Embed Size (px)
Citation preview
ORGANISATION HTB
Réseau HTB Les postes sources alimentent en moyenne plus de 10 000 clients. Le réseau HTB 63 kV est
entièrement bouclé et tous les postes sources sont alimentés par au moins deux lignes HTB,
afin de garantir la continuité de l’alimentation des postes sources. Le réseau HTB doit ainsi
pouvoir supporter la perte d’un ouvrage, ce qui impose un dimensionnement du réseau dit en
N-1, c’est-à-dire, en tenant compte de la situation dégradée par la perte d’un ouvrage.
Il en est de même pour les postes sources. Chaque transformateur HTB/HTA alimente une
« rame » de départs HTA. Chaque rame est indépendante de sa voisine, mais en cas de panne
d’un transformateur, la charge des départs doit pouvoir être reportée rapidement sur le reste
du réseau, afin de limiter la durée de la coupure d’alimentation des utilisateurs. En principe,
chaque poste est équipé d’au moins deux transformateurs, se secourant mutuellement en cas
de panne. La capacité d’un poste source est ainsi limitée à une valeur inférieure à la capacité totale de transformation du poste.
Critères de dimensionnement électrique des réseaux Les facteurs intervenant sur le dimensionnement des réseaux sont en raison des
caractéristiques et des particularités des ouvrages. En effet, les ouvrages ont de longues durées
de vie et sont posés principalement dans le domaine public (sauf les réseaux aériens HTB et
HTA qui sont pour l’essentiel établis en domaine privé), ce qui génère souvent des gênes
importantes pour les riverains, notamment pour la pose de liaisons en tranchées. De ce fait, un
ouvrage est dimensionné non seulement pour répondre aux contraintes techniques (intensité,
tension), mais aussi pour répondre dans la durée aux évolutions de l’environnement
(raccordement de nouveaux utilisateurs, évolution des consommations), aux exigences de
qualité de l’alimentation électrique des utilisateurs, et contraintes d’exploitation (pertes,
entretien et maintenance).
Dépassement de l’intensité admissible Le passage du courant dans les ouvrages provoque une élévation de température de cet
ouvrage par dissipation de chaleur lié à l’effet Joule. Cet échauffement peut avoir plusieurs
effets :
Une diminution de la hauteur des conducteurs aériens par rapport au sol
Une dégradation des caractéristiques mécaniques et isolantes des composants
Un vieillissement accéléré des ouvrages
A chaque ouvrage est ainsi attribué une limite d’intensité appelée limite thermique (on
distingue deux notions : IMAP, Intensité Maximale Admissible en Permanence et intensité
maximale admissible en régime de secours en liaison avec une durée). Cette limite thermique
est donnée par le constructeur, en fonction des caractéristiques de l’ouvrage et de son mode de
pose.
Le respect des limites thermiques peut être impératif ou avoir un caractère économique entre
coût du dimensionnement, vitesse de vieillissement de l’ouvrage et conformité par rapport à
l’arrêté technique concernant les réseaux aériens.
Pour les lignes aériennes, la réglementation impose de ne pas dépasser des IMAP (Intensité
Maximale Admissible en Permanence) des ouvrages en toute circonstance. Pour les câbles, la
surcharge provoque la détérioration rapide des isolants et réduit la durée de vie du câble.
Compte tenu du coût de la mise en oeuvre par rapport au prix du câble, aucune surcharge
n’est acceptée sur les câbles isolés, aériens ou souterrains.
En HTB, les câbles supportent une surcharge en régime de secours dont la durée est fonction
de l’intensité, de la température extérieure, du type de pose et des proximités d’autres
ouvrages dans le sol.
L’intensité est mesurée en permanence sur les réseaux HTB et sur les départs HTA. Aucune
mesure permanente n’est effectuée sur le réseau BT.
En réseau neuf, les ouvrages sont dimensionnés en tenant compte de l’évolution future des
charges. Les mesures effectuées sur le réseau permettent de vérifier annuellement le respect des limites thermiques et de déceler les contraintes.
Usage des postes électriques haute tension
Les postes électriques ont 3 fonctions principales :
le raccordement d'un tiers au réseau d'électricité (aussi bien consommateur que
producteur type centrale nucléaire)
l'interconnexion entre les différentes lignes électriques (assurer la répartition de
l'électricité entre les différentes lignes issues du poste)
la transformation de l'énergie en différents niveaux de tension
Pour la transmission de l'énergie électrique, il est économiquement intéressant d'augmenter la
tension, car cela limite les déperditions d'énergie par effet Joule. En effet, à puissance délivrée
constante, plus la tension est élevée et plus l'intensité passant dans les câbles est faible, donc
moins d'échauffement, ce qui permet entre autres de réduire la section des câbles, d'où une
économie considérable. La tension est ensuite réduite pour une consommation à un niveau de
tension usuel, en Europe 230 V, en Amérique 110 V.
Prenons l'exemple typique d'une centrale nucléaire. L'électricité va être produite par la
centrale, puis va transiter par :
le poste d'évacuation de la centrale (la tension va passer d'environ 20 kV à 400 kV
pour être injecté sur le réseau de transport d'électricité)
plusieurs postes d'interconnexion 400 kV (trajet de plusieurs centaines de km)
un poste de transformation 400 / 225 kV
un poste de transformation 225 / 63 kV ou 225 / 90 kV (après un trajet de quelques
centaines de km en 225 kV)
plusieurs postes d'interconnexion 63 kV ou 90 kV (trajet de plusieurs dizaines de km)
le poste final d'une grosse usine raccordée en 63 kV ou 90 kV
Certains postes de transformation permettent de transformer la tension directement de
400 kV à 63 kV ou 90 kV
En règle générale la tension 63 kV est utilisée dans l'est de la France et le 90 kV dans
l'ouest.
Dans le cas d'un particulier, l'électricité devra transiter par un poste source, qui est un poste de
transformation 63 / 20 kV, pour être alors injectée sur le réseau de distribution. Certains
postes sources sont équipés de transformateurs 225 / 20 kV et même 400 / 20 kV. Ensuite la
tension est une nouvelle fois modifiée par un transformateur 20 kV / 400 V avant d'arriver
chez un particulier.
Fonctions
Élévation de la tension
Diminution de la tension
Protection (disjoncteurs)
Isolement (sectionneurs)
Sécurité (mise à la terre)
Mesure de courant et tension (réducteurs de mesure)
Conversion du signal électrique : du courant alternatif au courant continu ou vice versa
La protection du réseau HTB L’exploitation en réseau maillé du niveau de tension HTB impose la mise en place de
protections sophistiquées afin d’éviter les déclenchements simultanés des protections et
d’assurer la mise hors tension du seul tronçon concerné par un incident.
Ainsi, chaque disjoncteur de ligne sera équipé :
- d’une protection principale de distance avec 4 stades de fonctionnement temporisés en
vue d’assurer la sélectivité du système,
- d’une protection de secours qui intervient en cas de défaillance de la protection
principale,
- d’une protection homopolaire destinée à effacer les défauts impédants.
Structure générale d'un réseau privé de distribution Dans le cas général avec une alimentation en HTB, un réseau privé de distribution comporte : - un poste de livraison HTB alimenté par une ou plusieurs sources, il est composé d'un ou plusieurs jeux de barres et de disjoncteurs de protection - une source de production interne - un ou plusieurs transformateurs HTB / HTA - un tableau principal HTA composé d'un ou plusieurs jeux de barres - un réseau de distribution interne en HTA alimentant des tableaux secondaires ou des postes HTA / BT - des récepteurs HTA - des transformateurs HTA / BT - des tableaux et des réseaux basse tension - des récepteurs basse tension.
Les postes de livraison HTB Ils concernent généralement les puissances supérieures à 10 MVA. L'installation du poste de livraison est comprise entre : - d'une part, le point de raccordement au réseau de distribution HTB - d'autre part, la borne aval du ou des transformateurs HTB / HTA
DESCRIPTION D’UN POSTE
ELEMENTS CONSTITUTIFS D’UN POSTE
Le Jeux de Barres
il s'agit d'« un conducteur de faible impédance auquel peuvent être reliés plusieurs circuits électriques
en des points séparés ».
Un jeu de barres est un ouvrage électrique triphasé régnant sur la longueur du poste. Il permet de
relier entre eux les départs de même tension qui y aboutissent. Un poste électrique peut être doté de
un, deux, voire trois jeux de barres pour une tension donnée.
les postes à haute tension utilisent des tubes métalliques d'un diamètre allant jusqu'à 120 mm et d'une
section allant jusqu'à 1 000 mm2 comme jeu de barres.
En HTB on utilise principalement deux technologies pour les jeux de barres :
jeux de barres dits posés, consistant en des tubes reposant sur des isolateurs ;
jeux de barres dits tendus, consistant en des conducteurs flexibles suspendus par des chaînes
d'isolateurs à des structures métalliques dites portiques (voir photo ci-contre).
La technologie des jeux de barres plats est rare en HTB, car sujette à l'effet couronne du fait de sa
configuration rectangulaire.
Les cellules de Couplage des Barres
permettent de relier entre eux deux quelconques des jeux de barres du poste ou deux de leurs sections ou tronçons disposés du même côté d’un sectionnement ou d'un tronçonnement de barres s’il en existe un. Leur équipement comprend un disjoncteur, les sectionneurs d’aiguillage sur les différents jeux de barres et des réducteurs de mesures.
Disjoncteurs
Un disjoncteur à haute tension est destiné à établir, supporter et interrompre des courants sous sa tension assignée (la tension maximale du réseau électrique qu'il protège), selon la définition donnée par la Commission électrotechnique internationale1. Il opère à la fois : dans des conditions normales de service, par exemple pour connecter ou déconnecter une ligne dans un réseau électrique; dans des conditions anormales spécifiées, en particulier pour éliminer un court-circuit dans le réseau provoqué par la foudre De par ses caractéristiques, un disjoncteur est l’appareil de protection essentiel d’un réseau à haute tension, car il est seul capable d'interrompre un courant de court-circuit et donc d'éviter que le matériel connecté sur le réseau soit endommagé par ce court-circuit.
les sectionneurs d’aiguillage
Le sectionneur est un appareil électromécanique permettant de séparer, de façon mécanique, un circuit électrique et son alimentation, tout en assurant physiquement une distance de sectionnement satisfaisante électriquement. L'objectif peut être d'assurer la sécurité des personnes travaillant sur la partie isolée du réseau électrique ou bien d'éliminer une partie du réseau en dysfonctionnement pour pouvoir en utiliser les autres parties. Le sectionneur, à la différence du disjoncteur ou de l'interrupteur, n'a pas de pouvoir de coupure, ni de fermeture. Il est impératif d'arrêter l'équipement aval pour éviter une ouverture en charge. Dans le cas contraire de graves brûlures pourraient être provoquées, liées à un arc électrique provoqué par l'ouverture. La fonction principale d'un sectionneur haute tension est de pouvoir séparer (un disjoncteur isole mais ne sépare pas : notions de distance) un élément d'un réseau électrique (ligne à haute tension, transformateur, portion de poste électrique, ...) afin de permettre à un opérateur d'effectuer une opération de maintenance sur cet élément sans risque de choc électrique. Le sectionneur doit : indiquer sans ambiguïté sa position : on parle parfois de « coupure visible » ; pouvoir être cadenassé pour garantir à l'opérateur qu'un circuit isolé ne sera pas refermé par inadvertance ; posséder une isolation entre les bornes, qui garantisse à l'opérateur qu'une surtension ne puisse pas mettre en défaut cette isolation et remettre malencontreusement le circuit sous tension.
