Sous-stations de traction ferroviaire
Il existe de nombreux systèmes d'électrification ferroviaires : courant continu (Direct Current ou DC), courant alternatif (Alternative Current ou AC), 50 Hz, 16-2/3 Hz... La gamme de tension utilisée varie du 600VDC pour les réseaux urbains au 25kV 50Hz pour les trains à grandes vitesse. Les sous-stations ferroviaires sont donc des installations spécifiques.
Généralités
Les sous-stations de traction ferroviaire (traction substations en anglais) sont utilisées pour alimenter les caténaires des voies à partir du réseau électrique.
Elles sont composées d'un étage d'entrée à la tension du réseau (qui varie selon les régions/pays) et d'un étage de sortie adapté au système électrique de la voie.
Outre la transformation de la tension, il faut également passer d'un système triphasé en entrée à un système mono ou bi-phasé en sortie. Pour des systèmes de traction en courant continu, il faut également redresser la tension de sortie.
Sous-stations DC
On trouve du courant continu dans la majorité des systèmes de transport urbains : métros, tramway, trolleybus. La tension varie alors entre 600VDC et 1500VDC. Dans certains pays, on utilise également du 1500VDC et du 3000VDC pour l'alimentation des lignes de banlieue ou des grandes lignes.
Une sous-station DC comporte principalement :
- Des cellules moyenne tension en entrée
- Des transformateurs pour abaisser la tension
- Des redresseurs (rectifiers en anglais) pour convertir le courant alternatif en courant continu
- Des disjoncteurs DC (qui n'ont rien de commun avec les disjoncteurs AC). A noter que dans le ferroviaire, on utilise des disjoncteurs ultra rapides (High Speed Circuit Breakers)
- Des sectionneurs
Sous-stations AC
Les technologies employées dans les sous-stations de traction AC sont relativement similaires à celles utilisées dans les sous-stations de distribution (moyenne tension). Il existe cependant des différences d'architectures notoires. Ainsi, les appareillages ferroviaires sont mono ou bi-phasés (ils sont triphasés en transmission et en distribution) et certains pays utilisent une fréquence plus faible (16,66 ou 25Hz). Les tensions utilisées sont en majorité le 15kV et le 25kV.
Une sous-station de traction AC comporte principalement :
- Un étage haute tension au niveau du raccordement au réseau de distribution
- Des transformateurs pour abaisser la tension d'entrée
- Des convertisseurs statiques pour changer la fréquence du courant si nécessaire
- Des disjoncteurs, des sectionneurs ou des cellules mono ou bi-phasés en 15 ou 25kV.
En fonction des pays et de la situation de la sous-station, on peut trouver des postes en bâtiment (indoor, on utilise alors des cellules), ou des postes extérieurs (outdoor, on parle alors de disjoncteurs et de sectionneurs).
