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La distribution lectrique

1. Problmatique

Les gros consommateurs dnergie lectrique sont raccords au rseau de distributionlectrique en HTa (tarif vert dEDF, puissance suprieure 250 kVA). Lavantage de cetteapproche rside dans la rduction des pertes en ligne ( puissance identique, les courants en lignesont beaucoup plus faibles en HTa quen BTa, les pertes joules sont donc beaucoup plus faibles).

Afin de garantir la continuit de la fourniture nergtique, le raccordement au rseau peuttre fait de diffrentes faons entranant des cots plus ou moins importants.

2. Raccordement au rseau lectrique

Chaque client aliment en HTa dispose de son propre transformateur HTa / BTa dans unlocal spcial. Le point de sparation du rseau public / rseau priv est appel poste de livraison.

2.1.Simple drivationCette faon de se raccorder au rseau HTa est aussi appele en antenne ou structure

arborescente. Elle a pour avantage principal son faible cot de mise en uvre. La contre partie estquen cas de dfaut sur la ligne, le dclenchement de la protection amont D1 met tous les clientsaliments par cette ligne hors tension.

A laide de votre documentation ressource partie normes et guides, compltez le schmaci-dessous afin davoir une distribution en simple drivation (aussi appel poste simplifi ou enantenne).

Ligne 20 kV

Postelivraisonclient 1

T1HTa / BTa

T2HTa / BTa

T3HTa / BTa

D1

VersTGBT

VersTGBT

VersTGBT


Postelivraisonclient 3ISC1 ISC2 ISC3

DC1 DC3DC2

FC1 FC2 FC3


2.2.Double drivationCette technique est drive de la simple drivation. On utilise cette fois deux lignes

darrive HTa, mais en ne se raccordant qua une seule. Les deux lignes dalimentation peuventtre issues du mme poste source ou de deux postes sources spars. En cas de perte de tension surune ligne on bascule sur la seconde, la fourniture dnergie est ainsi maintenue.

Compltez le schma ci-dessous afin dtre conforme ce qui vient dtre dit (vous pouvezvous aider de votre documentation ressource).

Quel lment graphique sur le schma prcdent indique que chaque client ne peut seraccorder que sur une seule des lignes HTa ?

Pourquoi les deux interrupteurs sectionneurs ne peuvent-ils tre ferms simultanment ?

Le verrouillage mcanique entre les deux interrupteurs sectionneurs de raccordement

aux lignes HTa indique quun seul de ces deux appareils ne peut tre ferm.

En cas de dfaut sur la ligne 1 (court circuit, perte de tension, ou autre), on bascule

sur la ligne 2. Si les deux interrupteurs sectionneurs sont ferms simultanment chez lun des

clients raccords sur ces lignes, la seconde ligne est-elle aussi en dfaut. La fourniture

dnergie nest plus assure pour lensemble des clients aliments par cette ligne.

Ligne 20 kV n 2

Ligne 20 kV n 1

D1

D2

T3HTa / BTa

T2HTa / BTa

T1HTa / BTa




VersTGBT

VersTGBT

VersTGBT

ISC1a - b

DC1 DC2 DC3

FC1 FC2 FC3

ISC2a - b ISC3a - b

ISC4 ISC5 ISC6


Quel est linconvnient principal du point de vue utilisateur ?

Quel est le principal inconvnient de cette technique vis vis du fournisseur dnergie ?

2.3.Coupure dartreCette technique est celle qui assure la plus grande scurit pour ce qui est de la fourniture

dnergie. Elle est aussi appele en boucle. Elle est aussi lune des plus utilises en France. Lideest de faire en sorte quun client ayant un dfaut sur la HTa, puisse se mettre hors circuit sans queles autres clients ne soient trop pnaliss. En fonctionnement normal la boucle est toujours ouverteen un endroit par un des interrupteurs sectionneurs. Comme pour la double drivation, les deuxlignes dalimentation peuvent tre issues du mme poste source ou de deux postes sources spars.

A laide de votre documentation ressource, compltez le schma ci-dessous afin davoirune distribution en coupure dartre.

Cette technique impose au fournisseur dnergie de tirer deux lignes capables de

fournir la totalit de la demande nergtique des clients. Cela entrane un surcot important.

Le passage dune ligne lautre implique une disparition de lalimentation lectrique

du fait quon ne peut pas fermer les deux interrupteurs sectionneurs de tte simultanment

(verrouillage mcanique entre les deux interrupteurs sectionneurs de tte).

T3

HTa / BTa

T2

HTa / BTa

T1

HTa / BTa

D1

D2

Poste

livraison

client 1

Vers

TGBT

ISC1a - b

DC1

FC1

ISC4

Poste

livraison

client 2

Poste

livraison

client 3

Vers

TGBT

Vers

TGBT

DC2 DC3

FC2 FC3

ISC2a - b ISC3a - b

ISC5 ISC6


Quel est le principal inconvnient de cette technique vis vis du fournisseur dnergie ?

Est-il possible de fermer tous les interrupteurs sectionneurs de la boucle ? Justifiez votrerponse.

Partant de la situation ou les tous les interrupteurs sectionneurs sont ferms lexceptiondISC3b, indiquez quel(s) interrupteur(s) sectionneur(s) doivent tre manuvrs en cas de dfautchez le client 2. Respectez lordre des manuvres afin de pnaliser le moins possible les clients.

Toujours partir de la situation prcdente, indiquez quels sont les interrupteurssectionneurs qui doivent tre manuvrs en cas de dfaut disolement (amorage avec un arbre proximit de la ligne HTa) sur le tronon de ligne entre le client 1 et le client 2 afin que lefournisseur dnergie puisse lisoler pour y intervenir en toute scurit.

En quoi cette structure est-elle suprieure aux deux prcdentes ?

3. Structure du poste de livraison

Le poste de livraison est constitu de cellules fermes ou ouvertes remplissant lesfonctions de bases parmi lesquelles on retrouve :

Une ou deux cellules d'arrive selon le type d'alimentation (simple drivation,double drivation, coupure dartre),

Une ou plusieurs cellules de protection, Une cellule de comptage situe soit sur la HTa, soit sur la BTa (facturation de

lnergie consomme), Un ou plusieurs transformateurs HTa / BTa.

Comme pour la technique en double drivation, cette technique impose au

fournisseur dnergie de tirer deux lignes capables de fournir la totalit de la demande

nergtique des clients raccords sur la boucle. Cela entrane un surcot important.

En cas de dfaut chez le client 2, il faut quil sisole du rseau HTa. Pour cela il faut

fermer ISC3b puis ouvrir les interrupteurs sectionneurs ISC2b et ISC2b.

Pour intervenir en toute scurit sur le tronon de ligne entre les clients 1 et 2, il faut

fermer linterrupteur sectionneur ISC3b puis ouvrir les interrupteurs sectionneurs ISC1b et

ISC2a. Les tronon est alors isol et il est possible dy intervenir en toute scurit.

Dans cette configuration il y a continuit de la fourniture dnergie dans tous les cas

y compris en cas de besoin dopration de maintenance sur la ligne HTa. Dans le cas de la

double drivation, il y a toujours une coupure lors du changement de ligne.

Labsence de verrouillage mcanique entre les interrupteurs sectionneurs en tte des

postes de livraison indique quil est possible de les fermer simultanment. Cette situation peut

se produire de manire transitoire lorsquil faut intervenir sur le tronon entre deux clients. Il

ny a alors aucune interruption de la fourniture dnergie. La rgle sur une distribution en

boucle (coupure dartre) est que lun des interrupteurs sectionneurs soit ouvert.


Nous allons tudier le besoin minimum pour raliser une alimentation en coupure dartrepour le client 1 du schma du paragraphe 2.3. Choisissez les diffrentes cellules ncessaires afin deremplir les fonctions de bases prcdentes (nous opterons pour un comptage en HTa, la distributionse faisant neutre la terre). Le matriel retenu sera choisi dans la gamme SM6 de Schneider. Pourchaque cellule choisie, expliquez la fonction remplie.

4. Scurit des interventions au niveau du poste de livraison HTa

La scurit des intervenants au niveau du point de livraison est assure par une formationdhabilitation adapte ce domaine de tension. Toutefois, afin dviter les erreurs de manuvre enhaute tension, lquipement contient des scurits interdisant les fausses manuvres grce unsystme labor de serrures et de cls prisonnires.

Citez les diffrentes oprations effectuer pour faire une consignation en HTa (elles sontidentiques la consignation en BTa).

Pour raliser une alimentation en coupure dartre nous avons besoin :

Deux cellules IM : interrupteurs sectionneurs destins isoler le client durseau en cas de besoin (IMT si utilisation de la tlconduite),

Une cellule QM : combin interrupteur sectionneur + fusibles afin deprotger linstallation en cas de court circuit, linterrupteur sectionneur est

ouvert en cas de fusion dun ou plusieurs des fusibles (fusibles

percuteurs),

Une cellule CM : transformateur de tension pour rseau neutre la terredestin au comptage,

Une cellule GBC-B : mesure du courant.Les informations issues de ces deux dernires cellules mesure des (tensions et

courants) sont envoyes au compteur dnergie.

Les oprations indispensables pour effectuer une consignation sont :

Sparation de louvrage des sources de tension (sectionneur), Condamnation des organes de manuvre en position ouverte, Identification de louvrage, Vrification de lAbsence de Tension et mise la terre et en court circuit.

La mise la terre et en court circuit est ici obligatoire (elle nest facultative quen

BTa).


A partir de votre documentation ressource, reproduisez ci-dessous le schma complet de lacellule QM.

Reprez sur le schma prcdent chacun des lments de cette cellule, puis expliquez lerle quil rempli.

Position ferm Position ouvert Position la terre

Interrupteur ou sectionneur et sectionneur de terre (Q1 Q2 dans lexemple, source Schneider).

Afin de comprendre le systme de cls, compltez le tableau suivant correspondant lalgende du systme cls prisonnires serrures.

Symbole fonctionnel Lgende Symbole fonctionnel LgendeCl absente, pne

rentrCl libre, pne sorti

Cl libre, pne rentrCl prisonnire, pne

sorti

Cl prisonnire, pne

rentrPanneau ou porte

Cl absente, pne sorti Cls tte-bche

Linterrupteur sectionneur Q1 sert isoler le dpart des sources de tension. Les

sectionneurs Q2 et Q3 sont des sectionneurs de mise la terre et en court circuit. Un

verrouillage mcanique empche de fermer Q2 et Q3 si Q1 nest pas ouvert, lordre des

oprations de consignation est ainsi obligatoirement respect. Les fusibles F1 servent

assurer la protection de linstallation en cas de court circuit ou de forte surcharge.

Q1

Q2

Q3

F1


5. Application

Le schma suivant reprsente le poste de livraison dune entreprise abonne au tarif vertdEDF.

Quel est le type d'alimentation HTa utilis ici ?

Donnez la procdure de consignation du poste de livraison.

Nous sommes en prsence dune alimentation en simple drivation ou en antenne.

Si nous tions en prsence dune double drivation, nous aurions deux interrupteurs

sectionneurs en tte quips dun verrouillage mcanique et deux lignes dalimentation.

Si nous tions en prsence dune distribution en coupure dartre, nous aurions deux

interrupteurs sectionneurs en tte sans verrouillage mcanique.

La premire opration est de librer la cl C1, pour cela il faut ouvrir le disjoncteur

au secondaire du transformateur. Lorsque la cl C1 est libre (disjoncteur ouvert), le

transformateur est vide, il est alors possible douvrir le sectionneur de la cellule HTa avec

cette cl qui restera prisonnire sur le sectionneur.

Aprs la Vrification dAbsence de Tension, fermer le sectionneur de mise la terre

et en court-circuit en aval des fusibles HTa.

Ouvrir la cellule HTa et rcuprer la cl C2 afin douvrir la porte de la cellule du

transformateur.

La consignation est termine.

Cellule HTa

Cellule

transformateur TGBT

C1

C1

C2C2

C2

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