Conditions techniques pour le raccordement des producteurs aux réseaux publics d électricité en France Les prescriptions administratives Résumé Philippe Cruchon Secrétariat d État à l industrie, Service technique de l énergie électrique et des grands barrages, France Les prescriptions techniques générales auxquelles doivent satisfaire les installations de production d électricité pour leur raccordement aux réseaux publics de transport ou de distribution sont fixées par des textes réglementaires. L objet de ces spécifications est de préserver la sécurité des personnes et des biens, la sûreté des réseaux, la qualité et la disponibilité de la tension distribuée. Dans le cas des réseaux publics de distribution (basse tension et moyenne tension), ces spécifications techniques sont actuellement décrites par plusieurs arrêtés. La récente loi du 10 février 2000 relative à la modernisation et au développement du service public de l électricité, prévoit que ces prescriptions seront fixées par un décret, texte de statut juridique supérieur à l arrêté. Dans ce cadre, un décret rassemblant l ensemble des prescriptions concernant le raccordement aux réseaux publics de distribution est en préparation. Il se situe dans la continuité des textes actuels. Il sera soumis avant son adoption à l avis de la Commission de régulation de l électricité et du Comité technique de l électricité, Comité composé d experts et de représentants des administrations, et sera notifié à la Commission européenne. Le respect des limites de courant de courtcircuit La capacité de fourniture et d absorption d énergie réactive Le maintien de la tension du réseau Le maintien de la transmission des signaux tarifaires L impact sur la qualité de l onde La présence d une protection de découplage Les conditions de mise à la terre Les conditions de couplage au réseau Les relations entre producteur et gestionnaire du réseau pour la conduite de l installation de production Le cas des réseaux non raccordés à un grand réseau interconnecté donne lieu à des dispositions spécifiques. Un autre décret en cours de rédaction fixera les conditions techniques de raccordement aux réseaux de transport (63 à 400 kv). Les principales dispositions actuellement (décembre 2000) envisagées sont décrites. Elles concernent en particulier : La tension de raccordement Le respect de l intensité maximale des ouvrages du réseau
Conditions techniques pour le raccordement des producteurs aux réseaux publics d électricité en France Les prescriptions administratives Philippe Cruchon Secrétariat d État à l industrie, Service technique de l énergie électrique et des grands barrages, France Les prescriptions techniques générales auxquelles doivent satisfaire les installations de production d électricité pour leur raccordement aux réseaux publics de transport ou de distribution sont fixées par des textes réglementaires. L objet de ces spécifications est de préserver la sécurité des personnes et des biens, la sûreté des réseaux, la qualité et la disponibilité de la tension distribuée. Dans le cas des réseaux publics de distribution (basse tension et moyenne tension), ces spécifications techniques sont actuellement décrites par plusieurs textes : - un arrêté du 21 juillet 1997 pour les installations de moins de 1 MW ; - un arrêté du 3 juin 1998 pour le raccordement au réseau moyenne tension des installations de plus de 1 MW ; - un arrêté du 15 avril 1999 complétant les deux textes précédents pour le cas d installations non reliées à un grand réseau interconnecté. Ces textes sont consultables sur www.industrie.gouv.fr * * * La récente loi du 10 février 2000 relative à la modernisation et au développement du service public de l électricité, prévoit que ces prescriptions seront fixées par un décret, texte de statut juridique supérieur à l arrêté. Dans ce cadre, un décret rassemblant l ensemble des prescriptions concernant le raccordement aux réseaux publics de distribution est en préparation. Il se situe dans la continuité des textes actuels. Il sera soumis avant son adoption à l avis de la Commission de régulation de l électricité et du Comité technique de l électricité, Comité composé d experts et de représentants des administrations, et sera notifié à la Commission européenne. Les principales dispositions actuellement (décembre 2000) envisagées sont décrites ciaprès. Elles restent susceptibles d évolution en fonction de la poursuite des études et de l avis des organismes consultés. 1. Tension de raccordement Le domaine de tension de raccordement est déterminé en fonction de la puissance de l installation : raccordement en Basse Tension jusqu à une puissance limite de 250 kv, en Moyenne Tension jusqu à une puissance limite de 10 MW. Au-delà de cette limite, le raccordement s effectue normalement à un réseau Haute Tension appartenant généralement au réseau de transport. Le gestionnaire du réseau public peut cependant proposer le raccordement à un domaine de tension inférieur à celui résultant des valeurs ci-dessus, si les études techniques de raccordement montrent que la sécurité, la sûreté et la qualité de fonctionnement du réseau public sont préservées. 2. Respect de l intensité maximale des ouvrages du réseau Dans les situations de charge correspondant aux périodes de fonctionnement de l installation de production, l intensité maximale des ouvrages du réseau auxquelles elle est raccordée ne doit pas être dépassée. 3. Respect des limites de courant de court-circuit Le raccordement de l installation de production ne doit pas entraîner de dépassement du courant de court-circuit au-delà de la limite assignée pour les matériels MT ou BT des
2 postes et de réseau. La vérification de cette condition est faite en appliquant les méthodes données dans les publications de la Commission électrotechnique internationale (CEI 60-909) avec des temps de court-circuit supérieurs ou égaux à 250 ms. 4. Énergie réactive Les installations de production doivent pouvoir fournir et éventuellement absorber de l énergie réactive. Pour les installations de moins de 1 MW, seule la fourniture d énergie réactive est imposée. Au-delà de cette limite de puissance, les prescriptions concernent la fourniture et l absorption de réactif. A titre d exemple, une génératrice synchrone appartenant à une installation de production de puissance comprise entre 1 et 10 MW doit pouvoir fournir à ses bornes une puissance réactive au moins égale à la moitié de sa puissance nominale et absorber une puissance réactive au moins égale à 10 % de sa puissance nominale. 5. Maintien de la tension du réseau L élévation calculée de la tension induite par l installation de production doit permettre de maintenir en tout point de livraison du réseau la tension à l intérieur de la plage : 230 V 10 % + 6 % (qui est actuellement la plage réglementaire de tension des réseaux BT en France) en BT et tension contractuelle (en général 20 kv) 5 % à + 5 % en MT. Pour les installations de plus de 1 MW, le gestionnaire du réseau de distribution peut demander au producteur d ajuster, dans la limite des possibilités de fourniture et d absorption de puissance réactive, le réglage de tension de son installation. Les installations de puissance installée supérieure à 10 MW, doivent être équipée d une régulation de tension agissant dans leurs limites de réglage de la production et de l absorption de puissance réactive. 6. Maintien de la transmission des signaux tarifaires L introduction de l installation de production sur le réseau public de distribution ne doit pas perturber le fonctionnement de la transmission des signaux tarifaires (généralement à 175 ou 188 Hz). Une vérification, par le calcul, du fonctionnement de cette transmission doit être effectuée par le gestionnaire du réseau de distribution. Le producteur doit mettre en œuvre les dispositions techniques permettant de ne pas affecter, à la suite du raccordement de son installation, le bon fonctionnement de la transmission des signaux tarifaires. Le règlement précise les hypothèses et règles de calcul de cette vérification, ainsi que les diverses solutions techniques (tels que filtre actif série, circuit bouchon passif ) admises pour pallier aux conséquences du raccordement. 7. Impact sur la qualité de l onde Les fluctuations rapides de tension pouvant être engendrées par l installation de production, ou devant pouvoir être supportées par elle, sont définies par référence à la norme CEI 1000-2-2. Le texte réglementaire précise la qualité de la tension et les taux maximaux de courants harmoniques que les installations doivent pouvoir supporter en provenance du réseau ainsi que la qualité de la tension et les taux maximaux de courants harmoniques qu elles peuvent émettre vers le réseau. 8. Présence d une protection de découplage En complément de la protection générale prescrite par les normes françaises (NF C13-100 et NF C14-100), l installation de production doit équipée d une protection de découplage. Cette dernière a pour objet, en cas de défauts sur le réseau d éviter d alimenter un défaut ou de laisser sous tension un ouvrage en défaut, de ne pas alimenter les autres installations raccordées à une tension ou à une fréquence anormale, de permettre les ré-enclenchements automatiques des ouvrages du réseau. Elle doive en outre permettre d effectuer les travaux sous tension nécessitant une mise en régime spécial d exploitation. Les temps d action des protections de découplage doivent être coordonnés avec ceux du plan de protection du réseau de distribution. Les divers types de protection de découplage et leurs conditions d utilisation sont précisés par une annexe au décret.
3 9. Conditions de mise à la terre Les installations de production doivent être mises à la terre dans les conditions suivantes : 1) Pour les installations raccordées sur le réseau BT : De manière générale, le neutre du réseau BT ne doit pas être relié à la terre dans l installation de production tant qu elle est reliée au réseau. Si elle doit l être en fonctionnant en réseau séparé, un asservissement doit être installé entre la mise à la terre du neutre et le couplage. Toutefois, si le réseau électrique le permet, la connexion du neutre du réseau BT à la terre dans l installation de production est possible, après accord du gestionnaire du réseau de distribution. 2) pour les installations raccordées sur le réseau MT : Aucun régime de neutre MT ne doit être créé (même par un générateur homopolaire) dans l installation de production lorsque celle-ci est couplée au réseau. Les écrans du câble souterrain desservant éventuellement l installation sont reliés entre eux et aux masses du poste. Si l installation est contiguë au poste HT/MT, il est préférable d interconnecter les masses de l installation et celles du poste. Les conducteurs d interconnexion doivent être dimensionnés en fonction de la valeur des courants de défauts qui peuvent les parcourir. 10. Conditions de couplage au réseau Les machines de production ne doivent être couplées que si le réseau auquel elles sont raccordées est en service. Le couplage des machines synchrones doit se faire au synchronisme avec des écarts maximaux de : + 10 % en tension ; + 0,1 Hz en fréquence ; + 10 en phase. L à-coup de tension lors du couplage, sur le départ MT, ne doit pas dépasser 5 % pendant plus de 0,5 secondes et ne doit pas faire déclencher le disjoncteur de départ au poste HT/MT. La variation de tension lors du couplage des machines asynchrones doit rester inférieure à 6 %. Les vitesses de prise de charge ainsi que de cessation de charge ne doivent pas dépasser 4 MW/minute. 11. Relations entre producteur et gestionnaire du réseau pour la conduite de l installation de production Des dispositifs particuliers peuvent être demandés au producteur lorsque, compte tenu de la puissance de la centrale comparée aux caractéristiques locales du réseau, le fonctionnement de la centrale a un impact sur la gestion et la conduite du réseau. Ce peut être le cas, par exemple, d une centrale raccordée directement à un poste HT/MT et dont la puissance nominale dépasse le quart de la puissance nominale du transformateur HT/MT. Les dispositifs particuliers demandés peuvent concerner la communication des programmes de fonctionnement prévus et la mise en place de dispositifs de télécommunications entre le gestionnaire de réseau et le producteur. 12. Cas de réseaux non raccordés à un grand réseau interconnecté Du fait de leur taille, les réseaux électriques non reliés à un grand réseau interconnecté subissent, même en régime normal, des variations de tension et de fréquence s écartant des valeurs nominales. Les règles de tenue des groupes de production en régime normal et perturbé, celles relatives aux types et au réglage des protections de découplage, les modalités de participation au réglage de la fréquence et de la tension sont donc adaptées dans le cas de ces réseaux. 13. Traitement des demandes de raccordement La demande de raccordement est transmise par le producteur au gestionnaire du réseau public de distribution auquel il souhaite se raccorder. Le gestionnaire du réseau public de distribution effectue une étude sur la base de cette demande afin de proposer les différentes solutions de raccordement qui ne perturbent pas le fonctionnement et l exploitation du
4 réseau et de l installation de production. Il présente au producteur les résultats de son étude : points de raccordement, schémas de branchement et éventuelles contraintes. Les deux parties analysent ensemble les modalités de réalisation de ce raccordement et, le cas échéant, si le producteur le demande, les aménagements de l installation et/ou du réseau qui rendraient possible le raccordement répondant mieux à l attente du producteur. Les éventuels litiges entre le gestionnaire du réseau et le producteur relatif aux conditions de raccordement sont soumis à la Commission de régulation de l électricité. * * * Un autre décret en cours de rédaction fixera les conditions techniques de raccordement aux réseaux de transport (63 à 400 kv). Il complètera et remplacera les règles actuellement fixées, pour les seules installations de puissance inférieure à 120 MW, par l arrêté du 30 décembre 1999 (texte consultable sur www.industrie.gouv.fr). Les conditions techniques demandées tiendront compte du rôle de ces installations de forte puissance dans la gestion du réseau, conduisant en particulier à des exigences plus importantes quant à la capacité constructive de fourniture de services auxiliaires, au comportement des installations en situation exceptionnelle et aux échanges d information entre le gestionnaire de réseau et l exploitant de l installation.