1 1. Introduction sur la structure d’un réseau électrique ....................... 4 1.1 Généralités ..................................................................................................................... 4 1.2 Nécessité de transporter l’électricité en une tension élevée .......................... 4 1.3 Structure d’un réseau ................................................................................................. 5 1.4 Exemple de schéma simple d’un poste MT/BT classique .................................... 6 1.5 Réseau de distribution .............................................................................................. 7 1.5.1 Réseaux de distribution MT ............................................................................... 7 1.5.2 Réseaux de distribution BT ............................................................................... 7 1.6 Structure des réseaux en électrification rurale ................................................. 7 1.6.1 Les réseaux de distribution monophasés avec retour par la terre........... 7 1.6.2 Réseaux triphasés BT.......................................................................................... 8 1.7 Les principes de la distribution ................................................................................ 8 1.7.1 Poste public et poste privé ................................................................................. 8 1.7.2 Craindre les chutes de tension ......................................................................... 9 1.8 Calcul de la section des conducteurs .................................................................... 10 2. Caractérisation et dimensionnement technique des équipements d’un réseau électrique. ............................................................... 12 2.1 Choix de la tension d'alimentation ....................................................................... 12 2.2 Le dimensionnement d’un poste .............................................................................. 12 2.3 Différents équipements des postes ..................................................................... 13 2.3.1 Les transformateurs de puissance ................................................................. 13 2.3.1.1 Dimensionnement d’un transformateur .................................................. 13 2.3.1.2 Pertes dans le transformateur ................................................................ 14 2.3.1.3 Quelques détails sur les postes MT/BT ................................................ 16 a. La protection du transformateur ............................................................................. 16 b. Les cellules MT............................................................................................................. 16 c. Tableau TUR (tableau urbain réduit) ...................................................................... 16 d. Les câbles MT ............................................................................................................... 17 2.3.2 Les sectionneurs ................................................................................................ 17 2.3.3 Les disjoncteurs................................................................................................. 18 2.3.3.1 Calcul des courants nominaux................................................................... 18 2.3.3.1 Calcul des courants de court-circuit ...................................................... 18 2.3.4 Les transformateurs d’intensité (TI) et de tension (TT),....................... 19 2.3.4 Les jeux de barres ............................................................................................ 19 2.3.5 Eclateurs .............................................................................................................. 20 2.3.6 Les parafoudres ................................................................................................. 22 2.3.7 Les réactances ................................................................................................... 23 2.3.7.1 Cas du relèvement du facteur de puissance dans un réseau MT ..... 23 2.3.7.2 Conséquences d’un mauvais cosφ ............................................................. 24 2.3.7.3 Amélioration du cosφ ................................................................................. 24 a. Compensation fixe................................................................................................ 25 2 b. Compensation automatique ................................................................................ 25 C. Emplacement des condensateurs ..................................................................... 25 d. Puissance de la batterie des condensateurs : ............................................... 26 2.4 Dimensionnement des branchements BT ............................................................. 27 2.4.1 Conformité des installations BT de branchement ...................................... 28 2.5 Protection des réseaux ............................................................................................ 29 2.5.1 La protection de distance ................................................................................ 30 2.5.2 Exemples d’autres protections utilisées sur les réseaux à HT ............. 30 2.6 Compensation et stabilisation ................................................................................ 31 2.7 Compatibilité électromagnétique ........................................................................... 31 3. Analyse de la demande dans une localité .................................. 33 3.1 Approche méthodologique ........................................................................................ 33 3.2 Hypothèses d’évolution de la demande ................................................................ 34 4. Exemples d’indications sur les coûts ........................................ 34 5. Quelques abaques ............................................................ 35 Annexes .......................................................................... 38 I. Méthodologie de conception d'un réseau électrique ....................... 38 Etape 1 : Recueil des données ....................................................................................... 38 Etape 2 : Elaboration du schéma unifilaire ................................................................ 38 Etape 3 : Etudes techniques et validation du schéma unifilaire ........................... 38 Etape 4 : Choix des équipements .................................................................................. 39 Etape 5 : Choix des dispositifs de protection et de leur réglage ........................ 39 Etape 6 : choix et mise en place d'un système de contrôle commande .............. 39 Etape 7 : Tenir compte ................................................................................................... 39 7.1. Des conditions d'environnement ...................................................................... 39 7.2. Le classement des récepteurs .......................................................................... 39 7.3. Perturbations générées et tolérées par les récepteurs ............................. 40 7.4. Extensions futures .............................................................................................. 40 7.5. Classement des récepteurs par importance .................................................. 40 7.6. Contraintes du réseau public ............................................................................. 40 7.7. Bilan des puissances............................................................................................. 41 7.8. Choix de la tension d'alimentation ................................................................... 41 7.9. Choix des régimes de neutre des réseaux MT .............................................. 41 7.10. Compensation de l'énergie réactive ............................................................... 41 7.11. Calcul des courants nominaux ........................................................................... 41 7.12. Choix des transformateurs .............................................................................. 41 7.13. Détermination des sections des conducteurs.............................................. 42 7.14. Etude des circuits de terre et des prises de terre .................................. 42 7.15. Calcul des courants de court-circuit ............................................................. 42 7.16. Démarrage des moteurs ................................................................................... 42 7.17. Etude des harmoniques ..................................................................................... 42 3 7.18. Etude de la stabilité dynamique du réseau................................................... 43 7.17. Simulation numérique des réseaux d’énergie ............................................... 44 II. Réalisation d’une ligne ...................................................... 44 2.1 Tracé d’une ligne ........................................................................................................ 44 2.1.1. Reconnaissance du terrain ............................................................................... 44 2.1.2 Ordre des travaux ............................................................................................. 45 2.1.3 Avant projet ........................................................................................................ 45 2.1.4 Etude définitive .................................................................................................. 45 2.1.5 Dossier d’exécution............................................................................................ 46 III. Une base de données...................................................... 46 IV. Etude de cas : électrification de Mbinda et Mayoko .................... 47 4 1. Introduction sur la structure d’un réseau électrique 1.1 Généralités Le but premier d’un réseau d’énergie électrique, est de pouvoir alimenter la demande des consommateurs. L’énergie électrique est produite dans les centrales électriques (parfois très éloignées) et doit être transmise aux usagers par les lignes. L’ensemble des lignes et câbles reliés entre eux par l’intermédiaire des postes (ou sous stations) constitue un réseau. Deux réseaux de tension différente peuvent être connectés entre eux au moyen des transformateurs. Certains auteurs parlent distinctement de systèmes et de réseaux ; les réseaux engloberaient l’ensemble des lignes et câbles, tandis que les systèmes électriques pouvant être : - les centrales électriques, - les postes de transformation, - les centres de dispatchning , - Les usines consommatrices d’énergie électrique, etc. Il convient de généraliser, pour dire que le réseau d’énergie électrique est constitué par l’ensemble des équipements destinés à la production, au transport, à la distribution et à l’utilisation de l’énergie électrique depuis la centrale jusqu’aux maisons de campagne les plus éloignées. Dans beaucoup de pays, on rencontre encore une grande variété de tensions ; on trouve ce pendant trois types de réseaux : - réseau de transport (110, 225, 400 kV et plus) - réseau de répartition (45, 63, 90 kV) - réseau de distribution (30 kV, 20 kV et moins) L’organisation est hiérarchisée et structurée de la manière suivante : THT: U ≥ 110 kV ) HT: 36 kV < U < 110 kV MT: 1kV < U ≤ 36 kV BT: U ≤1000 V 1.2 Nécessité de transporter l’électricité en une tension élevée La relation I= S montre que l’intensité du courant est inversement 3U proportionnelle à la tension de la ligne, alors pour une même puissance électrique S à transporter, les pertes sont plus faibles avec des tensions plus élevées. Ces pertes étant égales à ∆P = 3RI2 pour la puissance active (effet Joule) et le réseau radial : il assure simplement le transport ou la distribution de l’énergie ( souvent en électrification rurale) . ce qui exigerait des pylônes de très grande gabarit.5 ∆Q=3 XI2 pour la puissance réactive. la répartition et ou la distribution. des sections des conducteurs économiquement acceptables. de la répartition et de la distribution de l’énergie obligent la conception.le réseau à dérivation : il peut assurer le transport. ( un courant trop élevé exigerait de grosses sections de conducteur pesant.3 Structure d’un réseau De manière classique. On distingue : . Il est aisé de comprendre que plus la tension du réseau est élevée et davantage on a de faibles intensités de courant à transporter et par conséquent.le réseau bouclé : c’est un réseau dont les charges peuvent être alimentées distinctivement par deux sources. . c'est-à-dire qu’il existe la possibilité de deux arrivées A et B pour l’alimentation de la charge. la relation de la section du conducteur s = j courant admissible dans le matériau conducteur en A/mm2) explique que la section est proportionnelle à l’intensité du courant.1 : configuration d’un réseau Les contraintes du transport. 1. le coût des lignes serait exorbitant et donc financièrement inacceptables ! ). l’ossature d’un réseau électrique se présente comme suit : Fig. On parle alors de poste en boucle ou en coupure d’artère. I (avec j la densité de D’autre part. R et X étant la résistance et la réactance d’un conducteur de phase de la ligne. . la construction et l’exploitation d’une diversité de réseaux électriques selon les objectifs à atteindre. .R Arrivée MT Départ MT Départs BT Fig. Schéma classique d’un poste MT /BT simple (1) : sectionneur dans le cas d’un poste public (1) : ou disjoncteur dans le cas d’un poste privé. Exemple de schéma d’un poste sur un réseau bouclé MT/BT 1. 3.4 Exemple de schéma simple d’un poste MT/BT classique IM IM QM 400 V Y Δ (1) Dyn11 20 kV T.U. 2.(1) (2) 6 MT/BT Fig. Le rôle d’un réseau MT dans une ville est d’assurer la mise à disposition de l’énergie aux différents postes MT/BT publics et privés de la localité.envisager des transformateurs sur poteaux pour des consommateurs isolés. les postes TV. on trouve deux types de réseau de distribution : . Un arrêté publié le 25 juin 1986 en France. 1.réseau de distribution basse tension (BT) 1. Cette électrification est généralement basée sur le réseau moyenne tension qu’il faut promener jusqu’à destination ou à proximité de la charge.6.6 Structure des réseaux en électrification rurale L’électrification rurale vise l’alimentation des charges moyennes se trouvant non loin du réseau électrique.1 Réseaux de distribution MT (1kV < U < 36 kV) Les réseaux de distribution MT alimentent les différents postes de transformation MT/BT des villes.l’implantation des nouvelles lignes MT en direction des zones à desservir. 1. l’énergie électrique aux ménages ou aux PME. La tension entre une phase et le neutre est de 220 volts tandis que la tension entre deux phases quelconques de 380 volts à la sortie du poste.5.5 Réseau de distribution En dessous de 63 kV.1 Les réseaux de distribution monophasés avec retour par la terre . En pleine ville. il peut être en aérien.7 1. L’électrification rurale est réalisée avec des postes MT/BT classiques et parfois sur poteau. le réseau MT est généralement en souterrain mais en campagne et dans les banlieues. Selon les puissances absorbées par les clients. Il va falloir promouvoir : .des nouveaux postes de transformation MT/BT. C’est le niveau de tension directement utile pour les équipements domestiques (lampes. . . suite à des accords internationaux a modifié la tension nominale des réseaux de distribution BT de 380V à 400V.). les congélateurs etc.5. on rentre dans le domaine de la distribution.2 Réseaux de distribution BT ( 400/230 volts ) Le réseau de distribution BT est le réseau final qui fournit à travers les 4 fils ( 3 phases + le neutre) . 1.réseau de distribution moyenne tension (MT) . il donne la possibilité de réaliser l’équilibre des phases c'est-à-dire la répartition de la charge sur les 3 enroulements du transformateur MT/BT source d’énergie. chacun à partir d’une phase du dernier transformateur triphasé. ce client doit disposer d’un poste privé MT ou HT selon les cas.6. Principe : selon la valeur de la puissance sollicitée par le client. de réaliser trois réseaux monophasés équilibrés. Il va falloir veiller à l’équilibre des phases du dernier poste triphasé.2 Réseaux triphasés BT C’est le réseau connu. Il serait souhaitable pour cela. 3U . alimentée par une ligne MT 20 kV exige une intensité énorme de I= S = 866A.7. Chaque départ est généralement réalisé en conducteurs 4 fils qui partent du tableau BT du poste pour alimenter les consommateurs qui peuvent être les ménages. les intensités admissibles des câbles vont nous 3U amener à cibler le niveau de tension du réseau à choisir pour l’alimentation de cet abonné.1 Poste public et poste privé L’objectif du réseau public. Il serait cependant regrettable qu’un abonné d’un poste public puisse s’accaparer à lui seul d’une portion trop importante de la puissance du transformateur prévu au préalable pour l’alimentation de plusieurs consommateurs. le client de puissance exigée S va devoir solliciter au réseau. 1. Ce réseau permet d’alimenter les équipements monophasés et triphasés se trouvant dans les installations connectées. pour satisfaire sa charge jugée relativement trop importante par rapport à la puissance du transformateur public prévu pour plusieurs abonnés.7 Les principes de la distribution 1. MT ou BT. est de fournir l’énergie électrique au plus grand nombre d’abonnés. 1. le distributeur de l’énergie va devoir le classer client HT. au risque de créer un déséquilibre dans le réseau HT amont. Un tel abonné mérite un poste de transformation privé. une intensité I telle que I= S . En effet. Au-delà d’une certaine puissance. Il est économique mais exige de bonnes mises à la terre. les commerces ou les administrations à puissance modeste. source des départs monophasées. Exemple : Une installation industrielle d’une puissance de 30 MVA.8 Ce type de réseau existe au Cameroun. à travers les transformateurs installés dans les différents postes. : réseau Longueur maxi souhaitée BT 1 km MT 50 km HT 140 km THT ∞ La chute de tension maximale tolérée en MT et HT est de 10%. il s’en suit une élévation de l’intensité du courant I et donc des chutes de tension plus importantes. Au sujet du transport de la puissance S. X et R sont les caractéristiques du câble données par le fabriquant. Z : réactance. MT ou HT selon les cas. . R.7. MT ou HT dépend donc de l’importance de la puissance à desservir. la relation I= S montre que 3U lorsque la tension U diminue. le tableau ci–après donne des indications au sujet des longueurs des réseaux. impédance de la ligne en Ω/km et L en km ). Le tableau statistique ci-dessous retrace la situation dans la plupart des cas : Puissance client (S) Réseau souhaitable Type de de raccordement client pour le distributeur Réseau BT public Client BT Réseau MT Client MT Réseau HT Client HT Observations S < 160 kVA 160 < S ≤ 10MVA S > 10 MVA Pas de poste privé Présence d’un poste privé MT/BT Présence d’un poste privé HT 1. Lorsque les solutions MT ou HT sont choisies.= R 2 + X 2 (X. le client doit donc disposer d’un poste de transformation dit’’ poste privé ‘’.ZLI en monophasé ∆U = 3 LZI en triphasé avec Z. Le client (personne morale ou physique) sera alimenté par le réseau BT.2 Craindre les chutes de tension Expressions des chutes de tension : ∆U = 2. Dans le souci de minimiser les chutes de tension et les pertes en ligne. on aurait une situation meilleure avec une intensité au rabais de I= 288 A Le choix de la tension BT.9 Alimentée en HT 90 kV. résistance. 0. 10 -9 Ωm Résistivité à 20°C 17. 10 -9 Ωm Sections des conducteurs – méthode de calcul se basant sur la chute de tension Considérons le cas du triphasé où ∆U = 3 LZI avec Z l’impédance linéique d’un fil conducteur de la ligne.8 Calcul de la section des conducteurs La méthode consiste à : . Connaissant l’intensité du courant devant traverser le conducteur. .241.vérifier les chutes de tension en régime normal et pendant le démarrage de gros moteurs. X. (Z.28 A/mm2 Résistivité à 0°C 15.déterminer la section nécessaire à l'échauffement en régime normal . 1. 10 -9 Ωm 26.28 A/mm2 pour l’almelec-acier des lignes aériennes HT).10 En BT.264. cette tolérance est de 6% si on est connecté directement au poste MT/BT et de 3% ailleurs.vérifier la contrainte thermique en cas de court-circuit en fonction du dispositif de protection.déterminer le facteur de correction global relatif au mode de pose et aux conditions d'installation. R.calculer le courant maximal d'emploi. Il peut être utile de déterminer la section économique sur la base d'un bilan économique.88.vérifier. . NB : On peut se servir des densités de courant pour un calcul rapide : Les densités de courant admissibles en régime nominal pour le cuivre et l’aluminium sont respectivement JCU = 5A/mm2 et JAL = 3A/mm2 ( JAlmelec = 2. . . on déduit aisément sa section : S= I/J Matériau Cuivre Aluminium Almélec Densité du courant admissible 5A/mm2 3A/mm2 2. les longueurs maximales des canalisations en rapport avec les chutes de tension admises. en Ω/km et L en km). La section à retenir est la section minimale vérifiant toutes ces conditions. Pour une liaison symétrique BT . le coefficient de self-induction est sensiblement le même pour tous les conducteurs et est donné par la relation : . 10 -9 Ωm 28. 10 -9 Ωm et l’intensité du courant 3⋅I ⋅ρ⋅L ΔU P et s = 3U cos ϕ 6 ⋅ 400 = 24 Volts.05 + 0.84 mm .8 ⋅ 24 U ⋅ cos ϕ ⋅ ΔU 2 Soit section minimale : 2. Id = 4 In -9 10000 ⋅ 17.L’expression Z = + x se simplifie et donne r L Z≈ : désigne la résistivité du conducteur et S sa section. on prend la section normalisée immédiatement supérieure.84. 100 la tension minimale de fonctionnement de la machine est U=400-24 = 376 volts En prenant pour intensité au démarrage.2 ⋅ Ln( a m )⎥ ⋅ 10-3 H/km. Exercice d’application : Quelle est la section du câble en cuivre qui convient. Travaillons pour chute de tension à ne pas dépasser de 6% = . pour alimenter une machine triphasée de 10 kW placée à une distance de 30m du tableau général BT.241 ⋅10 ⋅ 30 P⋅ρ ⋅L = 4x La section est s = = 2. d ⎦ ⎣ avec (am ): moyenne géométrique des distances entre les axes de conducteurs du câble et (d ) le diamètre de l’âme du conducteur. il en ressort que L0 est très faible.241. Il apparaît que pour les câbles BT. Résolution : La résistivité du cuivre est connue qui traverse le conducteur I = ρ r L = ρ⋅ L L⋅S ρ S = ρ =17. les réactances sont faibles devant les 1 2 2 résistances. on peut déterminer la longueur maximale du conducteur et vice versa. ρ⋅L La chute de tension s’écrit alors ∆U= 3 ⋅ I ⋅ S Alors connaissant la section. on choisit le câble 4mm2 .10-6 m2 376 ⋅ 0.11 ⎡ 2⋅ ⎤ L0 = ⎢0. . distribution. fours.des niveaux de tension disponibles à proximité du site. .La nature du poste (interconnexion.5 mm2 2.2 Le dimensionnement d’un poste Le dimensionnement d’un poste s’appuie sur deux paramètres essentiels : . Caractérisation et dimensionnement technique des équipements d’un réseau électrique.La puissance et la complexité de la charge à alimenter. etc.1 Choix de la tension d'alimentation Le choix de la tension d'alimentation dépend : .5 mm2 4 mm2 6 mm2 10 mm2 16 mm2 25 mm2 35 mm2 50 mm2 70 mm2 95 mm2 120 mm2 185 mm2 300 mm2 2x150 mm2 2x185 mm2 3x185 mm2 3x240 mm2 3x300 mm2 2. 2. etc. .de l'existence ou non des récepteurs MT tels que moteurs.de la puissance de l'installation .12 Sections des conducteurs utilisées en BT ( par phase pour conducteurs en cuivre ) : Intensité du courant en A 0 à 5A 5 à 10A 10 à 20 A 20 à 25 A 25 à 32 A 32 à 40 A 40 à 70 A 70 à 100 A 100 à 125A 125 à 160 A 180 à 200 A 200 à 250 A 250 à 320 A 320 à 400A 400 à 500 A 500 à 630 A 630 à 800A 800 à 1000A 1000 à 1250 A Section du conducteur en mm2 1. 2.). 13 De la nature du poste. Dans la plupart des cas.Cellules MT ou HT .3.les jeux de barres. le secondaire et le tertiaire. 2. car ils permettent de convertir l’énergie électrique d’un niveau de tension à un autre. .choix des disjoncteurs.1. .les parafoudres. la démarche est la suivante : .1 Dimensionnement d’un transformateur Un travail préalable consisterait à faire le bilan des puissances de l’ensemble de la charge. .les sectionneurs.3 Différents équipements des postes La composition des postes de transformation est complexe.cahier de charges.les réactances 2. on a : le primaire. .calcul de la section des câbles.3. .Les réactances. A trois. .1 Les transformateurs de puissance Les transformateurs constituent une partie essentielle du réseau d’approvisionnement en électricité.les disjoncteurs.schémas du TGBT (dans le cas d’un poste MT/BT) . . . A deux enroulements : on parle de l’enroulement primaire et de l’enroulement secondaire. mais les principaux équipements sont : . On trouve des transformateurs à deux et à trois enroulements.etc.les transformateurs de puissance . on peut dimensionner les transformateurs et les autres équipements. . c’est à dire de tous les récepteurs (ou départs) qui seront alimentés par ce transformateur.les transformateurs d’intensité (TI) et de tension (TT). 2. éventuellement les batteries de condensateurs. . on peut procéder à l’étude de son schéma et à partir de la charge.établissement du bilan de puissance. La puissance du transformateur se calcule en tenant compte du cosφ moyen . il est admis les règles suivantes : . .un coefficient d’utilisation (ku) qui traduit le fait que les récepteurs ne fonctionnent pas toujours tous. On applique à la puissance installée totale.(ku). celui dont la puissance est immédiatement supérieure au résultat du calcul théorique.9 (éviter les pénalités dues à la consommation excessive du réactif). La puissance totale du transformateur STransfo est telle que : ⎛ Pinstallée ⎞ STransfo ≥ ⎜ ⎜ cosϕ ⎟ ⎟ .la zone de fonctionnement économique du transfo est comprise entre 70 et 100% de sa puissance nominale. etc. les trois coefficients suivants : .un coefficient d’augmentation prévisible de la charge (ka) qui tient compte d’une croissance future de la charge.9 Sn. en pleine charge .14 (cosφ = 0.4 (pour poste public avec nombre d’abonnés excédant 50) ka = 1.(ks). on choisira le transformateur de la gamme des puissances normalisée. Le coefficient K = (ku) (ks) (ka) est appelé coefficient de foisonnement et P S= x K.2 Pertes dans le transformateur .7 ≤ S ≤ Sn.La première année. ks = 0.1. 2.(ka) ⎝ ⎠ (S en kVa si P en kW). soit 0. de l’extension des installations.4 (pour une augmentation prévisible de la charge 40% dans les cinq ans) cosφ = 0. il est souhaitable que la charge de pointe ne puisse pas dépasser 0.9) valeur pour laquelle les réseaux de distribution sont généralement calculés. . . est la puissance foisonnée de l’installation. cos ϕ Selon le guide technique français de la distribution.3. Après le calcul.un coefficient de simultanéité (ks) sur le fait que les récepteurs ne sont ou pas simultanément en fonctionnent . Ku = 1 pour la plupart des cas. P1 représente les pertes dans le transformateur. Pour chaque noyau de transformateur. un coefficient de ces pertes en W/m3 est donné par le constructeur.les pertes cuivre sont les pertes Joule : P cu = 3R1I12+ 3R2I22 . Exemple : sur un transfo de puissance MT de 630 kVA. c'est-à-dire à haut rendement où les pertes sont faibles devant les puissances mises en jeu. le constructeur prend soin de donner les caractéristiques comme nous le voyons dans l’exemple ci après : Exemple : Un transformateur 630kVA Alstom - Puissance du transfo : 630kVA pertes à vide : P= 1.27kVAR puissance réactive à compenser en pleine charge : Qc= 35.5A (22.les pertes fer sont les pertes dans le circuit magnétique. Il faut quelque fois tenir compte des pertes dues au système de refroidissement pour les transformateurs de grande puissance. c'est-à-dire les pertes dues aux courants de Foucault et au phénomène d’hystérésis.73kVA) courant assigné : In= 910A puissance réactive à compenser à vide : Qo= 11. Les transformateurs de puissance sont désormais des équipements à haute efficacité.15 Le transformateur est une machine qui transforme la tension U1 en une autre tension U2. on rencontre des postes MT/BT sur poteau pour l’électrification rurale généralement pour des puissances inférieure à 250 .3 KW pertes dues à la charge : Pc= 7kW tension de court-circuit : Ucc= 4% courant de court-circuit : Icc= 21. Exemple des caractéristiques électriques d’un transfo : Pour chaque transformateur de puissance. on a évalué à près de 7 kW le total des pertes en charge.62kVAR puissance acoustique (niveau bruit) : 67db couplage : Dyn : 11 Remarque : Postes MT/BT sur poteau En réseau aérien moyenne tension. Le fonctionnement de cet équipement exige une certaine consommation d’énergie c'est-à-dire les pertes dans le transformateur. L’énergie arrive avec une puissance P1 et en ressort avec P2 telle que P2 < P1 La différence P2 . On distingue les pertes fer et les pertes cuivre : . 250. . Exemple : S = 630kVA Us= 20kV (Tension de service) S 630. c.000 → côté HT on a : I= 18. Pour des puissances supérieures. 800.un transformateur MT/BT Les cellules peuvent être choisies dans la gamme Vercors VM6 de Merlin Gerin.3 Quelques détails sur les postes MT/BT a.une cellule de protection transformateur MT/BT . 630. 400. le poste MT/BT sera équipé des organes suivants au moins : .000 = = 18. La protection du transformateur La mise sous tension du transfo. 1200 kVA.16 kVA d’après les normes.3. .deux cellules d’interrupteurs (arrivée ou départ) . Leur calibre est toujours supérieur à la valeur du courant nominal du transfo. Les cellules MT L’alimentation MT des postes urbains étant souvent de type bouclé (coupure d’artère).Un 3 20. provoque toujours une importante pointe de courant à l’enclenchement. ALSTOM ou autres constructeurs. la solution de la cabine préfabriquée à encombrement réduit peut être la meilleure.2 A On choisit alors les fusibles SOLEFUSE avec percuteur Tension nominale : 24kV Tension de service : 20kV Calibre : 31.5A Les fusibles solefuses ont leur emplacement dans les cellules de protection transformateur QM ou PM. Tableau TUR (tableau urbain réduit) Le tableau urbain réduit comprend essentiellement un sectionneur (ou un disjoncteur) à coupure visible et des départs BT. Quelques puissances normalisées des transfo MT/BT : 160.1. 1000.2 A In = 3. Les fusibles solefuses sont conçus pour supporter ce fort courant d’appel. 2. b. protégés par des fusibles généralement à couteau. Ex : En pleine charge. Sur la base du bilan de puissance effectué. contrôlables à l’œil nu. Les câbles MT Le réseau MT en câble souterrain est esthétique et discret. il présente plus de sécurité que le réseau MT aérien bien que moins coûteux. un transfo de 630kVA débite une intensité au secondaire de 630. sectionneur.3. d. il est strictement interdit d’ouvrir un sectionneur en charge ! le sectionneur ne possédant pas un dispositif de d’extinction de l’arc électrique. .2 Les sectionneurs Ce sont des appareils simples. ni pour déclencher (risque de soudage des contacts. seront déterminés les courants nominaux qui transitent dans chaque disjoncteur. ni pour enclencher. de fusion ou d’explosion). S I= 3 xU A cause des arcs électriques mortels. On consulte les catalogues des fabricants tels que Merlin Gerin par exemple. etc. Son pouvoir de coupure est nul. lors d’entretien ou de réparation. si bien qu’il ne doit jamais être manœuvré en charge. qui permettent la coupure visible afin de réaliser le sectionnement en deux parties d’un réseau électrique en vue d’une mise hors service.17 Le choix du tableau TUR tient compte de l’intensité débitée au secondaire du transfo.000 I= = 909 A 3 x 400 On choisit donc un tableau TUR (tableau basse tension) pouvant transiter cet ampérage. Exemple : 400 kVA → 1 x 240 mm2 cuivre pour le neutre 2 x 240 mm2 cuivre par phase 630 kVA → 2 x 240 mm2 cuivre pour le neutre 3 x 240 mm2 cuivre par phase 2. L’alimentation des postes 20 kV : MT/BT en pleine ville se fait actuellement en câble souterrain HN 33S23: 3x150 mm2 ALU + 1x25 mm2 Et les liaisons Transfo → TUR en câble U1000R02V :150 mm2 ou 240 mm2 Cuivre selon la puissance du transformateur. 18 2. L'intensité du courant de court-circuit doit être calculée à chaque étage de l'installation pour les différentes configurations possibles du réseau.3. généralement effectué avec des logiciels appropriés.1 U / Zcc avec U la tension du réseau et ZCC = Zd pour le défaut triphasé ZCC = Zd+Zi pour le défaut biphasé ZCC = Zd+Zi+Zo pour le défaut monophasé ( Zd.3. Il est question de choisir convenablement les appareils de coupure (disjoncteurs ou fusibles) et régler les fonctions de protection. leurs caractéristiques sont : Unom. 2.3. Zn : impédance directe. Zo. Il n’ y a rien à comparer entre la coupure d’un courant dans une installation d’un abonné BT à celle d’une ligne THT 400 kV d’un réseau d’interconnexion par exemple.au réglage des seuils des protections à maximum de courant. Zi.1 Calcul des courants nominaux Le courant nominal peut être calculé d’après la relation classique : S avec S. on peut utiliser la relation ci après : ICC = 1. etc. Le calcul des courants de court-circuit reste un exercice fastidieux. inverse.3 Les disjoncteurs Ce sont des appareils de commutation fonctionnant en régime normal aussi qu’anormal de court –circuit.3. Le problème fondamental est celui de l’arc électrique qui tente de persister entre les pôles lors de la coupure du courant électrique. homopolaire. La valeur efficace du courant de court-circuit maximal (court-circuit triphasé symétrique) doit être connue. Elle détermine : .le pouvoir de coupure des disjoncteurs et fusibles .1 Calcul des courants de court-circuit L'installation électrique doit être protégée contre les courts-circuits. Ici des ordres de grandeur : . Inom et Icc. ) Les valeurs des puissances de court-circuit sont données par le distributeur de l’énergie.3. Pour un calcul rapide. Ils possèdent un pouvoir de coupure de l’arc électrique. Le disjoncteur est dimensionné à partir de la détermination des courants nominaux et des courants de court-circuit. ceci afin de pouvoir déterminer les caractéristiques du matériel qui doit supporter ou qui doit couper ce courant de défaut. I= 3 xU 2. la puissance apparente sollicitée par la charge. Ce sont des transformateurs de petite puissance placés dans les postes et destinés à adapter les valeurs des tensions et des courants des lignes aux calibres normalisés des appareils de mesure et de protection utilisés par l’individu. à la mise en parallèle des transformateurs.3. des lignes ayant la même tension. etc.l’intensité du courant nominal qui le traverse .3. 100/5. On distingue les transformateurs de tension et d’intensité. 200/5. N’oubliant pas que les appareils de mesures électriques n’existent pour la plupart qu’en des tensions basses. 2. se réalise au travers des jeux de barres. . la plupart des constructeurs réalisent des études pour leurs clients. .4 Les transformateurs d’intensité (TI) et de tension (TT).19 Réseau Icc Scc On écrit Scc 15 kV 70kV 3000 5000 80 MVA 600MVA = 3 Un Icc 150 kV 45 000 10 GVA 220 kV 30 000 10 GVA 400 kV 45 000 30 GVA 2.les efforts électrodynamiques pouvant s’exercer entre les barres en cas de court-circuit ( un calcul de RDM s’impose). ce qui exige ces transformateurs pour mesures qui permettent les conversions des grandeurs HT en grandeurs BT moins dangereuses pour l’homme. etc.4 Les jeux de barres Les jeux de barres dans les postes à HT servent à la connexion de divers organes. Au sujet des TI. L’interconnexion des réseaux par exemple.le courant de court-circuit. l’intensité I2 au secondaire est généralement fixée à 5A et on rencontre les rapports de transformation tels que 50/5. Le dimensionnement d’un jeu de barres est fonction des paramètres suivants : . A ce sujet. 4. à l’entrée des postes ou même aux bornes des transformateurs. . l’une reliée au conducteur ou à la borne à protéger contre la surtension et l’autre reliée à la terre via une structure métallique. On trouve des éclateurs au niveau des pylônes et parfois. Ils sont constitués essentiellement par deux électrodes dans l’air. Exemple de jeux de barres dans un poste à HT 2.5 Eclateurs Ce sont des dispositifs qui servent à éliminer les surtensions qui peuvent survenir sur les lignes à HT.20 Fig.3. l’intervalle étant réglé pour l’amorçage lorsque les surtensions dépassent le niveau de protection. Il peut s’agir simplement de deux tiges placées l’une en face de l’autre ou d’éclateurs à cornes tels ceux utilisés sur les réseaux 20 kV. La forme des électrodes peut être variable suivant les cas. Eclateur avec dispositif anti-oiseau Le réglage de l’intervalle d’éclatement est souvent un compromis entre protection et continuité de service. Les éclateurs Fig6.21 En d’autres termes. la distance entre les électrodes est choisie de telle manière que l’air supporte l’application de la tension nominale et ne supporte pas les surtensions de niveau dangereux pour la ligne et les équipements à protéger.5 s). entre les quelles est placée une tige verticale empêchant un oiseau de court-circuiter accidentellement les deux cornes. ces avantages sont compensés par de nombreux inconvénients : . c’est la raison pour laquelle. ils provoquent un court-circuit entre phase et terre qui déclenche souvent le disjoncteur . Malheureusement. Le principal intérêt des éclateurs est leur faible coût. Les éclateurs dits anti-oiseaux sont constitués de deux cornes destinés à provoquer l’amorçage de l’arc. Fig5. ils sont très répandus sur les réseaux aériens de 15 et 20 kV.Lors de l’amorçage (qui dure un peu trop t > 0. tension de foudre.3.terre) maximale A 50 Hz (kV) 170 330 . intensité de décharge donné par l’exploitant du réseau. Le choix du parafoudre est dicté par les données du réseau ci-après : tension nominale.22 HT de tête et provoque une mise hors tension du réseau après chaque fonctionnement. . Le niveau d’amorçage des éclateurs est très fluctuant. ce qui peut endommager le matériel des consommateurs. Fonctionnement : Lors d’un coup de foudre par exemple. maintenant ainsi la surtension dans certaines limites. Exemple : réseau 220 kV .65 Un : 209kV ( phase . elle peut atteindre 1. l’arc doit s’amorcer entre les électrodes de celui-ci pour une tension très inférieure à la crête de l’onde.tension maxi U max : 245kV . tension maximale. . une onde de courant lorsqu’une surtension (peu importe l’origine) arrive à leurs bornes. Exemple : Tension d’exploitation Distance de Tension de la ligne (kV) réglage d’amorçage De l’éclateur (cm) Au choc (kV) 110 50 390 225 90 650 2.tension nominale Un : 220kV ( 127kV phase – terre) . la tension monte rapidement aux bornes du parafoudre. Le parafoudres les plus utilisés aujourd’hui sont les parafoudres à oxyde de Zinc ( ZnO ) pour résistance non linéaire. C’est la tension d’amorçage de l’appareil. Le réglage de l’écartement des électrodes varie selon la tension de la ligne. il dépend fortement des conditions atmosphériques.2/50μs . la surtension est écoulée à la terre.tension de foudre Uf : 1050kV 1 .6 Les parafoudres Ce sont des appareils qui écoulent à la terre comme les éclateurs.5 fois la tension nominale de la ligne. Après amorçage.Le fonctionnement de l’éclateur provoque une déformation de l’onde électrique . surtension temporaire.Le temps entre le moment où la tension atteint le niveau de protection et le moment où l’éclateur amorce n’est en général pas négligeable. de l’état d’ionisation de l’air. etc.79 Un :227kV 10s : 1.surtension temporaire : 1s 1. prévu pour un courant de décharge de 10kA et une énergie maximale de 4. 2.3.3. d’où une surcharge et/ou la nécessité d’adopter des sections de conducteurs plus grandes. tension assignée : 192kV.7.23 Le parafoudre choisi est le modèle ALSTOM PSE 192 YL (245kV). Les réactances inductives (les bobines) peuvent être installées dans les postes pour la compensation de l’énergie réactive de trop. On a des énergies consommées telles que : P= 3 UIcosφ → Wa = P x t (kWh) Q= 3 UIsinφ → Wr = Q x t (kvarh) P P P Et cosφ = = = S 3UI P² + Q² Q Wr 1 = or = 2 P Wa ⎛Q⎞ 1+ ⎜ ⎟ ⎝P⎠ Donc cosφ= 1 ⎛Q⎞ 1+ ⎜ ⎟ ⎝P⎠ 2 = 1 ⎛ Wr ⎞ 1+ ⎜ ⎟ ⎝ Wa ⎠ 2 Ir I cosφ Ia Fig. Cette augmentation de courant entraîne des pertes actives supplémentaires. le transfert de plus de puissance réactive possède un inconvénient : il entraîne une augmentation du courant.1 Cas du relèvement du facteur de puissance dans un réseau MT Pour une même puissance active. générées par les lignes à haute tension et les réactances capacitives souvent pour l’amélioration du facteur de puissance. 7: diagramme des courants .5kJ/kV.7 Les réactances On trouve les réactances inductives et capacitives. 2. 7.Des chutes de tension plus élevées aux risques des perturbations dans le fonctionnement des équipements.24 De cette expression du cosφ.3. ce qui entraîne le surdimensionnement inutile des conducteurs (achat inutile de grosses sections de câble) .Une pénalité du distributeur d’énergie électrique . P on a :I = . il en découle que pour prétendre à un bonne valeur Q proche de 1.Surdimensionnement du disjoncteur de tête . 2.Echauffement et destruction de la machine (ou des machines). un cosφ ≥ 0.I élevé → échauffement des câbles. .2 Conséquences d’un mauvais cosφ De la formule P= 3 UIcosφ. on rencontre des équipements à grande consommation du réactif à tel point que la situation du cosφ doit être maîtrisée.3 Amélioration du cosφ . La plupart des distributeurs d’énergie imposent aux abonnés.857. I est le courant sollicité par la charge .9 2. l’idéal serait d’avoir Q très faible devant P.Cela entraîne l’usure des câbles et parfois la coupure des canalisations électriques .7. . les chutes de tension étant fonction de l’intensité I que sollicite par la charge.Des pertes par effet joule deviennent importantes . . L’augmentation de la consommation du réactif par les récepteurs diminue donc le facteur de puissance de l’installation. Une pénalité est infligée par le distributeur d’énergie lorsque cosφ < 0. afin que → 0 P Dans les installations industrielles.3. 3Ucosϕ Nous voyons que le courant sollicité par la charge est d’autant plus important que le cosφ est faible comme le confirme la courbe ci-après : ( Fig 8: variation de I en fonction du cosφ O cos Si le cosφ ↘ alors I ↗ . . Compensation automatique C’est la compensation aujourd’hui sollicitée par les industriels . les batteries de condensateurs en bloc. Elle consiste à fournir au récepteur qui pose problème. elle est constante. . l’énergie réactive livrée par les batteries de condensateurs est variable (automatiquement) au rythme de branchement et de déconnexion des machines. la puissance réactive nécessaire pour relever le cosφ a. généralement en parallèle sur l’ensemble de la charge. Les moteurs synchrones et les condensateurs possèdent la propriété de fournir au réseau ou à l’installation. La compensation locale. son énergie réactive supplémentaire sollicitée. b.Les moteurs synchrones fonctionnant en surexcitation . Emplacement des condensateurs Dans le cas de la compensation globale. La compensation globale c’est lorsqu’il est difficile de localiser le groupe de machines ou parties de l’installation origines du mauvais cosφ. pour éviter les risques de la surcompensation. parce que l’énergie réactive livrée par les batteries de condensateurs n’est pas variable. . Les méthodes les plus utilisés pour la compensation sont : . La compensation automatique est assurée par le régulateur varmétrique.Les batteries de condensateurs. c’est lorsque la machine ou partie de l’installation source de mauvais cosφ est connue avec précision. sont installées en tête de l’ensemble de la distribution BT. Compensation fixe Elle est dite fixe.25 On peut procéder à la compensation locale ou globale selon les cas. C. Pour une même puissance active P. afin de réduire l’énergie réactive trop élevée qui vient du réseau. fig 9. productrice d’énergie réactive. Branchement de la batterie de condensateurs d. Nous voulons ramener Q2 à une valeur plus faible Q1 qui va procurer une amélioration du facteur de puissance de sa valeur indésirable cosφ2 à une valeur meilleure cosφ1 . une source auxiliaire. Il faut donc installer à proximité. .26 Exemple branchement de la batterie des condensateurs dans poste MT/BT : Transfo MT/BT x Tableau BT x Batteries condensateurs. ce qui diminue le facteur de puissance à la valeur de cosφ2. et Q= Ptgφ la puissance réactive sollicitée. la charge sollicite une puissance réactive Q2 plus élevée que prévue. Puissance de la batterie des condensateurs : Soit (P) la puissance active de l’installation fonctionnant avec un mauvais cosφ. nombre et sections des conducteurs en rapport avec les intensités transitées.7 Nous voulons faire passer le cosφ de 0. disjoncteurs et sectionneurs.4 Dimensionnement des branchements BT Pour faire le choix entre les branchements monophasés et triphasés.27 Q Q2 Q1 P fig 10.la nature et la constitution des circuits (points d’utilisation desservis.7 à 0.9. .9 alors Qc = 800|(tgφ2– tgφ1)| = 428 kVar. Une batterie de condensateurs de 428 kVAR convient donc pour améliorer le facteur de puissance de cette installation de 0. 2. la bonne section du câble de branchement.7 à cosφ1 = 0. les ampérages des compteurs.la puissance active de l’installation avec un mauvais cosφ2= 0. c’est à dire Qc = Ptg(φ2) – Ptg(φ1) Qc = P[tgφ2 – tgφ1] la puissance réactive Exemple : Soit P = 800 kW. l’installation électrique doit faire l’objet d’un schéma indiquant notamment : . Diagramme des puissances La puissance des condensateurs à installer est égale à supplémentaire à fournir à la charge. nature des canalisations). de sectionnement et de commande. Les branchements BT aériens ou souterrains. Le câble retylène et le préassemblé classique sont les câbles recommandés pour les branchements aériens tandis que les câbles HFG ou HGS sont exigés pour les branchements souterrains et aéro-souterrains.P).Disjoncteur général ou sectionneur – TGBT – Les armoires divisionnaires alimentant les différents départs. La puissance globale donne l’intensité du courant principal qui permet le choix du disjoncteur et la section du câble principal. doivent être réalisés en câble de section supérieure ou égale à 6 mm2. Le dimensionnement des disjoncteurs divisionnaires est fonction de la charge de chaque départ (mono ou triphasée) à partir du calcul des intensités du courant. sur un sectionneur à fusibles (C.1 Conformité des installations BT de branchement - Quelque soit la nature de l’installation BT (mono ou triphasée).CCP – Disjoncteur – Tableau de répartition .promotelec.C.3 m de la surface) doivent être respectés.différents départs. le raccordement à la source doit se réaliser en conducteurs 4 fils.5 . Les câbles de branchement doivent être réglementaires et de sections appropriées. . 2. Dans l’installation . NB : CCP (coupe circuit principal qui n’est rien d’autre qu’un sectionneur à fusibles) - 2) Pour les grandes installations L’ordre doit être le suivant : Tranfo MT/BT – Compteurs .8 m en terrain ordinaire et h = 1m en traversée route) et la pose du grillage avertisseur ( h=0.fr) au sujet des installations BT.4.28 les caractéristiques des dispositions assurant les fonctions de protection. Le schéma d’un branchement BT doit respecter l’ordre de l’appareillage comme suit : 1) Pour les petites installations Point de raccordement au réseau BT . de s’acquérir la documentation de Promotelec France( www. Les profondeurs des tranchées ( h=0. le branchement BT doit déboucher en premier lieu. Il serait souhaitable à ce propos. On peut se référer à la norme française NFC 15-100 article 514. un dispositif de protection comporte trois appareillages fondamentaux : . une protection réglée à t= 0. Un relais est un appareil destiné à ouvrir ou fermer un circuit lorsque certaines conditions prédéterminées sont réalisées. de détecter le défaut et de commander l’ouverture du disjoncteur protégeant la ligne.un capteur des grandeurs électriques . le disjoncteur n’étant lui-même qu’un organe passif manœuvré sur l’ordre d’une impulsion électrique. En HT. En cas de défaut. . est obtenue par l’utilisation des dispositifs de protection qui agissent soit directement. Rapidité La rapidité est la qualité d’un appareil de protection à pouvoir éliminer un défaut pendant un temps très court. électrocution. Quelque soit sa technologie. Il est question par exemple. etc. Sélectivité La sélectivité consiste à l’isolement de la partie qui est en défaut sans affecter les autres.un organe de décision comportant relais.29 2.5 Protection des réseaux La limitation des conséquences d’un défaut dans le réseau électrique. etc. Les protections installées sur les lignes devront fonctionner de façon à ce que seule la ligne ou les départs en défaut soient mis hors service . soit à la suite des informations fournies par des dispositifs de surveillance.2s va fonctionner avant celle qui est réglée à t= 1s.un organe à ouverture pour la mise hors service de l’élément à protéger. Ils permettent. elle se joue sur les temps de réglage des protections. incendie. la mise hors tension pour éviter : détérioration du matériel. . on leur demande donc les qualités suivantes : -sensibilité -sélectivité -rapidité Sensibilité La sensibilité est l’aptitude d’un instrument de mesure à pouvoir mesurer des faibles courants de défaut pouvant affecter un organe quelconque de la ligne. par exemple. celui de l’écoulement de l’énergie.au niveau des transformateurs Au niveau des transformateurs. La protection de distance ne voit que les défauts de court-circuit.d’un élément de mesure de réactance qui localise le stade où s’est produit le défaut .d’un élément de directionnalité qui ne voit que dans un seul sens. on fait recours à d’autres systèmes de protection.1 La protection de distance La protection de distance est utilisée pour protéger une ligne sur toute sa longueur.un bloc d’acquisition qui capte les paramètres tension et courant de la ligne. en faisant des mesures d’impédance. Les éclateurs au niveau des lignes et les parafoudres dans les postes. surtensions et surintensités et pour les autres. .contre les surtensions de toute origine On utilise des parafoudres et les éclateurs pour la protection. . Cette protection est caractérisée par : .d’un élément de mise en route qui localise le défaut . . . .un bloc d’action qui agit selon les instructions qui lui sont insérées Fonctionnement : Ce dispositif est composé : . la protection est assurée par plusieurs procédés dont la protection par surveillance de la température de l’huile du transformateur et du dispositif DGPT (dégagement gazeux. surpression et température).Contre les défauts de surcharge et court circuit par des relais ampèremétriques.30 2. 2. Ce dispositif est placé dans les postes et précisément dans la salle de relayage pour assurer la protection de la ligne.un bloc d’analyse qui analyse les paramètres captés pour le calcul de l’impédance de la ligne Z=U/I .5. Protection contre les défauts internes : Le relais Buchholz .5.2 Exemples d’autres protections utilisées sur les réseaux à HT . Ce type de protection est employé en raison de son autonomie totale qui n’exige aucune liaison entre les deux extrémités de la ligne à protéger. le flotteur bascule .7 Compatibilité électromagnétique Suite à une publication des chercheurs russes. un développement de gaz très important se produit. ils pensaient que seul le champ électrique était en cause. un contact s’ouvre ou se ferme et déclenche un signal. un arc est crée et une quantité de gaz peut se développer à l’intérieur.6 Compensation et stabilisation Certaines lignes à haute tension génèrent de l’énergie réactive en quantité indésirable dans le réseau. il est apparu qu’il pouvait exister un risque accru de leucémies infantiles à proximité des lignes de transport et de distribution de l’énergie électrique. Lorsque les gaz arrivent en quantité suffisante. les personnes se trouvant dans les champs d’intensités élevées ( cas dans les postes à THT) peuvent observer quelques fois des sensations sur les poils de la main ou les cheveux de la tête. Déjà. situation similaire à proximité d’un récepteur . A l’origine. deux chercheurs américains. (les surtensions par exemple) 2. Pour eux. En effet. la colonne d’huile en mouvement fera basculer le flotteur du relais. des scientifiques se sont intéressés. 2. Lors d’une étude épidémiologique. en 1979. on peut installer des bobines de compensation dans les postes pour consommer cette énergie réactive de trop qui peut être la cause de déstabilisation du réseau. Un défaut interne plus grave. au début des années 1970. par exemple un court-circuit franc entre spires. A présent. seul chemin d’échappement. d’où une colonne d’huile est chassée vers le haut. qu’au champ électrique lui-même. à cette occasion. Wertheimer et Leeper. Actuellement. aux dangers indirects que pouvait provoquer l’électricité. des inquiétudes sont donc émises sur les effets des champs électriques et magnétiques sur la santé de l’homme à proximité des lignes électriques. ont bouleversé les connaissances à ce sujet. l’influence possible du champ d’induction magnétique est examinée en priorité. d’un article signalant des troubles chez les travailleurs de l’industrie électriques.31 Un exemple de défaut interne : un claquage dans les enroulements causé par un éclair violant ‘’tombant’’ sur une ligne aérienne . effets qui peuvent provoquer les effets néfastes à la santé. le risque était dû plutôt au champ magnétique à 50 Hz provoqué par la circulation du courant dans les lignes. IL s’agit des courants induits par un champ d’induction magnétique variable dans le corps humain. 6 A/m Lors de ces essais. Conclusion : devant ces faits. l’implantation des ouvrages et lignes à haute tension.les réseaux de transport et de distribution de l’énergie électrique. une mesure du champ électrique produit au sol par une ligne 400kV avait donné la valeur de 7kV/m. En effet. et les charges domestiques ou industrielles qui nous entourent. Les conducteurs aériens qui alimentent certains trains électriques sont portés à 25kV ce qui donne parfois naissance à des champs électriques de l’ordre de 1kV/m aux pieds des trains. Par exemple. Les principaux générateurs de champ d’induction magnétiques sont toutes les installations véhiculant ou utilisant l’énergie électrique lorsqu’ils sont parcourus par un courant électrique. le champ rayonné à la fermeture d’un disjoncteur a atteint 850 V/m. les circuits de télécommunication et électroniques. on doit avoir de la connaissance afin de concevoir au mieux.2A/m 1. Résultats de mesures : Mise sous tension d’une travée 400 kV au poste de CHESNOY – EDF. il se développe de nos jours la théorie de la compatibilité électromagnétique d’un équipement ou d’un système..6 A/m 8A/m 1. la réduction des ces perturbations s’impose. Les fréquences sont comprises entre 500 kHz et 100 MHz. Il est aussi établi que le fonctionnement des réseaux électriques et leur appareillage peut influencer les équipements environnementaux tels que les canalisations de fluide. les récepteurs de radio et de télévision etc.1 kV/m 470 V/m Champ magnétique H H= 10A/m 0. soit de prévoir à . Ces séries de mesures furent effectuées à l’aide d’antennes de champs électriques et magnétiques THOMSON.32 de forte puissance. Manœuvre de sectionneur d’aiguillage : Endroit Sectionneur Salle de calculs Camion Bâtiment de relayage Transfo Champ électrique E E= 52 kV/m 45 V/m 470 V/m 1. on désigne ainsi. Au regard de ces effets électromagnétiques. l’aptitude qu’a un équipement ou un système à fonctionner dans son environnement électromagnétique de façon satisfaisante sans produire lui même trop de perturbations intolérables pour tout ce qui se trouve dans cet environnement. aussi bien aériens que souterrains. Les puissances usuelles et quelques indications de référence sont ici regroupées dans le tableau : Récepteur Puissance indicative en Watt 18 ou 20 36 ou 40 40 à 100 1104 600 600 1000 100 400 150 300 Facteur de puissance 0.1 Approche méthodologique A petite ou grande échelle.8 0. de toute une localité. établis sur la base des puissances électriques unitaires des différents équipements. le taux d’accès à l’électricité au Congo est de 45% en zone urbaine et de 5% en zone rurale et que la charge électrique moyenne des ménages est de 1.8 1 0.8 0.60m réglette de 1.8 0. on peut aisément réaliser des bilans de puissance pour l’estimation de la charge des abonnés et après. etc.6 à 0.20m Lampe à douille B22 ou E27 Climatiseur 1.7 1 0. d’éventuels matériels électriques puissants. Au sujet de nouvelles agglomérations.7 0.33 une distance convenable des habitations ou de la présence humaine. 3. Analyse de la demande dans une localité 3. D’après le bilan énergétique élaboré par une ONG locale en 2006.8 0. ε. la demande en énergie électrique est fonction de la consommation globale des différents récepteurs.6 à 0. Pour les installations industrielles. P0 . la charge totale d’un quartier peut s’estimer de la formule suivante : P = n.8 réglette de 0. L’estimation de la charge résulte des bilans de puissance individuels puis collectifs.5 CV avec 1CV = 736W chauffe-eau Fer à repasser Cuisinière TV Ordinateur de bureau Congélateur 300 litres Congélateur 600 litres A partir de ces données indicatives.0 kW en zone urbaine et 500 W en milieu rural. le bilan des puissances doit prendre en compte les puissances de toutes les unités de production (les puissances des machines doivent être fournies.). l’inévitable augmentation du nombre des récepteurs chez les consommateurs. on doit regarder les paramètres liés à une éventuelle augmentation future de la charge. L’expérience a démontré que dans la plupart de cas.34 avec : n : nombre total de ménages évalués dans le quartier ε : taux d’accès à l’électricité de la population urbaine (ici 45%) P0 : la puissance statistique moyenne estimée pour chaque ménage en ville ( A Brazzaville P0 =1 kW).5 MVA 10 MVA 10 MVA 2.5 MVA 2. on peut prétendre à 20 % d’augmentation de la charge chaque cinq ans dans les quartiers publics des grandes villes et. moyen et long terme car les quartiers sont appelés à s’agrandir et donc à se peupler davantage. la demande est sans cesse croissante à court.2 Hypothèses d’évolution de la demande Une fois un bilan de puissance réalisé. à 5% en zone rurale. 4. cette donnée change selon les pays ! 3. Exemples d’indications sur les coûts Equipements THT 220 kV Transformateur Disjoncteur Transformateur Disjoncteur Jeu de barres Chaîne d’isolateurs Ensemble Poste THT Equipements MT 20 kV Transformateur Cellule IM Cellule QM Câble MT souterrain Ensemble Poste de transformation MT/BT Puissance 2. Avec l’électrification. selon les indices de coût de la vie et de pouvoir d’achat relatifs à chaque Etat. Au Congo. La vitesse de cette augmentation de la charge varie d’un pays à l’autre.5 MVA Coût unitaire moyen en FCFA 35 000 000 20 000 000 120 000 000 52 000 000 30 000 000 100 000 Des milliards Coût unitaire moyen en FCFA 15 000 000 6 000 000 8 000 000 30 000 F le mètre 60 000 000 Puissance 630 kVA . il y a souvent prolifération de nouvelles activités lucratives. 5 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40 45 50 60 70 2.8 9 11.3 4.5 3 3.5 1 1.5 0. avec une chute de tension compatible de 3%.6 6. Quelques abaques n°1 : Abaque pour le choix d'un câble basse tension 220 volts avec un cosφ de 1.5 16 18 20 23 27 32 36 41 45 55 64 73 82 91 114 136 159 182 205 227 273 318 Limite d'échauffement Section en mm² 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 100 165 265 395 50 84 135 200 335 530 33 57 90 130 225 355 565 25 43 68 100 170 265 430 595 20 34 54 80 135 210 340 470 630 17 29 45 66 110 180 285 395 520 14 24 39 56 96 155 245 335 450 21 34 49 84 135 210 295 395 580 19 30 44 75 120 190 260 350 515 27 39 68 105 170 235 315 460 630 23 32 56 90 140 195 260 385 530 28 48 76 120 170 225 330 460 570 42 67 105 145 195 290 400 500 620 38 60 94 130 175 255 355 440 550 34 54 84 120 155 230 320 400 495 615 45 70 98 130 190 265 330 410 510 38 60 84 110 165 230 285 350 435 560 53 74 99 145 200 250 305 380 500 47 65 88 125 175 220 270 340 440 59 79 115 160 200 245 310 400 64 98 130 150 195 245 315 77 105 135 165 205 265 90 115 140 175 225 80 100 125 155 200 89 110 135 175 98 120 160 100 140 115 .5 4 4.35 5.5 2. Puissance Intensité en KW en A 1. Les longueurs sont exprimées en mètres. conducteurs en cuivre.5 2 2.5 13. 5 3 3.5 2. Puissance Intensité en KW en A 1.8 conducteurs en cuivre. avec une chute de tension compatible de 5%.5 4 4. Les longueurs sont exprimées en mètres.5 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 120 140 160 180 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 19 23 27 31 35 38 48 57 67 76 86 95 114 133 152 171 150 228 266 304 342 Section en mm² 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 190 325 510 745 160 270 420 620 135 230 365 540 895 120 200 320 470 785 105 180 285 420 700 96 165 255 375 630 970 79 135 210 315 525 810 68 115 180 270 455 700 60 105 160 240 400 610 940 51 92 145 215 355 550 850 84 130 190 320 500 780 69 110 160 265 415 640 880 94 140 230 355 550 750 81 120 200 315 485 655 860 110 180 280 430 580 770 98 160 255 390 520 690 130 205 315 420 555 760 170 260 355 465 640 840 145 225 300 400 550 730 195 260 350 480 640 745 175 235 310 430 565 670 770 160 215 285 385 510 600 695 180 235 320 420 500 580 680 Limite d'échauffement 200 275 365 430 495 580 240 315 375 430 510 600 215 280 355 385 445 535 250 300 350 405 480 250 290 340 400 250 290 345 255 300 265 .36 n°2 : Abaque pour le choix d'un câble basse tension 380 volts triphasé avec un cosφ de 0.5 2. 402 0.8 943.7 437. L’almélec est utilisé pour les lignes aériennes.37 n°3 : Tableau des caractéristiques des conducteurs câblés HT (Alliage d’aluminium.0636 Réactance linéique en Ω/km à 20°C 0.35 297.48 1.169 0.0 J [A/mm2] 2.395 0.04 288.62 197.147 0.96 210.414 0.396 0.125 0.0474 0.385 Y/2 -6 [10 S/km] 1.397 0.2 285.393 0.410 0.27 Intensité du courant admissible en (A) 180 240 340 385 450 460 510 535 560 585 620 645 680 695 715 720 790 895 925 1035 1095 1185 1330 1410 Almélec : Connu sous l’appellation commerciale d’ASTER.2 281. n°4 : Caractéristiques de quelques lignes du réseau belge U [kV] 70 70 150 150 S [mm2] 93 228 228 475 R [Ω/km] 0.410 0.105 0.159 0.4 304.38 Smax [MVA] 31 53 180 245 c [10 m/s] 285.23 445.325 1.410 0. AMS.410 0.27 116.392 0.0540 0.967 0.390 Section nominale en mm2 35 55 95 117 148 153 182 198 210 228 248 265 288 298 313 318 366 446 475 570 621 709 851 926 Section théorique en mm2 34.116 0.410 0.0705 0.749 1.38 570.218 0.391 0.146 0.394 0.107 0.184 0.28 227.410 0.917 2.47 1.83 247.286 0.8 6 Imax [A] 255.410 0.127 0. en fonction de la section) Masse par km de conducteur en kg/km 94 149 257 322 407 421 501 546 579 627 682 731 795 819 859 878 1009 1230 1312 1573 1713 1964 2356 2562 Résistance linéique en Ω/km à 20°C 0.77 850.395 0.359 0.0588 0.0395 0.36 54.358 0.226 0.0913 0.48 1.400 0.07 152. c’est un alliage d’Aluminium avec près de 0.57 312.64 318.609 0.55 93.410 0.135 0.396 0.24 620.424 0.81 181.90 709.420 0.77 265.99 149.410 0.69 926.0752 0.68 475.074 X [Ω/km] 0.5 % de magnésium et de silicium.403 0.403 0.410 0.985 .38 366.112 0.1 692. 7 306.300 0. la continuité d'alimentation des récepteurs est recherchée dès la conception du réseau.590 839. Méthodologie de conception d'un réseau électrique La rentabilité d'une installation industrielle est directement liée à la disponibilité de la fourniture en énergie électrique.780 629.390 0.31 1.538 712.082 0.8 2.de recueillir les éléments nécessaires à la conception du réseau et à la définition des matériels.9 317.042 0.43 1.1 1.5 1. flux de puissance.7 301. Etape 3 : Etudes techniques et validation du schéma unifilaire Il s'agit d'une étude de validation et d'optimisation technico-économique de l'architecture envisagée prenant en compte l'ensemble des données et hypothèses.38 150 150 Câble 220 220 380 926 400 396 405 1240 0. Annexes I. La méthodologie de conception d'un réseau comporte sept étapes importantes : Etape 1 : Recueil des données Il s'agit : .084 0. des besoins à satisfaire.030 0. etc.074 2157.8 1. Ainsi.060 0. De 30 à 800 nF/km pour les câbles.). et qui tienne compte de l'ensemble des données.1 1. Etape 2 : Elaboration du schéma unifilaire Il s'agit d'élaborer un schéma unifilaire qui réponde aux besoins et aux contraintes.379 0.42 52. Elle nécessite des calculs de réseaux (courants de court-circuit.63 1. .122 0. .5 87.740 NB : Capacité de la ligne • • Proche de 10 nF/km pour les lignes aériennes.300 1.de l'identification des problèmes.72 370 185 240 320 1420 298.7 1424. il s'agit de choisir et dimensionner les équipements à partir des résultats des calculs effectués à l'étape précédente et des données recueillies à l'étape 1 Etape 5 : Choix des dispositifs de protection et de leur réglage Il s'agit de définir les dispositifs de protection permettant la détection et l'élimination des défauts et de déterminer leurs réglages. taux d'humidité). Etape 6 : choix et mise en place d'un système de contrôle commande Il s'agit de choisir l'architecture du système de contrôle commande qui permettra aux exploitants de conduire et surveiller le réseau et dans lequel seront implantés les automatismes optimisant le coût et la disponibilité de l'énergie : . Parmi les conditions d'environnement.chauffage .2. de vent et de neige. . .éclairage . corrosion. ce qui détermine le degré de protection des équipements . La connaissance des paramètres relatifs aux conditions réelles du site permet au concepteur d'introduire des facteurs de correction ou de déclassement pour les matériels.au niveau kéraunique de la région pour la protection de l'installation contre les dangers de la foudre.à la résistivité du sol .à la pollution atmosphérique (poussière.1. le concepteur s'intéressera : ..39 Etape 4 : Choix des équipements Le schéma unifilaire étant validé.aux températures moyennes et maximales .à la présence de givre. 7.moteur . Le classement des récepteurs Il s'agit de lister les récepteurs de l'installation en les classant par type : .les transferts de sources . pour lesquels on doit connaître : . Des conditions d'environnement Les caractéristiques des équipements et des matériels sont données pour des conditions d'environnement standards.aux risques d'explosion en présence de gaz ou de produits inflammables dans l'atmosphère.etc.les délestages / relestages Etape 7 : Tenir compte 7.etc. . On peut classer les récepteurs.une alimentation statique sans interruption .40 . 7. Contraintes du réseau public Au point de raccordement.6. voire même sur le réseau du distributeur. Ainsi.le facteur de puissance cosφ . 7.les récepteurs à temps de reprise compatible avec l'intervention humaine. le réseau public impose certaines contraintes qui peuvent être décisives pour les choix préliminaires de la structure du réseau interne à l'usine.5. en deux grandes familles : .Caractéristiques de la ligne du distributeur .les récepteurs n'acceptant aucune coupure . Extensions futures La connaissance des possibilités d'extension de tout ou partie de l'installation permet au concepteur d'en tenir compte notamment : . il est important de définir selon les situations.4. . réactive et apparente) .Puissance de court-circuit et tension d'alimentation disponibles par le distributeur . Par exemple : le problème des harmoniques. peuvent être graves. Perturbations générées et tolérées par les récepteurs Certains récepteurs provoquent des perturbations sur le réseau interne.pour le dimensionnement des liaisons. il est nécessaire de disposer d'une source autonome très fiable : . Il faut donc recenser le niveau de perturbation toléré par les équipements électriques.un groupe tournant 7.) 7.3. des disjoncteurs.pour le choix de la structure du réseau de distribution.pour l'estimation des superficies des locaux.les puissances nominales (active. . Le concepteur doit donc recenser le niveau des perturbations provoquées par les récepteurs particuliers afin de prévoir les moyens de les réduire à un niveau acceptable pour l'ensemble de l'installation électrique. etc. des transformateurs. Dans tous les cas. le mode de réalimentation approprié en cas de coupure.les transitoires de fonctionnement (démarrage des moteurs. . Classement des récepteurs par importance Les conséquences d'une coupure d'alimentation vis à vis de la sécurité des personnes et des biens et de la production. 10.8. Le bilan des puissances actives et réactives sera alors fait pour chaque zone en appliquant.les contraintes d'exploitation et de maintenance . 7.l'étendue du réseau. Calcul des courants nominaux Sur la base du bilan de puissance effectué. Bilan des puissances C'est une étape essentielle de l'étude de conception d'un réseau.9. la compensation de l’énergie réactive s’impose. l'installation sera divisée en plusieurs zones géographiques. aux puissances installées. 7. Choix des régimes de neutre des réseaux MT Le choix du régime de neutre en moyenne tension est un compromis entre les paramètres suivants : .les contraintes thermiques liées à la valeur du courant de défaut à la terre . .la continuité de service . Selon l'étendu du site.11.la complexité des protections . transformateurs et autres éléments du réseau. Choix de la tension d'alimentation Tel que décrit dans les pages précédentes 7.le niveau d'isolement phase .le niveau des surtensions générées .41 7. Il est parfois intéressant d'installer une gamme de transformateurs de même puissance afin de faciliter la maintenance et l'interchangeabilité. Choix des transformateurs Le choix du transformateur est fait sur la base de la puissance maximale qui correspond à la journée la plus chargée de l'année. Elle doit cerner et localiser géographiquement les valeurs des puissances actives et réactives. en tenant compte des coefficients d'utilisation et de simultanéité. Compensation de l'énergie réactive Pour s'affranchir des coûts liés à une consommation excessive d'énergie réactive. Cette puissance est le résultat d'un bilan de puissance. les puissances installées et leurs répartitions. seront déterminés les courants nominaux qui transitent dans chaque canalisation.12. 7. les facteurs d'utilisation propre à chaque récepteur et le coefficient de simultanéité pour le groupement de plusieurs récepteurs ou circuits.terre du matériel . 7.7. 7. etc.13. La déformation de la forme d'onde est caractérisée par l'apparition de fréquences harmoniques de tension. Il est notamment intéressant de réaliser des zones équipotentielles en fond de fouille qui réduisent les surtensions entre les équipements et la terre. Démarrage des moteurs Le démarrage est un point délicat de l'exploitation des moteurs électriques.échauffement de moteurs ou de transformateurs . Le réseau d'alimentation n'étant jamais de puissance infinie. 7. Détermination des sections des conducteurs Comme décrite plus haut. absorbent des courants non sinusoïdaux qui traversent les impédances du réseau et provoquent ainsi une déformation de la sinusoïde de tension d'alimentation. Etude des circuits de terre et des prises de terre Les valeurs des impédances des circuits de terre et des prises de terre déterminent les niveaux de surtension qui peuvent apparaître sur les équipements électriques.42 7.16. ceci pour pouvoir déterminer les caractéristiques du matériel qui doit supporter ou qui doit couper ce courant de défaut. Calcul des courants de court-circuit L'intensité du courant de court-circuit doit être calculée à chaque étage de l'installation pour les différentes configurations possibles du réseau . Etude des harmoniques Les récepteurs non linéaires tels que fours à arc. Les dispositifs de démarrage doivent pouvoir résoudre la plupart des cas qui se présentent au concepteur d'installation : .couple résistant élevé . l'impédance présentée par le moteur est très faible. 7.échauffement ou claquage de condensateurs . 7. Il peut s'ensuivre un violent appel de courant (4 à 10 fois le courant nominal) si aucun dispositif particulier ne vient le limiter. redresseurs.15. Les perturbations généralement constatées sont : . cet appel de courant peut provoquer une chute de tension sur le réseau susceptible de perturber les autres utilisateurs. éclairages.14.17. Lors de la mise sous tension. convertisseurs.appel d'intensité au démarrage .démarrages fréquents. La modification progressive ou brusque d'un ou plusieurs paramètres change l'état du réseau.l'éloignement électrique entre les charges perturbatrices et les équipements sensibles. le réseau revient ou ne revient pas à des conditions normales de fonctionnement. Cela se traduit par la perte du synchronisme des machines synchrones et le ralentissement des moteurs asynchrones pouvant aller jusqu'à l'arrêt. les moteurs ralentissent et les générateurs accélèrent (les générateurs ne sont plus en mesure de fournir leur puissance active mais restent par contre entraînés par les turbines ou les moteurs Diesel). Celui-ci peut évoluer vers un nouveau régime permanent ou bien son comportement peut devenir instable. . l'ensemble des machines débite dans ce court-circuit. Il lui est alors impossible de retrouver un régime permanent acceptable. contrôleurs permanents d'isolement. . Cet état est soumis à des variations par suite des fluctuations de charge. .l'installation de filtres shunt qui réduisent les tensions harmoniques en "piégeant" les courants harmoniques. etc. . Etude de la stabilité dynamique du réseau La stabilité dynamique d'un réseau est la faculté pour celui-ci de reprendre un fonctionnement normal à la suite d'une perturbation brutale. ( un taux global de distorsion < 5 à 10 % ) et pour le réseau de distribution publique. Une étude de stabilité consiste donc à analyser le comportement électrique et mécanique des machines entre le moment où la perturbation apparaît et celui où la perturbation étant éliminée. relais de protection. convertisseurs. lorsqu'un court-circuit se produit dans un réseau comportant un nombre plus ou moins grand de machines synchrones (alternateurs et moteurs) et asynchrones (génératrices et moteurs).43 . Une étude d'harmoniques a pour objectif de définir les moyens permettant de réduire les perturbations à des niveaux acceptables pour les équipements du site.l'installation de batteries de condensateurs avec inductances antiharmoniques qui réduisent les phénomènes de résonance entre les condensateurs et l'inductance de l'alimentation. Par exemple.18. des incidents électriques et des modifications de branchement. Les moyens généralement mis en œuvre sont : . L'état du réseau est déterminé par la répartition des charges et les valeurs du courant et tension en régime permanent.dysfonctionnement de régulateurs.l'installation de filtres actifs 7. 6. Les lignes électriques également situées à proximité . Il existe des méthodes analytiques pour étudier le comportement d'un tel réseau en régime permanent. argile. cultures.1 Tracé d’une ligne 2. 5. le sol : roche. charges diverses. Dans la grande majorité des cas. L'étude est réalisée par des calculs sur ordinateur car le volume de calcul ne permet pas de résolution "manuelle". forêts. sans limitation du nombre de liaisons et de machines. etc. le nombre de paramètres intervenant est trop grand pour que l'on puisse estimer intuitivement l'influence de tel ou tel facteur et prévoir approximativement les conséquences de la variation de l'un d'eux. les points d’approvisionnement par rail ou par route . Le recours à une simulation numérique sur ordinateur ou station de travail est alors opportun. de glace.17. lignes. de façon analytique. 2. marais.. les voies d’accès à chaque pylône et les pistes à créer.44 Même pour un réseau simple. Le logiciel MGSTAB développé par Schneider Electric pour effectuer les calculs. .1. EUROSTAG. défaut. la prédétermination du régime transitoire devient extrêmement complexe.). le climat : risque d’orages. transformateurs. câbles. MATLAB. Simulation numérique des réseaux d’énergie Un réseau de transport ou de distribution d'énergie. 3. II. etc. 4. de neige. Il existe sur le marché plusieurs programmes de calcul des régimes transitoires dans les réseaux d'énergie : EMTP. les obstacles spéciaux . 7.1. permet un traitement direct et économique de tous les cas de réseaux industriels. ce travail permet de suivre le parcours envisagé et d’apporter un certains nombre de précisions. parmi lesquelles on peut indiquer : 1. etc. est toujours une association hétérogène d'éléments électriques généralement très complexes : alternateurs. dès qu'un événement vient modifier la topologie du réseau (à-coup de charge. Reconnaissance du terrain Confié à un excellent technicien.. Le degré de fiabilité des résultats qu'ils fournissent dépend en grande partie du niveau d'expertise de l'utilisateur à utiliser le logiciel de simulation des régimes transitoires. elle ne peut être menée par le calcul. . etc. ATP. En revanche. Réalisation d’une ligne 2. qu'il soit public ou industriel. Il faut d’abord tenir compte des obstacles géographiques que le tracé en ligne droite rencontrerait : agglomérations. à la construction de la ligne . il faut limiter le nombre d’angles. forêts.1. 5. 2. etc. aérodromes. Simultanément. éviter le passage dans les zones souvent foudroyées. 2.1. l’étude des variantes jugées utiles. 4. de nombreuses raisons obligent à adopter un tracé polygonal plus ou moins complexe. etc. il faut essayer de trouver la solution la moins coûteuse parmi toutes celles qui sont possibles. Il faut également éviter les obstacles particuliers tels que : gares. 2. enfin à la mise en service. on doit tenir compte de la vitesse maximale des vents au Congo qui ne dépasse pas 120 km/h (données de la météorologie nationale). une enquête est menée sur le tracé de la ligne pour éviter d’éventuels obstacles. 2.45 Ce travail délicat est effectué en prenant contact avec les administrations. mais leur rareté complique les travaux. Enfin.3 Avant projet Si le tracé en ligne droite était possible. On voit que le problème est complexe . malheureusement. étudié en cartes . Au point de vue technique. ce serait évidemment la meilleure solution . 3. En tenant compte d’énormes dégâts des orages sur les lignes électriques. cette étude est faite par un excellent technicien. 1. 2.2 Ordre des travaux 1. rivières. elle est faite par un ingénieur et poursuivie en bureau d’études afin d’obtenir le projet d’exécution donnant tous les détails de réalisation.1. il s’agit de trouver une solution en tenant compte de toutes ces indications souvent contradictoires. 3. 1. cultures. La seconde étude est une reconnaissance du terrain le long du tracé envisagé. L’étude des voies de communication est importante : leur abondance gène le tracé . au point de vue économique. on procède à la négociation des droits de passage . aux essais de réception . Après approbation du projet. installations militaires. L’étude définitive est une synthèse des deux premières . cette étude est faite par un ingénieur.4 Etude définitive . chaînes de montagnes. La première étude est un avant-projet du tracé. approvisionnement à prévoir. puis à la réalisation de la ligne.com Bureaux d’études internationaux pour la conception des lignes HT et des postes : Tecsult .France Appareillages BT Télémécanique Schlumberger Arnould CENELEC = Comité Européen de Normalisation Electrotechnique : www. L’ingénieur définit la portée usuelle. que pour les autres administrations et les bénéficiaires. conditions de pose. On est prêt à passer à la commande du matériel. MT. . dessin des fondations. dessin de chaque pylône différent.46 Synthèse des travaux précédents. les pylônes et leur fondation. emplacement des pylônes. nature.1. les isolateurs. il calcule les flèches et les tensions des conducteurs.5 Dossier d’exécution Il résume l’ensemble des travaux et donne toutes les indications nécessaires à la réalisation. puis on procède aux calculs définitifs en tenant compte des variations de température et des vents.France LEGRANG . BT SILEC France ALSTOM Appareillage HT Merlin Gerin . Golf Ingénierie.cenelec. plan de la ligne. Cette étude permet de fixer aux géomètres quels sont les levés de plans complémentaires à réaliser le long de la ligne ou en travers. la position des fils de garde. l’étude définitive permet à l’ingénieur responsable de fixer le tracé définitif satisfaisant aussi bien pour la SNE. La position définitive des supports est alors fixée. III. etc. etc. 2. Une base de données matériel fournisseurs ALSTOM France Transformateurs MT et HT France transfo PAUWELS TRAFO BELGIUM Câbles de Lyon Câbles HT. Elle se continue par le choix des pylônes (semi-rigides ou rigides) et la disposition de conducteurs. la solution de simples postes MT/BT 30kV/0. On doit choisir la solution la plus avantageuse entre la distribution des deux localités directement en réseau MT 30kV ou en MT 10kV. il est évident que 30 kV demeure la tension avec laquelle l’énergie va être transportée du Gabon vers Mbinda et Mayoko. La longueur totale de la ligne est de 29 km telle que détaillée dans le tableau ciaprès : Tronçon Poste MT/MT Gabonais . un pour Mbinda et l’autre pour Mayoko selon l’étendue de ces villes. pour cela.Mayoka Distance (km) 4 25 Envisageons les trois variantes : Variante 1ère 2ème 3ème Puissance à transporter en MW 2 10 20 Le réseau MT gabonais étant en 30 kV.Mbinda Mbinda .4kV devient évidente (un à Mbinda et un à Mayoko).47 IV. Les Hypothèses : Tension de la ligne: 30 kV Puissance à transiter : cf les variantes Longueur : 29 km Fréquence : 50 Hz 1. Si les villes sont étendues. l’extension des réseaux MT urbains devient une priorité (en 30kV directement ou en 10 kV). Calcul de l’intensité du courant La relation I = P donne les intensités ci-après : 3Ucosϕ . on n’a aucun intérêt à étendre des réseaux MT dans ces localités. Etude de cas : électrification de Mbinda et Mayoko On étudie l’électrification des localités de Mbinda et Mayoko à partir de la ligne 30 kV en provenance de Moanda au Gabon. Ici. le transport de l’énergie est assurée par cette ligne 30 kV de 29 km avec deux petits réseaux MT urbains ( à voir). Si les deux villes sont petites. = R 2 + X 2 ( X.69 17 ∆U 43 % 23 % 4. . on a plus besoin de créer un réseau MT urbain. Calcul de la chute de tension selon les sections En appliquant la relation ∆U = 3 LZI en triphasé avec Z.si les localités sont petites. il est question de créer un réseau MT dans la ville et implanter des postes MT/BT aux endroits qu’il faut. résistance.7% et donc accepter le transport de la puissance maxi de 4 MW ! 3.27 10. .5 ZL en Ω 15.5 14. 4.27 XL en Ω 14. Z : réactance. La solution d’un poste 30kV/0. Dimensionnement des postes du Mbinda et Mayoko Tout va dépendre de la grandeur des localités et de l’importance de la charge. Le calcul des autres paramètres et le tracé de la ligne (cela demande une étude de terrain.6 mm2 RL en Ω 6.48 Puissance en MW 20 10 2 Intensité en A 481 240 48 Section de la ligne en mm2 Almélec 152 mm2 Almélec 93.5 14.) fin . les chutes de tension prévisibles sont inadmissibles.4 kV est évidente.7 % Conclusion .dans le cas contraire.3 mm2 Almélec 54. comme nous le constatons. impédance de la ligne en Ω/km et L en km). R. On peut tolérer le double de la chute de tension de 4.38 8.3 mm2 Almélec 54. la tension de 30 kV est si faible pour transporter de fortes puissances telles 10 et 20 MW .6 mm2 2.84 16. X et R sont les caractéristiques du câble données par le fabriquant. Puissance à transiter 20MW 10 MW 2MW Câble Almélec 152 mm2 Almélec 93.