Réseaux et postes de distribution

TECHNOLOGIE
Objectifs :
Être capable de décoder un schéma de réseau, de consulter les prescriptions et
règles de sécurité, éventuellement de déterminer les causes d'un mauvais
fonctionnement dans un poste de distribution.
Il faut pour cela avoir des connaissances sur les différents types de réseaux,
les procédures d'exploitation et la mesure de différents paramètres sur un réseau ou
un poste de transformation.
Savoirs Technologiques :
S 1.1
Réseaux, postes de distribution et transformateurs B.T.
La majorité des postes de transformation récents sont conformes aux normes en vigueur.
Cependant l'électrotechnicien, au cours de sa carrière professionnelle sera amené à se
poser un certain nombre de questions: en cas de remplacement d'un transformateur, ou de
modification dans le poste.
Les questions qui reviennent le plus fréquemment sont:
La ventilation sera-t-elle suffisante?
Les mesures de protection pour les appareils contenant plus de 25 litres de diélectrique
combustible sont elles encore valable?
Quand doit on avoir un comptage H.T.?
Quand la protection générale H.T. est obligatoire?
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POURQUOI UN POSTE DE TRANSFORMATION ?
La liste des récepteurs, le bilan des puissances, en tenant compte des facteurs d'utilisation,
de simultanéité et, d'extensions, donnent le choix de la source.
1°: S ≤ 40 kVA abonné B.T. TARIF bleu.(pas de poste obligatoire).
2°: 40 kVA ≤ S ≤ 250 kVA: possibilité d’alimentation en bornes poste, alimentation B.T,
schéma T.T., Tarif jaune, avec accord du distributeur.
(pas de poste obligatoire).
3°: S ≥ 250 kVA
- On veut s’affranchir des coupures B.T. pour cause d’intervention ou de défaut
- On veut choisir sont schéma de liaison à la terre
- S ≥ 40kVA pas de possibilité d’alimentation en bornes poste.
DANS CE CAS IL CONVIENT D’INSTALLER UN POSTE DE TRANSFORMATION.
A. DIFFERENTS TYPES DE POSTE.
1 - POSTES SIMPLIFIES:
Transformateur sur poteau de 0 à 100kVA.
Transformateur bas de poteau de 160 à 250kVA.
Avantage : transformateur sous contrôle E.D.F., pas de cellule de coupure et de
protection H.T.20kV, pas de permis de construire.
2- POSTES PREFABRIQUES:Poste comportant les cellules H.T. et le transformateur
puissance limitée à 1250 kVA.
Avantage : matériel intégré, ensemble câblé, pas de permis de construire si la surface est
inférieure à 6 m² et la hauteur inférieure à 1,5m
3 - POSTES D'INTERIEUR:
Les anciens postes étaient réalisés en cellules maçonnées, la majorité des postes actuels
sont réalisés en cellules H.T. préfabriquées et avec un transformateur embrochable.
Ces postes sont placé dans un local spécialisé qui doit respecter les différentes normes au
niveau de la construction.
Avantage: le coût moins élevé qu'un poste préfabriqué.
Inconvénients: emplacement à prévoir, raccordement à effectuer, prendre en compte les
dispositions constructives.
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B. LES ALIMENTATIONS.
Il existe trois types d'alimentations:
1.SIMPLE DERIVATION OU ANTENNE.
Inconvénient : en cas de défaut sur le câble A pas de possibilité de réalimentation
Avantage : économique 1cellule d'alimentation.
A
Abonné
2.COUPURE D'ARTERE OU BOUCLE.
Inconvénient: plus onéreux, achat de deux cellules de boucle
Avantage: un défaut sur un câble ex: A permet aux abonnés d'être alimenté après
ouverture des interrupteurs, 1, 5 et, le maintien fermé des interrupteurs 2, 3, et 4.
63kV
20kV
B
A
1
2
4
3
5
C
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3. ALIMENTATION EN DOUBLE DERIVATION.
Inconvénients : 2 cellules (normal secours), plus relais, plus batterie chargeur plus
mécanisme d'inversion automatique
Avantage : réalimentation automatique, par le réseau secours après un temps de coupure
déterminé sur le réseau normal.
63k
Normal
20kV
Secours
Toute alimentation impose l'accord du distributeur d'énergie, dans la majorité des cas le
distributeur d'énergie
donne le cahier des charges avec le matériel minimal imposé.
C. DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES.
1.VENTILATION.
1.1. Convection naturelle.
S: surface de l'entrée d'air inférieure
S': surface de la sortie d'air supérieure. S' = 1,1S
S=
0,18.P
h
S en m²
P*: Σ pertes joules en kW, (Po + Pj), env 1 à 2%
de la puissance apparente du transfo
h: hauteur entre les deux orifices exprimée en m
S'
h
1.2. ventilation forcée.
S
3
Débit d'air conseillé D: en m /s
Transformateur immergé, D = 0,081P*
Transformateur sec de classe F, D = 0,05P
Ref : N.F.C.13.100. conditions valables pour une altitude inférieure à 1000m et une
température ambiante de 20°C.
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D. CELLULES ET APPAREILLAGE HAUTE TENSION.
1. CRITERE DE CHOIX DU MATERIEL.
¤ Tension de service.
¤ Tension assignée
¤ Intensité de ligne.
¤ Tenue diélectrique
¤ Intensité de court-circuit
¤ Pouvoir de fermeture
L'intensité de court-circuit est calculée à partir de la puissance de court-circuit, elle est en
principe identique à la tenue thermique pendant 1s.
Puissance de court-circuit en triphasé équilibré.
Scc = Ux Iccx
3
Pouvoir de fermeture ou tenue électrodynamique: cette valeur est donnée en kA de crête,
en mode asymétrique elle peut atteindre 2,5 fois la valeur du courant de court-circuit en
valeur efficace.
Exemple: fermeture sur court-circuit Icc = 12,5kA, Pdf = 31,5kA crête.
2. PROTECTIONS HAUTE TENSION.
On considère que la protection contre les surcharges est généralement assurée par les relais
thermiques placés du côté basse tension des transformateurs.
Les transformateurs ou moteurs sont protégé individuellement contre les courts-circuits
par des fusibles jusqu'à une puissance de 1250 kVA sous 20 kV.
Pour les transformateurs de puissance supérieure à 1250kVA, et les réseaux de distribution
des établissements la protection contre les courts-circuits est assurée par disjoncteurs,
munis de relais à maximum d'intensité direct ou indirect (relais indirect: l'image du courant
est prélevée sur destransformateurs d'intensité).
Réglage des protections H.T.
Soit IB : courant nominal primaire du transformateur ou des transformateurs en cas de
distribution.
Soit IccB : courant minimal de court-circuit sur l'installation haute tension.
Le réglage est considéré valable si: 8x IB ≤ I réglage disjoncteur ≤ 0,8x IccB, t: 0,2s à
0,4s.
Le temps "t" est de l'ordre de 0,2s pour un transfo., et de 0,3s en tête de distribution.
Protections minimales imposées( N.F.C. 13 100 )
Réseau de longueur inférieure à 100m: interrupteur + fusibles H.P.C. si S ≤
1250 kVA en20kV,
ou disjoncteur avec 2 relais à max. de I. si S ≥ 1250 kVA en20kV.
Réseau de longueur supérieure à 100m: interrupteur + fusibles H.P.C +
relais de courant
homopolaire si S ≤ 1250 kVA en20kV,
ou disjoncteur avec 2 relais à max. de I + relais de courant homopolaire si S
> 1250 kVA en20kV
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E. LE TRANSFORMATEUR.
1.Critères de choix:
¤ tension primaire,
¤ tension secondaire,
¤ puissance,
¤ couplage,
¤ tension de court-circuit, ¤ fréquence
¤ diélectrique (transformateur sec obligatoire dans les immeubles
de grande hauteur)
2.Désignation normalisée des diélectriques des transformateurs.
1ére lettre diélectrique au contact des enroulements
2éme lettre: type de circulation du diélectrique
3éme lettre: agent réfrigérant extérieur
4éme lettre: type de circulation de l’agent réfrigérant
Nature de l'agent
de refroidissement
Huile minérale
Askarel
Gaz
Eau
Air
Isolant solide
Symbole
O
L
G
W
A
S
Nature de la
circulation
Naturelle
Forcée
Forcée et dirigée
dans les enroulements
Symbole
N
F
D
Tenue diélectrique : Caractéristiques et, essais identiques aux cellules H.T.
3. Protection des transformateurs.
La protection contre les courts-circuits peut être assurée par fusibles normalisés H.P.C.
(voir tableau), ou disjoncteur équipé de relais à maximum d'intensité au primaire.
La protection contre les surcharges peut être assuré par disjoncteur équipé de relais
thermiques, pour les transformateurs de puissance supérieure à 630 kVA la protection par
sonde thermostatique, relais Buchholz, ou D.G.P.T, est vivement recommandée, voir
également le § D 4 pour les transformateurs contenant plus de 25 litres de diélectrique
combustible.
La protection côté basse tension est assuré par disjoncteur, cette protection doit être
sélective par rapport à la protection H.T.
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F. LE COMPTAGE.
En B.T. pour 1 transfo.et S ≤ 1250 kVA.
Schéma du comptage BT
400V
20kV
T.C
Caractéristiques des transformateurs de courant.
Courant primaire: 50, 100, 200, 500, 1000,
2000A, courant secondaire: 5, ou 1A
S mini 4mm² Cu
suivant les compteurs
CLASSE: 0,5 surintensité: 80 In
N.F.C.13 100 dispositif de
sectionnement pleinement apparent
Tableau de comptage normalisé
EN H.T. pour deux transfos., ou S ≥ 1250kVA,.
Schéma du comptage H.T.
Tableau identique au comptage B.T. il convient de prévoir une cellule pour les
transformateurs de potentiel et, les transformateurs de courant en 20 kV.
630A
400A
200A
Boucle usine.
Trransfo.
T.C.
T.P.
Arrivée E.D.F.
Comptage
Le distributeur d'énergie impose le type de tableau de comptage ainsi que son
emplacement.
Liaison transformateur, T.G.B.T.
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