Reseaux electriques industriels

République Algérienne Démocratique et Populaire
–0–
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
–0–
Université TAHRI Mohammed Béchar Faculté de Technologies
Département de Génie Électrique
Polycopié pédagogique
Destiné aux étudiants en Licence, Master et Ingénieur Réseaux électriques.
Réalisé par : ABDERRAHMANI Abdesselam
Maitre de conférences « B »
–0– Année universitaire 2018/2019 –0–
Réseaux électriques industriels
–0– Cours –0–

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Réseaux électriques industriels
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Abderrahmani Abdesselam
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https://sites.google.com/site/lmdelectrotechnique/
Préface
Ce polycopié s'adresse à tous ceux qui étudient l'électrotechnique dans les collèges techniques et
les universités quel que soit leur degré de spécialisation : étudiants de licence, Master et doctorat ou
élèves en école d'ingénieurs. À cet égard, les sociétés d’électricité et autres ingénieurs de l’industrie
trouveront ce manuel très utile dans leur travail quotidien.
Les textes présentés dans ce polycopié ont été inspirés de certains guides et catalogues techniques.
Tout commentaire ou proposition ou critique constructive permettant l’amélioration
des textes ainsi élaborés sera recueillie avec grand intérêt.
Email :
[email protected]
[email protected]
Site
https://sites.google.com/site/lmdelectrotechnique/

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Réseaux électriques industriels
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Abderrahmani Abdesselam
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Sommaire
Préface ............................................................................................................................................... i
Sommaire ......................................................................................................................................... ii
Liste des figures ............................................................................................................................... v
Liste des tableaux ........................................................................................................................... vi
Liste des abréviations.................................................................................................................... vii
Introduction générale ..................................................................................................................... 1
I.1- Introduction .............................................................................................................................. 3
I.2- Organisation du réseau ............................................................................................................ 3
I.2.A- Production d’énergie ...................................................................................................................... 4
I.2.B- Transport et distribution ................................................................................................................. 5
I.3- Structure générale d'un réseau de distribution ..................................................................... 5
I.3.A- La source d'alimentation ................................................................................................................ 6
I.3.B- Les postes de livraison HTB/HTA ................................................................................................. 7
I.3.C- Les réseaux HTA ........................................................................................................................... 8
I.3.D- Les postes de livraison HTA/BT ................................................................................................. 10
I.3.E- Les réseaux BT ............................................................................................................................. 11
II.1- Introduction .......................................................................................................................... 14
II.2- Les types de régime de neutre ............................................................................................. 14
II.2.A- Neutre isolé................................................................................................................................. 14
II.2.B- Neutre directe à la terre............................................................................................................... 15
II.2.C- Neutre mise à la terre par résistance ........................................................................................... 16
II.2.D- Neutre mise à la terre par réactance faible ................................................................................. 17
II.2.E- Neutre mise à la terre par réactance accordée ............................................................................. 18
II.3- Schémas des liaisons à la terre utilisés en basse tension ................................................... 18
II.3.A- Schéma TT (neutre à la terre) ..................................................................................................... 19
II.3.B- Schéma TN (Mise au neutre) ...................................................................................................... 19
II.3.C- Schéma IT (Neutre isolé ou impédant) ....................................................................................... 20
II.4- Tensions de contact ............................................................................................................... 20
II.5- Particularités des dispositifs différentiels résiduels ........................................................... 21
II.5.A- Description, principe général...................................................................................................... 21
II.5.B- Recommandations d'emploi ........................................................................................................ 21
II.6- Régimes de neutre utilisés en haute tension ....................................................................... 22
II.6.A- Principes et schémas utilisés en haute tension............................................................................ 22

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Réseaux électriques industriels
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Abderrahmani Abdesselam
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III.1- Les types de perturbation ................................................................................................... 25
III.2- Les remèdes contre les perturbations................................................................................ 25
III.2.A- Choix du mode d'éclairage ........................................................................................................ 25
III.2.B- Alimentation sans interruption (ASI) ........................................................................................ 25
III.2.C- Modification du perturbateur..................................................................................................... 25
III.2.D- Adjonction d'un volant d'inertie ................................................................................................ 25
III.2.E- Convertisseur tournant ............................................................................................................... 25
III.2.F- Modification du réseau .............................................................................................................. 25
III.2.G- La capacité – série ..................................................................................................................... 26
III.2.H- La réactance série ...................................................................................................................... 26
III.2.I- La réactance shunt saturée .......................................................................................................... 26
III.2.J- La réactance de découplage (auto-transfo spécial) ..................................................................... 27
III.2.K- Le compensateur synchrone ...................................................................................................... 27
III.2.L- Le compensateur statique .......................................................................................................... 27
III.3- Les perturbations d’un récepteur moteur ........................................................................ 28
III.3.A- Entraînement à vitesse variable ................................................................................................. 28
III.3.B- Démarrage des moteurs électriques ........................................................................................... 29
III.3.C- Freinage des moteurs asynchrones ............................................................................................ 29
III.3.D- Effets des perturbations sur les moteurs .................................................................................... 29
III.4- Les perturbations des autres récepteurs ........................................................................... 30
IV.1- L'alimentation par les réseaux de distribution publique ................................................. 32
IV.2- Les alternateurs (générateurs synchrones) ....................................................................... 33
IV.2.A- Caractéristiques et comportement des alternateurs ................................................................... 33
IV.2.B- Fonctionnement en moteur synchrone ...................................................................................... 34
IV.3- Les génératrices asynchrones ............................................................................................. 34
IV.3.A- Génératrice asynchrone couplée à un réseau de puissance infinie ............................................ 34
IV.3.B- Génératrice asynchrone alimentant un réseau indépendant ...................................................... 35
IV.3.C- Avantages comparés des alternateurs et des génératrices asynchrones .................................... 35
IV.4- Les alimentations sans interruption (ASI) ........................................................................ 35
V.1- Introduction ........................................................................................................................... 37
V.2- Les surtensions ...................................................................................................................... 37
V.2.A- Origine des surtensions .............................................................................................................. 37
V.2.B- Classification des surtensions ..................................................................................................... 37
V.2.C- Conséquences des surtensions .................................................................................................... 38
V.3- Les dispositifs de protection contre les surtensions ........................................................... 39
V.3.A- Principe de la protection ............................................................................................................. 39
V.3.B- Protection des installations BT ................................................................................................... 41
V.4- Coordination de l'isolement dans une installation électrique industrielle....................... 41

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Réseaux électriques industriels
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Abderrahmani Abdesselam
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VI.1- Les câbles ............................................................................................................................. 44
VI.1.A- Type de câbles .......................................................................................................................... 44
VI.1.B- Constitution générale d’un câble ............................................................................................... 44
VI.2- Détermination des sections de conducteurs en basse tension .......................................... 47
VI.2.A- Introduction ............................................................................................................................... 47
VI.2.B- Principe de la méthode .............................................................................................................. 47
VI.2.C- Logigramme du choix de la section des canalisations .............................................................. 48
VI.2.D- Détermination du courant maximal d’emploi « IB » ................................................................. 48
VI.2.E- Choix du dispositif de protection .............................................................................................. 50
VI.2.F- Courants maximal admissibles dans les canalisations « I0 » .................................................... 50
VI.2.G- Section d'une canalisation BT ................................................................................................... 54
VI.2.H- Section des conducteurs de neutre, de protection (PE), d'équipotentialité ............................... 55
VI.2.I- Chute de tension ......................................................................................................................... 57
VI.3- Détermination des sections de conducteurs en moyenne tension .................................... 61
VI.3.A- Détermination du courant maximal d'emploi ............................................................................ 61
VI.3.B- Courants admissibles dans les canalisations ............................................................................. 61
VI.3.C- Section d'une canalisation S1 ..................................................................................................... 63
VI.3.D- Déterminer la section S2 ........................................................................................................... 67
VI.3.E- Déterminer la section S3 ........................................................................................................... 68
VI.3.F- Détermination de la section minimale d'un câble moyenne tension .......................................... 70
VII.1- Facteur de puissance .......................................................................................................... 75
VII.1.A- Définition ................................................................................................................................. 75
VII.1.B- Amélioration du cos ϕ d'une installation ................................................................................. 75
VII.1.C- Facteur de puissance et cos ϕ en présence d'harmoniques ....................................................... 76
VII.2- Principe de la compensation ............................................................................................. 76
VII.3- Inconvénients d'un mauvais facteur de déphasage......................................................... 77
VII.4- Avantages dus à l'amélioration du facteur de puissance ............................................... 77
VII.5- Les batteries de condensateur ........................................................................................... 80
VII.5.A- Choix d'une batterie de condensateur ...................................................................................... 80
VII.5.B- Moyens de compensation ........................................................................................................ 80
VII.6- Différentes possibilités d’implantation des batteries condensateurs ............................ 81
VII.6.A- Compensation globale ............................................................................................................. 81
VII.6.B- Compensation partielle (par secteur) ....................................................................................... 82
VII.6.C- Compensation locale (individuelle) ......................................................................................... 82
Bibliographie ................................................................................................................................. 83