les reseaux de distribution publique mt dans le monde

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Les diff´ erents r´ eseaux ´ electriques Les topologies des r´ eseaux ´ electriques MT Protection et contrˆole-commande Les R´ eseaux de Distribution Publique MT Dans le Monde Yacine Amakassou Encadr´ e par M. A.Elyoussefi Spie Maroc 13 f´ evrier 2014 Yacine Amakassou Les R´ eseaux de Distribution Publique MT Dans le Monde

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Les Reseaux de Distribution Publique MT Dans le Monde

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Les Reseaux de Distribution Publique MT Dansle Monde

Yacine Amakassou

Encadre par

M. A.Elyoussefi

Spie Maroc

13 fevrier 2014

Yacine Amakassou Les Reseaux de Distribution Publique MT Dans le Monde

Page 2: Les Reseaux de Distribution Publique MT Dans le Monde

Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

1 Les differents reseaux electriques

2 Les topologies des reseaux electriques MT

3 Protection et controle-commande

Yacine Amakassou Les Reseaux de Distribution Publique MT Dans le Monde

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Le reseau de transport et d’interconnexion

La dispersion geographique entre les lieux de production et celle deconsommation, l’irregularite de cette consommation et l’impossibilite de stockernecessitent un reseau capable de la transporter sur de grandes distances.

1 La finalite de ce reseau est triple :

une fonction de ”transport” dont le but est d’acheminerl’electricite des centrales aux grandes zones de consommation ;une fonction ”d’interconnexion nationale” qui gere larepartition de l’offre en orientant la production en fonction dela repartition geographique et temporelle de la demande ;une fonction ”d’interconnexion internationale” pour gerer desflux d’energie entre les pays en fonction d’echangesprogrammes ou a titre de secours.

2 La structure de ces reseaux est essentiellement de type aerien.

3 Les tensions sont generalement comprises entre 225 et 400kV , quelquesfois 800kV (ex : 765kV en Afrique du sud).

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Le reseau de transport et d’interconnexion

La dispersion geographique entre les lieux de production et celle deconsommation, l’irregularite de cette consommation et l’impossibilite de stockernecessitent un reseau capable de la transporter sur de grandes distances.

1 La finalite de ce reseau est triple :

une fonction de ”transport” dont le but est d’acheminerl’electricite des centrales aux grandes zones de consommation ;une fonction ”d’interconnexion nationale” qui gere larepartition de l’offre en orientant la production en fonction dela repartition geographique et temporelle de la demande ;une fonction ”d’interconnexion internationale” pour gerer desflux d’energie entre les pays en fonction d’echangesprogrammes ou a titre de secours.

2 La structure de ces reseaux est essentiellement de type aerien.

3 Les tensions sont generalement comprises entre 225 et 400kV , quelquesfois 800kV (ex : 765kV en Afrique du sud).

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Le reseau de transport et d’interconnexion

La dispersion geographique entre les lieux de production et celle deconsommation, l’irregularite de cette consommation et l’impossibilite de stockernecessitent un reseau capable de la transporter sur de grandes distances.

1 La finalite de ce reseau est triple :

une fonction de ”transport” dont le but est d’acheminerl’electricite des centrales aux grandes zones de consommation ;

une fonction ”d’interconnexion nationale” qui gere larepartition de l’offre en orientant la production en fonction dela repartition geographique et temporelle de la demande ;une fonction ”d’interconnexion internationale” pour gerer desflux d’energie entre les pays en fonction d’echangesprogrammes ou a titre de secours.

2 La structure de ces reseaux est essentiellement de type aerien.

3 Les tensions sont generalement comprises entre 225 et 400kV , quelquesfois 800kV (ex : 765kV en Afrique du sud).

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Le reseau de transport et d’interconnexion

La dispersion geographique entre les lieux de production et celle deconsommation, l’irregularite de cette consommation et l’impossibilite de stockernecessitent un reseau capable de la transporter sur de grandes distances.

1 La finalite de ce reseau est triple :

une fonction de ”transport” dont le but est d’acheminerl’electricite des centrales aux grandes zones de consommation ;une fonction ”d’interconnexion nationale” qui gere larepartition de l’offre en orientant la production en fonction dela repartition geographique et temporelle de la demande ;

une fonction ”d’interconnexion internationale” pour gerer desflux d’energie entre les pays en fonction d’echangesprogrammes ou a titre de secours.

2 La structure de ces reseaux est essentiellement de type aerien.

3 Les tensions sont generalement comprises entre 225 et 400kV , quelquesfois 800kV (ex : 765kV en Afrique du sud).

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Le reseau de transport et d’interconnexion

La dispersion geographique entre les lieux de production et celle deconsommation, l’irregularite de cette consommation et l’impossibilite de stockernecessitent un reseau capable de la transporter sur de grandes distances.

1 La finalite de ce reseau est triple :

une fonction de ”transport” dont le but est d’acheminerl’electricite des centrales aux grandes zones de consommation ;une fonction ”d’interconnexion nationale” qui gere larepartition de l’offre en orientant la production en fonction dela repartition geographique et temporelle de la demande ;une fonction ”d’interconnexion internationale” pour gerer desflux d’energie entre les pays en fonction d’echangesprogrammes ou a titre de secours.

2 La structure de ces reseaux est essentiellement de type aerien.

3 Les tensions sont generalement comprises entre 225 et 400kV , quelquesfois 800kV (ex : 765kV en Afrique du sud).

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Le reseau de transport et d’interconnexion

La dispersion geographique entre les lieux de production et celle deconsommation, l’irregularite de cette consommation et l’impossibilite de stockernecessitent un reseau capable de la transporter sur de grandes distances.

1 La finalite de ce reseau est triple :

une fonction de ”transport” dont le but est d’acheminerl’electricite des centrales aux grandes zones de consommation ;une fonction ”d’interconnexion nationale” qui gere larepartition de l’offre en orientant la production en fonction dela repartition geographique et temporelle de la demande ;une fonction ”d’interconnexion internationale” pour gerer desflux d’energie entre les pays en fonction d’echangesprogrammes ou a titre de secours.

2 La structure de ces reseaux est essentiellement de type aerien.

3 Les tensions sont generalement comprises entre 225 et 400kV , quelquesfois 800kV (ex : 765kV en Afrique du sud).

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Le reseau de transport et d’interconnexion

La dispersion geographique entre les lieux de production et celle deconsommation, l’irregularite de cette consommation et l’impossibilite de stockernecessitent un reseau capable de la transporter sur de grandes distances.

1 La finalite de ce reseau est triple :

une fonction de ”transport” dont le but est d’acheminerl’electricite des centrales aux grandes zones de consommation ;une fonction ”d’interconnexion nationale” qui gere larepartition de l’offre en orientant la production en fonction dela repartition geographique et temporelle de la demande ;une fonction ”d’interconnexion internationale” pour gerer desflux d’energie entre les pays en fonction d’echangesprogrammes ou a titre de secours.

2 La structure de ces reseaux est essentiellement de type aerien.

3 Les tensions sont generalement comprises entre 225 et 400kV , quelquesfois 800kV (ex : 765kV en Afrique du sud).

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Le reseau de repartition

1 La finalite de ce reseau est avant tout d’acheminer l’electricite du reseau

de transport vers les grands centres de consommation.

soit du domaine public avec l’acces au reseau de distributionMT,soit du domaine prive avec l’acces aux abonnes a grandeconsommation (superieure a � 10 MVA) livres directement enHT.

2 La structure de ces reseaux est generalement de type aerien (parfoissouterrain a proximite de sites urbains).

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre 25kV et 275kV .

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Le reseau de repartition

1 La finalite de ce reseau est avant tout d’acheminer l’electricite du reseau

de transport vers les grands centres de consommation.

soit du domaine public avec l’acces au reseau de distributionMT,

soit du domaine prive avec l’acces aux abonnes a grandeconsommation (superieure a � 10 MVA) livres directement enHT.

2 La structure de ces reseaux est generalement de type aerien (parfoissouterrain a proximite de sites urbains).

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre 25kV et 275kV .

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Le reseau de repartition

1 La finalite de ce reseau est avant tout d’acheminer l’electricite du reseau

de transport vers les grands centres de consommation.

soit du domaine public avec l’acces au reseau de distributionMT,soit du domaine prive avec l’acces aux abonnes a grandeconsommation (superieure a � 10 MVA) livres directement enHT.

2 La structure de ces reseaux est generalement de type aerien (parfoissouterrain a proximite de sites urbains).

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre 25kV et 275kV .

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Le reseau de repartition

1 La finalite de ce reseau est avant tout d’acheminer l’electricite du reseau

de transport vers les grands centres de consommation.

soit du domaine public avec l’acces au reseau de distributionMT,soit du domaine prive avec l’acces aux abonnes a grandeconsommation (superieure a � 10 MVA) livres directement enHT.

2 La structure de ces reseaux est generalement de type aerien (parfoissouterrain a proximite de sites urbains).

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre 25kV et 275kV .

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Le reseau de repartition

1 La finalite de ce reseau est avant tout d’acheminer l’electricite du reseau

de transport vers les grands centres de consommation.

soit du domaine public avec l’acces au reseau de distributionMT,soit du domaine prive avec l’acces aux abonnes a grandeconsommation (superieure a � 10 MVA) livres directement enHT.

2 La structure de ces reseaux est generalement de type aerien (parfoissouterrain a proximite de sites urbains).

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre 25kV et 275kV .

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Le reseau de distribution MT

1 La finalite de ce reseau est d’acheminer l’electricite du reseau de

repartition aux points de moyenne consommation (superieure a 250 KV A

en France).

soit du domaine public, avec acces aux postes de distributionpublique MT/BT,soit du domaine prive, avec acces aux postes de livraison auxabonnes a moyenne consommation. (secteur tertiaire, tels leshopitaux, les batiments administratifs, les petites industries, ...)

2 La structure est de type aerien ou souterrain.

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre quelques kilovolts et40kV .

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Le reseau de distribution MT

1 La finalite de ce reseau est d’acheminer l’electricite du reseau de

repartition aux points de moyenne consommation (superieure a 250 KV A

en France).

soit du domaine public, avec acces aux postes de distributionpublique MT/BT,

soit du domaine prive, avec acces aux postes de livraison auxabonnes a moyenne consommation. (secteur tertiaire, tels leshopitaux, les batiments administratifs, les petites industries, ...)

2 La structure est de type aerien ou souterrain.

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre quelques kilovolts et40kV .

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Le reseau de distribution MT

1 La finalite de ce reseau est d’acheminer l’electricite du reseau de

repartition aux points de moyenne consommation (superieure a 250 KV A

en France).

soit du domaine public, avec acces aux postes de distributionpublique MT/BT,soit du domaine prive, avec acces aux postes de livraison auxabonnes a moyenne consommation. (secteur tertiaire, tels leshopitaux, les batiments administratifs, les petites industries, ...)

2 La structure est de type aerien ou souterrain.

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre quelques kilovolts et40kV .

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Le reseau de distribution MT

1 La finalite de ce reseau est d’acheminer l’electricite du reseau de

repartition aux points de moyenne consommation (superieure a 250 KV A

en France).

soit du domaine public, avec acces aux postes de distributionpublique MT/BT,soit du domaine prive, avec acces aux postes de livraison auxabonnes a moyenne consommation. (secteur tertiaire, tels leshopitaux, les batiments administratifs, les petites industries, ...)

2 La structure est de type aerien ou souterrain.

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre quelques kilovolts et40kV .

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Le reseau de distribution MT

1 La finalite de ce reseau est d’acheminer l’electricite du reseau de

repartition aux points de moyenne consommation (superieure a 250 KV A

en France).

soit du domaine public, avec acces aux postes de distributionpublique MT/BT,soit du domaine prive, avec acces aux postes de livraison auxabonnes a moyenne consommation. (secteur tertiaire, tels leshopitaux, les batiments administratifs, les petites industries, ...)

2 La structure est de type aerien ou souterrain.

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre quelques kilovolts et40kV .

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Le reseau de distribution MT

Repartition des reseaux MT nationaux selon leurs differents niveaux de

tension, en fonction des longueurs de lignes.

Cahier Technique Merlin Gerin n° 155 / p.5

■ une fonction “d’interconnexionnationale” qui gère la répartition del’offre en orientant la production enfonction de la répartition géographiqueet temporelle de la demande ;■ une fonction “d’interconnexioninternationale” pour gérer des fluxd’énergie entre les pays en fonctiond’échanges programmés ou à titre desecours.

En général, seuls quelques abonnés àtrès forte consommation sont raccordéssur ces réseaux.

La structure de ces réseaux estessentiellement de type aérien.

Les tensions sont généralementcomprises entre 225 et 400 kV,quelques fois 800 kV (ex : 765 kV enAfrique du sud). L’utilisation de cestensions élevées est liée à un objectiféconomique. En effet pour unepuissance donnée, les pertes en lignepar effet Joule sont inversementproportionnelles au carré de la tension :p = k /U2, avecU = tension du réseau,k = une constante fonction de la ligne.

De plus les puissances transportéessont telles, que l’utilisation d’unetension basse entraînerait des sectionsde câble tout à fait inadmissibles.L’usage des tensions élevées se trouvedonc imposé malgré les contraintesd’isolement qui se traduisent par descoûts de matériel plus importants, lasolution la plus facile étant l’utilisationde lignes aériennes.

Dans tous les cas, le choix d’unetension de transport est avant tout uncompromis technico-économique,fonction des puissances à transporteret des distances à parcourir.

L’aspect sûreté est fondamental surces réseaux. En effet toute défaillanceà ce niveau entraîne d’importantsdéfauts d’alimentation pour l’ensembledes points de consommation. Ainsi en1965, 30 millions de personnes ont étéprivées d’électricité pendant 12 heuresaux Etats-Unis.

Les protections de ces réseaux doiventdonc être très performantes. Quant àleur exploitation, elle est assurée auniveau national par un centre deconduite ou dispatching à partir duquell’énergie électrique est surveillée etgérée en permanence.

le réseau de répartitionLa finalité de ce réseau est avant toutd’acheminer l’électricité du réseau detransport vers les grands centres deconsommation.

Ces centres de consommation sont :■ soit du domaine public avec l’accèsau réseau de distribution MT,■ soit du domaine privé avec l’accèsaux abonnés à grande consommation(supérieure à ≈ 10 MVA) livrésdirectement en HT. Dans un pays lenombre de ces abonnés est très faible(ex: 600 en France). Il s’agitessentiellement d’industriels tels lasidérurgie, la cimenterie, la chimie, letransport ferroviaire,...La structure de ces réseaux estgénéralement de type aérien (parfoissouterrain à proximité de sites urbains).Dans ce domaine, les politiques derespect de l’environnement et deprotection des sites (zones protégées)s’opposent souvent à la constructiondes lignes. En conséquence, lapénétration du réseau de répartitionjusque dans les zones à forte densitéde population est de plus en plusdifficile et coûteuse.Les tensions sur ces réseaux sontcomprises entre 25 kV et 275 kV.Les protections sont de même natureque celles utilisées sur les réseaux detransport, les centres de conduite étantrégionaux.

le réseau dedistribution MTCe niveau dans la structure électriqued’un pays sera plus détaillé dans leschapitres suivants. Aussi seulsquelques éléments simplesd’identification sont indiqués ici.

La finalité de ce réseau estd’acheminer l’électricité du réseau derépartition aux points de moyenneconsommation (supérieure à 250 KVAen France).

Ces points de consommation sont :■ soit du domaine public, avec accès auxpostes de distribution publique MT/BT,■ soit du domaine privé, avec accès auxpostes de livraison aux abonnés àmoyenne consommation. Le nombre deces abonnés (ex : 160 000 en France)ne représente qu’un faible pourcentagedu nombre total des consommateurslivrés directement en BT. Ils sontessentiellement du secteur tertiaire, telsles hôpitaux, les bâtimentsadministratifs, les petites industries, ...

La structure est de type aérien ousouterrain.

Les tensions sur ces réseaux sontcomprises entre quelques kilovolts et40 kV (cf. fig. 2).

Les protections sont moinssophistiquées que dans le cas desréseaux précédents.

fig. 2 : répartition des réseaux MT nationaux selon leurs différents niveaux de tension, enfonction des longueurs de lignes.

12 < U < 17 kV 17 < U < 24 kV

% 100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

6070

95

80

95

10

103

Belgique France GrandeBretagne

Italie Japon

< 12 kV > 24 kV

5 5

25

5

35

2

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Le reseau de distribution BT

1 La finalite de ce reseau est d’acheminer l’electricite du reseau de

distribution MT aux points de faible consommation (inferieure a

250KV A en France) dans le domaine public avec l’acces aux abonnes

BT. Il represente le dernier niveau dans une structure electrique.

Sa structure, de type aerien ou souterrain, est souventinfluencee par l’environnement.soit du domaine prive, avec acces aux postes de livraison auxabonnes a moyenne consommation. (secteur tertiaire, tels leshopitaux, les batiments administratifs, les petites industries, ...)

2 La structure est de type aerien ou souterrain.

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre 100 et 440 V.

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Le reseau de distribution BT

1 La finalite de ce reseau est d’acheminer l’electricite du reseau de

distribution MT aux points de faible consommation (inferieure a

250KV A en France) dans le domaine public avec l’acces aux abonnes

BT. Il represente le dernier niveau dans une structure electrique.

Sa structure, de type aerien ou souterrain, est souventinfluencee par l’environnement.

soit du domaine prive, avec acces aux postes de livraison auxabonnes a moyenne consommation. (secteur tertiaire, tels leshopitaux, les batiments administratifs, les petites industries, ...)

2 La structure est de type aerien ou souterrain.

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre 100 et 440 V.

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Le reseau de distribution BT

1 La finalite de ce reseau est d’acheminer l’electricite du reseau de

distribution MT aux points de faible consommation (inferieure a

250KV A en France) dans le domaine public avec l’acces aux abonnes

BT. Il represente le dernier niveau dans une structure electrique.

Sa structure, de type aerien ou souterrain, est souventinfluencee par l’environnement.soit du domaine prive, avec acces aux postes de livraison auxabonnes a moyenne consommation. (secteur tertiaire, tels leshopitaux, les batiments administratifs, les petites industries, ...)

2 La structure est de type aerien ou souterrain.

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre 100 et 440 V.

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Le reseau de distribution BT

1 La finalite de ce reseau est d’acheminer l’electricite du reseau de

distribution MT aux points de faible consommation (inferieure a

250KV A en France) dans le domaine public avec l’acces aux abonnes

BT. Il represente le dernier niveau dans une structure electrique.

Sa structure, de type aerien ou souterrain, est souventinfluencee par l’environnement.soit du domaine prive, avec acces aux postes de livraison auxabonnes a moyenne consommation. (secteur tertiaire, tels leshopitaux, les batiments administratifs, les petites industries, ...)

2 La structure est de type aerien ou souterrain.

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre 100 et 440 V.

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Le reseau de distribution BT

1 La finalite de ce reseau est d’acheminer l’electricite du reseau de

distribution MT aux points de faible consommation (inferieure a

250KV A en France) dans le domaine public avec l’acces aux abonnes

BT. Il represente le dernier niveau dans une structure electrique.

Sa structure, de type aerien ou souterrain, est souventinfluencee par l’environnement.soit du domaine prive, avec acces aux postes de livraison auxabonnes a moyenne consommation. (secteur tertiaire, tels leshopitaux, les batiments administratifs, les petites industries, ...)

2 La structure est de type aerien ou souterrain.

3 Les tensions sur ces reseaux sont comprises entre 100 et 440 V.

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La planification des reseaux

La mise en place et l’evolution de la structure d’un reseau d’alimentationelectrique d’un pays correspond aux operations de planification.

Pour les reseaux de transport et de repartition, ces operations sont

generalement centralisees, car :

les decisions menant a une modification de la structure de telsreseaux, imposent la prise en compte de nombreux parametres,techniques et economiques ;le nombre de ces parametres avec leurs interactions eventuellesnecessitent l’assistance d’outils informatiques, l’utilisation debase de donnees et de systemes experts.

Pour les reseaux de distribution MT et BT, la planification est par contresouvent decentralisee

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La planification des reseaux

La mise en place et l’evolution de la structure d’un reseau d’alimentationelectrique d’un pays correspond aux operations de planification.

Pour les reseaux de transport et de repartition, ces operations sont

generalement centralisees, car :

les decisions menant a une modification de la structure de telsreseaux, imposent la prise en compte de nombreux parametres,techniques et economiques ;le nombre de ces parametres avec leurs interactions eventuellesnecessitent l’assistance d’outils informatiques, l’utilisation debase de donnees et de systemes experts.

Pour les reseaux de distribution MT et BT, la planification est par contresouvent decentralisee

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La planification des reseaux

La mise en place et l’evolution de la structure d’un reseau d’alimentationelectrique d’un pays correspond aux operations de planification.

Pour les reseaux de transport et de repartition, ces operations sont

generalement centralisees, car :

les decisions menant a une modification de la structure de telsreseaux, imposent la prise en compte de nombreux parametres,techniques et economiques ;le nombre de ces parametres avec leurs interactions eventuellesnecessitent l’assistance d’outils informatiques, l’utilisation debase de donnees et de systemes experts.

Pour les reseaux de distribution MT et BT, la planification est par contresouvent decentralisee

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Introduction

Par topologie d’un reseau electrique il faut comprendre l’ensembledes principes (schema, protection, mode d’exploitation) utilisespour vehiculer l’energie electrique en distribution publique.

Dans la pratique, pour un distributeur, definir une topologie revient a fixer uncertain nombre d’elements physiques en tenant compte de criteres lies a des

objectifs vises et/ou a des contraintes techniques. Ces elements etant fortementcorreles entre eux, le choix d’une topologie est toujours le resultat de

compromis technico-economiques.

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Introduction

Par topologie d’un reseau electrique il faut comprendre l’ensembledes principes (schema, protection, mode d’exploitation) utilisespour vehiculer l’energie electrique en distribution publique.

Dans la pratique, pour un distributeur, definir une topologie revient a fixer uncertain nombre d’elements physiques en tenant compte de criteres lies a des

objectifs vises et/ou a des contraintes techniques. Ces elements etant fortementcorreles entre eux, le choix d’une topologie est toujours le resultat de

compromis technico-economiques.

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Les criteres de choix d’une topologie

Le choix d’une topologie repond a des objectifs :

1 assurer la securite des personnes et des biens,

2 obtenir un niveau de qualite de service fixe,

3 assurer le resultat economique souhaite.

Mais il doit aussi se soumettre a des imperatifs :

1 etre en adequation avec la densite d’habitat/consommation (densite decharge). Exprimee en MVA/km2,

2 tenir compte de l’etendue geographique, du relief et des difficultes deconstruction,

3 satisfaire aux contraintes d’environnement, en particulier climatiques(Tmin et Tmax, neige, vent,...) et respect du milieu.

Yacine Amakassou Les Reseaux de Distribution Publique MT Dans le Monde

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Les criteres de choix d’une topologie

Le choix d’une topologie repond a des objectifs :

1 assurer la securite des personnes et des biens,

2 obtenir un niveau de qualite de service fixe,

3 assurer le resultat economique souhaite.

Mais il doit aussi se soumettre a des imperatifs :

1 etre en adequation avec la densite d’habitat/consommation (densite decharge). Exprimee en MVA/km2,

2 tenir compte de l’etendue geographique, du relief et des difficultes deconstruction,

3 satisfaire aux contraintes d’environnement, en particulier climatiques(Tmin et Tmax, neige, vent,...) et respect du milieu.

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Les criteres de choix d’une topologie

Le choix d’une topologie repond a des objectifs :

1 assurer la securite des personnes et des biens,

2 obtenir un niveau de qualite de service fixe,

3 assurer le resultat economique souhaite.

Mais il doit aussi se soumettre a des imperatifs :

1 etre en adequation avec la densite d’habitat/consommation (densite decharge). Exprimee en MVA/km2,

2 tenir compte de l’etendue geographique, du relief et des difficultes deconstruction,

3 satisfaire aux contraintes d’environnement, en particulier climatiques(Tmin et Tmax, neige, vent,...) et respect du milieu.

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Les criteres de choix d’une topologie

Le choix d’une topologie repond a des objectifs :

1 assurer la securite des personnes et des biens,

2 obtenir un niveau de qualite de service fixe,

3 assurer le resultat economique souhaite.

Mais il doit aussi se soumettre a des imperatifs :

1 etre en adequation avec la densite d’habitat/consommation (densite decharge). Exprimee en MVA/km2,

2 tenir compte de l’etendue geographique, du relief et des difficultes deconstruction,

3 satisfaire aux contraintes d’environnement, en particulier climatiques(Tmin et Tmax, neige, vent,...) et respect du milieu.

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Les criteres de choix d’une topologie

Le choix d’une topologie repond a des objectifs :

1 assurer la securite des personnes et des biens,

2 obtenir un niveau de qualite de service fixe,

3 assurer le resultat economique souhaite.

Mais il doit aussi se soumettre a des imperatifs :

1 etre en adequation avec la densite d’habitat/consommation (densite decharge). Exprimee en MVA/km2,

2 tenir compte de l’etendue geographique, du relief et des difficultes deconstruction,

3 satisfaire aux contraintes d’environnement, en particulier climatiques(Tmin et Tmax, neige, vent,...) et respect du milieu.

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Les criteres de choix d’une topologie

Le choix d’une topologie repond a des objectifs :

1 assurer la securite des personnes et des biens,

2 obtenir un niveau de qualite de service fixe,

3 assurer le resultat economique souhaite.

Mais il doit aussi se soumettre a des imperatifs :

1 etre en adequation avec la densite d’habitat/consommation (densite decharge). Exprimee en MVA/km2,

2 tenir compte de l’etendue geographique, du relief et des difficultes deconstruction,

3 satisfaire aux contraintes d’environnement, en particulier climatiques(Tmin et Tmax, neige, vent,...) et respect du milieu.

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Les criteres de choix d’une topologie

Le choix d’une topologie repond a des objectifs :

1 assurer la securite des personnes et des biens,

2 obtenir un niveau de qualite de service fixe,

3 assurer le resultat economique souhaite.

Mais il doit aussi se soumettre a des imperatifs :

1 etre en adequation avec la densite d’habitat/consommation (densite decharge). Exprimee en MVA/km2,

2 tenir compte de l’etendue geographique, du relief et des difficultes deconstruction,

3 satisfaire aux contraintes d’environnement, en particulier climatiques(Tmin et Tmax, neige, vent,...) et respect du milieu.

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Les criteres de choix d’une topologie

Le choix d’une topologie repond a des objectifs :

1 assurer la securite des personnes et des biens,

2 obtenir un niveau de qualite de service fixe,

3 assurer le resultat economique souhaite.

Mais il doit aussi se soumettre a des imperatifs :

1 etre en adequation avec la densite d’habitat/consommation (densite decharge). Exprimee en MVA/km2,

2 tenir compte de l’etendue geographique, du relief et des difficultes deconstruction,

3 satisfaire aux contraintes d’environnement, en particulier climatiques(Tmin et Tmax, neige, vent,...) et respect du milieu.

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Les differents schemas de reseaux MT

Le choix des schemas est important pour un pays : en particulier pour lesreseaux MT car ils sont tres longs. Plusieurs topologies existent :

topologie boucle fermee, de type maille,

topologie boucle ouverte,

topologie radiale.

Bien qu’aucune ne soit normalisee en MT, les distributeurs s’appuient sur deuxtopologies de base : radiale et boucle ouverte.

Cahier Technique Merlin Gerin n° 155 / p.11

■ topologie boucle ouverte, de typemaillé simplifié,■ topologie boucle ouverte,■ topologie radiale.D’autres topologies sont aussiappliquées, par exemple la doubledérivation sur les réseaux MT français.

Bien qu’aucune ne soit «normalisée»en MT, les distributeurs s’appuient surdeux topologies de base : radiale etboucle ouverte.Chacune de ces deux topologiessera donc abordée plus en détail etdéfinie par :■ son principe de fonctionnement,■ son schéma unifilaire-type,■ son application-type,■ ses points forts et points faibles.

Schéma radialCe schéma est aussi appelé en antenne.

Son principe de fonctionnement est à uneseule voie d’alimentation. Ceci signifieque tout point de consommation sur unetelle structure ne peut être alimenté quepar un seul chemin

électrique possible. Il est de typearborescent (cf. fig. 9).

Cette arborescence se déroule à partirdes points d’alimentation, qui sontconstitués par les postes de distributionpublique HT/MT ou MT/MT.Ce schéma est particulièrement utilisépour la distribution de la MT en milieurural. En effet il permet facilement, et àun moindre coût, d’accéder à despoints de consommation de faibledensité de charge (≈ 10 kVA) etlargement répartis géographiquement(≈ 100 km2).

fig. 9 : les deux schémas de base d’un réseau de distribution MT, radial (ou en antenne) et en boucle ouverte (ou coupure d’artère).

fig. 10 : tableau comparatif des deux schémas de base de réseaux MT.

Très souvent un schéma radial est lié àune distribution de type aérien.

Ses points forts et faibles sont résumésdans le tableau de la figure 10.

Schéma boucle ouverteIl est aussi appelé coupure d’artère.Son principe de fonctionnement est àdeux voies d’alimentation. Ceci signifieque tout point de consommation surcette structure peut être alimenté pardeux chemins électriques possibles,sachant qu’en permanence seul un deces deux chemins est effectif, le

technologie points forts points faibles

radiale ■ simplicité. ■ qualité de service.■ exploitation.■ coûts d'installation.

boucle ouverte ■ simplicité. ■ exploitation avec les manœuvres■ qualité de service plus nombreuses.

■ coûts d'installation.

poste HT/MT

transformateurs HT/MT

schéma radial schéma en boucle ouverte

chemin d'alimentation de tous les postes sauf le n°1

point d'ouverture de boucle

transformateursMT/BT

poste n°1transformateurMT/BT

chemind'alimentationdu poste n°1

transformateurMT/BT

transformateurMT/BT

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Les differents schemas de reseaux MT

les deux schemas de base d’un reseau de distribution MT, radial (antenne) eten boucle ouverte (coupure d’artere).

Cahier Technique Merlin Gerin n° 155 / p.11

■ topologie boucle ouverte, de typemaillé simplifié,■ topologie boucle ouverte,■ topologie radiale.D’autres topologies sont aussiappliquées, par exemple la doubledérivation sur les réseaux MT français.

Bien qu’aucune ne soit «normalisée»en MT, les distributeurs s’appuient surdeux topologies de base : radiale etboucle ouverte.Chacune de ces deux topologiessera donc abordée plus en détail etdéfinie par :■ son principe de fonctionnement,■ son schéma unifilaire-type,■ son application-type,■ ses points forts et points faibles.

Schéma radialCe schéma est aussi appelé en antenne.

Son principe de fonctionnement est à uneseule voie d’alimentation. Ceci signifieque tout point de consommation sur unetelle structure ne peut être alimenté quepar un seul chemin

électrique possible. Il est de typearborescent (cf. fig. 9).

Cette arborescence se déroule à partirdes points d’alimentation, qui sontconstitués par les postes de distributionpublique HT/MT ou MT/MT.Ce schéma est particulièrement utilisépour la distribution de la MT en milieurural. En effet il permet facilement, et àun moindre coût, d’accéder à despoints de consommation de faibledensité de charge (≈ 10 kVA) etlargement répartis géographiquement(≈ 100 km2).

fig. 9 : les deux schémas de base d’un réseau de distribution MT, radial (ou en antenne) et en boucle ouverte (ou coupure d’artère).

fig. 10 : tableau comparatif des deux schémas de base de réseaux MT.

Très souvent un schéma radial est lié àune distribution de type aérien.

Ses points forts et faibles sont résumésdans le tableau de la figure 10.

Schéma boucle ouverteIl est aussi appelé coupure d’artère.Son principe de fonctionnement est àdeux voies d’alimentation. Ceci signifieque tout point de consommation surcette structure peut être alimenté pardeux chemins électriques possibles,sachant qu’en permanence seul un deces deux chemins est effectif, le

technologie points forts points faibles

radiale ■ simplicité. ■ qualité de service.■ exploitation.■ coûts d'installation.

boucle ouverte ■ simplicité. ■ exploitation avec les manœuvres■ qualité de service plus nombreuses.

■ coûts d'installation.

poste HT/MT

transformateurs HT/MT

chemin d'alimentation de tous les postes sauf le n°1

point d'ouverture de boucle

transformateursMT/BT

poste n°1transformateurMT/BT

chemind'alimentationdu poste n°1

transformateurMT/BT

transformateurMT/BT

schéma en boucle ouverte schéma Radial

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Les schemas des liaisons a la terre

La encore, il n’existe pas un schema type des liaisons a la terre du neutre.Cependant, il est possible de rassembler, selon cinq ecoles, tous les casrencontres a travers le monde

Cahier Technique Merlin Gerin n° 155 / p.13

Mais in fine, le choix d’un schéma deliaisons à la terre du neutre en MT esttoujours le résultat d’un compromisentre les coûts d’installation etd’exploitation.

La différenciation entre ces cinqécolesIl a été dit précédemment que le choixdu schéma des liaisons à la terre duneutre influence la performance duréseau et la conception de son plan deprotection. En effet les principalesdifférences des cinq écoles sont dansle comportement du réseau en situationde défaut à la terre.

Ces différences se traduisentconcrètement au niveau :■ de la facilité de détection de cesdéfauts,■ du degré de sécurité atteint pour lespersonnes,■ de l’impact sur la tenue des matérielsélectrotechniques.

A distinguer cependant, le schéma àneutre distribué qui permet unedistribution en monophasé. Cettepossibilité peut se justifier dans certainspays pour un objectif de coûtd’installation moindre. Cependant lesdispositifs de protection plus complexesimposent une maintenance pluscontraignante.

Indépendamment de ce cas particulier,le tableau de la figure 13, synthèse despoints forts et faibles de ces écoles,explicite pourquoi aucune de cesécoles ne s’impose dans le monde.

le plan de protectionLa structure électrique d’un payscorrespond à un ensemble de réseauxélectriques.

Un réseau électrique peut lui-mêmeêtre décomposé en zones.

Chacune de ces zones estgénéralement protégée par undisjoncteur en association avec desdispositifs de détection (capteur demesure : transformateur de courant, depotentiel,..), de protection et decontrôle-commande (relais deprotection), et de déclenchement(actionneurs).

L’ensemble de ces éléments constitueune chaîne de protection (cf. fig. 14)qui assure l’élimination de la partiedéfaillante du réseau en cas de défaut.

fig. 14 : la chaîne de protection MT,et la photographie d’un SF Set (Merlin Gerin), un exemple d’intégration complète.

pays

neutre isolé de la terre

neutre mis à la terre via un circuit accordé

neutre mis à la terre via une impédance

neutre distribué et mis à la terreen de nombreuxpoints

neutre mis directement à la terre et non distribué

école

AllemagneJaponFrance

Espagne

Australie

Canada■

fig. 12 : les différents schémas de liaison à la terre du neutre en MT , et leurapplication dans le monde.

écoles du neutre MT points forts points faibles

direct à la terre et autorise la distribution ■ nécessite de nombreuses prisesdistribué en monophasé ou de terre de bonne qualité (sécurité)

triphasé ■ impose un plan de protectioncomplexe■ provoque des courantsélevés de défaut à la terre

direct à la terre et facilite la détection provoque des courants élevésnon distribué des défauts à la terre de défaut à la terre

isolé limite les courants crée des surtensionsdes défauts à la terre

accordé favorise l’auto-extinction nécessite desdu courant des défauts protections complexesà la terre

impédant(comparé au neutre limite les courants nécessite des protections plusdirect à la terre) des défauts à la terre complexes

(comparé au neutre réduit les surtensions provoque des courants de défautisolé de la terre) à la terre plus élevés

fig. 13 : une synthèse des points forts et faibles des cinq écoles de liaisons à la terre duneutre en MT.

capteurde

mesure

unitéde

protectionactionneur

organede

coupure

réseau électrique

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Les schemas des liaisons a la terre

une synthese des points forts et faibles des cinq ecoles de liaisons a la terre duneutre en MT.

Cahier Technique Merlin Gerin n° 155 / p.13

Mais in fine, le choix d’un schéma deliaisons à la terre du neutre en MT esttoujours le résultat d’un compromisentre les coûts d’installation etd’exploitation.

La différenciation entre ces cinqécolesIl a été dit précédemment que le choixdu schéma des liaisons à la terre duneutre influence la performance duréseau et la conception de son plan deprotection. En effet les principalesdifférences des cinq écoles sont dansle comportement du réseau en situationde défaut à la terre.

Ces différences se traduisentconcrètement au niveau :■ de la facilité de détection de cesdéfauts,■ du degré de sécurité atteint pour lespersonnes,■ de l’impact sur la tenue des matérielsélectrotechniques.

A distinguer cependant, le schéma àneutre distribué qui permet unedistribution en monophasé. Cettepossibilité peut se justifier dans certainspays pour un objectif de coûtd’installation moindre. Cependant lesdispositifs de protection plus complexesimposent une maintenance pluscontraignante.

Indépendamment de ce cas particulier,le tableau de la figure 13, synthèse despoints forts et faibles de ces écoles,explicite pourquoi aucune de cesécoles ne s’impose dans le monde.

le plan de protectionLa structure électrique d’un payscorrespond à un ensemble de réseauxélectriques.

Un réseau électrique peut lui-mêmeêtre décomposé en zones.

Chacune de ces zones estgénéralement protégée par undisjoncteur en association avec desdispositifs de détection (capteur demesure : transformateur de courant, depotentiel,..), de protection et decontrôle-commande (relais deprotection), et de déclenchement(actionneurs).

L’ensemble de ces éléments constitueune chaîne de protection (cf. fig. 14)qui assure l’élimination de la partiedéfaillante du réseau en cas de défaut.

fig. 14 : la chaîne de protection MT,et la photographie d’un SF Set (Merlin Gerin), un exemple d’intégration complète.

pays

neutre isolé de la terre

neutre mis à la terre via un circuit accordé

neutre mis à la terre via une impédance

neutre distribué et mis à la terreen de nombreuxpoints

neutre mis directement à la terre et non distribué

école

AllemagneJaponFrance

Espagne

Australie

Canada■

fig. 12 : les différents schémas de liaison à la terre du neutre en MT , et leurapplication dans le monde.

écoles du neutre MT points forts points faibles

direct à la terre et autorise la distribution ■ nécessite de nombreuses prisesdistribué en monophasé ou de terre de bonne qualité (sécurité)

triphasé ■ impose un plan de protectioncomplexe■ provoque des courantsélevés de défaut à la terre

direct à la terre et facilite la détection provoque des courants élevésnon distribué des défauts à la terre de défaut à la terre

isolé limite les courants crée des surtensionsdes défauts à la terre

accordé favorise l’auto-extinction nécessite desdu courant des défauts protections complexesà la terre

impédant(comparé au neutre limite les courants nécessite des protections plusdirect à la terre) des défauts à la terre complexes

(comparé au neutre réduit les surtensions provoque des courants de défautisolé de la terre) à la terre plus élevés

fig. 13 : une synthèse des points forts et faibles des cinq écoles de liaisons à la terre duneutre en MT.

capteurde

mesure

unitéde

protectionactionneur

organede

coupure

réseau électrique

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Le plan de protection

Les reseaux MT sont generalement protegee par un disjoncteur enassociation avec des dispositifs de detection (capteur de mesure :transformateur de courant, de potentiel,..), de protection et decontrole-commande (relais de protection), et de declenchement(actionneurs), L’ensemble de ces elements constitue une chaıne de protection

Cahier Technique Merlin Gerin n° 155 / p.13

Mais in fine, le choix d’un schéma deliaisons à la terre du neutre en MT esttoujours le résultat d’un compromisentre les coûts d’installation etd’exploitation.

La différenciation entre ces cinqécolesIl a été dit précédemment que le choixdu schéma des liaisons à la terre duneutre influence la performance duréseau et la conception de son plan deprotection. En effet les principalesdifférences des cinq écoles sont dansle comportement du réseau en situationde défaut à la terre.

Ces différences se traduisentconcrètement au niveau :■ de la facilité de détection de cesdéfauts,■ du degré de sécurité atteint pour lespersonnes,■ de l’impact sur la tenue des matérielsélectrotechniques.

A distinguer cependant, le schéma àneutre distribué qui permet unedistribution en monophasé. Cettepossibilité peut se justifier dans certainspays pour un objectif de coûtd’installation moindre. Cependant lesdispositifs de protection plus complexesimposent une maintenance pluscontraignante.

Indépendamment de ce cas particulier,le tableau de la figure 13, synthèse despoints forts et faibles de ces écoles,explicite pourquoi aucune de cesécoles ne s’impose dans le monde.

le plan de protectionLa structure électrique d’un payscorrespond à un ensemble de réseauxélectriques.

Un réseau électrique peut lui-mêmeêtre décomposé en zones.

Chacune de ces zones estgénéralement protégée par undisjoncteur en association avec desdispositifs de détection (capteur demesure : transformateur de courant, depotentiel,..), de protection et decontrôle-commande (relais deprotection), et de déclenchement(actionneurs).

L’ensemble de ces éléments constitueune chaîne de protection (cf. fig. 14)qui assure l’élimination de la partiedéfaillante du réseau en cas de défaut.

fig. 14 : la chaîne de protection MT,et la photographie d’un SF Set (Merlin Gerin), un exemple d’intégration complète.

pays

neutre isolé de la terre

neutre mis à la terre via un circuit accordé

neutre mis à la terre via une impédance

neutre distribué et mis à la terreen de nombreuxpoints

neutre mis directement à la terre et non distribué

école

AllemagneJaponFrance

Espagne

Australie

Canada■

fig. 12 : les différents schémas de liaison à la terre du neutre en MT , et leurapplication dans le monde.

écoles du neutre MT points forts points faibles

direct à la terre et autorise la distribution ■ nécessite de nombreuses prisesdistribué en monophasé ou de terre de bonne qualité (sécurité)

triphasé ■ impose un plan de protectioncomplexe■ provoque des courantsélevés de défaut à la terre

direct à la terre et facilite la détection provoque des courants élevésnon distribué des défauts à la terre de défaut à la terre

isolé limite les courants crée des surtensionsdes défauts à la terre

accordé favorise l’auto-extinction nécessite desdu courant des défauts protections complexesà la terre

impédant(comparé au neutre limite les courants nécessite des protections plusdirect à la terre) des défauts à la terre complexes

(comparé au neutre réduit les surtensions provoque des courants de défautisolé de la terre) à la terre plus élevés

fig. 13 : une synthèse des points forts et faibles des cinq écoles de liaisons à la terre duneutre en MT.

capteurde

mesure

unitéde

protectionactionneur

organede

coupure

réseau électrique

Le plan de protection d’un reseau est l’ensemble de ces chaınes de protection,L’efficacite d’un plan de protection depend de plusieurs criteres : la fiabilite, laselectivite, la rapidite, la sensibilite, l’evolutivite.

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Les postes sur les reseaux MT publique

Un poste ou ouvrage est une entite physique definie par sa localisation et sesfonctionnalites dans les reseaux electriques.

Le poste HT/MT en distribution publique

Le poste MT/MT en distribution publique

Le poste de livraison a un abonne HT ou MT

Le poste MT/BT en distribution publique

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Les postes sur les reseaux MT publique

Un poste ou ouvrage est une entite physique definie par sa localisation et sesfonctionnalites dans les reseaux electriques.

Le poste HT/MT en distribution publique

Le poste MT/MT en distribution publique

Le poste de livraison a un abonne HT ou MT

Le poste MT/BT en distribution publique

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

L’appareillage MT

L’appareillage MT permet de realiser les trois fonctions de basesuivantes :

le sectionnement qui consiste a isoler une partie d’un reseau pour ytravailler en toute securite,

la commande qui consiste a ouvrir ou fermer un circuit dans sesconditions normales d’exploitation,

la protection qui consiste a isoler une partie d’un reseau en situationanormale.

Il se presente essentiellement sous trois formes :

d’appareils en separe

d’enveloppes metalliques (ou cellules MT) contenant ces appareils

de tableaux MT qui sont des associations de plusieurs cellules.

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L’appareillage MT

L’appareillage MT permet de realiser les trois fonctions de basesuivantes :

le sectionnement qui consiste a isoler une partie d’un reseau pour ytravailler en toute securite,

la commande qui consiste a ouvrir ou fermer un circuit dans sesconditions normales d’exploitation,

la protection qui consiste a isoler une partie d’un reseau en situationanormale.

Il se presente essentiellement sous trois formes :

d’appareils en separe

d’enveloppes metalliques (ou cellules MT) contenant ces appareils

de tableaux MT qui sont des associations de plusieurs cellules.

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Le Schema unifilaire MT aerien de l’EDF

Ce schema met en application les principes suivants :

au poste HT/MT, mise a la terre du point neutre par une impedancelimitant le courant de defaut phase-terre a 300A sous 20kV ,

lignes MT triphasees, neutre non distribue,

schema radial (en antenne).

Alors

1 Un tel concept permet de detecter au niveau des departs MT, dans leposte HT/MT, tous les defauts a la terre, et cela sans aucun autreorgane de protection MT en aval de ce poste.

2 Il en decoule un plan de protection et controle-commande facile aconcevoir, a exploiter et a faire evoluer.

3 La securite des personnes est assuree au mieux

4 Cependant la qualite de service obtenue est moyenne par le fait quechaque depart MT, au niveau du poste HT/MT

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Le Schema unifilaire MT aerien de l’EDF

Ce schema met en application les principes suivants :

au poste HT/MT, mise a la terre du point neutre par une impedancelimitant le courant de defaut phase-terre a 300A sous 20kV ,

lignes MT triphasees, neutre non distribue,

schema radial (en antenne).

Alors

1 Un tel concept permet de detecter au niveau des departs MT, dans leposte HT/MT, tous les defauts a la terre, et cela sans aucun autreorgane de protection MT en aval de ce poste.

2 Il en decoule un plan de protection et controle-commande facile aconcevoir, a exploiter et a faire evoluer.

3 La securite des personnes est assuree au mieux

4 Cependant la qualite de service obtenue est moyenne par le fait quechaque depart MT, au niveau du poste HT/MT

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Le Schema unifilaire MT aerien de l’EDF

Ce schema met en application les principes suivants :

au poste HT/MT, mise a la terre du point neutre par une impedancelimitant le courant de defaut phase-terre a 300A sous 20kV ,

lignes MT triphasees, neutre non distribue,

schema radial (en antenne).

Alors

1 Un tel concept permet de detecter au niveau des departs MT, dans leposte HT/MT, tous les defauts a la terre, et cela sans aucun autreorgane de protection MT en aval de ce poste.

2 Il en decoule un plan de protection et controle-commande facile aconcevoir, a exploiter et a faire evoluer.

3 La securite des personnes est assuree au mieux

4 Cependant la qualite de service obtenue est moyenne par le fait quechaque depart MT, au niveau du poste HT/MT

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Le schema unifilaire MT aerien Nord-Americain

Ce schema met en application les principes suivants :

distribution maximale en MT, en limitant la longueur des departs BTpour reduire les pertes ;

distribution du neutre MT avec une mise a la terre reguliere (ex : tous les300 metres) ;

lignes MT triphasees sur l’ossature principale, avec derivations entriphase, biphase ou monophase pour les branchements MT/BT.

1 Un tel concept reduit les couts des lignes, les pertes et les surtensionsdues aux defauts. Mais il necessite une grande qualite des mises a la terredu neutre.

2 Pour obtenir un degre de securite des personnes satisfaisant, il estnecessaire d’inclure de nombreux appareils MT (Fusibles, Reclosers,Sectionalisers).

3 La conception du plan de protection et controle-commande est complexeau niveau de la selectivite entre les differents organes de protection.

4 De meme, l’exploitation et la maintenance de tels reseaux sont pluscontraignantes que pour les reseaux realises selon le schema de l’EDF

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Le schema unifilaire MT aerien Nord-Americain

Ce schema met en application les principes suivants :

distribution maximale en MT, en limitant la longueur des departs BTpour reduire les pertes ;

distribution du neutre MT avec une mise a la terre reguliere (ex : tous les300 metres) ;

lignes MT triphasees sur l’ossature principale, avec derivations entriphase, biphase ou monophase pour les branchements MT/BT.

1 Un tel concept reduit les couts des lignes, les pertes et les surtensionsdues aux defauts. Mais il necessite une grande qualite des mises a la terredu neutre.

2 Pour obtenir un degre de securite des personnes satisfaisant, il estnecessaire d’inclure de nombreux appareils MT (Fusibles, Reclosers,Sectionalisers).

3 La conception du plan de protection et controle-commande est complexeau niveau de la selectivite entre les differents organes de protection.

4 De meme, l’exploitation et la maintenance de tels reseaux sont pluscontraignantes que pour les reseaux realises selon le schema de l’EDF

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Le schema unifilaire MT aerien Nord-Americain

Ce schema met en application les principes suivants :

distribution maximale en MT, en limitant la longueur des departs BTpour reduire les pertes ;

distribution du neutre MT avec une mise a la terre reguliere (ex : tous les300 metres) ;

lignes MT triphasees sur l’ossature principale, avec derivations entriphase, biphase ou monophase pour les branchements MT/BT.

1 Un tel concept reduit les couts des lignes, les pertes et les surtensionsdues aux defauts. Mais il necessite une grande qualite des mises a la terredu neutre.

2 Pour obtenir un degre de securite des personnes satisfaisant, il estnecessaire d’inclure de nombreux appareils MT (Fusibles, Reclosers,Sectionalisers).

3 La conception du plan de protection et controle-commande est complexeau niveau de la selectivite entre les differents organes de protection.

4 De meme, l’exploitation et la maintenance de tels reseaux sont pluscontraignantes que pour les reseaux realises selon le schema de l’EDF

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Protection et controle-commande des reseaux MT

Cahier Technique Merlin Gerin n° 155 / p.21

la compatibilitéélectromagnétiqueLa CEM se définit comme la capacitéd’un dispositif, équipement ou système,à fonctionner de manière satisfaisantedans son environnementélectromagnétique sans influencer cetenvironnement ; cet environnementpouvant inclure d’autres dispositifs plusou moins sensibles.

Avec le développement des techniquesnumériques et la nécessairecohabitation des matériels MT (tensionet intensité de valeurs élevées toutparticulièrement lors de leursmanœuvres) et des dispositifs deprotection et contrôle-commande àbase d’électronique (faible niveau detension et forte sensibilité auxradiations électromagnétiques),Merlin Gerin a dû, pour développer sesnouveaux produits, approfondir puismettre en application cette disciplinequ’est la CEM. De plus, pour satisfaireles exigences des distributeurs (sûretéde fonctionnement), il a été nécessairede réaliser des tests plus contraignantsque ceux définis par les récentesnormes actuellement en vigueur(cf. annexe 1) qui précisent les limitesde perturbations acceptables :

■ Ainsi pour les appareils de mesure, lanorme CEI 801-3 préconise des essaissur la bande de fréquences27 MHz - 500 MHz et trois niveaux desévérité (1, 3, 10 V/m) alors que lesconditions de test dans les laboratoiresMerlin Gerin sont bien plus sévères : lagamme de fréquences couvertess’étend de 10 kHz à 1 GHz ; de plus,de 27 MHz à 1 GHz les appareilspeuvent y être testés à des champsatteignant 30 V/m. (voir aussi le CahierTechnique Merlin Gerin n°149)■ Et pour les matériels MT, certainstests sont réalisés sur des tableauxcomplets (appareillage MT et unité deprotection) en situation réelled’exploitation.

Mais bien que la CEM soit prise encompte dans toutes les phases dedéveloppement et de fabrication desappareils, pour réaliser un équipementparfaitement opérationnel, elle doitaussi être appliquée dans les phasesd’installation et de câblage sur site.

les applications ducontrôle-commande en MTVers une exploitation centraliséeLa téléconduite est le regroupement enun ou quelques points de tout ce quiest nécessaire au contrôle-commandeà distance d’un réseau MT (cf. fig. 23).Ces points de regroupement sont despostes de conduite fixe ou mobile(embarqués dans un véhicule). Ils sontaussi appelés, selon les distributeurs,centre de conduite, dispatching ouSCADA (supervisory control and dataacquisition).

Pour tenir compte des besoinsspécifiques à la conduite des réseauxde distribution MT, ces centres de

conduite sont différents de ceux utiliséssur les réseaux de transport et derépartition. La multiplicité et ladispersion géographique des points detéléconduite, la gestion de plusieurscentres de conduite simultanés, lenombre et la qualification desexploitants nécessitent des solutionsadaptées :■ ergonomie et convivialité des postesde travail,■ outils d’aide à la conduite,■ outils de configuration (cf. lexique)des centres de conduite,■ gestion des différents supports detransmission utilisés.

Dans la pratique le terme téléconduiteenglobe les fonctions de

fig. 23 : exemple de téléconduite d’un réseau MT, avec les différentes liaisons nécessaires auxéchanges d’informations.

ondes radioréseau téléphonique commuté

réseau téléphonique(ligne spécialisée)

réseautéléphoniquecommuté

ondes radio

appareil aérien MTposte MT/BTposte HT/MT

centre fixede conduiteposte mobile

de conduite

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

La teleconduite

téléconduite

télécommande(transit d'ordres)

télésurveillance(transit d'informations)

■ commande à distance

■ changement à distance des réglages.

+=

■ télésignalisation,■ télémesure.

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Les differents reseaux electriques Les topologies des reseaux electriques MT Protection et controle-commande

Les architectures de controle-commande en MT

Cahier Technique Merlin Gerin n° 155 / p.23

Gestion automatique des sourcesd’énergieCette gestion, dont l’objectif estd’améliorer la qualité de service par lacontinuité d’alimentation sur le réseau,a pour principale application lapermutation entre les différentessources d’énergie électrique. Cetteapplication à base d’automatismes estréalisée par les unités decontrôle-commande.

La topologie en double dérivationexploitée par l’EDF sur certains de sesréseaux souterrains en est un exemple.

Les architectures decontrôle-commande en MTL’avènement des technologiesnumériques a considérablement modifiéles solutions utilisées pour le contrôle-commande MT. En particulier, la facilitéde disposer d’unités de protection etcontrôle-commande numériques defaible volume et d’un coût raisonnablepermet, avec une conduited’exploitation centralisée, d’utiliseraujourd’hui des intelligences locales.Cette évolution offre les avantagessuivants :■ elle pallie les inconvénients d’uneintelligence concentrée en un seul point.En effet une défaillance en ce point seraitcatastrophique pour l’ensemble del’exploitation du réseau électrique.■ elle offre l’avantage d’une meilleuremaintenabilité et d’une souplesse defonctionnement accrue.

Les réseaux électriques, quelque soitleur schéma, se prêtent tout à fait àcette évolution. Aussi, malgré ladiversité des méthodes d’exploitation,est-il logique de voir se développer unehiérarchisation des fonctions ducontrôle-commande MT.Dans ce but, un plan decontrôle-commande MT définit :■ les fonctions à réaliser,■ leur localisation hiérarchique,■ et leur localisation géographique.

Il peut toujours être étudié selon quatreniveaux (cf. fig. 25) :■ niveau 0 : appareils MT et capteurs,■ niveau 1 : protection et contrôle-commande d’une cellule MT,■ niveau 2 : conduite locale d’unouvrage ou poste,■ niveau 3 : téléconduite d’unréseau MT.(cf. application EDF en annexe 3).

fig. 25 : les différents niveaux hiérarchiques des fonctions du contrôle-commande MT.

conduite locale

d’un ouvrage

protection et contrôle-commande

d’une cellule MT

appareils MT et capteurs

téléconduite

d’un réseau électrique

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Conclusion

Le fait marquant resultant des situations actuelles, reste ladiversite selon les pays :

diversite des schemas electriques et de leur protection,

diversite des choix techniques de base,

diversite des modes d’exploitation.

Cependant deux evolutions majeures a long terme sont avanceespar l’ensemble des distributeurs :

l’evolution vers un systeme MT

l’evolution vers la conduite automatique des reseaux MT.

Bibliotheque : Les reseaux de distribution publique MT dans le monde, Cahier Technique Merlin Gerin n 155,CT155 edition octobre 1991

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