installation et entretien de transformateurs

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La sécurité dans les postes de distribution MT/BT
Conference Paper · December 2017
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Radhwane Sadouni
Université de Ghardaia
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Journée d’étude
Les risques et la sécurité dans les laboratoires et les ateliers
La sécurité dans les postes de distribution MT/BT
Radhwane SADOUNI*
*
Département Sciences et Technologies, Faculté des Sciences et de la Technologie, Université de Ghardaia
Résumé_ Les réseaux de distribution basse tension sont alimentés à partir des postes de
transformation MT/BT qui représentent le dernier échelon de transformation ramenant à la
basse tension et qui assurent la protection et la surveillance du réseau. Il existe trois types
des postes MT/BT: le poste sur poteau, le poste sous enveloppe préfabriqué et le poste
maçonné, ce dernier comporte trois types essentiels : le poste de distribution publique (DP),
le poste livraison à comptage BT et le Poste livraison à comptage MT. Cet article présente
une description générale des différents postes MT/BT, on se focalise sur les postes de
distribution publiques tout en exposant les différents éléments constituant ces postes et les
moyens de sécurité utilisée dans ces postes.
1- Introduction
Un poste à moyenne tension est un ouvrage placé à un nœud d’un réseau, qui regroupe un
ensemble d’équipements destiné à assurer la protection et faciliter l’exploitation [1]. Les
postes MT/BT assurent l’interface entre les réseaux de distribution MT et BT, l’alimentation
d’une installation électrique est effectuée avec un poste de transformation MT/BT qui est
disposé au plus près des éléments consommateurs d’énergie. Le poste MT/BT s’adapte à tous
les modes d’exploitation et doit pour cela remplir les fonctions suivantes:
- Distribuer une puissance et protéger les départs BT.
- Isoler le poste du réseau en cas de défaut.
- Gérer le réseau MT en cas de défaut.
- Gérer le réseau MT et le poste par téléconduite.
Les postes de distribution MT/BT peuvent avoir deux finalités:
- L’interconnexion entre les lignes de même niveau de tension, cela permet de répartir
l’énergie sur les différentes lignes issues des postes.
- La transformation de l’énergie électrique, les transformateurs permettent de passer d’un
niveau de tension à un autre.
Nous pouvons donc classer les postes par rapport aux réseaux sur lesquels ils sont utilisés
ainsi que par les fonctions qu’ils remplissent, la réalisation d’un poste MT/BT implique la
connaissance préalable:
- Des besoins à satisfaire (puissance, disponibilité de l’installation, exploitation).
- Des normes de référence et des textes réglementaires (niveau de tension, qualité de la
fourniture, puissance de court-circuit,...).
- Des besoins spécifiques liés aux utilisations (variations de tension tolérées,
compensation de l’énergie réactive, immunité des récepteurs aux perturbations,
réglementation liée à la sécurité des installations,...).
- Des contraintes d’installation et d’environnement [2].
A travers cet article, nous allons présenter une description générale des différents postes
MT/BT, après, nous exposons en détail le poste de distribution publique (DP) y compris les
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différentes protections et les moyes de sécurité utilisées dans ce poste afin de réduire les
risques contre les biens et personnes.
2- La naissance d’un poste
Avant d’engager le dialogue avec le distributeur d’énergie, il faut rassembler les éléments
suivants:
- La puissance maximale prévue sans oublier l’éventualité d’extensions ultérieures, on tient
donc compte de plan de masse de l’installation. Le choix du l’endroit d’implantation se fera
selon plusieurs critères:
- L’accès direct à la partie MT du poste par le distributeur.
- Faisabilité de raccordement.
- Croisements avec d’autres canalisations.
- Conditions d’exploitation et de sécurité.
L’utilisateur doit fournir certains renseignements au distributeur avant tout projet. A partir
des renseignements précédents, le distributeur indique:
- Le type d’alimentation qui définit :
1- La nature de réseau (souterrain /aérien).
2- L’alimentation (simple dérivation, coupure d’artère ou double dérivation).
3- La puissance et le courant de court-circuit.
4- La tension, le niveau d’isolement assigné et le régime de neutre existant ou future
retenu,
- Le type de comptage qui définit :
1- Les frais de raccordement au réseau.
2- La tarification (consommation et abonnement).
3- Classification des postes MT/BT
Les postes MT/BT sont classés en trois catégories:
A- Poste sur poteau (dit ACC) (S ≤ 160 KVA).
B- Poste sous enveloppe préfabriqué.
C- Poste en maçonnerie.
3-1- Poste sur poteau (ACC)
Le poste sur poteau est le poste le plus simple, il est utilisé dans le cas où la puissance
du transformateur est inférieure ou égale à 160 KVA. Le poste ACC permet une alimentation
économique de la clientèle, en multipliant les points d’injection (postes de faible puissance) et
en raccourcissant les lignes basse tension. Le poste comporte, un transformateur raccordé
directement, ou avec fusibles. Le transformateur est protégé contre les surtensions par des
éclateurs à cornes (anti_oiseaux) et avec des parafoudres [3], et contre les surintensités par
un disjoncteur à basse tension. Le transformateur alimente le réseau BT par l’intermédiaire
d’un disjoncteur BT, qui assure l’isolement et la protection de ce réseau.
Le transformateur est accroché en haut d’un poteau principal. Le disjoncteur BT est
enfermé dans un coffret étanche, lui même accroche sur le poteau, et en plus de son
fonctionnement automatique sur défauts basse tension, il peut être manœuvré manuellement
au moyen d’une commande ramenée en bas du poteau par une tringleriez. Des câbles isolés
assurent la liaison entre le transformateur et le coffret basse tension d’une part, et entre le
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coffret et la ligne basse tension alimentant le réseau de distribution, d’autre part. Dans un
poste sur poteau, le nombre maximum de départs basse tension est fixé à deux.
Fig. 1: Poste MT/BT sur poteau (ACC)
3-2- Postes sous enveloppe préfabriquée
Les postes MT/BT préfabriqué sont réalisés en utilisant des : tableaux MT, tableaux BT,
transformateur,… etc, regroupés dans une enveloppe ayant pour rôle la protection des
équipements internes contre les influences externes et d'assurer un degré de protection vis à
vis du public.
Ces postes sont fabriqués, câblés et testés chez le constructeur, regroupant le
transformateur, l’appareillage BT et MT, les connexions et les équipements auxiliaires
limitent les temps d’étude et de réalisation. Le transformateur et l’appareillage sont
rassemblés dans une enveloppe métallique, le départ s’effectue en aérien ou en souterrain,
ces postes sont très compacts et leur mise en place est très rapide, parmi les avantages les
plus connus:
- Génie civil simplifié (uniquement plate forme).
- Disponibilité immédiate clés en mains (dès l’ouverture du chantier).
- Gain de temps et d’espace.
Ce type de poste est transporté par camion. Il est déposé sur une dalle en ciment. Le montage
consiste à raccorder les câbles d’arrivée et de départ [4], [5].
Fig. 2: Poste préfabriqué MT/BT
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3-3- Poste maçonne
On distingue trois types essentiels des postes maçonnés :
- Postes de distribution publique (DP).
- Postes livraison à comptage BT (S ≤630KVA).
- Postes livraison à comptage MT (poste spécifique) (un transformateur dont la puissance S >
630 KVA ou plusieurs transformateurs).
3-3-1- Poste de distribution publique (DP)
Ces postes désignés à l’usage public (clients domestiques, bâtiments, lotissements,…),
assurent le passage de la moyenne tension (30,10 kV) à la basse tension (380,220 V) d’une
manière permanente.
Fig. 3: Poste de distribution publique
Ces postes sont constitués de trois parties :
- L’équipement MT pour le raccordement au réseau amont.
- Le transformateur de distribution MT/BT.
- Le tableau des départs BT (tableau de distribution publique TDP) comme points de
raccordement du réseau aval de distribution en basse tension [6].
Le schéma unifilaire type de ces postes est donné par la figure 4.
Fig. 4: Schéma unifilaire d’un poste de distribution publique
3-3-2- Poste livraison à comptage BT (S ≤630 KVA)
Ce poste possède presque les mêmes caractéristiques que le poste DP, la seule différence
c’est que dans le poste livraison à comptage BT on trouve deux accès et un panneau de
comptage, par contre le poste DP contient un seul accès et un tableau de distribution
publique TDP.
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3-3-3- Postes livraison à comptage MT (S> 630 KVA)
Ce type est destiné aux clients d’une large consommation de l’énergie électriques (S>
630KVA ou pour un poste de plusieurs transformateurs, dans ce cas le comptage se fera
grâce à une cellule de comptage MT, il existe aussi deux types de postes livraison à comptage
MT (par QM ou par DM1):
- Postes livraison à protection par cellule disjoncteur
DM1 (I>45A).
- Postes livraison à protection par cellule interrupteur fusible combiné QM (I<45A)
La protection par disjoncteur est obligatoire lorsque le courant côté MT est supérieur à
45A (norme CEI60265). Le schéma unifilaire des postes livraison MT est donné par la figure
5 [7], [8].
Fig. 5: Schéma unifilaire d’un poste de livraison MT
Ce type de poste comprend:
- Une cellule arrivée (réseau) IM.
- Une cellule départ (réseau) IM.
- Une cellule Comptage et mesure CM.
- Une cellule de protection générale par disjoncteur double sectionnement DM2.
- Une ou plusieurs cellules de protection individuelles par des QM ou DM1.
4- Postes de distribution publiques structures et schémas
Ce poste de distribution publique comprend:
- Une cellule arrivée (réseau) IM.
- Une cellule départ (réseau) IM.
- Une cellule protection du transformateur par fusibles PM ou QM.
- Détecteur de défaut pour réseaux MT souterrains.
- Disjoncteur BT (tableau de distribution publique).
- Transformateur abaisseur de puissance 100,160, 250, 400,630 KVA.
- Cellule transformateur.
- Matériel de sécurit.
- Boites de déflecteur.
- Boites d’extrémités extérieures et intérieures.
- Câble MT avec cosses.
- Câble BT avec cosses.
- Fusibles de rechange.
4-1- Cellules moyennes tension 36 KV ou 24 KV
Les appareils (disjoncteurs, interrupteurs, jeu de barres sectionneurs, … etc.) sont
intégrés dans des enveloppes métalliques qui facilitent l’installation et l’exploitation, en toute
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sécurité des personnes, ces enveloppes sont appelés cellules, ils permettent de réaliser la
partie MT des postes de transformation MT/BT de distribution publique, spécifiques ou de
répartition MT jusqu’à 36 kV [8].Les différentes cellules de la gamme SM6 de Schneider
Electric 36 ou 24 KV entrant dans la composition des postes de transformation MT/BT sont:
- IM, IMC, IMB: Cellule interrupteur.
- EMB: Cellule mise à la terre du jeu de barres.
- PM : Cellule interrupteur-fusible associés.
- QM, QMC, QMB: Cellule interrupteur fusibles combiné.
- CRM : Cellule contacteur et contacteur fusible.
- DM1-A, DM1-D, DM1-S: Cellule disjoncteur (SF6) simple sectionnement.
- DM1: Cellule disjoncteur (SF6) débrochable simple sectionnement.
- DM2:Cellule disjoncteur (SF6) double sectionnement.
-CM, CM2: Cellule transformateurs de potentiel (cellule de comptage).
- GBC-A, GBC-B: Cellule mesures d’intensité et/ou de tension.
-NSM-câbles: Cellule pour arrivée prioritaire et secours.
-NSM -barres: Cellule pour arrivée prioritaire et câbles pour secours.
- GIM: Cellule gaine intercalaire.
- GEM: Cellule gaine d’extension.
- TM: Cellule transformateur MT/BT pour auxiliaires.
- SM: Cellule sectionneur,…etc.
4-2- Détecteur de courant de défaut pour réseaux MT souterrains
Le détecteur de courant de défaut est conçu pour la recherche des défauts permanents sur
les réseaux MT souterrains, couvrant tous les types de réseaux MT et leurs systèmes de
liaisons à la terre grâce à des algorithmes ampérométriques, et directionnels. Il est
disponible en boîtiers protégés contre les intempéries. Le détecteur de défaut est menu d’un
boîtier de signalisation lumineuse monté à l’extérieur du poste, et d’un capteur (TC tore)
placé sur les câbles MT souterrains d’arrivée [8].
Fig. 6: Détecteur de défaut
4-3- Transformateur de distribution MT/BT
Les transformateurs de distribution MT/BT sont généralement abaisseurs, ils permettent
d’alimenter des installations basse tension à partir d’un réseau moyen tension. Ils sont
caractérisée par:
- Des gammes de puissance (KVA): 50, 100, 160, 250, 400, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000.
- Des rapports de transformation de 30 KV/ 0.4 KV pour les réseaux MT aériens, et de 10 KV/
0.4 KV pour les réseaux MT sous terrains.
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4-4- Disjoncteur BT
Le rôle principal d’un disjoncteur est de protéger l’installation électrique contre les
conditions anormales de fonctionnement ; les surcharges et les courts-circuits, il est conçu
pour ouvrir un circuit automatiquement dés que le courant qui le traverse dépasse une valeur
prédéterminée. Pour assurer efficacement cette fonction, le déclencheur du disjoncteur doit
prendre en compte l’évolution des récepteurs [9]. Le disjoncteur basse tension peut être fixe,
débrochable, CLPG (cellule de protection générale) disjoncteur débrochable, ou TDP
(tableau de distribution publique). Le choix du disjoncteur BT se fera à partir du courant
basse tension débité par le transformateur MT/BT.
4-5- Câbles MT et BT
La liaison entre les cellules de protection moyenne tension et les bornes MT du
transformateur se fera par un câble MT, capable de transiter le courant appelé du réseau, Le
raccordement du secondaire du transformateur avec le disjoncteur BT se fera par un câble
BT bien choisi. La longueur du câble BT est calculée en mesurant la distance entre le
secondaire du transformateur et le disjoncteur BT, pour les trois phases et neutre. Le nombre
des câbles par phase est déterminé à partir du courant débité par le transformateur et les
caractéristiques des câbles. Le choix optimal du câble doit répondre à plusieurs critères
(courant nominale, température de fonctionnement, mode pose, chute de tension, curant de
court circuit,…etc [10].
4-6- Fusibles
Le calibre des fusibles à installer dans la cellule de protection type QM ou PM dépend des
éléments suivants:
- Tension de service.
- Puissance du transformateur à protéger.
- Technologie des fusibles.
Les fusibles utilisés sont généralement du type Fusarc CF ou Soléfuse. Le tableau ci
dessous, indique le choix des fusibles de type Fusarc CF installés dans les cellules de
protection des transformateurs secs [8].
Tableau 1: Choix des fusibles type Fusarc CF
4-6- Matériel de sécurité
Le matériel de sécurité pour un poste de transformation est composé essentiellement de:
- Un tabouret isolant
-Un tapis isolant
- Des gants isolants.
- Vérificateur d’absence de tension (détecteur de tension)
- Perche de sauvetage.
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Fig. 7: Matériel de sécurité dans un poste MT/BT
5- Conclusion
A travers cet article, j’ai essayé de faire une simple étude sur les postes de distribution
MT/BT. J’ai présenté en premier lieu les différents types des postes MT/BT, en suite, j’ai
décrit les différents éléments constituant un poste de distribution publique que l’on voit
partout dans la rue, sans oublier les différentes protections et les moyens de sécurité utilisées
dans un poste MT/BT.
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BIBLIOGRAPHIE
[1] G. Valentin, R. Fondeur, B. Joyeux, Bouillon, J. Turpain; Techniques de l’Ingénieur,
«Postes à moyenne tension». D4600
[2] A. Croguennoc ; «Protection des réseaux à moyenne tension de distribution publique».
D 4810, sept.1991.
[3] Christian Gazzola Ferraz, Bernard Vuillet Ferraz «Protection avale et coupure pour les
postes MT/BT sur poteau», Systèmes d’énergie électrique. Guide de référence, Les poste
MT/BT. Edition 1998.
[4] Poste préfabriqué MT/BT d’extérieur à votre service, Notice d’utilisation LR 71-A1.LR
71-B1, Schneider Electric. Edition 2000.
[5] Postes d’extérieur MT/BT préfabriqués à couloir de manoeuvre 1 à 24 kV Gamme LR71,
Schneider Electric. Edition 2002.
[6] Guide technique de la moyenne tension SONELGAZ 1984
[7] Guide de la distribution moyenne tension 2002, Schneider Electric.
[8] Cellules modulaires, SM6 Merlin Gerin 36 KV. Catalogue 2003.
[9] Alain Croguennoc Techniques de l'ingénieur D4815 «Protection des réseaux à basse
tension de distribution publique»
[10] Câbles de BISKRA «Guide technique»
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