10. La sûreté de fonctionnement d`une installation électrique

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Guide de conception des réseaux électriques industriels T & D 6 883 427/A
10. La sûreté de fonctionnement
d'une installation électrique

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10. LA SURETE DE FONCTIONNEMENT D'UNE INSTALLATION ELECTRIQUE
La tension aux bornes d'un récepteur est affectée par des phénomènes dont l'origine peut être
le réseau du distributeur ou l'installation électrique de l'utilisateur perturbé.
Les dysfonctionnements et le coût des dommages subis dépendent de la nature des
récepteurs et du niveau de criticité du processus industriel. Ainsi, la coupure momentanée d'un
récepteur critique peut avoir de graves conséquences sur le fonctionnement du processus
industriel sans que ce récepteur soit affecté. Dans d'autres cas, la même perturbation pourra
endommager des récepteurs et être tolérée par le processus industriel.
Pour la conception d'un réseau électrique, une étude précise des effets des défaillances et
des perturbations redoutées doit être effectuée. Des dispositions doivent généralement être
prises pour limiter leurs conséquences.
La réduction des effets des harmoniques, du flicker, des déséquilibres de tension, des
variations de fréquence et des surtensions est réalisée par la mise en oeuvre d'architectures
de réseaux et d'équipements adaptés à chaque cas (voir § 3 ; § 5 et § 8).
L'immunité aux coupures de l'alimentation fait également appel à des équipements spécifiques
tels que les alimentations sans interruption et les groupes de production d'énergie électriques
(voir § 4). Ces équipements ne suffisent généralement pas à résoudre tous les problèmes.
L'architecture du réseau, les automatismes de réalimentation, le niveau de fiabilité des
matériels, la présence d'un système de contrôle-commande ainsi que la politique de
maintenance jouent un rôle important dans la réduction et l'élimination des temps de coupure.
L'analyse complète du problème nécessite des études de sûreté de fonctionnement prenant
en compte l'ensemble de ces données ainsi que la fréquence et la durée des coupures
admises par le processus industriel.
Ces études permettent de déterminer l'architecture et les équipements les mieux adaptés aux
besoins de l'usine. Elles nécessitent généralement le classement des récepteurs en fonction
de leur niveau de sensibilité et de distinguer :
-les récepteurs admettant des arrêts prolongés : 1 heure ou plus
-les récepteurs devant être réalimentés après quelques secondes
-les récepteurs n'acceptant aucune coupure.

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La figure 10-1 représente un exemple de réseau pour lequel cette distinction a été faite :
-les récepteurs vitaux ne tolérant aucune coupure sont alimentés par une alimentation sans
interruption
-les récepteurs essentiels sont réalimentés quelques secondes après la perte du réseau du
distributeur dès que la tension et la fréquence du groupe électrogène sont stabilisées
-les récepteurs prioritaires sont relestés dès la fin du redémarrage des récepteurs essentiels
(le groupe électrogène ne peut pas accepter instantanément l'ensemble de la charge)
-les récepteurs non prioritaires acceptent un long temps de coupure, ils ne sont réalimentés
que lorsque le réseau du distributeur est de nouveau en service.
Le choix d'une architecture et d'automatismes appropriés permet d'optimiser le
dimensionnement des sources de remplacement en respectant les contraintes de l'utilisation.
Les études de sûreté de fonctionnement permettent de déterminer l'architecture "minimale"
satisfaisant aux contraintes d'alimentation des récepteurs critiques.
Il faut aussi rappeler que le choix du régime de neutre est un élément important. Ainsi, pour les
récepteurs demandant une disponibilité élevée, le choix du neutre isolé est fortement conseillé
(voir § 2).

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G
normal /secours
ASI
alimentation
du distributeur
délestablenon
délestabledélestable
quelques
minutes
non
délestable
. récepteurs non
prioritaires
. coupure de
quelques heures
. récepteurs essentiels
. coupure de quelques
secondes
. récepteurs vitaux
. aucune coupure. récepteurs prioritaires . délestables quelques
minutes
Figure 10-1 : réseau avec classement des récepteurs en fonction de leur sensibilité aux coupures

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10.1. Définition des termes liés à la sûreté de fonctionnement (selon CEI 50 § 191)
Défaillance
Cessation de l'aptitude d'une entité à accomplir une fonction requise.
A noter : -après défaillance d'une entité, cette entité est en état de panne
-une défaillance est un passage d'un état à un autre, par opposition à une panne, qui est un état
-la notion de défaillance, telle qu'elle est définie, ne s'applique pas à une entité constituée
seulement de logiciel
Disponibilité
Aptitude d'une entité à être en état d'accomplir une fonction requise dans des conditions données, à un
instant donné ou pendant un intervalle de temps donné, en supposant que la fourniture des moyens
nécessaires est assurée.
A noter : -la disponibilité dépend de la fiabilité, de la maintenabilité et de la logistique de maintenance
-les moyens extérieurs nécessaires, autres que la logistique de maintenance, n'influencent
pas la disponibilité de l'entité
Fiabilité
Aptitude d'une entité à accomplir une fonction requise, dans des conditions données, pendant un
intervalle de temps donné.
A noter : on suppose en général que l'entité est en état d'accomplir la fonction requise au début de
l'intervalle de temps donné
Maintenabilité
Dans des conditions données d'utilisation, aptitude d'une entité à être maintenue ou rétablie dans un état
dans lequel elle peut accomplir une fonction requise, lorsque la maintenance est accomplie dans des
conditions données, avec des procédures et des moyens prescrits.
Logistique de maintenance
Aptitude d'une organisation de maintenance à fournir sur demande, dans des conditions données, les moyens
nécessaires à la maintenance d'une entité conformément à une politique de maintenance donnée.
A noter : les conditions données portent sur l'entité elle-même, ainsi que sur les conditions dans
lesquelles cette entité est utilisée et dans lesquelles on assure sa maintenance.
Maintenance préventive
Maintenance effectuée à intervalles prédéterminés ou selon des critères prescrits et destinée à réduire la
probabilité de défaillance ou la dégradation du fonctionnement d'une entité.
Maintenance corrective
Maintenance effectuée après une détection de panne et destinée à mettre une entité dans un état lui
permettant d'accomplir une fonction requise.
Panne
Etat d'une entité inapte à accomplir une fonction requise, non comprise l'inaptitude due à la maintenance
préventive ou à d'autres actions programmées ou due à un manque de moyens extérieurs.
A noter : une panne est souvent la conséquence d'une défaillance de l'entité elle-même, mais elle peut
exister sans défaillance préalable.