4 Le poste de livraison à comptage BT - Electrical

Schneider Electric - Guide de l'installation électrique 2010
B - Raccordement au réseau de
distribution publique MT
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B - Raccordement au réseau de
distribution publique MT 4 Le poste de livraison à
comptage BT
4.1 Généralités
En France la norme NF C 13-100 définit le poste HTA à comptage BT par :
b une tension 1 à 33 kV (valeur usuelle 20 kV),
b un seul transformateur,
b courant secondaire assigné est au plus égal à 2000 A (soit en pratique une
puissance maximale P max y 1250 kVA).
La valeur maximale 2000 A impose en pratique, selon les tensions, de se limiter à
une puissance maximale normalisée du transformateur de :
v 1250 kVA en 20 kV,
v 1000 kVA en 15 kV,
v 630 kVA en 10 kV,
v 400 kVA en 5,5 kV.
Un poste de livraison à comptage BT est une
installation électrique raccordée à un réseau
de distribution publique sous une tension
nominale de 1 à 35 kV comprenant un seul
transformateur
MT/BT dont la puissance est en général
inférieure ou égale à 1250 kVA.
Fonctions
Le poste de livraison
L’ensemble des matériels du poste est rassemblé dans une même enceinte, soit à
l’intérieur d’un bâtiment existant, soit sous forme d’un poste préfabriqué installé à
l’extérieur.
Raccordement au réseau MT
Le raccordement au réseau se fait :
b soit directement en antenne (simple dérivation),
b soit par l’intermédiaire de 2 interrupteurs dans un réseau en boucle (coupure
d’artère),
b soit par 2 interrupteurs verrouillés mécaniquement dans un réseau en double
dérivation.
Transformateur
Le transformateur peut être de plusieurs types :
b immergé dans l’huile minérale si l’emplacement du poste le permet,
b de type sec enrobé et moulé sous vide pour les installations dans certains types
de locaux, en fonction de la législation locale. (ex : immeubles de grande hauteur,
locaux recevant du public…).
Comptage
Le comptage en BT permet l’utilisation de transformateurs de mesure économiques
et peu encombrants. Les pertes du transformateur ne sont pas comptées, mais le
tarif appliqué par le distributeur est établi en conséquence.
Distribution BT
Un disjoncteur général BT assurant l’isolement et comportant les interverrouillages
requis
b alimente un tableau, généralement simple,
b protège le transformateur contre les surcharges et les circuits BT contre les courts-
circuits coté basse tension.
En France la norme NF C 13 100 exige que ce disjoncteur soit à coupure visible.
Schéma unifilaire
Le schéma de la page suivante (Figure B18) représente
b les fonctions raccordements au réseau qui peuvent être de 4 types :
v en antenne ou simple dérivation,
v en antenne provisoire (transformable en boucle),
v en double dérivation,
v en boucle ou coupure d’artère,
b les fonctions protections MT et transformation MT/BT,
b la fonction comptage BT et sectionnement général BT
b la fonction protection et distribution BT,
b les zones accessibles aux différents intervenants.
b les zones d’application des normes NF C 13-100 et NF C 15-100, qui se
recouvrent partiellement,
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comptage BT
Réseau public Raccordement
au réseau
Protection MT et
transformation MT/BT
Comptage BT et
sectionnement général BT
Distribution et
protection BT
Point de raccordement
au réseau
Bornes aval du sectionneur
général BT
Bornes BT du
transformateur
Protection
Protection
Protections BT
+
inverseur de
source
Protections
Protections
Double
dérivation
Boucle
Source
autonome
BT
Autorisé avec un seul
transformateur dont la
puissance n’excéde pas
les limites de protection
par fusibles
Toujours autorisé
Norme NF C13-100 (France)
En France autorisé si
IMT < 45 A
(P<1250 kVA/20kV)
Autorisé avec un seul
transformateur dont la
puissance n’excéde pas
les limites de protection
par fusibles
En France autorisé si
IMT < 45 A
(P<1250 kVA/20kV)
Utilisateur Utilisateur
Distributeur d’énergie
Vérificateur (Consuel en France)
Norme NF C15 100 (France)
Antenne ou simple
dérivation (équipée pour
extension en boucle)
Antenne
non autorisé
en France
Fig. B18 : Poste de livraison à comptage BT
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4.2 Choix des équipements MT
Normes et spécifications
L’appareillage et les équipements seront conformes aux normes internationales
suivantes :
CEI 62271-1, 62271-200, 60265-1, 62271-102, 62271-100, 62271-105
Des règlements locaux peuvent aussi exiger la conformité avec des normes
nationales comme :
b France : UTE
b Royaume Uni : BS
b Allemagne : VDE
b USA : ANSI
Normes et spécifications pour la France
Les équipements HTA doivent répondre aux normes suivantes, rendues applicables
par décret :
b UTE NF C 13-100, 13-200, 64-400 pour les cellules
b autres normes spécifiques à chaque appareillage, en particulier, NF C 64-160
pour la coupure pleinement apparente.
Par ailleurs, l’accord du distributeur d’énergie impose généralement la conformité à
certaines spécifications propres.
Choix du type de matériel
Un poste peut être réalisé, en fonction des normes et habitudes locales à partir :
b de cellules modulaires, qui permettent de répondre à tous les types de schémas
ainsi qu’à des extensions ultérieures en prévoyant la place nécessaire,
b d’ensembles compacts type Ring Main Unit, lorsque l’alimentation se fait en boucle
(ensemble monobloc 3 fonctions) en particulier en cas
v de conditions climatiques et/ou de pollutions très sévères (isolement intégral),
v d’insuffisance de place pour une solution modulaire.
Matériel utilisés en France
Les équipements HTA sont en général des cellules modulaires, par exemple du type
gamme SM6 Schneider Electric. Le RM6 (appareil «tout SF6» à fonctions intégrées)
est utilisable sur des réseaux en boucle pour des cas d’environnement sévère.
Cellules compartimentées sous enveloppe métallique
Norme CEI 62271-200
La norme CEI 62271-200 spécifie les «appareillages sous enveloppe métallique
pour courant alternatif de tensions assignées supérieures à 1 kV et inférieures ou
égales à 52 kV».
Cette norme définit notamment :
b Le type d’appareillage :
v AIS (Air Insulated Switchgear) – à isolement dans l’air
v GIS (Gaz Insulated Switchagear) – à isolement dans un gaz.
b Les unités fonctionnelles : «partie d’un appareillage sous enveloppe métallique
comprenant tous les matériels des circuits principaux et des circuits auxiliaires qui
concourent à l’exécution d’une seule fonction», qui correspond en général à une
cellule
b Les compartiments : «partie d’un appareillage sous enveloppe métallique fermée,
à l’exception des ouvertures nécessaires à l’interconnexion, à la commande ou à la
ventilation». Le constructeur définit le nombre et le contenu des compartiments
(ex : jeu de barres, câbles, appareillage…), qui peuvent contenir de l’appareillage de
type :
v fixe,
v débrochable.
b L’accessibilité de chaque compartiment :
v contrôlée par verrouillage ou selon procédures, pour les compartiments pouvant
être ouverts en exploitation normale,
v par outillage, pour les compartiments ne devant pas être ouvert en exploitation
normale,
v non accessible, pour les compartiments ne devant pas être ouverts.
b La catégorie de perte de continuité de service LSC (Loss of Service Continuity),
qui définit la possibilité de maintenir sous tension d’autres compartiment quand un
compartiment est ouvert.
v LSC1, lorsque cette ouverture nécessite la mise hors tension des autres unités
fonctionnelles.
v LSC2 A lorsque les autres unités fonctionnelles peuvent rester sous tension.
v LSC2 B lorsque les autres unités fonctionnelles et tous les compartiments câbles
peuvent rester sous tension.
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comptage BT
b La classe de cloisonnement (Partition Class) entre parties sous tension et
compartiment ouvert, par le type de cloison «partie d’un appareillage sous
enveloppe métallique séparant un compartiment d’une autre compartiment»
v PM : cloisons métalliques,
v PI : cloisons isolantes.
Cellules pour les postes HTA/BT ou HTA/HTA en France
Les cellules utilisées, par exemple la gamme SM6 de Schneider Electric, sont vis-à-
vis de la norme CEI 62271-200 de type :
b AIS avec isolement dans l’air,
b à compartiments équipés d’un appareillage fixe,
b catégorie de perte de continuité de service LSC2A,
b classe de cloisonnement PI.
Les cellules modulaires type SM6 procurent :
b la sécurité d’exploitation,
b la réduction d’encombrement,
b une grande souplesse d’adaptation et des extensions aisées,
b une maintenance réduite.
Chaque cellule comporte 3 compartiments :
b appareillage : interrupteur-sectionneur isolé dans un carter en résine-epoxy rempli
de SF6 et scellé à vie
b raccordements : par câbles sur plages du carter de l’interrupteur (possibilité
d’installation sur socle, sans génie civil)
b jeu de barres : modulaire, permettant une extension à volonté des tableaux
Un capot de commande peut contenir (sans saillie) un automatisme de commande
et du relayage. Un caisson complémentaire supérieur peut être ajouté si nécessaire.
Les raccordements sont réalisés à l’intérieur d’un compartiment raccordement
câbles situé en face avant, accessibles en retirant un panneau d’accès.
Les cellules sont raccordées électriquement entre elles par un jeu de barres
préfabriqué.
La mise en place se fait sur le site en respectant les instructions de montage.
L’exploitation est simplifiée par le regroupement de toutes les commandes sur un
plastron frontal.
L’interrupteur-sectionneur SM6 (cf. Fig. B19) répond au critère de coupure
pleinement apparente suivant par la norme CEI 62 271-102 et la norme NF C 64-160
grâce à l’indicateur de position reflétant fidèlement la position des contacts.
Les cellules intègrent les verrouillages de base spécifiés dans la norme
CEI 62271-200 :
b la fermeture de l’interrupteur n’est possible que si le sectionneur de terre est
ouvert, et si le panneau d’accès aux raccordements est en place.
b la fermeture du sectionneur de terre n’est possible que si l’appareil fonctionnel est
ouvert.
b l’ouverture du panneau d’accès aux raccordements câbles, qui est le seul
compartiment accessible à l’utilisateur lors de l’exploitation, est sécurisé par
plusieurs autres interverrouillages :
v l’ouverture du panneau n’est possible que si le sectionneur de terre est fermé,
v l’interrupteur-sectionneur est verrouillé en position ouvert lors de l’accès.
L’ouverture du sectionneur de terre est alors possible, par exemple pour des essais
sur les têtes de câbles.
Ces fonctionnalités permettent, lors de l’ouverture d’un panneau d’accès aux
raccordements câbles d’une cellule, de conserver le jeu de barres et les câbles des
autres cellules sous tension et en exploitation (catégorie de perte de continuité de
service LSC2A).
Outre les verrouillages fonctionnels définis ci-dessus, chaque cellule comporte :
b des dispositifs de cadenassage prévus par construction
b des aménagements destinés à recevoir chacun une serrure pour des
interverrouillages éventuels.
Les manœuvres sont faciles et sécurisées
b Organes nécessaires aux manœuvres regroupés sur une platine fonctionnelle et
claire.
b Levier de fermeture commun à toutes les cellules (sauf disjoncteurs).
b Faible effort de manoeuvre du levier.
b Ouverture ou fermeture de l’appareil par levier ou par bouton-poussoir pour les
interrupteurs automatiques.
Fig. B19 : Cellule interrupteur sectionneur SM6
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4.3 Choix de la cellule de protection du
transformateur MT/BT
Trois types de cellules MT sont généralement utilisés pour protéger le transformateur
du poste :
b Interrupteur et fusibles associés, la fusion d’un fusible n’agissant pas sur
l’interrupteur (ex : cellule PM de la gamme SM6),
b combiné interrupteur-fusibles, la fusion d’un fusible(1) déclenchant l’interrupteur
(ex : cellule QM de la gamme SM6),
b disjoncteur (ex : cellule DM de la gamme SM6).
Sept paramètres vont influer sur le choix optimal :
b la valeur du courant primaire,
b le type d’isolant du transformateur,
b l’installation du poste par rapport au local principal,
b la position du poste par rapport aux charges,
b la puissance en kVA du transformateur,
b la distance des cellules au transformateur,
b l’utilisation de relais de protection séparés (par opposition à relais directs à bobine
agissant directement sur le déclencheur).
Choix de la cellule de protection du transformateur en comptage BT en
France
Le dispositif de protection HTA est défini par la norme NF C 13-100 (voir page B17).
Un poste HTA à comptage BT comporte un seul transformateur de courant
secondaire < 2000 A (voir page B22).
b Le courant de base vérifie ainsi toujours, en 20 kV, la condition IB < 45 A, de sorte
que la protection peut être assurée (NF C 13-100 § 433), soit par des fusibles, soit
par un disjoncteur. Ce dernier est préférable, avec l’accord du distributeur, s’il est
prévu dans l’avenir une augmentation de la puissance du poste.
b Si une source autonome d’énergie électrique peut fonctionner en parallèle avec le
réseau du distributeur il faut opter pour une protection par disjoncteur.
La norme NF C 13-100 impose d’autre part en comptage BT :
b une protection du transformateur contre les défauts internes provoquant
l’ouverture du dispositif de protection HTA :
v pour les transformateurs immergés, un dispositif de détection gaz, pression,
température de type DMCR ou DGPT2,
v pour les transformateurs secs, un dispositif thermique,
b une protection à maximum de courant résiduel lorsque le transformateur est
éloigné de plus de 100 mètres des cellules HTA.
Le dispositif de protection du transformateur peut être alimenté par le
transformateur lui-même.
(1) les combinés interrupteur-fusibles sont équipés d’un
percuteur qui provoque le déclenchement tripolaire de
l’interrupteur en cas de fusion d’un ou plusieurs fusibles.
4.4 Choix du transformateur MT/BT
Paramètres caractérisant un transformateur
Un transformateur est défini, d’une part, par ses caractéristiques électriques et,
d’autre part, par des caractéristiques liées à sa technologie et à ses conditions
d’utilisation.
Caractéristiques électriques
b Puissance assignée Pn : valeur conventionnelle de la puissance apparente en
kVA destinée à servir de base à la construction du transformateur. Les essais et
garanties du constructeur se référent à cette valeur.
b Fréquence : Ce guide concerne les réseaux 50 et 60 Hz.
En France, la fréquence du réseau est de 50 Hz.
b Tension(s) assignée(s) primaire(s) et secondaire(s) :
v pour une double tension primaire, préciser la puissance en kVA correspondant à
chaque niveau.
v la(es) tension(s) secondaire(s) sont celles à vide en circuit ouvert.
b Niveau d’isolement assigné : il est défini par l’ensemble des deux valeurs
suivantes :
v tension de tenue d’essai à fréquence industrielle,
v tension de tenue à l’onde de choc normalisée, qui simule l’effet de la foudre.
Pour les tensions considérées dans ce chapitre, les surtensions de manœuvres sont
généralement moins importantes que celles dues à la foudre, de sorte qu’il n’y pas
d’essai séparé pour les surtensions de manœuvres.
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