe, etc.
Tout cet appareillage est à fonctionnement automatique.
La puissance nominale des groupes utilisés en Belgique est de 3.000 kW : ces groupes peuvent toutefois fournir 6.000 à 8.000 kW, en pointe de courte durée.
Normalement, chaque sous-station comprend trois groupes, dont un en réserve ; il en existe pourtant certaines à deux ou quatre groupes.
L’appareillage des sous-stations
L’appareillage d’une sous-station comprend principalement :
- Le poste haute tension, alimenté à la tension du réseau primaire et groupant les appareils de coupure et de protection des deux arrivées et des départs vers les groupes transformateurs-redresseurs.
Ce poste est du type « intérieur » pour les tensions de 11.000 à 36.000 V, et du type « extérieur » pour les tensions de 64.000 et 70.000 V ; - Les groupes transformateurs-redresseurs, dont le rôle et le fonctionnement ont été exposés ci-dessus ;
- Le poste à 3.600 V, groupant les appareils de coupure et de protection des arrivées des redresseurs et des départs vers les caténaires.
Ces départs sont au minimum au nombre de quatre ; toutefois, certaines sous-stations en comptent plus (17 à Bruxelles-Nord) ; - Les services auxiliaires, comprenant principalement :
- Deux transformateurs basse tension (dont un de réserve) pour alimenter la sous-station proprement dite et parfois d’autres services locaux : éclairage de la gare, signalisation, etc. ;
- Deux compresseurs (dont un de réserve) pour la manœuvre des disjoncteurs pneumatiques ;
- Une batterie 110 V et deux groupes de charge (dont un de réserve) pour les circuits de commande et de signalisation des appareils ;
- Les circuits d’éclairage, de chauffage électrique, etc.
La commande des sous-stations
En principe, toutes les sous-stations seront commandées à distance, par un poste répartiteur régional en contact avec le « dispatcher » des lignes intéressées.
De semblables postes répartiteurs seront situés à Bruxelles-Midi, Anvers, Charleroi, Gand et Namur ; les quatre premiers d’entre eux sont déjà installés.
Ces postes comprennent un appareillage de télécommande et dé télésignalisation des principaux appareils des sous-stations.
Lorsque la sous-station est occupée (pour entretien, par exemple), la commande est reprise par l’agent « local » mais la télésignalisation est maintenue au poste répartiteur.
La télécommande des sous-stations permet d’obtenir une sécurité plus grande dans les manœuvres, en évitant les communications téléphoniques, et permet de réaliser un gain de temps très précieux lors des perturbations sur le réseau.
Source : Le Rail, avril 1958