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RÉSEAUX DE TRANSPORT ET DE DISTRIBUTION ÉLECTRIQUE Farid Hamoudi Maître de conférences classe B Laboratoire de maitrise des énergies renouvelables
Quelle est la distribution de l'énergie électrique ?
L'électricité circule depuis le lieu où elle est fabriquée jusqu'à l'endroit où elle est consommée, par l'intermédiaire d'un réseau de lignes électriques aériennes ou souterraines. Il permet de transporter et de distribuer l'énergie électrique sur l'ensemble du territoire fran?is et même vers d'autres pays d'Europe.Quels sont les circuits de distribution de l'énergie ?
Des trois familles de réseaux d'énergie (gaz, électricité, chaleur), les réseaux de chaleur sont ceux pour lesquels l'implication de la collectivité peut être la plus forte : ils se situent à son échelle ou à une échelle inférieure, ils sont mis en place à son initiative, et le service public local intègre laComment distribuer de l'énergie ?
Deux possibilités peuvent alors être envisagées : • Distribution en tout ou rien (ou par commutation), la source d'énergie est alors mise directement en relation avec l'actionneur. Distribution par modulation d'énergie, dans ce cas l'actionneur reçoit l'énergie de façon graduelle.- La production d'électricité est assurée par les centrales nucléaires en grande majorité, ainsi que par les énergies fossiles (charbon, gaz, fioul) et, de plus en plus, par les énergies renouvelables (solaire, éolien, bioénergies).
Réseaux de distributionDistribution de
l'énergiePaternité - Pas d'Utilisation Commerciale :
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/fr/PATRICK JACOB avril 2014v1.6Table des
matièresIntroduction5
I - Distribution7 A. Conditions de distribution de l'énergie.............................................................7
B. Schéma de principe de la distribution haute tension - HTA.................................91. Distribution en "Antenne» ou "Simple dérivation»...............................................................10
2. Distribution en "Coupure d'artère» ou en "Boucle»..............................................................10
3. Distribution en " Double dérivation ».................................................................................11
C. Exercice : Ai-je mémorisé les domaines de tension ?.......................................11
D. Exercice : Ai-je compris les spécificités des trois schémas de distribution ?........11E. Exercice : Application au lycée......................................................................12
F. Exercice : Quels sont les abonnés qui sont alimentés.......................................12
G. Exercice : Intervention sur le réseau HTa.......................................................13
II - Livraison & comptage de l'énergie15 A. Livraison de l'énergie...................................................................................15
1. Livraison BT...................................................................................................................15
2. Livraison HT...................................................................................................................16
B. Comptage..................................................................................................18
C. Exercice : Application au lycée......................................................................19
III - Appareillage HTA21 A. Les Cellules préfabriquées............................................................................22
1. Les cellules de raccordement............................................................................................22
B. Les cellules de protection.............................................................................23
1. Les cellules de protection.................................................................................................23
C. Les cellules de raccordement........................................................................26
1. Les cellules de raccordement............................................................................................26
Patrick Jacob
3D. Cellules de comptage..................................................................................27IV - Exercice : Usine de produits préfabriqués en béton29
Conclusion33
Glossaire35
Patrick Jacob
4Introduction
L'électricité est une énergie souple et adaptable mais elle est difficilement stockable, alors que la consommation des clients et la coïncidence de la demande sont constamment variables.Ces exigences nécessitent la permanence du
transport et la mise à disposition de l 'énergie par un réseau de distribution : " Haute Tension » pour les fortes puissances et les longues distances, " Basse Tension » pour les moyennes et faibles puissances et les courtes distances. Sur l'illustration ci-dessous, nous voyons l'organisation du transport de l'énergie électrique de la centrale de production (centrale nucléaire, centrale thermique classique, centralehydroélectrique, etc.) vers les gros utilisateurs (grands centres de consommation),
agglomérations, réseau ferroviaire, industrie via le réseau de répartition, puis vers
l'utilisateur final (villes, grandes surface, habitation, petite industrie) via le réseau de distribution.Image 2 Organisation du réseau
Patrick Jacob
5Image 1 Ligne 400kV
I - DistributionI
Conditions de distribution de l'énergie7
Schéma de principe de la distribution haute tension - HTA9 Exercice : Ai-je mémorisé les domaines de tension ?12 Exercice : Ai-je compris les spécificités des trois schémas de distribution ?12Exercice : Application au lycée13
Exercice : Quels sont les abonnés qui sont alimentés13Exercice : Intervention sur le réseau HTa15
A. Conditions de distribution de l'énergie
Domaines de tension
Les domaines de tension sont publiés par la Commission TIS conformément aux dispositions des Codes de sécurité du CERN et par référence à la législation en vigueur. Selon la valeur de la tension (valeur efficace dans le cas du courant alternatif), les installations électriques sont classées comme suit :Tableau 1 Domaines de Tension
Patrick Jacob
7Domaines de tensionValeur de la tension nominale
En courant alternatifEn courant continu lisse
TBTBT50V < Un < 1000V120V < Un < 1,5kV
HTHTA HTBUn 50vUn 120v
Plus de
distinctionBTA/BTB
1kV < Un 50kV1,5kV < Un 75kV
50kV < Un75kV < Un
Attention:Anciens domaines de tension
Nous pouvons encore trouver des documents qui mentionnent les anciens domaines de tension, notamment les domaines BTA & BTB qui sont désormais inclus dans le seul domaine nommé BT.Anciens domaines de Tension
Distribution
Patrick Jacob
8Domaines de tensionValeur de la tension nominale
En courant alternatifEn courant continu lisse
TBTBTBTA50V < Un < 500V120V < Un < 750V
BTB500V < Un < 1000V750V < Un < 1,5kV
HTHTA HTBUn 50vUn 120v
1kV < Un 50kV1,5kV < Un 75kV
50kV < Un75kV < Un
Complément:Les lignes aériennes
Une ligne aérienne haute tension
compte en général 3 câbles électriques les uns à côté des autres.Lorsqu'une ligne est composée de 6
câbles, il s'agit en fait de 2 lignes différentes (3 câbles par ligne).Un câble supplémentaire, appelé
câble de garde est généralement disposé au-dessus de la ligne de transport et la protège de la foudre. Des pylônes ou supports maintiennent ces câbles à une certaine distance du sol de façon à assurer la sécurité des personnes et des installations situées au voisinage des lignes. Il existe différentes catégories et modèles de pylônes en fonction de : la tension l'aspect des lieux le respect de l'environnement les conditions climatiquesB. Schéma de principe de la distribution haute
tension - HTALes réseaux de distribution ont
comme point de départ les postes sources.Ils comportent des transformateurs
HTB/HTA à partir desquels la HTB est
distribuée en triphasé sans neutre et entre 5 et 33 kV (souvent 20kV).Les transformateurs HTB/HTA
peuvent être couplés. En aval des transformateurs, la partie HTA est constituée de cellules " arrivée », " couplage » et " départ ». A partir de ces départs, on réalise des schémas : en " Antenne » ou " Simple dérivation», en " Boucle » ou " Coupure d'Artère », en " Double dérivation », selon les besoins de continuité de service et de contraintes de coût.DistributionPatrick Jacob
9Image 3 Aspect des pylônes
Image 4 Poste source
1. Distribution en "Antenne» ou "Simple dérivation»
Il est principalement utilisé dans les
zones rurales, en réseau aérien. En cas de défaut sur un tronçon de câble ou dans un poste, les utilisateurs sont privés d'alimentation le temps de la réparation.Simulateur
2. Distribution en "Coupure d'artère» ou en "Boucle»
Distribution en "Coupure d'artère» ou en "Boucle»Il est utilisé en zone urbaine.
En cas de défaut sur un tronçon de câble ou dans un poste, on isole le tronçon en défaut par l'ouverture des 2 appareils de protection ou de sectionnement qui l'encadrent et on ré-alimente la boucle en refermant le disjoncteur.Distribution
Patrick Jacob
10Image 5 Distribution en Antenne
Image 6 Distribution en Boucle
Simulateur
3. Distribution en " Double dérivation »
Il est utilisé pour assurer une
continuité de service optimale. En cas de défaut sur l'une des lignes, l'alimentation de l'abonné est permutée sur la seconde. Les deux arrivées sont différentes mais peuvent être issues du même poste source.On ne peut se connecter sur les deux arrivées en même temps grâce au
verrouillage mécanique présents entre A1 & A2. Il est possible que la seconde arrivée (ou la troisième) soit un groupe électrogène (diesel, gaz, autre). C. Exercice : Ai-je mémorisé les domaines de tension ? Indiquez les limites de chaque domaine de tension pour le courant alternatif.1.TBT Un < → v
2.BT → V < Un < v 3.HTA → kV < Un < kV 4.HTB → kV < Un D. Exercice : Ai-je compris les spécificités des trois schémas de distribution ? Donnez les trois principales caractéristiques des trois schémas de distribution1 - Très coûteux (deux fois plus cher qu'une distribution classique)
2 - Excellente continuité de service
3 - Utilisée en zone urbaine
4 - Continuité de service possible
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