FONCTIONNEMENT DU RESEAU ELECTRIQUE EN FRANCE 1. VUE D ENSEMBLE Le fonctionnement du réseau électrique ressemble à celui du réseau routier : autoroutes, nationales, départementales, chemins vicinaux... Grâce à ce maillage interconnecté, tout le territoire peut être desservi. Le réseau électrique est géré par 2 opérateurs : RTE pour le transport d électricité sur les longues distances, ERDF pour sa distribution jusqu aux consommateurs. Source 2010 : http://www.erdfdistribution.fr/fonctionnement_du_reseau a. Les routes de l électricité L électricité produite par les centrales est d abord acheminée sur de longues distances dans des lignes à très haute tension (HTB : 400 kv) gérées par RTE (Réseau de Transport d Électricité). Elles forment un vaste maillage, dont les nœuds, soit reçoivent l'énergie électrique des centrales, soit écoulent l'énergie vers les réseaux régionaux en HTB de 63 à 90kV. Ces lignes alimentent les grandes métropoles comme Paris, Lyon et des postes sources qui transforment la tension en HTA (généralement 20 000 volts) pour pouvoir être acheminée par le réseau de distribution géré par ERDF. Une fois sur le réseau de distribution, l électricité haute tension HTA alimente directement les clients industriels. Pour les autres clients (particuliers, commerçants, artisans...), elle est convertie en basse tension (BT) par des postes de transformation avant d être livrée. p 1/8
b. Domaines de tension DOMAINES DE TENSION COURANT ALTERNATIF COURANT CONTINU Très Basse Tension TBT U 50 V U 120 V Basse Tension A BTA 50 < U 500 V 120 < U 750 V Basse Tension B BTB 500 < U 1000 V 750 < U 1500 V Haute Tension A HTA 1000 < U 50 kv 1500 < U 75 kv Haute Tension B HTB U > 50 kv U > 75 kv c. Le réseau électrique géré par ERDF en chiffres (à fin 2011) 1,3 million de kilomètres de lignes 750 400 postes de transformation HTA/BT 232 636 sites de production raccordés au réseau 2 240 postes sources ERDF (interfaces avec le réseau de transport géré et exploité par RTE) 35 millions de clients desservis 2. TECHNIQUES DE RACCORDEMENT AUX POSTES DE TRANSFORMATION Outre les lignes, un réseau électrique comporte des postes. Ce sont les noeuds du réseau où aboutissent les lignes qui apportent l'énergie, et d'où partent celles qui irriguent les régions. Dans un poste se trouvent des dispositifs de commande et de protection, qui ont pour fonction de mettre les lignes et les transformateurs sous ou hors tension, mais aussi d'interrompre le courant en cas de court-circuit ; des sectionneurs, qui sont de véritables aiguillages électriques, grâce auxquels on peut modifier le schéma d'exploitation du réseau ; les transformateurs, qui assurent le transfert de l'énergie électrique entre lignes de tensions différentes et enfin des dispositifs de comptabilisation de l énergie, On distingue les postes dont l appareillage HT est sous enveloppe métallique et les postes équipés d appareillage HT sans enveloppe. Le matériel, dans ce dernier cas, est dit «ouvert». Ces postes maçonnés sont de plus en plus remplacés par des cellules préfabriquées. p 2/8
1. Architectures des connexions du réseau au poste de transformation On distingue 3 types d alimentation : Alimentation en antenne ou simple dérivation : Caractéristiques : Une seule voie d alimentation est mise en œuvre. réduit Simplicité de mise en œuvre, coût Technique peu favorable à la continuité du service. Utilisé pour les particuliers ou les exploitations rurales. Le poste de livraison est raccordé au réseau public de distribution au moyen d une seule canalisation. Il est équipé d un interrupteur et d un dispositif de protection HTA, qui protège le réseau des défauts provenant de l installation de l utilisateur consommateur. Alimentation en coupure d artère ou en boucle : p 3/8
Deux alimentations en HTA sont possibles. La continuité est davantage assurée mais seule ERDF peut agir pour modifier le lieu de la coupure. Utilisé par le réseau urbain et l industrie. Le poste de livraison est inséré en série sur un départ HTA. Il est équipé de deux interrupteurs (télécommandés ou non) et d un dispositif de protection HTA, qui protège le réseau des défauts provenant de l installation de l utilisateur consommateur. Alimentation en double dérivation : On utilise cette fois deux lignes d arrivée HTA mais en ne se raccordant qu à une seule. Les deux lignes peuvent être issues du même poste source ou de deux postes séparés. A tout moment l alimentation peut basculer d une ligne sur l autre pour assurer la continuité de service. Réseau parisien (forte densité de population) et industrie ou lieu prioritaire (hôpitaux). Le poste de livraison est desservi par deux câbles posés en parallèle, l un de travail et l autre de secours. Il est équipé : de deux interrupteurs, d un permutateur à manque de tension, qui autorise le basculement automatique de l alimentation du poste, du câble de travail en défaut sur le câble de secours en service, d un dispositif de protection HTA, qui protège le réseau des défauts provenant de l installation de l utilisateur consommateur. Remarques : Le verrouillage mécanique entre les deux interrupteurs sectionneurs de raccordement aux lignes HTA indique qu un seul de ces deux appareils ne peut être fermé à la fois. En effet, en cas de défaut sur une ligne (court-circuit par exemple) le défaut doit être isolé sans quoi la deuxième ligne pourrait également être en défaut. Lors du basculement en coupure d artère ou double dérivation, une micro coupure est inévitable. p 4/8
2. Constitution d un poste : les cellules préfabriquées Arrivée ou départ par interrupteur (IM) Fonction raccordement au réseau Fonction protection Comptage Avec interrupteur et TC (IMC) Arrivée en double dérivation (DDM) Avec interrupteur et fusibles (QM) Disjoncteur et sectionneur (DM1) Transformateur de tension (CM) Exercices : E2 2002 ; E2 2006 p4-7 ; E2 2008 p4-6 ; E2 2010 p3 ; 5-6 p 5/8
VERROUILLAGES DES CELLULES clé prisonnière clé prisonnière clé libre clé libre clé absente clé absente pêne sorti pêne rentré pêne sorti pêne rentré pêne sorti pêne rentré manœuvre manœuvre manœuvre manœuvre manœuvre manœuvre bloquée libre bloquée libre bloquée libre p 6/8
3. Consignation d un poste HT Cf la vidéo http://www.dailymotion.com/video/x8b2rc_la-consignation-ht_tech Titre d habilitation nécessaire pour la consignation : HC E.P.I. : - Casque - lunettes / visière - gants isolants Classe Tension d utilisation (V) 00 500 0 1000 1 7500 2 17000 3 26500 - tabouret isolant dans le domaine de tension adéquate Procédure : 1. Séparation B.T. sur disjoncteur sectionneur à séparation verrouillée par un dispositif à clé prisonnière (S1) 2. Condamnation administrative (macaron) et physique (cadenas) de l organe de séparation B.T. 3. Récupération de la clé S1 4. Séparation H.T. sur l interrupteur sectionneur H.T. 5. Condamnation de l organe de séparation H.T.A. 6. Identification de l ouvrage mis hors tension par les synoptiques et les voyants 7. V.A.T. du circuit H.T. en B.T. sur les diviseurs capacitifs 8. Déverrouillage avec la clé S1 avant MALT + CC 9. Récupération de la clé S2 10. Ouverture du panneau de la cellule 11. V.A.T. sur la partie H.T.A de part et d autre des fusibles à l aide d un détecteur inductif. 12. Puis V.A.T. à l aide d un détecteur à borne capacitive au plus près du lieu d intervention sur les bornes des enroulements H.T. 13. V.A.T. coté enroulements B.T. 14. MALT + CC des enroulements B.T. (raccorder en premier lieu le pavé de terre) 15. Avec la clé S2, libération des prises embrochables des enroulements H.T. 16. MALT + CC sur les têtes de câble d alimentation HT du transformateur. 17. Balisage de la zone de travail 18. Remise de l attestation de consignation au chargé de travaux qui la contresigne. Exercices : E2A 09-2009 p4-7, E2 DT2010 p6-8, E2 2011 p4-6 p 7/8
3. QUALITE DE L ALIMENTATION : Tout distributeur d energie électrique (EDF, Direct Energie, Poweo, GDF-Suez, Ener Coop ) doit assurer : - une fréquence stable 50 Hz à +/- 0,05 Hz - une tension à Un +6 % ; -10 % - l élimination des perturbations électriques crées par les clients (déformations de la sinusoïde, creux de tensions, déséquilibres de phases...) - la continuité du service du réseau aérien ou souterrain pour éliminer les dégâts provoqués par le vent, la foudre, la neige, les arbres, les coups de pelles mécaniques lors de chantiers...) Pour pallier les coupures de distribution 20kV accidentelles, il existe des protections à réenclenchement automatiques. A tout instant un transformateur de courant TC joue le rôle d une pince ampèremétrique qui détecte les surintensités (surcharge et court-circuit) et déclenche la protection. Au bout d un certain temps celle-ci se réenclenche et vérifier la disparition du défaut. Si cela n est pas le cas au bout de plusieurs tentative le circuit est définitivemnent mis hors service jusqu à une intervention humaine. p 8/8