Réseaux de distribution privés

La distribution de l’énergie électrique se fait généralement en moyenne tension HTA et en basse tension BT, la distribution moyenne tension est souvent faite sous la tension 20kv, dans les réseaux de distribution électrique on distingue entre deux types de réseaux, réseaux de distribution publique et réseaux privés (réseaux propres aux utilisateurs).

L’alimentation des réseaux privés est réalisée par le réseau de distribution publique par l’intermédiaire d’un poste de livraison. Les centrales électriques des réseaux privés sont généralement utilisées en secours ou en appoint.  

Choix du niveau de la tension d’alimentation

Tension de livraison

Le choix de la tension de livraison est en général fonction de la puissance souscrite de l’installation. La tension est définie en accord avec le distributeur d’énergie. Le raccordement HTB ou HTA implique la création d’un poste de livraison à la charge du client.

Tension à l’intérieur du site

Le choix de la tension dépend de :

• L’étendu du site
• L’existence ou non des récepteurs MT

 

Architecture des réseaux privés

Structures

Comme illustré dans le schéma précédent, les réseaux privés sont généralement composés de deux structures :

• Structure source, assurant le raccordement de l’installation sur les sources de courant du réseau publique.
• Structure de distribution, assurant l’acheminement de l’électricité depuis la structure source et l’alimentation des dispositifs terminaux de l’installation.

Le poste de livraison, la centrale électrique et le poste d’interconnexion tous font partie de la structure source.

La finalité de ce réseau est d’acheminer l’électricité et assurer la distribution de l’énergie électrique entre les différents points d’utilisation d’une installation industrielle ou tertiaire nécessitant une puissance importante.

Postes de livraison HTB

L’alimentation en tension de livraison HTB concerne les réseaux avec une puissance souscrite supérieur à 10MVA. 

Le poste de livraison HTB est comprise entre le point de raccordement HTB et la borne aval des transformateurs HTB /HTA.

On distingue :

Les postes alimentés en simple antenne

Dans ce mode d’alimentation il n’ya pas de possibilité de secours externe.

Ces postes sont les plus utilisés pour des raisons d’économie évidentes (Coût minimal). Ils ont généralement le rôle d’assurer la fourniture d’énergie en appoint et en secours dans les sites ou la centrale industrielle fournit l’essentiel de l’énergie.

Ces postes présentent une faible disponibilité.

Les schémas électrique simplifiés ci-dessous illustre l’alimentation d’un poste HTB  en simple antenne :

 

Les postes alimentés en double antenne (avec jeu de barres HTB)

Ces postes comportent deux travées HTB, ces dernières sont identiques et comportent chaque une source (transformateur) capable d’assurer la fourniture de puissance nominale de l’installation.

Dans l’état normal de fonctionnement, les disjoncteurs d’arrivés des sources sont NF ainsi que le sectionneur de couplage.

En cas d’incident sur l’une des travées Un dispositif de commutation automatique assure la permutation des lignes. Ainsi, une source assure la totalité de l’alimentation.

Les schémas électrique simplifiés ci-dessous illustre l’alimentation d’un poste HTB  en double antenne avec jeu de barres :

Avantages :

• La simplicité
• Bonne sécurité d’exploitation, chaque source peut assurer la totalité de l’alimentation

Inconvénients :

• Solution plus coûteuse que l’alimentation simple antenne
• Pas de possibilité d’extension
• Fonctionnement partiel En cas d’intervention maintenance sur le jeu de barres.

Les postes alimentés en double antenne double jeu de barres

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En fonctionnement normal, la source 1 alimente JDB1 et la source 2 alimente JDB2.

Le jeu de barres JDB1 alimente les départs Dep 1 et Dep 2

Le jeu de barres JDB2 alimente les départs DEP 3 et Dep 4

En cas d’incident sur l’une des sources, les dispositifs de commutation assurent que la source saine alimente la totalité des départs.

Le sectionneur de couplage reliant les deux jeux de barres peut être NF ou NO.

Avantages :

Ce mode d’alimentation permet :

• Une très grande disponibilité,
• Une souplesse d’utilisation, on peut affecter une charge à une source facilement.
• Possibilité d’intervention sans coupure sur le jeu de barres HTB par une simple permutation entre le JDB1 et le JDB2.

 

Postes de livraison HTA

Ils sont définis et gérés par la norme NFC 13-100 et peuvent être alimenter par différentes structures :

• En antenne ;
• En boucle (coupure d’artère) ;
• En double dérivation ;

Alimentation en simple dérivation ou antenne

C’est le schéma le plus simple à réaliser, cette structure est généralement utilisée, pour alimenter les postes ruraux et quelquefois pour les postes urbains dans le cas des :

2. Installations provisoires
3. Et Postes de chantier.

Dans cette structure le poste est alimenté par un seul câble ou ligne aérienne. Pour intervenir sur le câble ou la ligne il est nécessaire dans la majorité des cas d’interrompre l’alimentation de la clientèle.  

Alimentation en coupure d’artère ou boucle

C’est le mode d’alimentation le plus répandu en zone urbaine. Généralement chaque poste est alimenté par deux câbles issus d’un même poste source ou éventuellement de deux postes sources, les deux câbles formant une boucle.

En cas de défaillance sur l’un des câbles, ce système permet d’isoler le tronçon de câble pour travaux, tout en continuant à servir tous les postes. Seule une défaillance au niveau de la source elle-même peut priver de courant les postes de la boucle.

Ces réseaux sont généralement exploités en boucle ouverte vu que la réalisation de la boucle fermée est plus onéreuse car elle nécessite l’utilisation d’un système de protection plus élaboré.

Alimentation en double dérivation

C’est le mode d’alimentation qui offre la plus grande continuité de service. Il est utilisé dans des zones urbaines où la clientèle exige la continuité de service et ne peut supporter des coupures de longue durée. Chaque poste est alimenté par deux câbles. L’un des câbles alimente normalement le poste, tandis que l’autre étant en réserve pour réalimenter le poste si un défaut est survenu sur le premier.

 

On distingue entre deux types de postes de livraison HTA :

Les postes de livraison HTA à comptage BT

Ces postes ne comportent qu’un transformateur avec un courant au secondaire inférieur ou égal à 2000A ce qui est équivalant à une puissance inférieure ou égale à 1250KVA pour une tension composée de 400V.

Exemples de schémas d’alimentation des poste HTA à comptage BT :

Les postes de livraison HTA à comptage HT

Ces postes comportent plusieurs transformateurs ou bien un seul transformateur avec une puissance supérieure à 1250KVA pour une tension entre phase de 400V (<=> à un courant secondaire >= 2000A)  

Exemples de schémas d’alimentation des poste HTA à comptage HT :

Poste de livraison comportant 2 transformateurs et 2 départs HTA, le poste est alimenté en coupure d’artère.

 

 

 

 

 

 

 

 

Postes de centrale électrique et postes d’interconnexion privés

 Les postes d’interconnexion s’ils existes, sont situés entre le poste de livraison et le poste de la centrale électrique, ils permettent d’effectuer des manœuvres de réalimentation puis l’intervention et l’élimination des défauts.

Les postes d’interconnexion peuvent ne pas exister, ils sont généralement utilisés lorsque la centrale électrique est éloignée du poste de livraison ou bien pour des raisons de commodité.

En pratique rien ne s’oppose à ce que les alternateurs soient raccordés sans poste d’interconnexion sur le poste de livraison.

Structure de distribution – lignes et postes de distribution privé

Les structures de distribution d’un réseau privé comprennent les lignes et les postes de distribution (postes divisionnaires) alimentées sous la tension de distribution depuis les tableaux HTA de la structure source.

Lignes de distribution

Ils sont constitués par des câbles isolés dimensionnés selon la norme NFC 13-200 en fonction :

• Des caractéristiques des protections du réseau en amont
• Du mode de pose
• Des courants de court-circuit

Les différentes structures de distribution utilisée pour alimenter les tableaux secondaires et les postes divisionnaires sont :

Distribution en simple antenne

C’est la solution la moins onéreuse à réaliser, elle est utilisée lorsque la continuité de service exigé est faible. Elle est souvent utililisé pour les réseaux de cimenterie.

Distribution en double antenne (sans ou avec couplage)

Elle est souvent utilisé (en couplage) en sidérurgie et en pétrochimie pour sa bonne continuité de service

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Distribution en boucle (ouverte ou fermée) 

L’alimentation en boucle est utilisé dans les réseaux étendus avec des extensions futures importantes. Elle est utilisé souvent en boucle ouverte.

La réalisation de la boucle fermée est plus onéreuse, du fait qu’elle nécessite l’utilisation des disjoncteurs dans chaque tableau ( un système de protection plus élaboré)

L’alimentation en boucle peut être utiliser:

• En zone urbaine
• Ou En site industriel étendu

Cette structure a l’avantage de limiter le temps de non alimentation des clients situés sur la boucle.

Si un défaut a lieu sur un traçon de câble ou dans un poste, on isole le trançon en défaut par l’ouverture des appareils qui l’encadrent et en réalimente la boucle en referemant le disjoncteur.

• Les têtes de boucle en A et B sont équipées de disjoncteurs
• Les appareils de coupure des tableaux 1,2 et 3 sont des interupteurs pour la boucle ouverte et sont des disjoncteurs dans le cas de la boucle fermée.
• En fonctionnement normale, la boucle est ouverte (sur la figure 5a, elle ouverte au niveau du tableau 2)
• Un défaut sur un câble ou la perte d’un source est pallié par une reconfiguration de la boucle ;
• Cette reconfiguration engendre une coupure d’alimentation de quelques secondes si un automatisme de reconfiguration de boucle est installé.

Distribution en double dérivation 

Cette structure est généralement utilisé pour assurer une très bonne disponibilité (continuité de service) de l’installation elle est adapté aux réseaux étendus avec des extensions futures limitées.