Cahier technique n 213 - schneider- · PDF fileLes Cahiers Techniques constituent une collection d’une centaine de titres édités à l’intention des ingénieurs et techniciens

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Cahier technique n° 213

Les calculs sur les réseauxélectriques BT et HT

B. de METZ-NOBLAT

Collection Technique

Building a New Electric World *

Les Cahiers Techniques constituent une collection d’une centaine de titresédités à l’intention des ingénieurs et techniciens qui recherchent uneinformation plus approfondie, complémentaire à celle des guides, catalogueset notices techniques.

Les Cahiers Techniques apportent des connaissances sur les nouvellestechniques et technologies électrotechniques et électroniques. Ils permet-tent également de mieux comprendre les phénomènes rencontrés dans lesinstallations, les systèmes et les équipements.Chaque Cahier Technique traite en profondeur un thème précis dans lesdomaines des réseaux électriques, protections, contrôle-commande et desautomatismes industriels.

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n° 213Les calculs sur les réseauxélectriques BT et HT

CT 213 édition décembre 2004

Benoît de METZ-NOBLAT

Ingénieur ESE, il a travaillé dans le Groupe Saint-Gobain puis estentré chez Merlin Gerin en 1986.Il est maintenant dans le groupe de compétences ‘’RéseauxElectriques’’ où sont réalisés des calculs et des études sur lesphénomènes électriques concernant le fonctionnement des réseauxet leur interaction avec les matériels et équipements.

Cahier Technique Schneider Electric n° 213 / p.2


Les calculs sur les réseaux électriquesBT et HT

Sommaire

1 Introduction p. 4

2 La vie d'un réseau électrique 2.1 Le cycle de vie d'un réseau électrique p. 5

2.2 Les phénomènes électriques dans les réseaux p. 6

2.3 La nature des réseaux et leur exploitation p. 6

2.4 Les calculs nécessaires p. 6

2.5 Tableau de synthèse p. 7

3 Moyens d'étude 3.1 Méthodologie p. 8

3.2 Rôle de l’expert p. 10

4 Les calculs de réseau 4.1 Sûreté de fonctionnement p. 11

4.2 Régime permanent p. 13

4.3 Court-circuit p. 15

4.4 Protection p. 17

4.5 Stabilité p. 18

4.6 Harmoniques p. 21

4.7 Surtensions p. 23

4.8 Compatibilité électromagnétique p. 26

4.9 Mesures pour expertise p. 28

5 Synthèse : Risques principaux pour l’utilisateur - Réponses apportées par les études p. 31

6 Conclusion p. 33

Annexe 1 : Historique p. 34

Annexe 2 : Les logiciels p. 35

Annexe 3 : Données nécessaires p. 36

Bibliographie p. 37

Ce Cahier Technique a pour objectif de donner un aperçu général sur lesprincipaux calculs électrotechniques que requièrent les études d’ingénieried’un système électrique pour tous les niveaux de tension.

Il complète les autres Cahiers Techniques consacrés aux réseauxélectriques, et qui développent des sujets ciblés sur la connaissance, lacompréhension ou le fonctionnement des matériels et des installations.Ainsi tout lecteur - investisseur, concepteur, exploitant - peut saisirl’importance de ces calculs pour une bonne maîtrise de l’usage d’unréseau électrique, et leur impact sur son coût final de possession.


1 Introduction

Les réseaux électriques sont depuis longtempsl’objet d'études dans le but de maîtriser leur bonusage pour les process qu’ils alimentent : lesprincipaux aspects abordés sont la conception,l'exploitation et l’évolution.

A noter que, dans ce document, le vocable« process » est utilisé avec son sens général« d’application » pour l’utilisateur d’électricité(tertiaire, infrastructure, industrie, gestionnairede réseau).

L’importance donnée à ces études estcependant croissante dans le contexte mondialrécent.

c Depuis quelques années, l’environnement dumonde électrique et ses modes d’organisationchangent rapidement.v Avec la libéralisation du marché de l’électricité,les règles économiques sont modifiées : lesconsommateurs peuvent faire jouer laconcurrence et les sociétés de distributionpeuvent élargir leurs marchés.v Les utilisateurs se recentrent sur leur métier etse séparent de leurs activités secondaires tellescelles nécessaires au fonctionnement d’unréseau : par exemple sous-traitance de lamaintenance ou de l’exploitation des installationsà des entreprises de service spécialisées.v L’évolution des technologies a plusieurs effets.D’une part l’électronique numérique et lesréseaux informatiques ouvrent de nouvellesperspectives et imposent de nouvellescontraintes : elles rendent les process plussensibles à la qualité d’énergie, permettent demieux instrumenter et contrôler les réseauxélectriques, et autorisent des actions à distance.Par ailleurs la tendance à la multiplicité dessources d’énergie (cogénération, énergiesrenouvelables) et des charges non linéaires peutavoir à terme un impact important surl’architecture des réseaux et leur exploitation :perturbations en tension, protection,réglementation.

c L’électricité est considérée maintenant commeun produit à part entière, ce qui implique desnécessités de qualité.Le consommateur veut disposer d’une énergieélectrique ajustée à son besoin. Les processayant des exigences extrêmement variables ensécurité et en qualité, l’électricité fournie doitrépondre correctement aux impératifs du cahierdes charges.A tous les niveaux de la chaîne électrique(production, transport, distribution) lesfournisseurs d’énergie doivent satisfaire lesclients utilisateurs selon des engagementscontractuels personnalisés.

c Les critères écologiques sont devenusincontournables : choix et consommation dematières (impact minimum sur l’environnement)et d’énergie (recherche du meilleur rendement).

c Les aspects économiques sont plus quejamais au centre des préoccupations.L’utilisateur doit optimiser le coût global depossession de son réseau électrique. Ce coûtrecouvre l’ensemble des dépenses nécessairesà l’usage de l’électricité : investissement,exploitation, maintenance, achat d’énergie.

Afin de comprendre pourquoi les calculs sontindispensables pour réussir les étudesd’ingénierie, ce CT aborde successivement :v les aspects de la vie d'un réseau électrique,utiles à la compréhension du sujet traité,v l’approche méthodologique des calculs eningénierie électrique,v les principaux calculs à envisager selon lestypes de réseau et les applications qu’ilsrecouvrent.

A noter que les calculs présentés ici neconstituent qu’un élément dans l’ensemble desprocessus de l’ingénierie électrique.


2 La vie d'un réseau électrique

Plusieurs aspects de la vie d'un réseauélectrique seront développés dans ce chapitre,afin que le lecteur se situe pour ses propresinstallations et s’implique au bon niveaurelativement au sujet traité :

c le cycle de vie, c'est-à-dire la succession desphases de la vie d'un réseau électrique depuissa conception jusqu’à ses évolutions (cf. fig. 1 ) ;

c les types de phénomènes électriques quipeuvent apparaître et qui caractérisent lefonctionnement du système ;

c la nature des réseaux et leur exploitation, quidéterminent très directement les impacts desévènements sur les constituants électriques ;

c finalement les calculs nécessaires àl'élaboration de solutions techniquement etéconomiquement viables, et qui constituent undes critères du choix final de l'utilisateur.

Fig. 1 : schéma du cycle de vie d’un réseau électrique.

Pré

visi

ons

- Ant

icip

ation

Nouvelleconception

Fin de vieConceptionRéalisation

Maintenance

Evolution FonctionnementExploitation

Process

Réseau

2.1 Le cycle de vie d'un réseau électrique

Le cycle de vie d’un réseau électrique (cf. fig. 1 )comporte quatre phases typiques principalementconcernées par les calculs abordés dans cedocument.

c Conception et réalisationC’est l’ensemble des opérations qui aboutissentà la construction d’une installation prête àl’utilisation. Les études définissent les choix debase dont l’architecture du réseau, lesdimensionnements des équipements, lesprotections…A ce stade il est important de faire les calculs quiaident aux choix et conditionnent lesperformances attendues.

c Fonctionnement et exploitationC’est la phase opérationnelle d’utilisation desinstallations pour l’alimentation du process,pendant laquelle se produisent sur le réseautous les évènements normaux et les incidents :modes d’exploitation ordinaires, dégradés ou ensécurité.Les protections et les automatismes servent àpallier les perturbations et situations critiques ;

elles ont été définies à partir des calculspréalables en prévoyant tous les incidentsgraves possibles.

c MaintenanceLes performances du réseau sont maintenuespar les opérations de maintenance préventives(en anticipation) ou curatives (sur incidents).Il arrive que des mesures et des calculscomplémentaires soient nécessaires pourrésoudre des difficultés nouvelles imprévisibles.

c EvolutionL’adaptation des installations électriques auxbesoins évolutifs du process se traduit par desopérations généralement assez lourdes derénovation, modifications, et extensions.Cette étape nécessite aussi des calculs à lamesure des changements envisagés, et prenanten compte le retour d’expérience.

La maîtrise des calculs à faire lors de ces étapesdu cycle de vie d’un réseau implique une bonnecompréhension des phénomènes électriquessusceptibles de s’y produire.


2.2 Les phénomènes électriques dans les réseaux

Un réseau électrique est un système composéde différents objets (composants, matériels etéquipements électriques) qui s’influencentmutuellement. Le fonctionnement du systèmedans le temps et dans l’espace est le résultat detoutes ces interactions, conformément aux loisde l’électricité. Celles-ci sont décrites par unensemble d’équations qui relient entre elles lesgrandeurs de tensions, courants, impédances,temps.

La classification des phénomènes électriquesselon le critère des temps de réaction dusystème (constantes de temps) définit descomportements typiques qui sont à traiterspécifiquement :

c en discontinu : suspension momentanéed’alimentation,

c à dynamique lente : évolution habituelle desrégimes de marche,

c stationnaire : régime stable permanent,

c à dynamique rapide : influence du régimevariable des machines tournantes,

c électromagnétique conduit : influence de lapropagation filaire des ondes,

c électromagnétique rayonné : manifestation durayonnement.

Les principaux évènements associés à cesclasses de phénomènes auront des effets in finetrès divers sur le réseau et le process :

c interruption et coupure de la fournitured’énergie électrique,

c creux et variations de tension,

c courants transitoires,

c harmoniques,

c courts-circuits,

c oscillations électromécaniques,

c surtensions de manœuvre, de commutation,d’arc et de transitoire de rétablissement,

c surtension de foudre,

c couplage entre courant fort et courant faible.

Les effets listés se manifestent quantitativementen fonction de la nature des réseaux et desexigences d’exploitation.

2.3 La nature des réseaux et leur exploitation

Certains paramètres propres à l’installationélectrique du système étudié vont orienter etdéterminer les calculs nécessaires à effectuer.

c Type de source :v puissance de court-circuit,v régulations de vitesse et de tension,v pollution harmonique,v normale/secours ;

c Type de récepteur :v puissances (active/réactive, installée/absorbée),v caractéristiques de fonctionnement (mise enservice, sensibilité aux perturbations),v déséquilibre des phases,v pollueurs harmoniques,v impératifs de process suivant les charges(normales / essentielles / vitales) ;

c Schéma du réseau :v niveau(x) de tension,v structure (radiale, boucle, alimentationsdouble/simple, jeux de barres double/simple),v configurations (normale/secours, redondance),v schémas des liaisons à la terre -SLT-,v longueurs des liaisons,v compensation de réactif,v type des appareils de manœuvre,v contraintes de maintenance ;

c Normes, réglementations et usages locaux.

C’est à partir de cette analyse que se dégagentles types d’étude apportant une solutionquantitative aux problèmes à résoudre.

2.4 Les calculs nécessaires

L’objectif des calculs est d’analyser et prévoir lesréactions du système aux diverses sollicitations ;leur portée touche l’élaboration de l’architecture,les choix des caractéristiques des matériels etles règles d’exploitation.

Dans les chapitres suivants sont développés lesaspects de :c sûreté de fonctionnement,

c régime permanent,c court-circuit,c protection,c stabilité,c harmoniques,c surtensions,c compatibilité électromagnétique -CEM-,c mesures pour expertise et audit.


2.5 Tableau de synthèse

Le tableau de la figure 2 résume sur une doubleéchelle temps / fréquence, les informationsdéveloppées aux paragraphes précédents :v classes de phénomènes,

v évènements électriques,v exploitation et nature des réseaux,v types de calcul.

Fig. 2 : synthèse du fonctionnement d’un réseau électrique.

Classe de phénomènesDiscontinu

Dynamique lentDynamique rapide

StationnaireElectromagnétique conduit

Electromagnétique rayonné

TempsFréquence 0,1 Hz 1 Hz 10 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz 1 MHz

10 s 1 s 0,1 s 10 ms 1 ms 0,1 ms 0,01 ms 1 µs

TempsFréquence 0,1 Hz 1 Hz 10 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz 1 MHz

10 s 1 s 0,1 s 10 ms 1 ms 0,1 ms 0,01 ms 1 µs

Evènements électriquesInterruptions de fourniture, coupures

Creux, variation tensionCourants transitoires

Oscillations électromécaniquesHarmoniques, flicker

Court-circuitSurtensions de manoeuvre, de commutation, d'arc TTR

Surtensions de foudreCouplages courants forts/faibles

Nature et exploitation du réseauFiabilité du système et des composants

Régulation fréquence/tension systèmeExploitation des charges

Protection de surcharge, délestageContrôle des machines tournantes(vitesse et tension)

Protection au court-circuitEnsembles d'électroniques de puissance

Fonctionnement des appareillages

Type de calculSûreté de fonctionnement

Stabilité dynamiqueLoad-flow

HarmoniqueCourt-circuit, protection, SLT

Transitoire de manoeuvreTransitoire atmosphérique

C.E.M.


3 Moyens d'étude

Outre l’aspect essentiel des compétenceshumaines, les moyens mis en œuvre poureffectuer les calculs de réseau constituent unaspect essentiel des études, à plusieurs titres :

c démarche méthodologique exhaustive,assurant en final des résultats valides,

c adaptation des outils aux besoins, variablesselon les types de calculs et les applications,

c investissement dans les outils et leurmaintenance à coût minimum.

En annexe 1, un panorama historique montrel'évolution radicale des moyens utilisés qui ontbeaucoup changé, depuis l'origine jusqu'à nosjours, à cause des technologies disponibles etde leur coût décroissant.

Ce chapitre présente la démarche de mise enœuvre des calculs et les outils de techniquenumérique actuellement employés, puis montrel’importance du rôle de l’expert.

3.1 Méthodologie

Le processus global de mise en œuvre descalculs suit une démarche scientifique classique,donc simple sur le principe mais précise etrigoureuse dans son exécution. Dans ceparagraphe seront successivement abordés lesétapes de la méthode, puis les outils actuels desimulation numérique.

Les étapesLa figure 3 décrit sous forme schématique lesdifférentes étapes du calcul des systèmesélectriques.

c BesoinLa finalité du calcul est de prévoir lecomportement quantitatif d'un système réel afinde le dimensionner ou de connaître sonfonctionnement ou de maîtriser son exploitation.

c Analyse qualitativeL'analyse a priori du système par l'expérience etle savoir-faire, permet d'établir une liste

qualitative des phénomènes importants pourl'application.

c Phénomènes & évènements étudiésCette étape consiste à sélectionner, à partir del'analyse précédente, les phénomènes surlesquels seront faits les calculs.

c Analyse quantitativeLa mise en œuvre de l'outil numérique dequantification comporte :

v De la modélisationModéliser un réseau électrique, c'est représenterchaque élément et toutes les interconnectionsentre ces éléments, par les équations traduisantles comportements électrique, magnétique etmécanique ; cette formalisation doit être adaptéeaux phénomènes qui sont étudiés.

v De la simulationSimuler un réseau électrique, c'est résoudresimultanément toutes les équations du modèle ;

Fig. 3 : les différentes étapes du calcul des systèmes électriques.

Système réel

Retourd'expérience

(mesures)

Analysequalitative

Boucle de calcul

Besoin

Boucle de validation

Phénomènes& évènements à

étudier

Analyse quantitative= modélisation + simulation

Prédiction quantitative

Comparaison


la variable principale peut être l'espace, letemps, la fréquence. La mise en œuvre de lasimulation sur ordinateur se fait par l'exécutiond'un programme de calcul.

c Prédiction quantitativeLes simulations balayent les cas de figure et lesparamètres à explorer ; l'exploitation desrésultats et leur mise en forme aboutissent à laprédiction souhaitée.

c Retour d’expérience, mesures et validationC’est la vérification que la quantification a étébien faite : pertinence des modèles et de larésolution numérique. En effet la comparaisonde la prédiction à la mesure est une opération devalidation qui justifie le principe de la méthode.Elle peut être demandée comme une garantiedes résultats annoncés.

L'outil numérique

Il est maintenant généralisé. Il se compose deplusieurs éléments.

c Le matérielLa machine qui exécute les calculs est unordinateur, la plupart du temps de type micro-ordinateur PC, dont les capacités de vitesse decalcul et de mémoire sont maintenantsuffisantes.

c Le logicielL'ensemble des équations du système est résolupar un programme développé spécifiquement.L'IHM -Interface Homme Machine - permet derenseigner les modèles, lancer l'exécution du

calcul et exploiter les résultats sous forme devaleurs, tableaux et courbes (cf. fig. 4 ).Le tableau de l’annexe 2 récapitule les logicielsadaptés aux différents calculs.

c La banque de donnéesChaque élément électrotechnique est décrit parses modèles et par les valeurs physiques qui lescaractérisent : l'ensemble de ces données et leuraccessibilité constituent la base de données.Le tableau de l’annexe 3 récapitule lesprincipales données nécessaires aux différentscalculs.

L'investissement de l’outil porte essentiellementsur le logiciel et sa maintenance, la partiematérielle étant négligeable à cause de lagénéralisation des PC.La plupart des logiciels sont disponibles sur lemarché, fournis par des distributeurs d’énergie,des fabricants de matériel électrique, desingénieries électriques, des écoles ou desuniversités.

Evaluation

Cette méthode permet de confirmer lesphénomènes prévus a priori et de les quantifier.Elle met également en évidence, dans certainescirconstances, des phénomènes mal identifiés.Un point particulièrement délicat est la validationexpérimentale des résultats qui doit se faire àbon escient : mesure(s) à faire selon le typed’étude ou exploitation des oscilloperturbographes,et leur interprétation.

Fig 4 : exemple d’écran IHM permettant la saisie et affichant le résultat (source Schneider Electric).


3.2 Rôle de l’expert

La méthode est éprouvée par l’expérience denombreuses années de pratique.Mais bien qu’elle soit considérée comme robusteau regard de l’usage qui en est prévu, samaîtrise nécessite des connaissances, le savoir-faire et de l’expérience qui restent l’affaired’ingénieurs spécialistes.

Ainsi, ces experts sont à même de :c trier toutes les données disponibles… pourretenir celles qui sont pertinentes,

c connaître les ordres de grandeur… pourdétecter les incohérences des données,c connaître les outils et les modèles… pourchoisir les mieux adaptés,c faire les approximations nécessaires… poursimplifier les calculs sans altérer les résultats,c vérifier et interpréter les résultats… pourproposer des solutions efficaces.


4 Les calculs de réseau

Le contexte général de ce CT concernel’ensemble des réseaux électriques et recouvredonc toutes les applications :c sur les réseaux publics, industriels, tertiaires,et résidentiels,c de la basse à la haute tension.

Ce chapitre décrit les études listéesprécédemment, en abordant systématiquementles points suivants :c les objectifs poursuivis,c les phénomènes électriques en cause et leursorigines,c leurs manifestations, ainsi que les remèdesproposés,

c les apports de l'étude et les livrables fournis,c un exemple d’application extrait d’étudesréelles réalisées par les services deSchneider Electric.

L'objectif étant de sensibiliser le lecteur, la placeconsacrée à chaque exemple est limitée : pourdes explications techniques plus détaillées, onse reportera à la bibliographie et particulièrementaux Cahiers Techniques traitant de ces différentssujets.

Les risques pour l'utilisateur et les réponsesapportées par les études sont ensuite réunis, ensynthèse, dans le chapitre suivant.

4.1 Sûreté de fonctionnement

La sûreté de fonctionnement est devenue au fildes années un besoin étendu à tous les processvulnérables aux coupures d’énergie.

La notion de sûreté de fonctionnement estdéfinie par les grandeurs de :c disponibilité d’énergie,c fréquence annuelle des coupures,c maintenabilité.

ObjectifsL’étude du comportement d’un réseau en sûretéde fonctionnement a pour but de :c concevoir l’architecture optimale du réseaupour répondre aux besoins en fournitured’énergie des récepteurs de l’installation selonles impératifs de continuité imposés par leprocess grâce à :v une meilleure maîtrise des risques induits parles coupures d’énergie électrique,v un enrichissement des critères d’aide à ladécision afin de choisir entre plusieurs solutions ;

c prévoir les situations dégradées d’exploitation,d’en quantifier la probabilité et de définir unniveau de confiance associé à la fournitured’énergie électrique.

Phénomènes et originesLa présence d’énergie électrique estnormalement caractérisée par :c La fiabilité pendant une durée DT, expriméepar le temps moyen entre deux pannes -MTBF-,ou le temps moyen jusqu’à la première panne-MTTF-,c La disponibilité à l’instant T,c Le temps moyen d’une panne jusqu’à saréparation -MTTR-.

La fourniture de l’énergie électrique dépendessentiellement de :

c la structure topologique du réseau électriquepour tous les régimes de marche possibles etpendant leurs changements d’état : modesnormaux, dégradés, de secours ultime,

c l’exploitation normale du système lorsque lesdifférents scénarios de marche se déroulentcorrectement,

c l’organisation de la maintenance,

c la prévision des perturbations accidentelles.

Effets et remèdes

Les défaillances de fonctionnement d’un réseause manifestent, d’un point de vue électrique,sous les principales formes suivantes :

c Les coupures d’énergie provenant desdistributeurs d’énergie : les réseaux dedistribution sont eux-mêmes objets dedéfaillances ou de perturbations (défaillancematérielle, perturbation atmosphérique…). Ellesse traduisent par des creux de tension, descoupures brèves ou longues au niveau despostes d’arrivée. Selon la topologie du réseau etles moyens mis en œuvre, ces perturbationspeuvent se propager jusqu’aux récepteurs.

c Les défauts d’isolement : les courts-circuitsprovoquent, vis-à-vis des récepteurs, des creuxou coupures de tension qui dépendent :v des protections mises en place et de leursélectivité,v de l’éloignement « électrique » du récepteurpar rapport au défaut,v de la topologie du réseau offrant ou non desmoyens de reconfiguration en redondance activeou passive.


c Les déclenchements intempestifs : ilsprovoquent une coupure d’alimentation desrécepteurs placés en aval.

c Les défauts de manœuvre lorsquel’appareillage ne réalise pas un changementd’état demandé (non-ouverture ou non-fermeturesur sollicitation). Ces défaillances n’engendrentgénéralement pas directement de perturbationau niveau des récepteurs. Par contre ce sontsouvent des défaillances non détectées quiconduisent à un dysfonctionnement du réseaulorsqu’un autre phénomène arrive tel que :v perte de la protection et/ou de la sélectivité,v perte des moyens de reconfiguration, dusecours.

Les effets de creux de tension ou de coupured’énergie dépendent de la sensibilité durécepteur.Certains récepteurs, tels les équipementsinformatiques, sont sensibles à des creux detension ou à des coupures très brèves (quelquesdizaines de ms) alors que d’autres équipementspeuvent accepter des coupures plus longuessans perturber le process.Il est donc impératif de caractériser leséquipements par leur niveau de sensibilité.Par ailleurs, la durée réelle de perte du récepteurou du process n’est pas toujours proportionnelleà la durée de la coupure électrique. Danscertains cas, la remise en service peut dépendrede bien plus de paramètres que le simple retourde l’énergie électrique (remise en conditiond’une salle blanche, paramétrage de machineoutils, process chimique…).Il est donc nécessaire de juger la criticité desrécepteurs, conséquence de leur arrêt.

L’ensemble des moyens classiques mis enœuvre pour se prémunir contre toutes cesperturbations sont :

c les sources autonomes (groupes électrogènes,turbines à gaz,…),

c la multiplicité des arrivées du réseau dedistribution aussi indépendantes que possible,c la mise en œuvre de systèmes dedésensibilisation (onduleur, no-break…),c des systèmes permettant une ré-alimentationsoit par reconfiguration du réseau (inverseur desource, réseau en boucle,…), soit par une sourcesecondaire d’énergie au plus près du récepteur,c la mise en place de moyens pour détecter lapanne au plus vite (périodicité de la maintenancepréventive courte, test automatique…).

Les apports d’une étudeUne étude de sûreté de fonctionnement permetde maîtriser le risque associé à des événementsredoutés lors de la conception d’une architecturede réseau électrique par :c la détermination de la criticité des récepteurspuis, en fonction de leur niveau de sensibilité,des événements redoutés pour l’installationélectrique. Il s’agit d’identifier les points critiquesdu réseau et d’y associer des critères deperformances en terme de sûreté ;c l’analyse quantitative d’une ou plusieursarchitectures de base selon les indices desûreté ;c la justification, en final, des choix de systèmesde secours et/ou de désensibilisation, deredondance, de maintenance préventive enregard des besoins du client.

ExempleCe cas est extrait d’une étude d’amélioration duréseau électrique d’un site de l’industrieautomobile (cf. fig. 5 ). Son but était de diminuerl’importance (durée et nombre) des coupuresdues à des défaillances ou des actions demaintenance.

c Objectif du calculFaire une analyse de criticité et unequantification de l’existant, puis proposer desaméliorations.

Fig. 5 : améliorations conseillées réalisées (en vert) du réseau électrique d’un site de l’industrie automobile, schéma et résultats(source Schneider Electric).

Transformateurs

5,5 kV/380 V

Barres 5,5 kV - 2000 A Barres 5,5 kV - 2000 A

Transformateurs

de secours

Interupteurs

assurant le secours

Départs ateliers usine

Postes

Schéma d'une boucle de distribution HT/BT

5,5 kV alimentés en boucle ouverte

Disjoncteurs

BT 2500 A

Analyse par arbre de défaillance

Indice Actuel Futur Gain

Indisponibilité Heures/an 6,9 0,7 90 %


c Résultats du calculLe calcul a permis de définir les modifications detopologie apportant les gains souhaités ensûreté (cf. schéma de la figure 5 ).

Une indisponibilité annuelle inférieure à uneheure a été obtenue, et la maintenance deséquipements électriques peut se faire sanscoupure du process.

4.2 Régime permanent

Tout fonctionnement correct d'un réseauélectrique en exploitation normale stable résulted’une bonne conception globale du système.La notion de régime permanent est précisée,relativement aux normes d’alimentation etd’installation, par :

c la fréquence nominale des signaux électriques,dite fréquence industrielle,

c l’amplitude et la phase des ondes de tension etde courant, et leur évolution dans le temps,

c les puissances transitées active et réactive(fournies, consommées, perdues) et les énergiescorrespondantes.

ObjectifsL'étude du comportement en régime permanenta pour but de :

c concevoir les réseaux : dimensionnement debase des installations et des matériels, conduiteet gestion du système ;

c prendre en compte les situations à risque,ayant pour origine possible desdysfonctionnements de l’installation ou desproblèmes propres aux matériels électriques(usure, vieillissement).

Phénomènes et originesLes phénomènes à analyser sont l’ensemble deséchanges normaux d’énergies active et réactiveà fréquence industrielle entre sources etconsommateurs au travers des liaisonsélectriques, dans les conditions prévisiblesd’exploitation du process alimenté et du systèmeélectrique :

c circulation des courants,

c répartition des tensions,

c puissances active et réactive associées.

Le bon fonctionnement des réseaux en régimepermanent dépend de :

c l’exploitation normale du système,conséquence de la marche et des impératifs duprocess et du réseau : sources etconsommateurs en service, variations de tensiondes alimentations, modes dégradés et desecours ;

c la structure du réseau électrique pour lesdifférents régimes de marche : topologie,dimensions des liaisons, niveaux de tension.

Effets et remèdesLes dysfonctionnements éventuels semanifestent d'un point de vue électrique sous lestrois principales formes suivantes.

c Alimentation des utilisateurs par des tensionshors toléranceLa tension des réseaux d’alimentation estnormalisée ; par exemple la norme EN50160autorise une fourchette ± 10 % de la tensionnominale. L’ensemble du réseau subit alors laconséquence de ces variations (i10 %)Le calcul des régimes permanents doit doncétudier les combinaisons des valeurs extrêmesde tension et de consommation.

c Chutes de tension dans les liaisons ou lestransformateursElles sont dues aux courants et dépendent despuissances transitées, active (P) et réactive (Q),ainsi que de l’impédance traversée, partiesrésistive (R) et inductive (X), selon la loi devariation relative ∆U/U = (R P + X Q)/U2.La chute de tension se traduit par différentesperturbations :v des variations de tension, dans des limites de± 10 % de la valeur nominale, au gré del’évolution des charges et des sourcesconnectées ;v des fluctuations de tension, suite de variationsde tension à des fréquences provoquant lepapillotement de la lumière (flicker) : cesfluctuations sont dues à certaines chargesvariables typiques de grande puissance, commeles soudeuses ou les fours à arc ;v un déséquilibre de tension du système triphasé àcause de charges mono ou biphasées importantes.Les chutes de tension provoquent :v des échauffements supplémentaires dans lescircuits électriques donc des pertes,v des déclenchements et ralentissements demachines,v des dysfonctionnements des chargessensibles et des dispositifs de protection,v la gêne physiologique de l’effet flicker.

La limitation des chutes de tension est renduepossible de plusieurs façons :v par diminution de R et de X, en jouantpratiquement sur la tension de court-circuit destransformateurs, la section des liaisons voire leurlongueur (implantation des charges) ;v par augmentation du niveau de tensionnominale donc diminution des courants, ce quiprovoque une réduction très importante despertes (loi quadratique).

c Propagation instantanée à tout le réseau, duniveau de tension des sources et des chutes detensionCet effet a une incidence sur chaque élément,mais quantitativement de façon inégale selon latopologie du système.


Le calcul des régimes permanents permet deprévoir la répartition des tensions et de proposerdes solutions de limitation de la propagationpar :v une augmentation de puissance de court-circuit des sources,v une utilisation de régleurs en charge ou à videdes transformateurs,v un équipement de compensation réactive, cequi équivaut à une chute de tension négative(condensateurs, compensateur électromécanique-machine synchrone- ou statique -SVC-),v un rééquilibrage de charges monophasées surles trois phases.

Les apports d’une étude

Cette étude vise à assurer une bonneconception de l’installation électrique prenant encompte des évolutions futures et recouvrant tousles cas de fonctionnement du process par :

c une critique pertinente des choix de base,

c le calcul des bilans des régimes permanents,

c la prise en compte des différents schémasd’exploitation du réseau électrique y compris lesstructures de secours,

c une optimisation économique (balance entrel’investissement et les pertes d’énergie).

ExempleCe cas est extrait d’une étude relative à laconception d’un site tertiaire, à l’aide du logicieldédié « ECODIAL » développé parSchneider Electric conformément au guideUTE 15-500.

c Objectif du calculSeule la première étape de cette étude estprésentée ici. Il s’agit du bilan de puissance del’installation nécessaire pour dimensionner lessources d’alimentation.Noter que dans le cas spécifique de la BT, lespuissances apparentes -pondérées par descoefficients d’utilisation et de simultanéité- sontsommées algébriquement, les pertes dans lescanalisations sont négligées, les nœuds sont àtension nominale.

c Résultats du calculLa figure 6 montre le schéma unifilaire analysé,ainsi que la fenêtre des données et des résultats(caractéristiques des charges individuellesaccessibles pour chaque tableau) d’où lapuissance totale calculée de source 275 kVA.

Fig. 6 : conception d’un site tertiaire, à l’aide du logiciel dédié « ECODIAL », schéma et vue de l’écran du bilan de puissance(source Merlin Gerin - Schneider Electric).

B1 TGBTRA

RB

Q1

C1

TRA GE

T1

B5 T Atelier

Q5

C5

L5

x2

Bureaux

Q2

C2

G2

G

Q6

C6

L6

x4

Machine

R3

Q3

C3

CAP

Q4

C4

Atelier

Q7

C7

D7

E7

x4

Eclair

Eclair

Q8

C8.1

V8

M8M

x5

Mot Var

C8.2

Mot Var

Q9

K9

M9 M

x2

C9

Moteur


Ce bilan de puissance permet de choisir lesbonnes puissances, du transformateurd’alimentation et du groupe électrogène desecours.

Les valeurs des courants dans les liaisons sontmémorisées pour être utilisées dans l’étapeultérieure de dimensionnement deséquipements.

4.3 Court-circuit

Tout fonctionnement d'un réseau électrique peutêtre sujet à l’apparition de défauts se manifestantsouvent par des courants élevés de « court-circuit », avec de lourdes conséquences qu’il estnécessaire de savoir gérer au mieux.

Un court-circuit est une liaison accidentelle entreconducteurs, précisée par :c son type, qui définit les éléments incriminés :monophasé (entre une phase et la terre ou leneutre), triphasé (entre trois phases), biphaséisolé (entre deux phases), biphasé terre (entredeux phases et la terre),c son régime d’établissement : évolution de laforme de son courant dans le temps,c son intensité : valeurs maximales et minimalesc sa durée, variable, car le défaut peut êtrefugitif ou permanent,c son origine, interne au niveau d’un équipementou externe entre liaisons.

Objectifs

L'étude du comportement d'un réseau en régimede court-circuit a pour but :

c d’identifier les situations à risque, originespossible de :v danger pour les personnes,v destructions de matériel par contraintesélectrodynamiques, suréchauffements etsurtensions,v dysfonctionnements de l’exploitation pouvantaller jusqu’à la perte totale du réseau à causedes creux de tension et des coupuresd’alimentation ;

c aider à faire des choix de base de conceptionpour limiter les effets néfastes des défauts, en cequi concerne :v les systèmes de liaisons à la terre desinstallations,v le dimensionnement approprié des matériels,v le réglage des protections, déterminé à partirdu calcul des courants de défaut.

Phénomènes et origines

Le phénomène à étudier est un déséquilibrebrutal du régime permanent initial :

c par l’établissement de forts courants et dechutes de tension aux points de localisation desdéfauts,

c et son extension à l’ensemble du réseau,

c aboutissant à un nouvel équilibre final rendantle système totalement ou partiellementinexploitable, plus vulnérable ou perturbé.

Les origines des courts-circuits dans les réseauxsont des perturbations accidentelles : liaisonindésirable entre conducteurs, claquagediélectrique d’isolant par surtensions, faitsmécaniques (rupture de câble, chute debranche, animal), ou erreurs humaines. Leurseffets varient selon la structure du réseau : SLT,sources éloignées (réseau de distribution) ourapprochées (proximité d’un générateur).

Effets et remèdes

Les courts-circuits se manifestent d'un point devue électrique directement en fonction de lasurintensité et indirectement par des variationsde potentiel.

c Directement sur les éléments de l’installationselon les phases successives de l’établissementdu courant :v valeur de crête de la première demi-alternance, qui est le pic maximal instantané,v valeur efficace de la composante alternative,v valeur de la composante apériodique, quidépend de l’instant d’apparition du défaut et descaractéristiques du réseau ; selon qu’elle estnulle ou non, le régime est dit respectivementsymétrique ou dissymétrique.La composante continue s’ajoute à lacomposante alternative.

Les effets portent sur les matériels, ce sont :v les efforts électrodynamiques sur les jeux debarres et le long des cheminements des câbles,v l’échauffement résultant du passage decourant dans les liaisons et l’appareillage,v la capacité de fonctionnement (F+O) d’unappareil en cas de fermeture d’un circuit encourt-circuit.

Ces effets sont maîtrisés par un dimensionnementadéquat des matériels :v la tenue électrodynamique des liaisons, quicaractérise leur résistance mécanique ;v le couple courant / durée admissible, quicaractérise la tenue thermique ;v les pouvoirs de coupure et de fermeture surcourt-circuit qui définissent la capacité desdisjoncteurs à tenir ces contraintes.


c Indirectement par des creux ou des coupuresde tension et par l’élévation du potentiel desmasses métalliques dont les effets sont :v dysfonctionnements d’appareils sensibles :ouverture de contacteurs, blocage de variateursde vitesse,v perturbation du comportement dynamique desmachines tournantes (cf. § 4.5),v destruction diélectrique de matériels (cf. § 4.7),v tensions de contact pour les personnes.

Ces effets sont contrés par la maîtrise :v des régimes dynamiques (cf. § 4.5)v des surtensions (cf. § 4.7)v de l’élimination des défauts grâce à la mise enœuvre d’un système de protection adapté, objetdu § 4.4 suivant.


Une telle étude vise à prévoir les contraintesinhérentes à l’apparition de défauts :

c calcul des courants et des tensions,

c pour les différents types de défauts,

c pour les configurations d’exploitation donnantles valeurs maximales et minimales.

Ces résultats permettent ensuite de définir lesliaisons électriques (ex. : les sections et lesfixations des jeux de barres).

Exemple

Ce cas est extrait d’une étude de conceptiond’une centrale électrique, dont on souhaitaitdimensionner les éléments du poste.

c Objectif du calculVérifier que le disjoncteur de protection aura lacapacité de couper le courant de court-circuitproduit par un défaut situé à proximité del’alternateur, par exemple sur le jeu de barresdu poste. Le problème est dans la déterminationdu régime d’établissement du courant le plusdéfavorable (instant du premier passage à zéro).

c Résultats du calculLe courant triphasé est asymétrique(cf. fig. 7 ) : superposition d’un régimesinusoïdal amorti et d’un régime apériodique,d’où les courants caractéristiques (crête, coupé,permanent).Les contraintes maximales appliquées àl’installation permettent de choisir le disjoncteurconformément à la norme CEI 62271-100.

Fig. 7 : étude pour le poste d’une centrale électrique, simulation du courant de court-circuit triphasé asymétriqueproduit par un défaut situé à proximité de l’alternateur.

-100

Courant total

Courant crête Courant coupé Courant permanent

406020

80100

120140

160180

200220

240260

280300

320340

360380

400420

440460

480500

-5

0

5

10

15

20

Composante continue


4.4 Protection

Tout réseau électrique en mode defonctionnement anormal ne doit pas porteratteinte aux personnes et aux biens.

La protection d’un réseau est l’ensemble desdispositions permettant la détection dessituations anormales et d’y pallier de façonfiable, sélective et rapide.

Les principaux fonctionnements anormaux sontdécrits dans les sous-chapitres précédents.

Objectifs

Le calcul du système de protection a pour but :

c d’identifier les situations anormalesd’exploitation pouvant conduire à des accidentshumains, des destructions de matériels ou à laperte d’alimentation de consommateurs,

c de déterminer les mesures à prendre, assurantainsi la protection des personnes, des matérielset la disponibilité de l’énergie. Ces mesuresaboutissent aux opérations nécessairessuivantes :v définition du système de protection,v choix, emplacement et association desdispositifs de coupure et de protection,v détermination des réglages des unités deprotection.


Les phénomènes électriques à étudier sont ceuxprésents :

c pendant le fonctionnement à fréquenceindustrielle, lors d’anomalies d’exploitationrelatives aux grandeurs nominales depuissances (ex : surcharge), courant, tension,fréquence…,

c lors de défauts, de court-circuit ou desurtension.

Les protections doivent être adaptées selon :

c l’exploitation ordinaire du système qui peutdériver vers des conditions anormales :surcharges, baisse de tension, … ;

c les perturbations accidentelles envisagées :défauts de court-circuit, erreurs humaines ;

c l’architecture du réseau (radiale, boucleouverte ou fermée).

Effets et remèdes

Un système de protection défectueux se révèled’un point de vue électrique par des : chutes detension dans tout le réseau, surtensions,surcharges, courants de court-circuit, aveccomme effets principaux qui en découlent :

c accident sur les personnes,

c destruction de matériel,

c dysfonctionnement du réseau électrique doncdu process.

Ces effets sont maîtrisés :

c tout d’abord, par des choix fondamentauxconcernant :v les schémas des liaisons à la terre, ditsrégimes de neutre : isolé (IT), à la terre (TT ouTN), impédant, compensé,v les dispositifs de coupure : disjoncteur, fusible,sectionneur-fusible, discontacteur,v les principes de sélectivité : ampèremétrique,chronométrique, énergétique, logique,directionnelle, différentielle,

c puis, par la coordination des dispositifs deprotection à partir des résultats de l’étude decourt-circuit (réglages des relais etdéclencheurs, filiation entre disjoncteurs BT).Dans la pratique, cela se traduit par :v la mise hors tension de la partie en défaut leplus rapidement possiblev le maintien sous tension de la partie saine,et si possiblev le secours par la protection amontavec pour principe de réglage des protections ledéclenchement pour le plus petit courant dedéfaut et le non-déclenchement pour le plusgrand courant normal.


Une telle étude a pour finalité un bonfonctionnement de l’installation électrique dontles paramètres influents sont :

c les défauts du réseau de distribution (défautsphases, les défauts et fuites à la terre, lessurcharges),

c les défauts propres aux machines en servicesur le site (tournantes, informatiques,…),

c les configurations d’exploitation : sources,charges, modes de secours, extensions futures,

c les dispositifs de la chaîne de protection :capteurs, relais/déclencheurs, appareillage decoupure,

c le plan de protection et les réglages des unitésde protection.

Exemple

Ce cas est extrait d’une étude de conception deréseau d’un site pétrochimique.

c Objectif du calculChoisir les fonctions de protection de l’un destransformateurs HT/BT de l’installation, etdéterminer leurs réglages dans le cas d’un court-circuit triphasé maximal côté BT.


c Résultats du calculLa partie du schéma considérée est représentéeavec son système de protection et le tableaurécapitule les valeurs de réglage préconisées

des fonctions de protection (cf. fig. 8 ).Lescourbes temps/courant BT de la figure 9montrent que la sélectivité est assurée entrel’amont et l’aval du transformateur

Fig. 8 : étude de sélectivité pour un site pétrochimique, schéma et types de relais de protection choisis pour untransformateur HT/BT.

Fig. 9 : diagramme de sélectivité des dispositifs de protection placés en amont et en aval du transformateur.

400 V

6 kV

M

B 50/51

C 50/51

A1

A2

49

50/51

Relais Code Type Seuil TempoANSI

A1 49 Thermique 120 % 105 min

A2 50/51 max de courant 1400 A 0,5 sTemps constant

A2 50/51 max de courant 3300 A 0,1 sTemps constant

B 50/51 max de courant 12000 A 0,25 sTemps constant

C 50/51 max de courant 3200 A 0,04 sTemps constant

0,01

0,1

1

10

100

1000 t (s)

1 1

3

4

2

0

0

1000 10000 1e+005 1e+006

I (A)

(O) : courant de défaut triphasé maxi du départ BTA1 (1) : thermique, A2 (2) : max de courant, B (3) : max de courant, C (4) : max de courant départ BT.

4.5 Stabilité

La stabilité concerne essentiellement lesréseaux de forte puissance, en haute tension etde structure topologique généralement étendueet complexe pouvant avoir un ou plusieurs sitesde production d'énergie.

Tout fonctionnement correct d'un réseauélectrique alternatif est le résultat d'un ajustementpermanent de l'équilibre entre production etconsommation d'énergie dans le temps et dansl'espace, manifestant ainsi sa stabilité.


La notion de stabilité d'un réseau est précisée par :

c la stabilité statique, ou petits mouvements : lesystème reprend son état initial suite à uneperturbation normale de faible amplitude,

c la stabilité/instabilité transitoire : le systèmepasse d'un état stable à un autre / ou diverge,suite à une perturbation brutale (perte de chargeou de source, démarrage de moteur de fortepuissance),

c la stabilité dynamique : le fonctionnement dusystème est maîtrisé lorsque les conséquencesnuisibles de toute perturbation sont limitées (parexemple avec la sauvegarde des consommateursvitaux) par la mise en œuvre de dispositionsadaptées (par exemple par un plan de délestagedes charges).

ObjectifsL'étude du comportement dynamique d'unréseau a pour but d'identifier les situations àrisque, origines possibles d'instabilité transitoire,et de déterminer les dispositions à prendre pourles contrer au mieux, assurant ainsi sa stabilitédynamique. Ces dispositions portent sur :

c l'élimination dans un temps acceptable desincidents électriques par le système deprotection,

c l'optimisation des modes d'exploitation,

c le dimensionnement approprié des installations.

Phénomènes et originesLes phénomènes d’instabilité se manifestentdans tout le réseau par :

c les oscillations électromécaniques desmachines autour de leur position d'équilibresynchrone, donnant lieu à des variations de leurvitesse et de la fréquence industrielle nominale(50 ou 60 Hz),

c les oscillations de transits de courants dans lesliaisons entre sources et/ou charges, impliquantdes échanges de puissances active et réactive,et donnant lieu à des chutes de tension.

Les instabilités ont trois origines possibles.

c Les perturbations accidentellesDans cette catégorie se trouvent les courts-circuits, les creux de tension, les coupures et lespertes de source électrique, les déclenchementsintempestifs, les pannes de composants, leserreurs d'origine humaine….

c L'exploitation normale du réseauCe sont des conséquences du fonctionnement etdes impératifs du process telles que : lesvariations de charges, le démarrage de grosmoteurs, les manœuvres de transfert et lagestion des jeux de barres…

c La structure du réseau électriqueElle comprend la topologie, les régulations dessources (alternateurs et transformateurs), ainsique les protections et les automatismes duréseau électrique.

Effets et remèdes

Ces instabilités se manifestent d'un point de vueélectrique sous les principales formes suivantesde dysfonctionnement.

c Dérive en fréquenceUn déséquilibre de puissance active entre laproduction et les consommations se traduit parune variation de fréquence de l'ensemble dusystème. Elle peut dépasser les limites admises(par exemple +/- 2 %) au-delà desquelles lesgroupes de production sont séparés du réseau.La situation peut alors dégénérer jusqu'àl'écroulement du système.Cette évolution peut être évitée par du délestageautomatique et progressif des charges, et lasollicitation des réserves tournantes depuissance (démarrage de groupes, régulationdes groupes à puissance maximale).

c Dérive de tensionLes chutes de tension sont dues aux transits depuissance - principalement réactive - dans lesliaisons et les transformateurs, ou aux courantstrès élevés.Ce phénomène cumulatif (la baisse du plan detension conduit à l'augmentation du courant etréciproquement) peut aboutir à un écroulementou un dysfonctionnement du système.Ce risque est limité par la mise à disposition depuissance réactive suffisante et bien répartie(régulation du réactif des sources, condensateursde compensation, régleurs en charge destransformateurs, emplacement des sources deréactif), d’un délestage des charges, d’unchangement du mode de démarrage desmoteurs.

c Surcharge en cascadeLes éliminations de liaisons suite à leurséchauffements ou détériorations provoquent desreports de charge sur d'autres ouvrages. Iciaussi il peut y avoir un phénomène cumulatif.Il est donc normalement prévu que toute perted'un ouvrage est tolérée par le système (règled'exploitation dite du N-1) en agissant sur latopologie d'exploitation du réseau, la protectiondes surcharges ou la mise en service denouvelles sources.

c Perte de synchronismeLes courts-circuits ont comme conséquence ladésynchronisation entre alternateurs (c'est unedésolidarisation électrique), qui peut aller jusqu'àla nécessité de déconnexion de certainesmachines. L'apparition résultante d'oscillationsen courant et en tension dans le réseau, etl'élimination d'éléments (charges ou sources) parleurs protections, peut conduire à la perte duréseau.Cette situation est évitée par un bon contrôle desrégulations des alternateurs, un plan deprotection efficace et un plan de délestagejudicieux des charges.


Fig. 10 : étude de stabilité pour un site d'industrie lourde, schéma et courbes significatives suite à undéclenchement.


Une étude aborde systématiquement lesprincipaux phénomènes à risque, en s'adaptantaux particularités de chaque scénario àenvisager prenant en compte les réactions duprocess :

c court-circuit triphasé (éventuellement bi oumonophasé),

c perte de liaison, de source ou de charge,

c démarrage de moteurs,

c partage, délestage et prise de charges,

c couplage et modes de régulation électroméca-nique des sources (réseaux publics, turbines etalternateurs).

Pour être complète, l'étude doit inclure :

c l'analyse de contingence : prise en comptedes incidents d’exploitation normatifs du

système (par exemple règle du N-1 enexploitation, courts-circuits à différents niveauxde tension, …), voire exceptionnels,c la simulation du fonctionnement desprotections et des automatismes (actions etchronologie),c l'analyse de sensibilité aux paramètresdéterminants (par exemple temps d'éliminationde défaut, caractéristiques des moteurs,coefficients de réglage des régulateursd'alternateurs…).

ExempleCe cas est extrait d'une étude de conceptiond’un site d'industrie lourde.

L'installation, comporte plusieurs sourcesalimentant les consommations -moteurs etcharges passives- par deux jeux de barresprioritaire/non prioritaire (cf. fig. 10 ).

1000

0

2000

Déclenchement des protections 300 ms Déclenchement des protections 350 ms

V

1 2 3 4 5 6

sec

La tension se rétablit : process bien réalimenté

défaut

B1

F

EDF

G1O

F

non prioritaire prioritaire

O

G2

1000

0

2000

3000

V

1 2 3 4 5 6

sec

La tension ne se rétablit pas : process mal réalimenté

défaut

0,85

0,800

0,90

0,95

1

1 2 3 4 5 6

sec

La pompe réaccélère : le process continue

défaut

0,85

0,800

0,90

0,95

1

1 2 3 4 5 6

sec

La pompe cale : le process est perdu

défautΩΩο

ΩΩο


Il a été constaté lors d’un court-circuit ausecondaire d'un transformateur connecté àl'alimentation de la distribution publique :

v une chute de tension résultante qui aprovoqué, entre autres, le ralentissement desmoteurs,

v à l'élimination du défaut, que les courantsabsorbés par les moteurs ont atteint des valeursde démarrage. Ils ont induit des chutes detension très importantes et des couples deréaccélération insuffisants pour certains moteursqui ont calé ou rampé.

En fait ces moteurs ne peuvent réaccélérer quesi la durée de défaut est suffisamment brève.

c Objectif de l'étudeLe court-circuit est normalement éliminé par lesprotections du transformateur qui commandentl'ouverture de ses disjoncteurs amont et aval. Laquestion est de déterminer le temps maximald'élimination du défaut garantissant la stabilitédynamique du réseau.

c Résultats de l'étudeL’examen des courbes de tension et de vitessemontre que la stabilité du réseau est assurée,lors d’un court-circuit triphasé au secondaire dutransformateur, par le réglage du déclenchementdes protections inférieur à 300 ms.

4.6 Harmoniques

La question des harmoniques concerneessentiellement les réseaux électriquesalimentant des équipements polluants dont lapuissance relative à la source est suffisammentimportante, ainsi que des condensateurs

Tout fonctionnement de réseau électriquealternatif s'accompagne de fait d'unedéformation des ondes sinusoïdales de tensionet de courant, dues à la nature des équipementsou des sources.

La notion de pollution harmonique d'un réseauest quantifiée par la déformation du signaltraduite en une décomposition spectrale enamplitude et en phase : onde fondamentale (50ou 60 Hz) et rangs d'harmoniques (entiers etcontinus). En sont déduits :

c le taux global de distorsion harmonique (THD)des grandeurs de tension et de courant, qui estune mesure de la valeur efficace de la pollutionrelativement au fondamental ;

c les lois de composition de grandeursharmoniques relativement aux amplitudes et auxphases.

Objectifs

L'étude du comportement harmonique d'unréseau a pour but :

c d'identifier les situations à risque, originespossibles de dysfonctionnements oud'échauffements de certains équipements, devieillissement prématuré de matériel, deperturbations électromagnétiques oumécaniques ;

c puis de déterminer les précautions à prendrepour contenir au mieux ces situations, assurantainsi une pollution acceptable au regard de lanormalisation (équipement, installation,alimentation).

Ces précautions portent sur :

c l'identification des pollueurs,

c l'estimation de solutions de filtrage,

c le dimensionnement approprié desinstallations,

c l'optimisation des architectures d'exploitation.


Les différents phénomènes électriques liés à laprésence d’harmoniques se manifestent à tout leréseau selon des mécanismes interdépendants :

c génération des sources harmoniques decourant et/ou de tension par les pollueurs,

c effets de la pollution dans l'environnementimmédiat des sources polluantes,

c propagation des harmoniques à l'ensemble duréseau et effets étendus à tous les récepteurs,

c composition des différentes pollutions en toutpoint du réseau et à chaque instant,

c amplification possible de la pollution par effetde résonance (circuit bouchon) en présence decapacités (ligne longue, condensateurs decompensation de l'énergie réactive).

La présence d’harmoniques a plusieurs causes :

c l'exploitation normale du réseau, conséquencedu fonctionnement et des impératifs du process :marche des charges polluantes à différentsrégimes, mise en service ou arrêt des autresconsommateurs,

c la structure du réseau électrique : niveaux detension, séparation des pollueurs et des chargesvulnérables, puissance relative des sources, despollueurs et des condensateurs.

Effets et remèdes

Cette pollution se manifeste, d'un point de vueélectrique, sous les principales formes suivantesde dysfonctionnement.

c Les sources directes de pollutionLes pollueurs en courant représentent la grandemajorité des générateurs d'harmoniques. Cesont des charges dites non linéaires : le courantqu’elles absorbent n'a pas la même forme que la


tension d'alimentation et son spectreharmonique est propre à chaque charge.

On distingue les charges passives (soudeuses,fours à arc, lampes) et les charges d'électroniquesde puissance dont l'emploi est croissant(variateurs de vitesse, redresseurs etgradateurs, alimentation sans interruption -ASI-,appareils avec alimentation à découpage).

Les gammes concernées, de tension et depuissance, de ces charges sont très larges :elles vont des petits appareils domestiques (BT,quelques dizaines de W) jusqu'aux grosconsommateurs industriels (THT, de plusieursdizaines de MW).

Les pollueurs en tension ont pour cause laconception des bobinages et des circuitsmagnétiques des matériels (machinestournantes, transformateurs).

La limitation de la génération harmonique auniveau des sources de pollution est possibledans une certaine mesure : montagesdodécaphasés, convertisseurs à prélèvementsinusoïdal, inductances de lissage, filtrageintégré.

c Les effets directs de la pollution sur lescharges électriques

v Les courants harmoniques génèrent unepuissance parasite qui se traduit enéchauffements supplémentaires et en énergieperdue.

Cet inconvénient peut être évité en surdimen-sionnant les équipements selon des facteurs dedéclassement définis par les normes relativesaux matériels.

v La déformation des tensions par lesharmoniques perturbe le fonctionnement desappareils électroniques (par ex. décalage dupassage à zéro de l'onde de référence).

v Les harmoniques ont également des impactsmécaniques (bruits, vibrations) etélectromagnétiques (action des courants fortssur les courants faibles) domaine de lacompatibilité électromagnétique -CEM-.

c Les effets de transmission se traduisent par lapropagation des harmoniques, leur amplificationet leur sommation.

v Les pollueurs de courant injectent leursharmoniques dans tout le réseau en fonction desimpédances traversées. Il en résulte unedéformation harmonique des tensions en tout pointdu réseau. En conséquence tous les récepteurssont alimentés par des tensions déformées.

v De plus la présence de condensateurs peutdonner lieu à une amplification de la pollution parl’effet de résonance (circuit bouchon constituépar la capacité en parallèle avec les inductancesdu réseau).

v Dans son environnement immédiat, chaquepollueur subit les effets néfastes de ses propresharmoniques.

Enfin en tout point du réseau, la compositionvectorielle des différents harmoniques intervientà chaque instant : en pratique la sommation secalcule selon une méthode normalisée qui tientcompte d'un effet de foisonnement (CEI 60871).

c Les critères de risque sont quantifiés par desnormes et des réglementations basées sur lavaleur des distorsions. Globalement il est admisque la situation devient préoccupante à partir d'unTHD en tension de 5% et toujours source dedifficultés au-delà de 10%. Ainsi, les distributeurss'engagent à fournir une tension limitée en THD,et les utilisateurs doivent restreindre leur réjectionen courants harmoniques.En pratique, les situations à risques sontévaluées selon des critères de puissanceappliqués aux pollueurs et aux condensateurs.

c Plusieurs méthodes existent pour limiter lesrisques :

v augmenter la puissance de court-circuit dessources,

v séparer les charges sensibles des réseauxpollueurs,

v installer des inductances antiharmoniques (lescondensateurs sont protégés des surchargesharmoniques),

v installer des filtres passifs (les harmoniquesindésirables sont piégés dans des circuits àfaible impédance),

v installer des filtres actifs (les harmoniquesindésirables sont neutralisés par injectiond'harmoniques en opposition de phase).

Les apports d’une étudeIl s’agit de garantir un bon fonctionnement del'installation pendant l'activité des pollueursd'harmoniques par :

c le calcul des distorsions tenant compte desspectres pollueurs (amplitudes et phases, lois decomposition et de propagation),

c le calcul optimal du filtrage,

c le calcul du surdimensionnement des matériels(contraintes harmoniques stationnaires ettransitoires),

c l'analyse des schémas d'exploitation du réseaudans ses différents modes d’exploitation(normaux et dégradés de connexion dessources, des pollueurs, des charges),

c l'analyse de sensibilité aux paramètresinfluents (par exemple fourchette de variationdes valeurs des éléments électriques du réseaufonction de la précision, de la température…).

ExempleLe cas est extrait d'une étude de conception d’unsite sidérurgique qui comporte un four à arc àcourant continu ainsi qu'un condensateur decompensation de réactif (cf. fig. 11 ). Ce fourgénère des harmoniques de rang entier(redresseur) superposés à un spectre continu(arc instable).


Fig. 11 : étude de présence d’harmoniques pour un site sidérurgique, schéma et spectres.

Réseau 225 kV

Pccn = 6000 MVA

Pcc Min = 4800 MVA

Câble 63 kV

L = 1000 m

S = 1000 mm2

Four à arc

140 MVA

225 kV/63 kV

s = 170 MVA

Ucc = 12.5 %

JdB 63 kV

Filtres harmoniques

50

100

150 Sans filtreFiltre amorti

Impédance vue de la charge

spectre d'impédance vue du jeu de barres 63 kVspectre en courant généré par le four

Ohm

2 4 6 8

10

20

30

Amp

5 10

rang

harmonique

rang

harmonique

c Objectif de l'étude :Le condensateur forme un circuit bouchon avecl'inductance du système (antirésonance derang 3), d'où un THD en tension prohibéde18.5%, il faut donc déterminer le filtrageramenant le THD à une valeur acceptable.

c Résultats de l'étudeLe montage du condensateur en trois filtresrésonants amortis (accordés sur les rangs 3, 5, 7)modifie l’allure du spectre d’impédance duréseau et permet alors de ramener le THD entension à la valeur acceptable de 3%.

4.7 Surtensions

La question des surtensions concernel’ensemble des réseaux électriques dont lavulnérabilité est différente selon leur topologie, leniveau de tension, les types de matérielsemployés, et les modes d’exploitation.

Tout fonctionnement d’un réseau électriquealternatif est sujet à l’apparition de perturbationsen tension se traduisant par des valeurs decrête, ou maximales, hors des limites d’ungabarit relatif à une norme ou à unespécification.

La notion de surtension dans un réseau estquantifiée par l’amplitude et la forme de l’ondeainsi que par la durée de la perturbation :

c coefficient de surtension, rapport del’amplitude crête de la tension atteinte à la valeurefficace de la tension de service,c surtension permanente de forme sinusoïdale(à fréquence industrielle), de longue durée(supérieure à 1 heure),c surtension temporaire de forme sinusoïdale(autour de la fréquence industrielle), de durée


relativement longue (comprise entre 1,5 fois lapériode industrielle et 1 heure),c surtension transitoire de forme oscillatoire ounon et généralement vite amortie, de courtedurée (inférieure à la période industrielle) ; cettecatégorie regroupe les surtensions à front lent(type choc de manœuvre), à front rapide (typechoc de foudre), à front très rapide.

Objectifs

L'étude du comportement d'un réseau eu égardaux surtensions a pour buts :

c d'identifier les situations à risque, pouvantavoir pour conséquences :v des destructions de matériel par claquagediélectrique, contraintes électrodynamiques etvieillissement,v des dysfonctionnements de dispositifsd’électroniques.

c de déterminer les dispositions à prendre pourlimiter leurs effets au minimum, assurant ainsiune tenue efficace des matériels du réseau.

Ces dispositions portent sur :

c la conception des installations (SLT),

c l’estimation de dispositifs de protection (type,emplacement et dimensionnement),

c le dimensionnement approprié des matériels,

c des conseils sur l’exploitation.

Phénomènes et originesLes phénomènes observés sont des échangesoscillatoires amortis d’énergie entre circuitsélectriques (selfs, capacités, résistances) mis enprésence instantanément lors d’une discontinuitélocale (ex. : manœuvre d’un appareil). Selon le

type de surtension ils se manifestent sur leréseau par :

c leur formation au point de discontinuité,

c leur propagation vers le reste du réseau, ensuivant les lois de réflexion, réfraction etsuperposition des ondes transmises, et avec uneatténuation fonction des fréquences en jeu(amortissement d’autant plus fort que lafréquence est élevée).

c la combinaison éventuelle de différents typesde surtensions, susceptible d’accroître lescontraintes.

Les surtensions affectant les réseaux ontplusieurs origines :

c l’exploitation normale du réseau : manœuvresde charges, mises en/hors service de circuitsinductifs ou capacitifs (câbles, lignes,condensateurs, transformateurs, moteurs),fonctionnement propre des appareils decoupure ;

c la structure du réseau électrique : schémasdes liaisons à la terre, niveaux de tension,longueurs des liaisons ;

c les perturbations accidentelles : défauts et leurélimination, déclenchements intempestifs, coupsde foudre.

Ces surtensions se classifient, d'un point de vueélectrique, selon leurs principales formes(cf. fig. 12 ) :c à fréquence industrielle, qui peuvent avoirdifférentes causes telles que : défautd’isolement, dissymétrie de charges,surcompensation d’énergie réactive,… ;c de choc de manœuvres, consécutifs à unenclenchement ou un déclenchement

Fig. 12 : les différentes formes de surtensions.

classe de basse fréquence transitoiresurtension permanente temporaire à front lent à front rapide à front très rapide

forme

gamme des formes f = 50 ou 60 Hz 10 < f < 500 Hz 5000 > Tp > 20 µs 20 > T1 > 0,1 µs 100 > Tf > 3 ns(fréquence, front de Tt u 3 600 s 3 600 u Tt u 0,03 s 20 ms u T2 300 µs u T2 0,3 > f1 > 100 MHzmontée, durée) 30 > f2 > 300 kHz

3 ms u Tt

forme normalisée f = 50 ou 60 Hz 48 i f i 62 Hz Tp = 250 µs T1 = 1,2 µs (*)Tt (*) Tt = 60 s T2 = 2 500 µs T2 = 50 µs

essai de tenue (*) Essai à fréquence Essai de choc Essai de choc (*)normalisé industrielle de de manœuvre de foudre

courte durée

(*) à spécifier par le Comité de produit concerné

Tt TtT2

Tp T2T1 Tf Tt


-manœuvres courantes lors de l’exploitationnormale du réseau électrique- d’un équipement,tel que transformateur, moteur, réactance,condensateur ou liaison câble/ligne ;c de choc sur défauts et lors de leur élimination :le défaut est considéré comme une manœuvreinvolontaire ou inévitable, suivie d’une deuxièmemanœuvre lors de son élimination ;c de choc de foudre, consécutif à des déchargesatmosphériques : un coup de foudre est unedécharge brutale de courant pouvant atteindreplusieurs milliers d’ampères.

Effets et remèdes

Les surtensions ont, selon leurs formes, deseffets différents et les remèdes pour les éviterdoivent donc leur être adaptés.

c A fréquence industriellev Un défaut d’isolement dans un réseau génèreune surtension dont le coefficient peutthéoriquement atteindre 1,7 (défaut monophaséen cas de neutre isolé).De même, la coupure du fil de neutre génère dessurtensions par déplacement du point neutre.v La dissymétrie des charges d’un réseautriphasé peut déséquilibrer le système jusqu’àsaturer les transformateurs et gêner lefonctionnement des moteurs.v La surcompensation d’énergie réactive dueaux condensateurs shunt en cas de faiblecharge élève la tension.v Une ligne à vide se comporte comme une sériede cellules LC de gain supérieur à 1 (effetFerranti), d’où en son extrémité une surtensionpermanente dont l’amplitude devient sensibleau-delà de 300 km (1,05 p.u.) ; cet effet estamplifié sur déconnexion de la charge enextrémité d’une ligne longue.v La ferrorésonance, oscillation non linéaireentre un condensateur et une inductancesaturable, peut donner lieu à des surtensions surdes montages particuliers : transformateur detension en série avec un disjoncteur ouvert ouentre phase et neutre dans un réseau IT, …

Tous ces risques sont limités par desprécautions de conception et d’exploitation : parexemple répartition symétrique des charges,contrôle de la mise en service descondensateurs, relais de tension sur les arrivées.

c Le choc de manœuvresLes surtensions produites dépendent desconditions de charge ou à vide, avec ou sanscharge résiduelle, selon une certaine périodicitéet tenant compte du comportement physique réelde l’appareil de manœuvre : préamorçage, tenueà la tension transitoire de rétablissement(réamorçage, réallumage), arrachement decourant.v Sur enclenchement d’un condensateur aumaximum de la tension du réseau, le coefficient

de surtension atteint 2 ; au déclenchement, cecoefficient peut atteindre 3.v Lors de la manœuvre de transformateur ou demoteur, le coefficient de surtension peutatteindre 2, de plus le front raide des transitoiresprovoque des contraintes particulièrement fortessur les premières spires des bobinages de cesmachines.v Lors de la manœuvre de ligne, le coefficient desurtension peut dépasser 3, c’est le cas d’unréenclenchement d’une ligne longue aveccharge résiduelle piégée (charge capacitive).

Les surtensions de manœuvres ont des effets dedestruction diélectrique des matériels et dedysfonctionnement des systèmes.

Les dispositifs de protection préconisés agissenten limitant et amortissant les oscillationsd’énergie entre les circuits : résistanced’insertion dans les disjoncteurs ou contacteurs,contrôle des instants de manœuvre parsynchroniseur, parasurtenseurs RC, voire mêmeparafoudres.c Le choc sur défauts (lors de leur apparition ouélimination)L’apparition d’un défaut conduit généralement àun coefficient de surtension inférieur à 2, et cesont plutôt les surintensités qui sont à craindre(voir le sous-chapitre 4.3 ).L’élimination d’un défaut provoque unesurtension inférieure à 2.5 (cas le plus sévère dudéfaut monophasé en cas de neutre isolé), il y asuperposition du transitoire et du régimetemporaire lié au défaut.

c Le choc de foudreLa décharge brutale de courant peut atteindredes centaines de kiloampères, à laquelle estassociée une tension fonction des impédancestraversées. Ce courant peut se décharger :v sur une ligne ou une structure métallique, ense propageant les ondes de tension résultantescréent l’amorçage d’isolateurs et dessurtensions ;v au sol avec une élévation de potentiel, en sepropageant celle-ci induit des montées entension des prises de terre des installations.

Les courants de foudre ont des effets thermiqueset mécaniques (efforts électrodynamiques), alorsque les surtensions de foudre ont des effets dedestruction diélectrique des matériels et dedysfonctionnement des systèmes.

Les dispositifs de protection agissent de deuxmanières :v tout d’abord ils évitent l’impact direct de lafoudre sur les ouvrages électriques et le dériventvers le sol (paratonnerres, câbles de garde etpuits de terre) ;v ensuite ils écoulent vers la terre les courantsde foudre conduits dans le réseau pour limiterles surtensions et éviter les destructions


diélectriques (éclateurs, parafoudres,varistances, qualité des terres…en HT/MT/BT).


Une étude destinée à prévenir une installationdes effets néfastes des surtensions, comporteles étapes suivantes :

c appréciation qualitative des phénomènes àrisque dépendant du réseau considéré,

c calcul des niveaux de surtensions générées etconnaissance de leur transmission au système,

c analyse de sensibilité aux paramètresinfluents,

c définition des dispositifs de protections,

c détermination de l’isolement des matérielsselon les normes en vigueur.

Exemple

Le cas choisi est extrait d’une étude relative à laconception d’un poste de distribution HT qui doitêtre protégé efficacement contre les surtensionsdues à la foudre se déchargeant sur sa ligned’arrivée.

c Objectif du calculLe dimensionnement des équipements face àune surtension de foudre. Il doit répondre auxrecommandations de la norme de coordinationde l'isolement CEI 60071-1 et 2, qui quantifie lavaleur de risque : le temps moyen entre deuxdéfauts destructifs est dans une fourchette de250 à 1000 ans.

c Résultats du calculLa simulation statistique des impacts de foudresur la ligne selon le modèle électro-géométriquedonne la distribution des surtensions sepropageant dans le poste, et a permis d’endéduire une estimation probabiliste du risquerésultant (cf. tableau de la figure 13 ).La protection optimale du poste vis-à-vis deschocs de foudre, quantifiée selon la

Ligne foudroyée

Parafoudre P1

Parafoudre P2

Parafoudre P3

Blindé

Transformateur

Câble

Risque sur :

Parafoudres Câble Poste Blindé Transformateurinstallés (LIWL* 650 kV) (LIWL 650 kV) (LIWL 650 kV)

P1 1454 ans 425 ans 299 ans

P1+ P3 2053 ans 812 ans 592 ans

P1+ P2 + P3 10E 9 ans 10E 9 ans 2,7 10E 6 ans

(*) LIWL : abréviation anglaise « lightning impulse withstandlevel », en français « niveau de tenue au choc de foudre ».

Fig. 13 : étude des surtensions de foudre pour laconception d’un poste de distribution HT, schéma etestimations du risque.

normalisation en coordination d’isolement, a puainsi être définie par le choix simultané desparafoudres dans le poste et du niveau deprotection des équipements, selon le schéma dela figure 13.

4.8 Compatibilité électromagnétique

La Compatibilité ElectroMagnétique - CEM -concerne l’ensemble des équipements,systèmes et installations électriques etélectroniques.

La notion de CEM est précisée dans les normesinternationales comme la capacité d’un dispositif,appareil, système ou installation à fonctionnernormalement dans son environnementélectromagnétique sans être lui-mêmeperturbateur.

Objectifs

L'étude du comportement CEM d'un réseau apour buts :

c d’identifier les situations susceptibles deprovoquer et de subir des dysfonctionnements

au système en exploitation afin d’en évaluer, lesconséquences,

c d’apporter les remèdes appropriés en s’appuyantsur les textes normatifs et les règles de l’artpropres à limiter les effets dans les installations.


Les phénomènes étudiés sont l’ensemble desperturbations électromagnétiques :

c résultant de l’interaction entre divers élémentsd’un réseau : la source émettrice origine, lecouplage par le transmetteur, la victimeperturbée dans son bon fonctionnement normal,

c sur un spectre dont l’enveloppe spectrale,dépendant de la forme d’onde, s’étend du continuau GHz voire au-delà,


c caractérisées en amplitude et énergie,c selon les modes de conduction et/ou derayonnement.

Les émissions électromagnétiques ont plusieursorigines :c l’exploitation normale du réseau, puisque lestensions et les courants peuvent être dessources naturelles de perturbations,c la structure du réseau et la mise en œuvre desinstallations, qui peuvent favoriser latransmission des perturbations.

Effets et remèdes

La transmission de ces perturbationsélectromagnétiques se fait par différents typesde couplage :c capacitif (de tension) entre conducteursproches : proximité de câbles, …c inductif (de courant) entre conducteurs :coexistence de courants forts et faibles, …c effet d’antenne (rayonnementélectromagnétique) : câble de sortie d’uneélectronique à découpage HF,…c galvanique par impédance commune decircuits, par exemple un fil conducteur uniquepour l’alimentation d’un appareil de mesure etl’acquisition des données.

Les effets pratiques constatés portentessentiellement sur :c le dysfonctionnement des éléments dusystème électrique et du process commandéspar des dispositifs sensibles ;c l’échauffement et/ou la destruction decomposants électroniques, analogiques etnumériques.

Tous ces effets sont maîtrisés par l’ensembledes règles de l’art du domaine qui consistent à :c réduire le niveau des perturbations émises parles sources,

c minimiser les modes de couplage,

c et diminuer la vulnérabilité des victimes(durcissement), en jouant, dans les bandes defréquence concernées, sur :v la prise en compte du régime de neutre,v le câblage : choix des câbles, séparation ducheminement entre câbles de puissance etcâbles de signaux (courants faibles),v les blindages : types d’écran (conducteur ouferromagnétique), modes de raccordement desterminaisons, traitement des boucles de masses,v la mise en œuvre de filtres électriques adaptésaux signaux à atténuer.

Les apports d’une étudeLa bonne conception d’une l’installationélectrique impose une étude pour :

c identifier les sources de perturbations, lescouplages et les victimes,

c définir les moyens à mettre en œuvre pourobtenir un système répondant aux normes.

ExempleCe cas est extrait de l’étude relative à un siteindustriel dont les ensembles d’acquisition demesures / vidéo étaient perturbés lors del’utilisation des bancs d’essais du process.

c ObjectifDéfinir l’action à entreprendre pour retrouver uneutilisation normale de la chaîne de métrologie.

c RésultatsLes schémas des liaisons à la terre du bancd’essais (TN-C) et du système d’acquisition(TN-C-S) sont différents (cf. fig. 14 ). Ainsi, lescourants de fuite 50 Hz et harmoniques généréspar le variateur de vitesse du banc se rebouclentvers l’alimentation par deux chemins possibles :par le banc d’essais et par le système

Fig. 14 : étude CEM pour des ensembles d’acquisition de mesures / vidéo placés à proximité de bancs d’essais,schéma montrant le cheminement des courants de fuite et harmoniques.

VariateurDistribution (TN-C)

i 50 Hz + harmoniques



PEN PEN

PEN

TN-C TN-S

N

PE

a.c.

d.c.

Moteur

Bancprocess

Onduleur

Système d'acquisition

TGBT

a.c.

d.c. PhN


d’acquisition, avec des intensités au prorata desadmittances.La recommandation de protéger le systèmed’acquisition de son environnement a été suivie

en créant un isolement galvanique dans sespropres liaisons. Cette solution s’est avéréepratique, efficace et peu onéreuse.

4.9 Mesures pour expertise

Ce sous-chapitre complète les précédents ensoulignant l’importance des mesures pour suivrel’évolution d’un réseau électrique et améliorerson efficacité.

Ces mesures sont souvent indispensableslorsqu’une expertise s’avère nécessaire :

c soit pendant l’exploitation normale du système,à la mise en service d’une installation ou lorsd’une évolution importante, pour vérifier que leréseau électrique fonctionne conformément auxprévisions faites lors de sa conception ;

c soit à la suite d’incidents électriquesinexpliqués tels que destruction de matériels,perte partielle ou totale d’énergie.

Même le fonctionnement d’un réseau bien conçupeut être l’objet d’incidents ou de dysfonctionne-ments incompréhensibles, les mesuresélectriques sont alors un outil de base pourétablir un diagnostic.

Des mesures pour expertiser un réseauélectrique

Elles ont pour finalité :

c de contrôler les grandeurs électrotechniquesaprès mise en service des installations,

c de suivre l’évolution des consommations et dela qualité de l’énergie,

c d’identifier et expliquer les incidentsélectriques importants ou répétitifs du système,

c de préconiser les dispositions à prendre pour yremédier,

c de valider les modèles utilisés dans lessimulations de réseaux.

Phénomènes étudiés

Les phénomènes, dont l’étude nécessite desmesures, recouvrent l’ensemble des sujetsabordés dans les sous-chapitres précédents.

Les dispositions envisagées pour remédier àleurs effets résultent :

c des observations faites par la visite in situ desinstallations,

c de l’exploitation de mesures électriques avecl’instrumentation à demeure ou par campagneponctuelle,

c de la mise en œuvre de calculs électrotechniques,

c de la vérification du respect des normes et desrègles de l’art.

Les apports d’une expertise

Une expertise vise à assurer le maintien oul’amélioration des conditions d’exploitation d’unréseau électrique, à différents niveaux decomplexité et d’exigences par :

c la maîtrise générale du système à partir devérifications de base essentiellementqualitatives : sécurité des personnes et desbiens, pérennité des équipements, bilans depuissance, plan de protection, instrumentationminimale,

c l’atteinte de performances satisfaisantes dusystème en référence à des critères quantitatifsdéfinis : analyse de sûreté, analyse des risquesélectrotechniques, dimensionnement desréseaux et des équipements,

c l’optimisation globale du système : qualité del’énergie, contrat et consommation, maintenanceet pièces de rechange, hiérarchisation del’urgence des actions proposées,

c la prise en compte de l’existant et desévolutions futures prévues.

Nota : les développements des moyensd’échanges des informations avec les NTIC(Nouvelles Technologies de l’Information et de laCommunication) ouvrent de nouvellesperspectives telles que l’oscilloperturbographie(cf. Fig. 15 et 16 ), le télédiagnostic et latélésurveillance des réseaux électriques dansdifférents domaines (tertiaire et industrie)(cf. Fig. 17 ).

Un exemple d’expertise

Cet exemple est extrait de l’expertise du réseauélectrique d’une industrie micro-électroniqueréalisée pour établir un bilan après plusieursannées de fonctionnement.

c Objectif de l’auditRechercher les points faibles éventuels del’installation électrique du site pouvant dégraderla qualité de fourniture d’énergie.

c Résultats de l’auditLes aspects propres au réseau électrique et àses composants ont fait apparaître la nécessitéd’améliorations relatives à l’architecture duréseau, au plan de protection et à la fatigue destransformateurs HT/BT.

Le tableau de la figure 18 (en page 30) résumecette expertise.


Fig. 15 : relais de protection numérique SEPAM -série 40 (marque Merlin Gerin - Schneider Electric).

Fig. 17 : appareil de télémesure PM70 (marqueMerlin Gerin - Schneider Electric).

Fig. 16 : exemple d’oscillogramme d’un défaut enregistré par un relais SEPAM.


Objet Item Mesures Diagnostic Action requise Priorité

Schéma du réseau Architecture du réseau Non Dans plusieurs postes, sur défaut Faire une étude de disponibilité Non urgent jeu de barres BT, pas de pour améliorer l’architecture.redondance prévue pendantla réparation.

Défaut majeur Non Après défaut sur une boucle HT, la Vérifier le mode de fonctionnement Non urgentréalimentation des sous-stations des ASI.implique des opérations manuelles. Etudier le besoin de générateurs BT.Pas de générateur BT pouralimenter les tableaux critiques.

Mise à la terre Non Le SLT en HT est isolé pour assurer Envisager la possibilité d’un SLT A étudierune bonne continuité de service, impédantmais avec le vieillissement duréseau le nombre de défauts terreaugmente.

Plan de protection Protection 130 kV Non Dans certaines configurations, les Réviser le plan de protection en Urgentprotections en courant peuvent utilisant des fonctions différentiellesdonner lieu à la perte totale du ou directionnelles.réseau HT. Vérifier la sélectivité des protections

entre l’usine et le distributeur.

Protection 15 kV Non La sélectivité est partielle dans les Reprendre l’étude de détermination Urgentcas suivants : des réglages des protections duc temporisation insuffisante entre réseau HT à partir du calcul desdépart et arrivée des liaisons, courants de court-circuit ; envisagerc pour une partie du réseau, le l’utilisation de la sélectivité logique.temps d’élimination sur défaut BTpeut atteindre plusieurs secondes.

Comportement Choc de foudre côté HT Non Transformateurs équipés de Aucune action requisediélectrique des parafoudres.transformateurs HT/BT

Choc de foudre côté BT Non Pas de parafoudre sur les Etudier la protection foudre du Non urgentcharges BT. réseau BT.

Choc de manœuvre Non Le réglage de la protection maximum Aucune action requisesur ouverture de de courant accepte les courantsdisjoncteur HT d’appel à l’enclenchement : pas de

risque d’ouverture intempestive.

Contraintes de Oui Pas de surtension HF mesurée. Aucune action requiserésonance interne enhaute fréquence

Contraintes Oui THD négligeable. Aucune action requiseharmoniques en HT

Contraintes Oui THD négligeable. Aucune action requiseharmoniques en BT

Choc de manœuvre sur Oui Les contacteurs des condensateurs Envisager la mise en place de Non urgentouverture de batterie ne sont pas équipés de résistance résistances d’insertion pourde condensateurs d’insertion diminuer les courants d’appel.

Comportement Surcharge et courants Oui Pas de surcharges. Aucune action requisethermique des harmoniques Valeurs harmoniques négligeables.transformateurs HT/BT

Surtension permanente Oui Valeurs négligeables. Aucune action requiseen HT

Contraintes Oui Valeurs négligeables. Aucune action requiseharmoniques en HT

Courant continu en BT Non Phénomène non pris en compte. A vérifier

SLT : Système des liaisons à la terre.

Fig. 18 : bilan établi après expertise pour un réseau électrique d’industrie micro-électronique.


5 Synthèse : Risques principaux pour l’utilisateur -Réponses apportées par les études

Risques principaux pour l’utilisateur Réponses apportées par les études

Sûreté de fonctionnementCf. s/chap 4.1

Régime permanentCf. s/chap 4.2

Court-circuitCf. s/chap 4.3

ProtectionCf. s/chap 4.4

Accident pour les personnes.Destruction de biens.Arrêt de production.Perte d’informations (système informatique…).Coûts supplémentaires : de changement éventuel dematériels, de réparation et d’arrêt de production(pertes de production et remise en marche duprocess).

Quantifier la fréquence d’occurrence de l’événementredouté.Quantifier la disponibilité de l’énergie électrique.Déterminer les points faibles de la solution qui devrontêtre améliorés si nécessaire.Déterminer d’éventuelles redondances superflues.Comparer diverses architectures.Préconiser des maintenances préventives.Préconiser des stocks de pièces de rechange.

Perturbations de fonctionnement (endommagementdes charges sensibles, variation des couples moteurs,vibrations mécaniques, voire arrêt de production).Gêne visuelle (flicker).Echauffements anormaux des liaisons, des circuitsmagnétiques d’où pertes d’énergie et causes possiblesd’incendie et de vieillissement accéléré.Coûts supplémentaires : de changement éventuel dematériels (besoin de surdimensionnement), deréparation et d’arrêt de production (pertes deproduction et remise en marche du process).

Une vérification du dimensionnement du système enaccord avec les normes électriques :c le choix des niveaux de tension dans l’arborescencedu réseau,c les tolérances des sources en tension et puissancede court-circuit,c la localisation et la répartition de la compensationréactive,c les matériels : appareillages de coupure, section descâbles, caractéristiques des transformateurs et desmoteurs…

Le calcul des régimes permanents du système (‘’load-flows’’) dans les différents cas d’exploitation :c de la répartition des tensions aux nœuds et descourants dans les liaisons, en amplitude et en phase,c des chutes de tension,c des puissances transitées et des pertes associées.

Une optimisation des contrats de fourniture d’énergie.

Des conseils d’exploitation (choix des prises detransformateurs, plan de délestage et de reprise, miseen service des condensateurs…).

La mise à jour des données du réseau.

Tensions de contact dangereuses pour les personnes.Détériorations de matériels électriques dues à lasurintensité (échauffements et incendie).Arrêt de production.Perturbations de service dues aux creux de tension(dysfonctionnement d’appareils sensibles).Coûts supplémentaires (réparations, arrêt deproduction…).

Les valeurs des courants de court-circuit calculéesconformément aux normes d’installation (CEI60909 etguide UTE C15105), nécessaire au calcul desprotections du système.Le dimensionnement de l’appareillage et du matériel(disjoncteurs, fusibles, transformateurs, tableaux,capteurs, câbles, canalisations, circuits de terre) surles critères de pouvoirs de coupure et de fermeture etde tenues thermique et électrodynamique au court-circuit.

Accident pour les personnes.Destructions de matériels électriques et de machines.Mise hors service de parties saines du réseau.Arrêt de production.Maintien en service de parties en défaut du réseau d’oùl’instabilité du système électrique.

Dysfonctionnements du process avec pertes d’exploitationet coûts de réparation.

Une définition générale du système de protection etdes principes mis en œuvre : schéma de liaison à laterre, fonctions de protection et secours, sélectivitésadoptées, coordination entre les différents niveaux detension.La caractérisation des capteurs : emplacement,rapport, classe de précision.La caractérisation des dispositifs de coupure : type,emplacement.La caractérisation des unités de protection : réglagesdes déclencheurs et des relaisLes courbes ou tableaux montrant la cohérence dessélectivités entre elles.


Risques principaux pour l’utilisateur Réponses apportées par les études

StabilitéCf. s/chap 4.5

HarmoniquesCf. s/chap 4.6

SurtensionsCf. s/chap 4.7

CEMCf. s/chap 4.8

Mesures pour expertise De nombreuses réponses apportées par les études nécessitent des mesures qui peuvent être effectuées sur site,Cf. s/chap 4.9 soit en permanence (cas de la télésurveillance par exemple), soit lors de campagnes particulières.

Défaillances mécaniques (rupture d'arbre de machinestournantes et de réducteurs, déformation debobinages) suite à des à-coups de couple brutaux.Destructions ou usures prématurées de matérielsélectriques suite à des échauffements anormaux parsurintensité (transformateurs et liaisons, moteurs lorsde déséquilibre d'alimentation ou qui rampent enréaccélération).Dysfonctionnements, suite à des variations de tension,de charges telles que équipements sensibles(variateurs de vitesse, informatique, systèmes desécurité, mesure), organes de commande(contacteurs, disjoncteurs) et éclairage.Arrêt de production.Coûts supplémentaires (réparations, arrêt deproduction…).

Validation de la puissance de court-circuit des sources.La répartition optimale des charges (schémasd'exploitation),Amélioration du système de protection (principe,réglages selon les temps critiques d'élimination desdéfauts).Choix de méthode de démarrage des moteurs.Plan de délestage des charges et de découplage dessources,Détermination des séquences de reprise et/ou detransferts de charges.Automatisation des transfert des sources.Optimisation du fonctionnement des dispositifs derégulation et de leurs réglages.

Destructions ou vieillissements accélérés de matérielspar surcharge thermique (échauffements dûs auxcourants harmoniques, harmonique 3 dans lesconducteurs de neutre) ou claquage diélectrique(surtensions dues aux tensions harmoniques).

Perturbations mécaniques harmoniques : vibrations etfatigue de moteurs, bruits acoustiques anormaux detransformateurs et tableaux.

Dysfonctionnements de dispositifs provoqués par lesharmoniques de tension/courant (équipementsélectroniques de puissance), déclenchementsintempestifs de protections, perturbations dessystèmes à courant faible (télécommunications,mesure et comptage).

Surcoûts :c la dégradation du rendement énergétique del'installation à cause des pertes d'énergiesupplémentaires (joule, fer, effet de peau et deproximité),c l’investissement supplémentaire dû à la nécessité desurdimensionner les équipements (déclassement) oud'installer des filtres.

Identification des pollueurs.

Evaluations des niveaux de distorsion harmonique(THD de tension et de courant) ainsi que lesrépartitions spectrales.

Validation de la structure du réseau électrique :puissance de court-circuit des sources, confinementdes équipements perturbateurs, séparation desréseaux sensibles, compensation de l'énergie réactive.

Préconisation d’action directe sur les pollueurs : parexemple transformation d’un pont hexaphasé en pontdodécaphasé.

Préconisation d’action sur la pollution :dimensionnement des solutions de filtrage (type defiltre, spécification des éléments).

Préconisation de déclassement des matériels.

Perturbations de service ( creux de tension etcoupures brèves).Destructions de matériels électriques par claquagediélectrique.Arrêt de production.Vieillissements accélérés et échauffements dematériels dus aux contraintes non destructives maisrépétées.Dysfonctionnements d’équipements sensibles(électronique de puissance, systèmes à courantfaible).Coûts supplémentaires (réparations, arrêt deproduction…).

Définition des solutions optimales d’atténuation baséessur la mise en œuvre simultanée, cohérente etsélective, de plusieurs protections : paratonnerres,câbles de garde, parafoudres, parasurtenseurs,éclateurs, varistances, diodes, selfs de choc,résistances d’insertion, synchroniseurs.

Dimensionnement et localisation des dispositifspréconisés.

Détermination de l’isolement des matériels en accordavec les dispositifs de protection : sélection du niveaude tenue diélectrique basée sur les normes decoordination de l’isolement (CEI 60664 en BT et CEI60071 en HT).

Conception du système des liaisons à la terre.

Conseils d’exploitation.

Détériorations de matériels électriques et électroniquespar échauffement ou claquage.Dysfonctionnements d’éléments électriques, pouvantavoir une incidence sur tout le réseau.Dysfonctionnements des machines du process.Coûts supplémentaires (réparations, arrêt deproduction…).

Un état des lieux CEM ( compréhension sur les modesde perturbation).Aide à la spécification des cahiers des charges dessystèmes électriques.Conseils sur le montage des installations : coexistencedes câbles, SLT, masses, …Application des normes CEM.


6 Conclusion

Le coût optimal de possession d’un système estle résultat du meilleur compromis entre le servicerendu à l’exploitant pour le besoin de son processet la dépense totale consentie.Pour un réseau électrique, le coût de possessionprend en compte les différentes phases de la viedu système : conception, réalisation, exploitation,maintenance et évolution.De ce fait, dans la chaîne de réalisation d’unprojet, tous les acteurs sont concernés(investisseurs, concepteurs et utilisateurs) et lesétudes d’ingénierie électrique constituent uneétape indispensable dans l’ensemble desprocessus visant à une bonne utilisation finale del’énergie électrique. Elles peuvent être aussiconsidérées comme un investissement rentablepuisque à même d’améliorer l’efficacité del’installation.

Ce Cahier Technique met en évidence l’étenduedes calculs requis pour l’exécution de cesétudes.

Ceux-ci concernent tous les types de réseaux enbasse et haute tension, pour les applications de

tous les domaines (industriel, tertiaire,résidentiel, fourniture d’énergie). Ils permettenttout à la fois la prévision des phénomènesélectriques se produisant lors du fonctionnementdes systèmes, et l’analyse de l’impact sur ledimensionnement des installations etl’exploitation du réseau ; ceci avec la prise encompte des évènements et paramètres influents,dans les modes normaux et dégradés.

Les différents tableaux de synthèse ontdémontré l’importance des moyens et descompétences nécessaires (voir aussi lesannexes suivantes). Enfin, les exemples donnésmontrent que la pertinence des solutionstrouvées est aussi le résultat de l’expériencecumulée par de nombreuses expertises.Expérience que seules de grandes sociétés del’électricité (distribution d’énergie ou fabricationde matériels) peuvent réunir.

N.B. Une information plus détaillée est aussidisponible dans la collection des CahiersTechniques dont les ouvrages traitentspécifiquement différents sujets abordés dans cedocument (cf. Bibliographie).


Annexe 1 : Historique

L'ensemble des lois de l'électricité qui régissentle fonctionnement des réseaux électriques a étéétabli précédemment à la généralisation desréseaux et donc au besoin de faire des calculs.

Le développement au cours du temps des outilspropres au calcul prédictif du comportement desréseaux électriques peut se résumersommairement en quatre étapes, dont lespériodes se recouvrent.

c Le calcul "à la main", de 1925 à 1960C'est l’époque de la découverte dufonctionnement des réseaux électriques d’aprèsles phénomènes constatés et mesurés sur lesinstallations. La méthode analytique est utiliséeen fonction de la compréhension physique apriori : le problème est mis en équation à partirdes lois de l'électricité, la résolution numériqueest faite manuellement (règle à calcul, tablesnumériques), et les hypothèses sont confirméespar la bonne correspondance entre mesure etcalcul. L'extrapolation prédictive se pratiquebeaucoup par l'utilisation d'abaques faisantvarier les paramètres déterminants.Parallèlement se développent des règles de l'artbasées sur l'expérience.

c Les simulateurs à modèle réduit, de 1950 à 1990Par suite de leur extension et complexificationcroissantes, les réseaux deviennent devéritables systèmes électriques aux interactionsmultiples. De plus la notion de qualité del'électricité apparaît progressivement. Le besoinde prédiction devient plus important et plusglobal car il s'agit de prévoir de nombreusessituations d'exploitation, normales ou perturbées,avec certitude et précision.

Le simulateur répond assez bien à cesexigences. C'est un outil de laboratoire coûteuxen investissement et en utilisation, apanage desgrands distributeurs électriques. Le principe dusimulateur est de constituer un modèle à échelleréduite du réseau, reproduisant le comportementdu système en temps réel.

Selon l'application envisagée, le simulateur peutêtre un analyseur de transitoire (ex. propagation

d'onde), un réseau artificiel (ex. essai deprotections), un micro-réseau (ex. stabilitédynamique)

Pour accroître leurs capacités et performances,ces simulateurs ont été complétés par dessimulateurs analogiques à dispositifsélectroniques propres à modéliser certainséléments (par ex. régulateurs), donnant ainsinaissance aux simulateurs hybrides.

c Les simulateurs numériques, depuis 1970A l’époque où les réseaux commençaient à êtreoptimisés et où sont apparues des pannesmajeures sur les grands réseaux de l’industrie etde la distribution publique, les exigences decalcul se sont accrues. Les simulateursnumériques ont alors été une réponse avecl'avènement de l'informatique.

v Dans un premier temps des codes de calculsont exploités sur de gros ordinateurs centraux ;les programmes sont en général écrits par lesentreprises pour leur propre besoin.

v Puis vers 1990, simulation numérique etdécentralisation se généralisent avec les micro-ordinateurs PC. La commercialisation desprogrammes se développe, et l'utilisateurdispose aujourd'hui d'un grand choix pour demultiples applications.

Nota : Le principe du simulateur numérique estde constituer un modèle numérique par ladescription des lois du réseau, puis de simuler lefonctionnement en résolvant les équations avecun programme informatique adapté. Il al'avantage d’une grande souplesse à traiter toustypes de réseaux et de nombreux phénomènes,mais il n'est pas temps réel.

c Les ateliers numériques, depuis 1990.C'est la généralisation de la simulationinformatique comme outil universel de calcul(réseau virtuel) avec des possibilités de basesde données globales et de traitement en tempsréel pour le développement de produits,l'apprentissage des opérateurs, l'optimisation dela conduite…


Annexe 2 : Les logiciels

Ce tableau indique les principaux logicielsdisponibles dans le commerce, et l’utilisation quien est faite pour les calculs.

Type de calcul

Sûreté de Régime Court- Protection Stabilité Harmonique Surtensions CEMType de logiciel fonctionnement permanent circuit dynamique

Analyse fonctionnelle c cAMDEC c cArbre de défaillance cGraphe de Markoff cRéseau de Pétri cLoad-flow c c cOptimisation de flux cde charge

Dimensionnement de c ccâbles

Dimensionnement et c c cprotection de câbles BT

Calcul du réseau de c c c cterre

Court-circuit c c cSélectivité c c cStabilité statique c cStabilité transitoire cDémarrage moteur c c cHarmonique c c cTransitoires de c c c c ctension/courant

Protection foudre c cInterférence CEM c cLogiciel généraliste c c c c cEMTP

Acquisition de données c c c c c c c(mesures)


Annexe 3 : Données nécessaires

Ce tableau présente un aperçu général des donnéesnécessaires à l’exécution des différents calculs.

Informations requises

Données générales c cv schéma unifilaire du réseau c c c c c c cv configurations d’exploitation c c c c c c cv schémas de liaison à la terre c c c c c cPour tout constituant c cv tension & puissance assignées c c c c c cv impédances (directe, inverse, homopolaire) c c c cv tenue au court-circuit c cv tenue tension transitoire manœuvre & foudre cv types de protection c cSources d’alimentation c cv tension & fréquence (nominales/mini/maxi) c c c c c c cv puissance de court-circuit (nominale/mini/maxi) c c c c cv tensions harmoniques préexistantes cv réglage des protections c cGénérateurs c cv tension, puissance, facteur de puissance c c c c c cv impédances & constantes de temps c c c cv caractéristiques mécaniques (inertie, nombre de pôles) cv fonctions de transfert régulation turbine et excitation cLignes, câbles, jeux de barres, blindés c cv résistance, inductance, capacitance linéiques c c c c cv longueur, éléments en parallèle, modes de pose c c c c c cv données géométriques des pylônes et structures cv caractéristiques des isolateurs, éclateurs,… cTransformateurs c cv tensions (primaire, secondaire, tertiaire) c c c c c cv puissance, couplage & prises de réglage c c c c c cv tensions de court-circuit & pertes c c c c cCharges passives, condensateurs, inductances c cv tension et puissance assignées c c c cv facteur de puissance c c c cv type de charge (impédance cste, courant cst, puissance cste) c c c cv facteurs de foisonnement, utilisation, charge c c c cCharges actives c cv tension et puissance assignées c c c c cv facteur de puissance c c c c cv caractéristiques des moteurs (vitesse, inertie, glissement, Cd/Cn, c c c c cCmax/Cn, Id/In,…)v caractéristiques des équipements électroniques de puissance c c c c(type de montage,..)v facteurs de foisonnement, utilisation, charge c c c c cCharges non linéaires c cv caractéristiques U, I (parafoudre, cv spectre harmonique généré tension / courant cAppareillage de coupure c cv type et calibre des fusibles c cv caractéristiques des disjoncteurs (pouvoir de coupure et de c c c cfermeture, TTR,…)

Protections c cv caractéristiques des capteurs tension/courant cv fonctions de protection et plages de réglage c

Typ

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Bibliographie

Cahiers techniques Schneider Electric

c Analyse des réseaux triphasés en régimeperturbé à l'aide des composantes symétriquesCahier technique n° 18 -B. de METZ-NOBLAT

c Les perturbations électriques en BTCahier Technique n° 141 -R. CALVAS

c Introduction à la conception de la sûretéCahier Technique n° 144 -E. CABAU

c La CEM : la compatibilité électromagnétiqueCahier Technique n° 149 -J. DELABALLE

c Surtensions et coordination de l'isolementCahier Technique n° 151 -D. FULCHIRON

c Perturbations harmoniques dans les réseauxpollués, et leur traitementCahier Technique n° 152 -C. COLLOMBET, J. SCHONEK, J.-M. LUPIN

c Coupure en BT par limitation du courantCahier Technique n° 163 -P. SCHUELLER

c La sélectivité énergétique en BTCahier Technique n° 167 -M. SERPINET, R. MOREL

c La foudre et les installations électriques HTCahier technique n° 168 -B. de METZ-NOBLAT

c La conception des réseaux industriels en hautetensionCahier Technique n° 169 -G. THOMASSET

c Flicker ou scintillement des sources lumineusesCahier Technique n° 176 -R. WIERDA

c Etudes de sûreté des installations électriquesCahier Technique n° 184 -S. LOGIACO

c Stabilité dynamique des réseaux électriquesindustrielsCahier Technique n° 185 -B. de METZ-NOBLAT, G. JEANJEAN

c La ferrorésonanceCahier Technique n° 190 -P. FERRACCI,

c La qualité de l'énergie électriqueCahier Technique n° 199 -P. FERRACCI

Ouvrages divers

c Les Techniques de l’Ingénieur

c Les cahiers de l’ingénierie édités par Electricitéde France

Normes

c CEI 60071-1 : Coordination de l'isolement -Partie 1 : définitions, principes et règles.

c CEI 60071-2 : Coordination de l'isolement -Partie 2 : Guide d'application.

c CEI 60364, NF C 15-100 : installationsélectriques à basse tension.

c CEI 60871-1 : Condensateurs shunt pourréseaux à courant alternatif de tension assignéesupérieure a 1000 V -Partie 1 : Généralités - Caractéristiquesfonctionnelles, essais et valeurs assignées -Règles de sécurité - Guide d'installation etd'exploitation.

c CEI 62271-100 : Appareillage à haute tension -Partie 100 : Disjoncteurs à courant alternatif àhaute tension.

c NF C02-160 / NF EN 50160 : Caractéristiquesde la tension fournie par les réseaux publics dedistribution.

c UTE C15-500 : Guide pratique - Déterminationdes sections des conducteurs et choix desdispositifs de protection à l'aide de logiciels decalcul.

Schneider Electric Direction Scientifique et Technique,Service Communication TechniqueF-38050 Grenoble cedex 9Télécopie : 33 (0)4 76 57 98 60

E-mail : [email protected]

Réalisation : SEDOC Meylan.Edition : Schneider Electric- 20 € -

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12-04* Construire le nouveau monde de l’électricité

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Cahier technique n 213 - schneider- · PDF fileLes Cahiers Techniques constituent une collection d’une centaine de titres édités à l’intention des ingénieurs et techniciens