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Hintere Bahnhofstrasse 10, Postfach 5001 Aarau,
Tl. +41 62 825 25 25, Fax +41 62 825 25 26, [email protected], www.electricite.ch
Manuel
Spcifications techniques relatives aux interfacesde protection des transformateurs avec lerseau de transport
Dispositions techniques en matire de raccordement, dexploitation et dutilisation du rseau de distribution
18 juin 2015
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Impressum et contact
Editeur
Association des entreprises lectriques suisses AESHintere Bahnhofstr. 10, Case postaleCH5001 AarauTl. +41 62 825 25 25Fax +41 62 825 25 [email protected]
Auteurs de la premire dition 2015Prnom Nom Entreprise Fonction
Bruno Wartmann ewz, Zurich Responsable du GT
Bernhard Burgener Swissgrid SA, Laufenburg Membre du GT
Yann Gosteli CKW, Lucerne Membre du GT
Martin Herzig Alpiq EnerTrans SA,Niedergsgen
Membre du GT
Werner Klin AXPO Power AG, Baden Membre du GT
Deborah Koch BKW, Berne Membre du GT
Daniel Witschard HYDRO Exploitation SA, Sion Membre du GTAndreas Degen AES, Aarau Membre du GT
* GT = groupe de travail
mailto:[email protected]:[email protected]7/26/2019 Manuel Interfaces de Protection Des Transformateurs
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Chronologie
Date Descriptif succinct
2014 Dbut des travaux au sein du groupe de travail18 juin 2015 Approbation par la Commission Technique & Exploitation des rseaux
Ce document a t labor avec limplication et le soutien de lAES et des reprsentants de la branche.
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Imprimn 1037f, dition 2015
Copyright
Association des entreprises lectriques suisses AES
Tous droits rservs. Lutilisation des documents pour usage professionnel nest permise quavec
lautorisation de lAES et contre ddommagement. Sauf pour usage personnel, toute copie, toute distribu-tion ou tout autre usage de ces documents que celui prvu pour le destinataire sont interdits. LAES et lesauteurs dclinent toute responsabilit en cas derreur dans ce document et se rservent le droit de le mod i-fier en tout temps et sans pravis.
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Table des matires
Abrviations, termes et dfinitions ................................................................................................................... 6
Avant-propos .................................................................................................................................................... 7
1. Introduction ............................................................................................................................................. 8
2. Interface des transformateurs dintensit/de tension............................................................................. 92.1 Gnralits ............................................................................................................................................. 92.2 Transformateurs dintensit.................................................................................................................... 92.3 Transformateurs de tension ................................................................................................................. 10
3. Interface des dclenchements de protection avec initialisation de la PDD ......................................... 11
3.1 Dclenchements de protection directs avec liaisons par cbles en cuivre .......................................... 113.1.1 Gnralits............................................................................................................................ 113.1.2 Dclenchements de protection directs sur le disjoncteur ..................................................... 123.1.3 Dclenchements de protection via des relais de dclenchement (longues lignes
damene)............................................................................................................................. 123.1.4 Dclenchements de protection via des relais de dclenchement (surveillance du circuit
de dclenchement) ............................................................................................................... 133.2 Dclenchements de protection via des liaisons par FO ....................................................................... 13
3.2.1 Introduction ........................................................................................................................... 133.2.2 Dclenchements de protection via des units de protection dportes ............................... 14
4. Interface de blocage de lordre denclenchement du disjoncteur......................................................... 15
5. Interface des retour de signalisation pour la protection et les verrouillages ........................................ 15
6. Contrle de la chute de tension CC ..................................................................................................... 16
7. Cblage de lensemble de linstal lation ................................................................................................ 167.1 Potentiels de terre diffrents dans linstallation.................................................................................... 177.2 Exemple de rparation des cbles ....................................................................................................... 17
Index des figures
Figure 1: Vue densemble des zones de protection du transformateur 8Figure 2: Vue densemble de linterface des transformateurs dintensit 10Figure 3: Exemple de lenroulement3, circuit transformateur de tension 11Figure 4: Vue densemble de la disposition des appareils de protection 14
Index des tableaux
Tableau 1: Transformateurs dintensit, rpartition entre Swissgrid et le GRD/lECE/le GIC 9Tableau 2: Transformateurs de tension, rpartition entre Swissgrid et le GRD/lECE/le GIC 10
Tableau 3: Valeurs CEM pour les essais-types des appareils de protection selon la norme CEI 60255-26 17
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Abrviations, termes et dfinitions
En ce qui concerne les abrviations, les termes et les dfinitions, nous vous renvoyons au glossaire delAES: Glossaire des rgles du march suisse de llectricit.Ce glossaire peut tre consult via le lien suivant:http://www.electricite.ch/download
Swissgrid Gestionnaire du rseau de transportGIC Gestionnaire dinstallations de clientsECE Exploitant de centraleGRD Gestionnaire de rseau de distribution
PRR Point de raccordement au rseauHT Ct haute tension (ct primaire du transformateur)BT Ct basse tension (ct secondaire/tertiaire du transformateur)PJB Protection de jeu de barresPDD Protection contre les dfaillances de disjoncteurDIST Protection de distanceDIFF Protection diffrentielleIMAX Protection maximum de courant temps (indpendant)FO Fibres optiques
http://www.electricite.ch/downloadshttp://www.electricite.ch/downloads7/26/2019 Manuel Interfaces de Protection Des Transformateurs
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Avant-propos
La Loi sur lapprovisionnement en lectricit (LApEl) du 23juillet 2012 et lOrdonnance surlapprovisionnement en lectricit (OApEl) du 14mars 2008 (tat au 1erjuillet 2013) ont ouvert le marchlectrique suisse aux consommateurs finaux dont la consommation annuelle est gale ou suprieure 100 MWh par site. Cinq ans aprs lentre en vigueur de cette loi, les consommateurs finaux dont la con-sommation annuelle est infrieure 100 MWh par site doivent aussi pouvoir, sur dcision de lAssemblefdrale, accder au rseau de manire non discriminatoire. Cette dcision peut faire lobjet dun rfren-dum.
Fidle au principe de subsidiarit (art. 3, al. 1 LApEl), la branche a cr dans le cadre du projet Merkur Ac-cess II, grce des spcialistes, un ouvrage extensif de rglements encadrant lapprovisionnement en lec-tricit sur un march ouvert. Grce cet ouvrage, le secteur de llectricit dispose dune recommandation,reconnue dans toute la branche, traitant de lutilisation des rseaux lectriques et de lorganisation ducommerce de lnergie.
La LApEl et lOApEl exigent la mise sur pied par la branche de directives pour divers domaines spcifiques.Les documents de la branche sont la rponse cette attente. Les passages correspondants rpartis dansles divers documents sont indiqus la section 7 du Modle de march pour lnergie lectriqueSuisse(MMEECH).
Les documents Distribution Code Suisse (DCCH), Modle dutilisation des rseaux suisses de distribu-tion (MURDCH), Modle dutilisation du rseau suisse de transport (MURTCH), Transmission Code
Suisse (TCCH), Balancing Concept Suisse (BCCH) et Metering Code Suisse (MCCH) sont desdocuments cls parmi les documents de la branche.
La branche labore les documents dapplication, ainsi que les outils ncessaires en se basant sur ces
documents centraux.
Afin de mettre en uvre la technique de protection linterface avec le rseau de transport, le prsent do-cument constitue un outil qui, en cas de nouvelles constructions et de projets de remplacement, doit faireoffice de recommandation de la branche pour les concepts de protection impliqus de Swissgrid et desGRD / ECE / GIC.
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1. Introduction
(1) Pour assurer la protection lectrique dun transformateur, il faut prvoir deux systmes de protectionindpendants pouvant tre constitus dun ou de plusieurs relais. Ces deux systmes couvrent enprincipe les mmes dfaillances, mais leur sensibilit et leurs fonctions de protection actives peuventtre diffrentes. Ils permettent de dtecter les courts-circuits monophass ou polyphass qui survien-nent dans le transformateur et dans ses lignes damene. Il convient en outre de prvoir une protec-tion de rserve pour les lignes et jeux de barres adjacents.
(2) Pour tous les objets situs dans la zone de protection (dun transformateur de courant lautre) dupoint de raccordement au rseau, la protection principale (systmes de protection du transforma-teur 1 et 2) incombe au GRD/ lECE/au GIC.
(3) Swissgrid met disposition comme protection de rserve une protection maximum de courant re-tard indpendant, en gnral au sein de la PJB/PDD. Le GRD/lECE/le GIC, lui, met disposition duct haute tension une zone de protection de distance en direction du jeu de barres.
(4) Les fonctions de protection de lenroulement tertiaire ventuel ainsi que du point neutre (p. ex. protec-tion bobine de ractance) ne sont pas dcrites dans ces spcifications et doivent tre convenues etralises individuellement. Les systmes de protection supplmentaires pour un ventuel passage decbles entre linstallation decouplage et le transformateur doivent tre contrls par lexploitantdelinstallation de cblage et coordonns avec le GRD / ECE / GIC ou Swissgrid.
(5) Hormis la protection de jeu de barres monte du ct de Swissgrid, tous les appareils de protectionsont installs du ct du GRD/de lECE/du GIC.
Swissgrid GRD/ECE/GIC
PJB/PDD+I>
Protection mcanique
Systme de protection du transformateur 1
Systme de protection du transformateur 2
Figure 1: Vue densemble des zones de protection du transformateur
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Dsignation Fonctions de protection Emplacement des appareils
Protection mcanique Relais Buchholz, etc. GRD/ECE/GICSystme de protection du trans-formateur 1
Protection diffrentielleProtection maximum de courant re-tard indpendant I>Protection contre les surcharges
GRD/ECE/GIC
Systme de protection du trans-formateur 2
Protection de distance pour le ct HTProtection maximum de courant re-tard indpendant I>>, I>
GRD/ECE/GIC
Protection de distance pour le ct BTProtection maximum de courant re-tard indpendant I>>, I>Protection diffrentielle optionnelle
Protection de rserve au seinde la PJB/PDD
Protection maximum de courant re-tard indpendant I>
Swissgrid
2. Interface des transformateurs dintensit/de tension
2.1 Gnralits
(1) Les groupes de mesure et/ou les transformateurs dintensit/de tension du ct de Swissgrid sont engnral pourvus de deux noyaux ou enroulements de mesure et de deux noyaux ou enroulements deprotection. Swissgrid est charge du dimensionnement des transformateurs du ct haute tension et
coordonne cette tche avec le GRD/lECE/le GIC. Il sagit de coordonner les points de mise la terredes diffrents transformateurs.
2.2 Transformateurs dintensit
Enroulement Bloc 1 Bloc 2 Bloc 3
1(mesure)
Swissgrid
Compteur 12
(mesure)Swissgrid
Compteur 2Swissgrid
Appareil de commandeGRD/ECE/GIC
Le cas chant, enregis-trement de la qualit du
courant (PQ)GRD/ECE/GIC
3(protection)
Swissgrid
Le cas chant,2ePJB/PDD
GRD/ECE/GIC
Systme de protection dutransformateur 1Le cas chant, perturbo-graphe autonome
Swissgrid
Le cas chant, protectionautonome maximum decourant retard indpendant
4(protection)
Swissgrid
PJB/PDD avec protectionintgre maximum de
courant retard indpendant
GRD/ECE/GIC
Systme de protection dutransformateur 2
Le cas chant, perturbo-graphe autonome
Swissgrid
Le cas chant, perturbo-graphe autonome
Tableau 1: Transformateurs dintensit, rpartition entre Swissgrid et le GRD/lECE/le GIC
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1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Transformateur Bloc 1
13
14
15
16
17
18
19
20
Bloc 2
29
30
31
32
-Point
21
22
23
24
25
26
27
28
Bloc 3 Y
4 ou 6 bornes du
transformateur
GRD/ECE/GICSwissgrid Swissgrid Point neutre
Figure 2: Vue densemble de linterface des transformateurs dintensit
(1) Les interfaces des diffrents noyaux lectriques avec le GRD/lECE/le GIC doivent tre ralises laidede bornes de courant appropries pour que les transformateurs puissent tre court-circuits,
respectivement spars.
2.3 Transformateurs de tension
Enroulement Bloc 1 Bloc 2 Bloc 3
1(mesure)
Swissgrid
Compteur 1
2(mesure)
Swissgrid
Compteur 2Swissgrid
Appareil de commandeSwissgrid
Le cas chant, perturbo-graphe autonome
3(protection)
GRD/ECE/GIC
Systme de protection du transformateur 1 ou 2Le cas chant, perturbographe autonome
4(protection)
Swissgrid
Le cas chant, perturbo-graphe autonome
GRD/ECE/GIC
Le cas chant, enregis-trement de la qualit ducourant (PQ)GRD/ECE/GIC
Tableau 2: Transformateurs de tension, rpartition entre Swissgrid et le GRD/lECE/le GIC
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(1) Un enroulement exclusif est prvu pour le GRD/lECE/le GIC.
Swissgrid GRD/ECE/GIC
4 fils
Figure 3: Exemple de lenroulement3, circuit transformateur de tension
(2) Swissgrid est responsable du dimensionnement et de la conception du mini-disjoncteur des transfor-mateurs de tension. La protection du circuit de tension du GRD/de lECE/du GIC doit tre ralise demanire ce que le mini-disjoncteur des transformateurs de tension, p. ex. SIRIUS 3RV1, protge lecircuit secondaire des surcharges et des courts-circuits.
(3) Pour empcher tout dysfonctionnement dans le dclenchement de la protection dimpdance, descontacts auxiliaires spcifiques, affects dans le temps aux contacts principaux du mini-disjoncteur,
sont requis. Ces contacts auxiliaires permettent de bloquer la fonction de protection de distance.
3. Interface des dclenchements de protection avec initialisation de la PDD
3.1 Dclenchements de protection directs avec liaisons par cbles en cuivre
3.1.1 Gnralits
(1) Les dclenchements par protection sont raliss de manire identique, quelles que soit la prove-nance de ceux-ci. Les circuits de dclenchement 1 et 2 sont si possible aliments par deux sys-tmes CC indpendants. En labsence de ces derniers, les circuits de dclenchement1 et 2 doiventtre protgs sparment.
(2) Dclenchements de protection de Swissgrid au GRD/ lECE/au GIC
Protection de jeu de barres/contre les dfaillances de disjoncteur Protection de rserve maximum de courant retard indpendant
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(3) Dclenchements de protection du GRD/de lECE/du GIC Swissgrid
Systme de protection du transformateur 1
Systme de protection du transformateur 2
Protection mcanique du transformateur
Protection de jeu de barres/contre les dfaillances de disjoncteur
Autres dclenchements de protection
3.1.2 Dclenchements de protection directs sur le disjoncteur
Swissgrid
GRD/ECE/GIC
GRD/ECE/GIC
Swissgrid
Initialisation de la
PDD
Dclenchement de protection
Dclenchement
de protection
Disjoncteur
Circuit de dclenchement pour dclench. 1 ou 2
Les ordres de dclenchement des systmes deprotection lectriques et mcaniques sont cblspar la voie la plus directe possible sur les deuxbobines de dclenchement du disjoncteur.
Linitialisation de la PDD se fait via des relaisintermdiaires.
Le ple ngatif de lalimentation doit tre mis disposition sur le bornier interface des fins demesure et de contrle.
3.1.3 Dclenchements de protection via des relais de dclenchement (longues lignes damene)
Swissgrid
GRD/ECE/GIC
GRD/ECE/GIC
Swissgrid
Initialisation de la
PDD
Dclenchement de protection
Dclenchementde protection
Disjoncteur Circuit de dclenchement pour dclench. 1 ou 2
Les ordres de dclenchement des systmes deprotection lectriques et mcaniques sont cblspar la voie la plus directe possible via des relaisde dclenchement appropris et rapides (tempsde rponse
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3.1.4 Dclenchements de protection via des relais de dclenchement (surveillance du circuit de
dclenchement)
Swissgrid
GR
D/ECE/GIC
GRD/ECE/GIC
Swissgrid
Initialisation de
la PDD
Dclenchement de protection
Disjoncteur Circuit de dclenchement pour dclench. 1 ou 2
Les ordres de dclenchement des systmes deprotection lectriques et mcaniques sont cblspar la voie la plus directe possible via des relaisde dclenchement appropris et rapides (tempsde rponse
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3.2.2 Dclenchements de protection via des units de protection dportes
Swissgrid GRD/ECE/GIC
Dclenchement1
Dclenchement2
Dclenchement2
Dclenchement1Systme de protection
du transformateur 1
GRD/ECE/GIC
Systme de protection
du transformateur 2
GRD/ECE/GIC
Dclench
ement2
Dclench
ement1
Blocagedelordre
denclenchement
Excitation
delaPDD
Dclench
ement2
Dclench
ement1
Bloc
agedelordre
de
nclenchement
Ex
citation
de
laPDD
Protection Swissgrid
principe
Dclench
ement2
Dclench
ement1
Systme de protection
du transformateur 1
Systme de protection
du transformateur 2
Dclench
ement2
Blocagedelordre
denclenchement
Excitation
delaPDD
Bloc
agedelordre
denclenchement
Ex
citation
de
laPDD
Autre protection
principe
Dclench
ement2
Dclench
ement2
Dclench
ement2
Dclench
ement2
Dclench
ement2
FO
FO
Protection mcanique
du transformateur
Entranement
ctHT
Entranement
ctHT
Mitnahme
OS-Seite
Entranement
ctHT
Entranement
ctHT
Figure 4: Vue densemble de la disposition des appareils de protection
(1) Les systmes de protection du transformateur 1 et 2 sont monts de manire dcentralise dans lapartie de linstallationappartenant Swissgrid, ainsi que chez le GRD/lECE/le GIC et relis via desFO. Les dclenchements de protection externes rciproques, comme la protection mcanique dutransformateur, sont saisis dans les deux systmes de protection du transformateur et transmis lastation oppose indpendamment lun de lautre. Les systmes de protection du transformateur 1 et 2sont si possible aliments par deux systmes CC indpendants. Pour les installations pourvues dunseul systme CC, les systmes de protection 1 et 2 doivent au moins tre protgs sparment.
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(2) Chacun des deux systmes de protection du transformateur dispose au minimum des entres et sor-ties suivantes:
1 resp. 3 contacts pour le circuit de dclenchement 1du disjoncteur
1 resp. 3 contacts pour le circuit de dclenchement 2du disjoncteur
1 contact pour le blocage de lordre denclenchement
1 contact pour linitialisation de la PDD
1 entre binaire pour le dclenchement du disjoncteur la station oppose
4. Interface de blocage de lordre denclenchementdu disjoncteur
Swissgrid
GRD/EC
E/GIC
GRD/ECE/GIC
Swiss
grid
Ordre
denclenchement
Verrouillages
denclenchement, vent.
avec auto-maintien
Bobine
denclenchement
du disjoncteur
Si ncessaire, le verrouillage denclenchementbloque lordre denclenchement du disjoncteur.Un ventuel auto-maintien est laiss lapprciation de Swissgrid et/ou du GRD/delECE/du GIC et doit tre convenu entre les deuxparties.La ralisation doit tre effectue de prfrence laide dun relais intermdiaire.Lalimentation du blocage de lordredenclenchement provient du ct o le disjonc-
teur est mont.
Le ple ngatif de lalimentation doit tre mis disposition sur le bornier interface des fins demesure et de contrle.
5. Interface des retour de signalisation pour la protection et les verrouillages
Swissgrid
GRD/ECE/GIC
GRD/ECE/GIC
Swissgrid
Les retours de signalisation ncessaires pour laprotection et les verrouillages sont fournis mu-tuellement, par la voie la plus directe possible,par lmetteur par des contacts libres de poten-tiel.
Le ple ngatif de lalimentation doit tre mis disposition sur le bornier interface des fins demesure et de contrle.
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(1) Exemples de signalisations possibles:
Retour de signalisation du midi-disjoncteur des transformateurs de tension
Retour de signalisation de la position du disjoncteur pour les systmes de protection etdenregistrement
Retour de signalisation spcifique au projet, aprs concertation
6. Contrle de la chute de tension CC
Swissgrid
G
RD/ECE/GIC
GRD/ECE/GIC
Swissgrid
Bobine du
relais
intermdiaire
+10/-15%
Il faut sassurer que les chutes de tension dans
les lignes damene ne soient pas trop impor-tantes pour que lquipement puisse fonctionnerdans la plage de tension prescrite, de +10% -15%. La chute de tension doit tre examineavec prcision, notamment au niveau des relaisde dclenchement. Dans le cadre de la dfinitiondes sections des cbles de commande, il con-vient dtudier les slectivits et/ou le comporte-ment de dclenchement des automates deprotection selon lOIBT/la NIBT.
Si lalimentation du redresseur tombe en panne,la tension CC baissera continuellement. Il in-
combe au gestionnaire ou lexploitant respectif(Swissgrid et/ou le GRD/lECE/le GIC) de dfinirla tension CC minimale permettant dexploiterlinstallation.
7. Cblage de lensemble de linstallation
Swissgrid GRD/ECE/GIC
Tous les fils des cbles secondaires doivent treentirement raccords leurs deux extrmitssur des bornes sectionnables. Lexploitant delinstallation correspondant dfinit le type deborne. Les fils des types de cbles utiliss doi-vent tre numrots.
Il faut coordonner le type de cble, la classe in-cendie, les sections du conducteur et la mise laterre des gaines de cbles.
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7.1 Potentiels de terre diffrents dans linstallation
(1) Si les mises la terre de linstallation diffrent entre Swissgrid et le GRD/lECE/le GIC, il convient deprendre diverses mesures prventives pour que lquipement fonctionne parfaitement ou ne soit pasdtruit en cas de dysfonctionnement.
(2) De manire gnrale, les cbles de signalisation doivent prsenter un blindage tress pais et leursfils doivent tre torsads. Il faut opter de prfrence pour des blindages double tresse et, en prin-cipe, les relier la terre aux deux extrmits afin dviter que des tensions induites longitudinalesnapparaissent au niveau des fils de signalisation . Pour entrer les cbles de signalisation dans lesbotiers des appareils et les armoires de couplage, il convient dutiliser des passages presse-toupeou des douilles de passage.
(3) La mise la terre bilatrale des blindages des cbles de signalisation exige que ces derniers soienttous accompagns au minimum dun conducteur de terre rsistant au courant (section similaire celle des autres raccordements de terre). Il est recommand de poser les cbles de signalisationdans un canal mtallique reli en continu et raccord la terre aux deux extrmits (aux botiers m-talliques des terminaux).
(4) Il faudrait coordonner lisolation des cbles avec celle des immunits des appareils de protection.
Essai Valeur de la tension
Salves 1 MHz 2,5 kV (tension de crte)
Transitoires lectriques rapides 4 kV (tension de crte)
Tableau 3: Valeurs CEM pour les essais-types des appareils de protection selon la norme CEI 60255-26
7.2 Exemple de rparation des cbles
1 cble Courants pour le systme de protection du transformateur 11 cble Courants pour le systme de protection du transformateur 21 cble Tensions pour le systme de protection du transformateur 1/21 cble Commande/signalisation, avec alimentation de Swissgrid, CC 11 cble Commande/signalisation, avec alimentation de Swissgrid, CC 21 cble Commande/signalisation, avec alimentation du GRD/de lECE/du GIC, cble 11 cble Commande/signalisation, avec alimentation du GRD/de lECE/du GIC, cble 2
(1) Les autres types de cbles tels que les FO ou les cbles spciaux pour les communications doiventtre dfinis spcifiquement en fonction du projet.