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Chapitre I Généralités sur les réseaux électriques Introduction A notre époque, et sans électricité, la vie quotidienne serait difficilement envisageable, il est donc nécessaire de savoir la produire de manière efficace et continue. Pour répondre à la consommation croissante d’électricité, il a fallu inventer et construire des usines (centrales électriques) capables de produire de l’électricité en grande quantité. Une fois le courant produit, il doit être amené jusque chez le consommateur . Dans un pays, le Transport et la Distribution Publique assurent le transit de l’énergie électrique entre les points de production et les points de consommation. I.1. De la centrale aux abonnés Les réseaux électriques sont constitués par l’ensemble des appareils destinés à la production, au transport, à la distribution et à l’utilisation de l’électricité depuis les centrales de génération jusqu’aux maisons de campagne les plus éloignées (fig. I.1). Les réseaux électriques ont pour fonction d'interconnecter les centres de production tels que les centrales hydrauliques, thermiques... avec les centres de consommation (villes, usines...). L'énergie électrique est transportée en haute tension, voire très haute tension pour limiter les pertes joules (les pertes étant proportionnelles au carré de l'intensité) puis progressivement abaissée au niveau de la tension de l'utilisateur final. Fig. I.1: Schéma d'un réseau électrique 1 Centrale de production Poste de transformation THT/HT Poste de transformation HT/MT Poste de transformation MT/BT Abonnés HT Abonnés MT Abonnés BT

4597291 Generalites Sur Les Reseaux Electriques

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  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    IntroductionA notre poque, et sans lectricit, la vie quotidienne serait difficilement envisageable,

    il est donc ncessaire de savoir la produire de manire efficace et continue.

    Pour rpondre la consommation croissante dlectricit, il a fallu inventer et construire

    des usines (centrales lectriques) capables de produire de llectricit en grande quantit. Une

    fois le courant produit, il doit tre amen jusque chez le consommateur .

    Dans un pays, le Transport et la Distribution Publique assurent le transit de lnergie

    lectrique entre les points de production et les points de consommation.

    I.1. De la centrale aux abonnsLes rseaux lectriques sont constitus par lensemble des appareils destins la

    production, au transport, la distribution et lutilisation de llectricit depuis les centrales de

    gnration jusquaux maisons de campagne les plus loignes (fig. I.1).

    Les rseaux lectriques ont pour fonction d'interconnecter les centres de production tels

    que les centrales hydrauliques, thermiques... avec les centres de consommation (villes, usines...).

    L'nergie lectrique est transporte en haute tension, voire trs haute tension pour limiter

    les pertes joules (les pertes tant proportionnelles au carr de l'intensit) puis progressivement

    abaisse au niveau de la tension de l'utilisateur final.

    Fig. I.1: Schma d'un rseau lectrique

    1

    Centrale de production

    Poste de transformation THT/HT

    Poste de transformation HT/MT

    Poste de transformation MT/BT

    Abonns HT Abonns MT Abonns BT

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    I.2. Les niveaux de tensions des rseauxLes rseaux lectriques sont hirarchiss : (fig. I.2)

    d'une faon gnrale, la plupart des pays mettent en uvre :

    Un rseau de transport THT 220 .. 800 KV

    Un rseau de rpartition HT 60 ...170 KV

    Un rseau de distribution MT 5 ... 36 KV (selon CEI)

    Un rseau de livraison de l'abonn BT 400/230 V

    Cette hirarchie c'est--dire, les niveaux de tensions utiliss varient considrablement d'un pays

    l'autre en fonction des paramtres lis l'histoire lectrotechnique du pays, ses ressources

    nergtiques, sa surface et finalement des critres technico-conomiques. [1]

    AT autotransformateur BT basse tension

    HT haute tension MT moyenne tension THT trs haute tension

    Fig. I.2 : Hirarchisation dun rseau

    2

  • poste dinterconnexion poste de rpartition poste de distribution

    Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    I.3. Topologie des rseaux

    Les rseaux de transport dnergie et dinterconnexion sont, par nature, constitus

    douvrages capables de forts transits et maills. Les liaisons forment des boucles, ralisant ainsi

    une structure semblable aux mailles dun filet (fig. I.3a ).

    Les rseaux de rpartition quils alimentent ont frquemment une structure boucle

    (fig. I.3b) et peuvent alors tre exploits soit en boucle ferme, le rseau est dit boucl, soit en

    boucle ouverte, le rseau est alors dit dboucl. Certaines alimentations se font aussi en antenne

    (poste G, fig. I.3b) ou encore en piquage en prlevant une partie de lnergie circulant sur une

    ligne reliant deux postes (poste H, fig. I.3b).

    Ces rseaux de rpartition caractre rgional fournissent lnergie aux rseaux de

    distribution qui sont des rseaux moyenne tension assurant lalimentation dun grand nombre

    dutilisateurs soit directement, soit aprs transformation en basse tension. Leur configuration et

    leur mode dexploitation sont variables. On peut trouver, selon les pays, des rseaux maills

    exploits dboucls, des rseaux structure radiale (fig. I.3d) ou des rseaux structure

    arborescente (fig. I.3c).

    Dune faon gnrale, ce sont les caractristiques des sources de production, les besoins

    des utilisateurs et lexprience dexploitation qui, ajouts des considrations conomiques,

    conduisent choisir la structure topologique des rseaux.

    Fig. I.3 : Topologie des rseaux

    3

    a) exemple de structure maille b) exemple de structure boucle

    c) exemple de structure arborescente d) exemple de structure radiale

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    I.4. Description des rseaux lectriques

    I.4.1. Le rseau de transport THTC'est gnralement le rseau qui permet le transport de l'nergie depuis les centres

    loigns de production vers les centres de consommation.

    C'est sur le rseau THT que sont en principe branchs les centrales de grandes puissances

    (> 300 MW). [2]

    Les rseaux de transport constituent une vaste grille couvrant le territoire, laquelle sont

    raccordes les sources et les utilisations (groupes, transformateurs). Chaque nud A, B et C

    (Fig. I.4) constitue un poste dinterconnexion . Ce poste est en gnral constitu par un

    collecteur principal appel jeu de barres sur lequel se raccordent les lignes, au moyen

    dappareils.

    Ces rseaux sont pour la plupart ariens et souterrains dans les villes ou leur approches.

    Ils sont tudis pour un transit donn correspondant en gnral la limite thermique de la ligne.

    Une attention particulire doit tre porte l'effet couronne qui peut donner lieu en THT, des

    pertes trs significatives suivant le climat et laltitude. Les pylnes de lignes sont quips en

    gnral de deux ternes (2 fois 3 phases) voir quatre et mme six ternes.

    Les protections de ces rseaux doivent tre trs performantes. Quant leur exploitation,

    elle est assure au niveau national par un centre de conduite ou dispatching partir duquel

    lnergie lectrique est surveille et gre en permanence.

    Fig. I.4 : Exemple dune partie dun rseau de transport

    4

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    I.4.2. Le rseau de rpartition HT

    La finalit de ce rseau est avant tout dacheminer llectricit du rseau de transport vers

    les grands centres de consommation qui sont :

    Soit du domaine public avec laccs au rseau de distribution MT,

    Soit du domaine priv avec laccs aux abonns grande consommation (suprieure

    10 MVA) livrs directement en HT. Il sagit essentiellement dindustriels tels la sidrurgie, la

    cimenterie, la chimie, le transport ferroviaire,... [3]

    La structure de ces rseaux est gnralement de type arien (parfois souterrain

    proximit de sites urbains).Les protections sont de mme nature que celles utilises sur les

    rseaux de transport, les centres de conduite tant rgionaux.

    I.4.3. Le rseau de distribution MT

    Les utilisateurs peuvent tre groups dune faon trs dense comme dans les villes ou

    bien spars les uns des autres par des distances plus ou moins grandes comme dans les

    campagnes. Ils sont desservis par un rseau de distribution aliment par un poste de rpartition

    qui reoit lnergie, provenant de centrales loignes, par lintermdiaire du rseau de transport.

    Des lignes de distribution moyenne tension (MT) partent des postes de rpartition et alimentent

    des postes de transformation rpartis en diffrents endroits de la zone desservir; ces postes de

    transformation abaissent la tension une valeur convenable pour alimenter le rseau de

    distribution publique auquel les abonns sont raccords par des branchements.

    On distingue, travers le monde, diffrents systmes de distribution MT. Citons principalement :

    Le systme nord-amricain (fig. I.5a) neutre distribu directement mis la terre ;

    lossature triphase est compose de quatre fils, et les drivations, distribution monophase

    entre phase et neutre, comportent un ou plusieurs fils de phase, suivant la puissance desservir,

    plus le neutre .

    Le systme utilis par exemple en Grande-Bretagne ou en Irlande (fig. I.5b), qui partir

    dossatures triphases trois fils sans neutre distribu alimente des drivations qui peuvent tre

    deux fils de phase ;

    Le systme australien (fig. I.5c), particulirement conomique, est constitu dossatures

    trois fils sans neutre distribu, avec, entre autres, des drivations monophases un seul fil avec

    retour par la terre (cette solution ncessite une faible rsistivit du sol) ;

    Le systme franais (fig. I.5d), entirement triphas en ossatures et drivations, neutre

    non distribu.

    5

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    On distingue par ailleurs :

    Les rseaux ruraux gnralement de types ariens, arborescents et bouclables,

    Les rseaux urbains essentiellement enterrs et bouclables.

    Les protections sont moins sophistiques que dans le cas des rseaux prcdents. [4]

    Fig. I.5 : Diffrents modes de distribution

    6

    d) rseau MT sans neutre distribu, entirement triphas

    a) rseau MT neutre distribu b) rseau MT sans neutre distribu,mixte deux ou trois phases

    c) rseau MT sans neutre distribu,mixte une, deux ou trois phases D disjoncteur

    F fusibleI interrupteurN neutremono monophastri triphas TI transformateur disolement

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    Rgimes de neutre MTLe choix du rgime du neutre dun rseau MT engage lavenir, car chaque systme

    entrane linstallation de matriels spcifiques pour le niveau disolement, les conditions

    dexploitation et dentretien, les systmes de protection contre les dfauts. Le systme de neutre

    adopt doit tre cohrent avec la structure du rseau MT (niveau de tension, longueur des

    dparts, rseau souterrain ou arien, densit de charge) et a une incidence sur les niveaux de

    scurit et de qualit de service.

    On rencontre ainsi travers le monde des systmes varis (tableau I.1).

    Neutre isol

    Lintrt de ce systme est de favoriser une bonne qualit de service. En cas de dfauts

    entre phase et terre, il permet dviter des dclenchements, les courants de dfauts tant limits

    des valeurs trs faibles (sauf lorsque les dparts, surtout sils sont constitus de cbles

    souterrains, sont longs et la tension de desserte leve, auquel cas le courant capacitif devient

    non ngligeable). De plus, le systme neutre isol a linconvnient de gnrer des surtensions

    importantes en rgime transitoire (lors des manuvres).

    Mise la terre du neutre par bobine dextinction (dite de Petersen)

    Le principe consiste insrer dans le neutre une ractance L gale la capacitance du

    rseau 1/C prsente un rel intrt en dpit de son cot. Le rseau se comporte vu du dfaut

    comme tant hautement impdant (circuit LC parallle) et le courant de dfaut est faible et auto

    extincteur. Il prsente nanmoins les mmes inconvnients, les surtensions transitoires au

    moment des manuvres tant toutefois un peu moins leves.

    Neutre reli directement la terre

    Cette technique engendre des courants de dfauts entre phase et terre trs importants.

    Cest pourquoi, pour des raisons de scurit, afin de limiter le retour du courant par le sol, on

    installe un conducteur de neutre reli la terre de proche en proche et par lequel circule une part

    notable du courant de dfaut. Ce systme prsente lavantage de minimiser les surtensions

    ventuelles. Il conduit des dclenchements frquents, mais permet une limination slective

    des dfauts, en utilisant par exemple des fusibles adapts en diffrents emplacements des dparts.

    Les courants de court-circuit levs entranent des contraintes importantes sur les

    matriels. Ce systme ncessite une surveillance de la continuit du conducteur de neutre.

    Une rupture de celui-ci serait dangereuse, entranant de forts gradients de potentiel autour des

    7

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    connexions de terre, lis aux courants levs dcoulement la terre. La prsence du conducteur

    de neutre permet la ralisation de drivations monophases.

    Neutre reli la terre par impdance

    Lintrt de cette impdance est de limiter les valeurs des courants de court-circuit sur

    dfauts entre phase et terre, tout en ayant des surtensions modres. Les valeurs relativement peu

    leves des courants de dfauts ne ncessitent pas lajout dun conducteur de neutre.

    Rgime de neutre MT Pays

    Neutre isol Allemagne Belgique Italie Japon Norvge

    Bobine dextinction dite de PetersenL : compensation de la capacit du rseau

    Allemagne Finlande Norvge

    Neutre directement la terre

    Canada Etats-Unis

    Neutre impdantZn : quelques dizaines dohms

    Belgique France Grande-Bretagne Irlande Japon Sude

    Tableau I.1 : Diffrents rgimes de neutre MT utiliss dans le monde

    8

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    I.4.4. Le rseau de livraison BTC'est le rseau qui nous est en principe familier puisqu'il s'agit de la tension 400/230

    V(380/220 en Algrie). Nous le rencontrons dans nos maisons via la chane : compteur,

    disjoncteur, fusibles (micro disjoncteurs).

    La finalit de ce rseau est dacheminer llectricit du rseau de distribution MT aux

    points de faible consommation dans le domaine public avec laccs aux abonns BT. Il

    reprsente le dernier niveau dans une structure lectrique.

    Ce rseau permet dalimenter un nombre trs lev de consommateurs correspondant au

    domaine domestique. Sa structure, de type arien ou souterrain, est souvent influence par

    lenvironnement. Ces rseaux sont le plus souvent exploits manuellement.

    Le rseau BT permet de distribuer au consommateur ;

    le 230 V (1 phase + neutre) - 2 fils

    Ou le 400 V (3 phases + neutre) - 4 fils

    Le rseau BT se caractrise essentiellement par la faon dont sont grs le neutre et la

    mise la terre des masses (appareillage domestique). On appelle conducteur de protection

    lectrique PE, le conducteur qui interconnecte les masses et les met la terre. Il peut tre ou non

    confondu avec le neutre. Ces subtilits sont dfinies par la norme CEI 364 qui traite de la

    protection des personnes et des biens dans les immeubles (U < 1000 V).

    On distingue trois systmes :

    IT le neutre BT est isol ce qui permet une continuit de fonctionnement au premier dfaut.

    On utilise ce principe dans les hpitaux ou certains process manufacturiers.

    TT ce systme suppose une claire distinction des terres neutre et des terres des masses,

    distinction qui peut tre difficile raliser.

    TN c'est le systme le plus rpandu. On distingue les rgimes : TN-C o neutre et PE sont

    confondus (PEN) et TN-S o neutre et PE sont spars (PE + N)

    I.5. Constitution des rseaux lectriques I.5.1. Les centrales lectriques

    Il existe cinq principaux types de centrales lectriques :

    Les centrales combustibles fossiles (charbon, ptrole et gaz naturel) dites centrales

    thermiques classiques,

    Les centrales nuclaires qui sont galement des centrales que lon peut qualifier de

    thermiques,

    Les centrales hydrolectriques,

    9

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    Les centrales solaires ou photovoltaques,

    Les centrales oliennes.

    Les lments indispensables la production de courant lectrique sont :

    Une turbine en mouvement.

    Un alternateur cest--dire un aimant entran par la turbine et entour dune bobine qui

    produit le courant lectrique.

    a) Les centrales thermiques

    les centrales thermiques produisent llectricit partir de la chaleur qui se dgage de la

    combustion du charbon, du mazoute ou du gaz naturel.

    On la trouve souvent prs dune rivire ou dun lac, car dnormes quantits deau sont requises

    pour refroidir et condenser la vapeur sortant des turbines. La combustion dgage une grande

    quantit de chaleur utilise pour chauffer de l'eau dans la chaudire (ou gnrateur de vapeur).

    On dispose alors de vapeur d'eau sous pression. Cette vapeur sous pression fait tourner grande

    vitesse une turbine qui entrane elle-mme un alternateur qui produit une tension alternative

    sinusodale. A la sortie de la turbine la vapeur est refroidie pour se transformer en eau, puis

    renvoye dans la chaudire (Fig. I.6) .

    Fig. I.6 : Les centrales thermiques flamme

    10

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    Fig. I.7 : Photo dune centrale thermique

    b) Les centrales nuclaires

    Ces centrales utilisent galement des cycles de conversion thermodynamique, nanmoins

    leur "chaudire" est un racteur nuclaire. L'nergie nuclaire obtenue la suite de ractions de

    fission de l'uranium et du plutonium est la source de chaleur utilise. Elles produisent environ

    15% de l'lectricit mondiale. Les centrales nuclaires produisent des dchets radioactifs et

    prsentent un risque d'accident.

    Une centrale nuclaire est identique une centrale thermique, sauf que la chaudire

    brlant le combustible fossile est remplac par un racteur contenant le combustible nuclaire en

    fission.

    Fig. I.8 : Photo dune centrale nuclaire en France

    11

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    c) Les centrales hydrolectriques

    Les centrales hydrolectriques convertissent lnergie de leau en mouvement en nergie

    lectrique. Lnergie provenant de la chute dune masse deau est tout dabord transforme dans

    une turbine hydraulique en nergie mcanique. Cette turbine entrane un alternateur dans le

    lequel lnergie mcanique est transforme en nergie lectrique (Fig. I.9).

    Fig. I.9 : Centrale hydrolectrique

    Fig. I.10 : Photo dune centrale hydrolectrique en Allemagne

    d) Les centrales solaires ou photovoltaques

    Cet autre moyen de fabriquer de llectricit avec lnergie solaire utilise les

    rayonnements lumineux du soleil, qui sont directement transforms en un courant lectrique par

    des cellules base de silicium ou autre matriau ayant des proprits de conversion

    lumire/lectricit. Chaque cellule dlivrant une faible tension, les cellules sont assembles en

    panneaux.

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  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    Fig. I.11: Photo dune centrale solaire

    e) Les centrales oliennes

    L'nergie olinne est produite sous forme d'lectricit par une olinne. Des oliennes

    formes d'un mat surmont d'un gnrateur lectrique entran par une hlice, sont positionnes

    idalement sur les plans d'eau ou les collines ventes.

    Fig. I.12. Photo dune centrale olienne

    I.5.2. Les postes lectriques On distingue, suivant les fonctions quils assurent, plusieurs types de postes :

    Les postes fonction dinterconnexion, qui comprennent cet effet un ou plusieurs points

    communs triphass appels jeu de barres, sur lesquels diffrents dparts (lignes, transformateurs,

    etc.) de mme tension peuvent tre aiguills ;

    Les postes de transformation, dans lesquels il existe au moins deux jeux de barres des

    tensions diffrentes lis par un ou plusieurs transformateurs ;

    Les postes mixtes, les plus frquents, qui assurent une fonction dans le rseau

    dinterconnexion et qui comportent en outre un ou plusieurs tages de transformation.

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  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    Les actions lmentaires inhrentes aux fonctions remplir sont ralises par

    lappareillage haute et trs haute tension install dans le poste et qui permet :

    Dtablir ou dinterrompre le passage du courant, grce aux disjoncteurs ;

    Dassurer la continuit ou lisolement dun circuit grce aux sectionneurs ;

    De modifier la tension de lnergie lectrique, grce aux transformateurs de puissance.

    Un ensemble de protections et dautomates contrle les grandeurs lectriques rduites,

    labores par des rducteurs de mesure (tension et courant principalement) et agit sur

    lappareillage haute tension afin dassurer les conditions dexploitation pour lesquelles le

    rseau a t conu.

    Nous retiendrons donc que, par dfinition, les appareils de coupure, ainsi que

    lappareillage de mesure et de protection propre un dpart, sont regroups dans une cellule. Un

    poste comporte donc autant de cellules que de dparts qui sont raccords ses jeux de barres.

    En outre, les jeux de barres sont susceptibles de constituer plusieurs nuds lectriques par

    louverture de disjoncteurs ; on appelle alors sommet le jeu de barres ou le tronon de jeu de

    barres ainsi constitu. Le nombre des sommets dun poste caractrise ainsi son aptitude former

    des nuds lectriques.

    I.5.3. Les lignes lectriquesLe genre de ligne utilise est impos par les facteurs suivant :

    Puissance active transporter.

    Distance de transport.

    Cot.

    Esthtique, encombrement et facilit dinstallation.

    Nous distinguons quatre types de lignes :

    Ligne de distribution basse tension ;

    Ligne de distribution moyenne tension ;

    Ligne de transport haute tension ;

    Ligne de transport trs haute tension.

    a) Lignes de distribution BT

    Ce sont les lignes installes lintrieur des difices, usines et maisons pour alimenter les

    moteurs, cuisinires, lampes, etc.

    b) Lignes de distribution MT

    Ce sont les lignes qui relient les clients aux postes de transformation principaux de la compagnie

    dlectricit.

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  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    c) Lignes de transport HT

    Ce sont les lignes reliant les postes de transformation principaux aux centrales de gnration.

    d) Lignes de transport THT

    Ce sont les lignes qui relient les centrales loignes aux centres dutilisation. Ces lignes peuvent

    atteindre des longueurs de 1000 km et elles fonctionnent des tensions allant jusqu 765 kV.

    Composants des lignes ariennesUne ligne arienne est compose de pylnes (supports), de cbles conducteurs et des

    isolateurs.

    Les pylnes

    Le rle des pylnes est de maintenir les cbles une distance minimale de scurit du sol

    et des obstacles environnants, afin dassurer la scurit des personnes et des installations situes

    au voisinage des lignes. Le choix des pylnes se fait en fonction des lignes raliser, de leur

    environnement et des contraintes mcaniques lies au terrain et aux conditions climatiques de la

    zone. Leur silhouette est caractrise par la disposition des cbles conducteurs.

    - Pour les lignes trs haute tension, on a recours des pylnes composs dun treillis en acier. Plus la tension est leve, plus lenvergure est grande et plus les poteaux sont

    levs.

    Fig. I.13 : photo dune ligne trs haute tension (pylne an acier)

    - Pour les lignes haute tension, on utilise des pylnes en acier ou en bton

    15

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    Fig. I.14 : photo dune ligne haute tension sur pylnes en bton

    - Pour les lignes moyenne tension, il s'agit de poteaux en bois ou de mts en bton.

    Fig. I.15 : photo dune ligne moyenne tension sur poteaux en bois

    - Pour les lignes ariennes basse tension, on utilise de simples poteaux en bois.

    Fig. I.16 : photo dune ligne basse tension sur poteaux en bois

    16

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    Les cbles conducteurs

    Pour transporter le courant, on utilise des cbles conducteurs qui sont ports par les

    pylnes. Le courant utilis tant triphas, il y a trois cbles (ou faisceaux de cbles) conducteurs

    par circuit. Les lignes sont soit simples (un circuit), soit doubles (deux circuits par file de

    pylnes). Chacune des phases peut utiliser 1, 2, 3 ou 4 cbles conducteurs, appels faisceaux.

    Les cbles conducteurs sont nus c'est--dire que leur isolation lectrique est assure

    par l'air. La distance des conducteurs entre eux et avec le sol garantit la bonne tenue de

    lisolement. Cette distance augmente avec le niveau de tension.

    Les conducteurs en cuivre sont de moins en moins utiliss. On utilise en gnral des

    conducteurs en aluminium, ou en alliage aluminium-acier ; on trouve aussi des conducteurs

    composs d'une me centrale en acier sur laquelle sont tresss des brins d'aluminium.

    Cbles de garde

    Les cbles de garde ne conduisent pas le courant. Ils sont situs au-dessus des

    conducteurs. Ils jouent un rle de paratonnerre au-dessus de la ligne, en attirant les coups de

    foudre, et en vitant le foudroiement des conducteurs. Ils sont en gnral raliss en acier. Au

    centre du cble dacier on place parfois un cble fibre optique qui sert la communication de

    lexploitant.

    Fig. I.17 : photo dun fibre optique insre dans un cble de garde

    Fig. I.18 : photo dun fibre optique fixe sur un conducteur ou un cble de garde

    Les isolateurs

    L'isolation entre les conducteurs et les pylnes est assure par des isolateurs (chanes

    d'isolateurs). Ceux-ci sont raliss en verre, en cramique, ou en matriau synthtique. Les

    isolateurs verre ou cramique ont en gnral la forme d'une assiette.

    17

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    On les associe entre eux pour former des chanes d'isolateurs. Plus la tension de la ligne

    est leve, plus le nombre d'isolateurs dans la chane est important.

    Fig. I.19 : photo dun isolateur

    Les Parafoudres

    Les parafoudres sont des appareils destins limiter les surtensions imposes aux

    transformateurs, instruments et machines lectriques par la foudre et par les manuvres de

    commutation. La partie suprieur du parafoudre est relie un des fils de la ligne protger et la

    partie infrieure est connecte au sol par une mise la terre de faible rsistance, gnralement de

    moins dun ohm.

    Fig. I.20 : Photo dun parafoudre

    Eclateurs cornes

    L'clateur est un dispositif simple constitu de deux lectrodes, la premire relie au

    conducteur protger, la deuxime relie la terre. A l'endroit o il est install dans le rseau,

    l'clateur reprsente un point faible pour l'coulement des surtensions la terre et protge ainsi le

    matriel.

    18

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    La tension d'amorage de l'clateur est rgle en agissant sur la distance dans l'air entre

    les lectrodes, de faon obtenir une marge entre la tenue au choc du matriel protger et la

    tension d'amorage au choc de l'clateur (Fig. I.22).

    Fig. I.21 : Eclateur MT avec tige anti-oiseaux

    Disjoncteurs

    Un disjoncteur est destin tablir, supporter et interrompre des courants, sous sa tension

    assigne (tension maximale du rseau), dans les conditions normales de service et dans les

    conditions anormales spcifies (court-circuit). Cest lappareil de protection par excellence,

    capable dune totale capacit dintervention sans provoquer de surtension excessive sur le rseau.

    Les fusibles

    Il est utilis soit directement comme un dispositif de coupure soit indirectement,

    connect au circuit secondaire d'un transformateur de courant, avec un contact de fusion donnant

    un ordre de dclenchement au disjoncteur. L'inconvnient majeur de ces dispositifs rside dans le

    fait qu'ils sont endommags par les dfauts et qu'ils ont une faible sensibilit.

    L'exploitant doit disposer d'un grand nombre de fusibles de rechange pour les diffrents calibres.

    La grande varit de rseaux lectriques impose des modles de fusibles de diffrentes natures

    selon l'application.

    19

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    Il s'agit :

    Des fusibles de type intrieur installs dans des tableaux HT en amont des transformateurs,

    Des fusibles de type extrieur servant de protection aux transformateurs ariens.

    Des fusibles immergs dans la cuve du transformateur.

    Interrupteurs

    Pour isoler un lment de rseau MT, on dispose d'interrupteurs commande mcanique

    (IACM) ; ils sont de deux types :

    Type I : Intensit nominale 200 (A), de pouvoir de coupure 31,5 ou 50 (A) de charge

    principalement active, et 200 (A) de charge de boucle, et de pouvoir de fermeture 10 (kA)

    efficace sous 24 (kV).

    Type II : Intensit nominale 400(A), de pouvoir de coupure 100 (A) de charge

    principalement active, et 400 (A) de charge de boucle, et de pouvoir de fermeture 10 (kA)

    efficace sous 24 (kV). Cet appareil peut tre transform en appareil tlcommand (IAT) ou en

    interrupteur automatique ouverture dans le creux de tension (IACT).

    Les appareils de coupure type IACM sont de conception simple et robuste. Leur montage

    se fait en horizontal sur poteaux : Bton, Mtallique ou Bois.

    Fig. I.22 : photo dun interrupteur

    Transformateur haut de poteau

    Dans les rseaux de distribution ruraux, o les distances entre points desservir

    augmentent les dpenses dinvestissement, on recherche les solutions conomiques.

    Les lignes moyenne et basse tension sont ariennes, montes sur poteaux en bton ou en

    bois. Les postes de transformation sont placs dans des cabines maonnes, troites et hautes, de

    construction simple ou mme ports par les pylnes eux-mmes (poste sur poteaux) (Fig. I.24).

    20

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    Fig. I.23 : photo dun poste sur poteau (le transformateur)

    Les lignes souterrainesLa structure des rseaux souterrains est un seul type de ligne : les dorsales. Ces rseaux

    de faible longeur et forte section des conducteurs sont le sige de chute de tension rduites. De

    ce fait, et tenant compte de limportance des incidents, il sera prvu une ralimentation soit par

    les rseaux voisins soit par un cble de secours.

    I.6. Catgories des chargesSelon la nature des rcepteurs on peut classifi les charges en trois grandes catgorie :

    La premire catgorie

    Dans cette classe les rcepteurs ne permettent que moins de deux secondes darrt dalimentation

    comme les hpitaux et les zones militaires.

    La deuxime catgorie

    Pour cette classe, les rcepteurs acceptent un arrt de moins de deux heures, comme les usines.

    La troisime catgorie

    Dans cette dernire catgorie, larrt peut tre de plus de 24 heures. Comme lclairage publique

    et les domiciles.

    21

  • Chapitre I Gnralits sur les rseaux lectriques

    ConclusionOn a fait dans ce chapitre une tude gnrale du rseau lectrique, avec ltude de ses

    diffrents composants ncessaire la production, au transport, la distribution et la livraison

    de lnergie lectrique.

    Le but premier d'un rseau d'nergie est de pouvoir alimenter la demande des

    consommateurs. Comme on ne peut encore stocker conomiquement et en grande quantit

    l'nergie lectrique il faut pouvoir maintenir en permanence l'galit :

    Production = Consommation + pertes

    Le rseau lectrique doit permettre de livrer aux utilisateurs un bien de consommation

    adapt leurs besoins, caractris par :

    Une puissance disponible, fonction des besoins quantitatifs du client ;

    Une tension fixe, fonction de cette puissance et du type de clientle ;

    Une qualit traduisant la capacit respecter les valeurs et la forme prvues de ces deux

    paramtres et les maintenir dans le temps.

    22

    Centrale de productionIntroductionI.1. De la centrale aux abonnsI.2. Les niveaux de tensions des rseauxI.4. Description des rseaux lectriques

    Rgimes de neutre MTPaysNeutre impdant

    I.5. Constitution des rseaux lectriques

    Fig. I.8: Photo dune centrale nuclaire en Franced)Les centrales solaires ou photovoltaquesPour les lignes haute tension, on utilise des pylnes en acier ou en btonFig. I.14: photo dune ligne haute tension sur pylnes en bton

    Fig. I.15: photo dune ligne moyenne tension sur poteaux en bois

    Fig. I.16: photo dune ligne basse tension sur poteaux en bois Les ParafoudresI.6. Catgories des charges