Réseaux, postes de distribution et transformateurs B.T.

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1 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? Réseaux et postes de distribution M.ALLAMAND M.BUFFIN LP. ALFRED DE MUSSET - 1 -

2 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. Réseaux et postes de distribution M.ALLAMAND M.BUFFIN LP. ALFRED DE MUSSET - 2 -

3 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 B 20kV 1 A C Réseaux et postes de distribution M.ALLAMAND M.BUFFIN LP. ALFRED DE MUSSET - 3 -

4 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 Convection naturelle. S: surface de l'entrée d'air inférieure S': surface de la sortie d'air supérieure. S' = 1,1S S = 018,.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. Débit d'air conseillé D: en m 3 /s Transformateur immergé, D = 0,081P* Transformateur sec de classe F, D = 0,05P Ref : N.F.C conditions valables pour une altitude inférieure à 1000m et une température ambiante de 20 C. Réseaux et postes de distribution M.ALLAMAND M.BUFFIN LP. ALFRED DE MUSSET S

5 D. CELLULES ET APPAREILLAGE HAUTE TENSION. 1. CRITERE DE CHOIX DU MATERIEL. Tension de service. Intensité de ligne. Intensité de court-circuit Tension assignée Tenue diélectrique 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 I B : courant nominal primaire du transformateur ou des transformateurs en cas de distribution. Soit Icc B : courant minimal de court-circuit sur l'installation haute tension. Le réglage est considéré valable si: 8x I B I réglage disjoncteur 0,8x Icc B, 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 ) 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 Réseaux et postes de distribution M.ALLAMAND M.BUFFIN LP. ALFRED DE MUSSET - 5 -

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7 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. 1 ére lettre diélectrique au contact des enroulements 2 éme lettre: type de circulation du diélectrique 3 éme lettre: agent réfrigérant extérieur 4 éme 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. Réseaux et postes de distribution M.ALLAMAND M.BUFFIN LP. ALFRED DE MUSSET - 7 -

8 F. LE COMPTAGE. En B.T. pour 1 transfo.et S 1250 kva. Schéma du comptage BT 20kV 400V T.C Caractéristiques des transformateurs de courant. Courant primaire: 50, 100, 200, 500, 1000, 2000A, courant secondaire: 5, ou 1A suivant les compteurs CLASSE: 0,5 surintensité: 80 In S mini 4mm² Cu N.F.C 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 T.C. T.P. Arrivée E.D.F. Comptage Boucle usine. Trransfo. Le distributeur d'énergie impose le type de tableau de comptage ainsi que son emplacement. Liaison transformateur, T.G.B.T. Réseaux et postes de distribution M.ALLAMAND M.BUFFIN LP. ALFRED DE MUSSET - 8 -