Topologie des réseaux électriques

L’énergie électrique est l’un des éléments les plus vitaux dans notre vie. Cette énergie produite dans les différents sites de production (centrale thermique, centrale hydroélectrique, centrale nucléaire…………etc) est acheminée aux différents consommateurs par l’intermédiaire de réseaux électriques.

Définition et rôle des réseaux électriques

Le réseau électrique est l’ensemble d’infrastructures permettant l’acheminement de l’énergie électrique des points de production vers les points de consommation. Ce réseau vise, essentiellement, à assurer la continuité et la qualité d’alimentation électrique des consommateurs. Le réseau électrique est constitué de lignes à basse, moyenne, haute et très haute tension. Cette différence de tension est due à la nécessité de limiter les pertes sur le réseau pour permettre le transport d’énergie sur des distances relativement longues. En effet, pour une même puissance à alimenter, plus on élève la tension moins les pertes en lignes (échauffement du câble) sont importantes. En revanche, plus la tension est élevée plus la technique requise (notamment en termes d’isolement) est coûteuse. Alors, on élève la tension de façon importante à la sortie des centrales, puis on la diminue, graduellement, au fur et à mesure que l’on se rapproche du consommateur final.

Hiérarchisation par niveau de tension 

D’après le niveau de tension, on distingue trois types de réseaux :

a)-Réseaux de transport : utilisant des lignes à très haute tension (225/400kV), leur rôle est d’assurer le mouvement d’énergie au niveau national (entre les principales centrales de production et les grands centres consommateurs) et international (interconnexion avec les pays voisins).

b)-Réseaux de répartition : à haute tension (60/90/137kV), ils ont pour but d’assurer à l’échelle régionale la fourniture d’électricité.

c)-Réseaux de distribution : Ils ont pour rôle l’acheminement de l’énergie à l’ensemble des consommateurs et ils sont à :
-Moyenne tension : entre3-33kV.
-Basse tension : 220/380V.

Les différentes structures des réseaux électriques

L’architecture d’un réseau électrique est définie suivant le niveau de tension, la puissance demandée et la sûreté requise. A partir de ces trois paramètres, on définit trois types de structures pour un réseau électrique :

a) Réseau radial ou en antenne 
C’est le réseau le plus simple du point de vue conception. Il est disposé de façon à ce qu’en partant du point d’alimentation, toutes les lignes sont développées en antennes et alimentées par une seule ligne principale.

• avantages
Les avantages d’un réseau radial sont :
-Facilité de construction et d’exploitation.
-Les dépenses pour la réalisation et la protection d’un tel réseau sont minimes.
• inconvénient
Ce réseau possède un inconvénient majeur qui est le déclenchement du disjoncteur principal qui entraîne une interruption du service pour tous les usagers en aval, en cas d’avarie sur une ligne .

b) Réseau bouclé ou en coupure d’artère 
Dans ce cas, on tend vers un maillage partiel par la formation de boucles. Ainsi, tous les accès de la boucle sont alimentés par deux lignes (figureI-3).
• avantages
Ce type de réseau possède l’avantage:
– D’avoir une meilleure continuité de service.
– D’être facile à construire et à étudier.
• inconvénient
La construction d’un tel réseau est plus coûteuse que celle d’un réseau radial et il est plus difficile à exploiter.

Réseau de distribution moyenne tension

Les réseaux moyenne tension s’étendent des postes sources constitués de transformateurs HT/MT jusqu’aux abonnés MT ou BT, suivant la puissance demandée, en passant par des lignes aériennes ou souterraines.

Différentes structures des réseaux moyenne tension

Ces réseaux sont exploités selon différentes configurations ; soit en simple dérivation, soit en coupure d’artère ou en double dérivation.

Configuration en simple dérivation 
Son principe de fonctionnement est à une seule voie d’alimentation ; tous les points de consommation sont alimentés par un seul chemin électrique possible. Il est de type arborescent . Cette arborescente se déroule à partir du point d’alimentation constitué de postes de distribution HT/MT et s’étale jusqu’aux consommateurs MT ou BT. Cette disposition est particulièrement utilisée pour la distribution de moyenne tension en milieu rural.

Réseau en coupure d’artère 
Son principe de fonctionnement est à deux voies d’alimentation. Tous les points de consommation sont alimentés par deux chemins électriques dont seulement un est effectif . Cette disposition est souvent utilisée en zone urbaine à forte densité.

Réseau en Double dérivation 
Le principe de cette disposition est basé sur le fait que le réseau moyenne tension est doublé. Il est constitué de deux circuits « A », « B »  et chaque poste MT/BT est alimenté par ces deux circuits, mais, seul un est effectif. Ces réseaux à double dérivation sont équipés d’un automatisme qui permet la permutation automatique en cas de manque de tension dans l’une des arrivées.

Différents types d’exploitation des réseaux moyenne tension

Les réseaux moyenne tension sont utilisés suivant deux techniques ; celle des réseaux aériens et celle des réseaux souterrains :

Réseaux aériens 
Ils existent généralement dans les zones rurales et ils sont exploités, essentiellement, en antenne ou en simple dérivation . Ils sont constitués de conducteurs en aluminium ou en cuivre. Ces conducteurs sont supportés, à l’aide d’isolateurs rigides ou suspendus réalisés en verre ou en porcelaine, par des poteaux ou des pylônes en béton d’une hauteur de 10 à 12 mètres .

Les réseaux ou les lignes aériennes, malgré leur vulnérabilité aux intempéries, sont économiques et accessibles ; ce qui limite, en cas de défaillance (panne), le temps de réparation (brèves interruption de service).

Table des matières

Introduction
Chapitre1 : Topologie des réseaux électriques
Introduction
1- Définition et rôle des réseaux électriques
2- Hiérarchisation des réseaux électriques par niveau de tension
a) Réseau de transport
b) Réseau de répartition
c) Réseau de distribution
3- Les différentes structures des réseaux électriques
a) Réseau radial ou en antenne
b) Réseau bouclé
c) Réseau maillé
4- Réseau de distribution moyenne tension
4-1-Différentes structures des réseaux MT
4-1-1-Réseau en simple dérivation
4-1-2-Réseau en coupure d’artère
4-1-3-Réseau en double dérivation
4-2-Différents types d’exploitation des réseaux moyenne tension
4-2-1-Réseaux aériens
4-2-2-Réseaux souterrains
Chapitre2 : Défauts et calculs des courts-circuits
Introduction
1- Les différentes perturbations touchant les réseaux électriques
1-1-Les courts-circuits
1-2-Les surtension
1-3-Les surcharges
1-4- Le déséquilibre
1-5- Les creux de tension
1-6-Les harmoniques
2- Calcul des courants de courts-circuits
2-1- Introduction
2-2- Calcul des courants de courts-circuits
2-2-1-Méthode des impédances
2-2-2-Méthode des composantes symétriques
3- Régime du neutre
3-1- Introduction
3-2- Les différents régimes du neutre
3-2-1-Neutre isolé
3-2-2-Neutre mis à la terre à travers une impédance
3-2-2- Neutre mis directement à la terre
Chapitre 3 : Protection et appareillage
Introduction
1-Plan de protection
1-1-Définition du dispositif de protection
1-2-Fonction et rôle du dispositif de protection
1-3-Propriétés du dispositif de protection
1-4-Constitution d’un système de protection
1-5-Données de base des plans de protection
1-6-Grandeurs d’action
1-7-Notion de sélectivité
2- Appareillage de protection contre les surintensités
2-1-Sectionneur
2-2-Fusible
2-3-Disjoncteur
3- Protection des transformateurs
3-1-Protection thermométriques de cuve
3-2-Protection par relais thermique
3-3-Protection par image thermique
3-4-Protection par relais de BUCHHOLZ
3-5-Protection masse-cuve
3-6-Protection différentielle
4- Protection des jeux de barres
4-1-Protectionde masse
4-2-Protection différentielle
5- Protection du réseau moyenne tension
5-1-Protection des transformateurs HT/MT
5-2-Protection des départs MT
5-2-1-Protection contre les défauts entre phases
5-2-2-Protection contre les défauts entre phase et terre
6- Autres protections des départs MT
7- Réglage des protections
7-1- Réglage des protections des départs MT
7-2- Réglage des protections à maximum de courant du transformateur HT/MT
Conclusion

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