Généralités sur les postes électriques

Les réseaux électriques

Mouvements d’énergie 

Il faut qu’à chaque instant la puissance demandée par les abonnés soit égale à la puissance fournie par ONE. Il faut aussi à chaque instant que l’énergie livrée soit :
 à une fréquence fixe,  à une tension fixe,  à une puissance variable

Variation de la demande d’énergie :
Au cours d’une journée de 24 heures, la consommation d’électricité suit l’activité du pays. Elle varie également en fonction des jours de la semaine et des saisons

Centres de répartition (Dispatching national)
Parce que l’électricité n’est pas stockable, le système électrique s’appuie sur le Dispatching afin d’ajuster la production à la demande. Pour ce faire, le dispatching se base sur des prévisions de consommation journalière et ajuste en permanence les besoins théoriques aux besoins réels. Postes d’interconnexion :
Ils assurent la liaison entre les centrales de production d’énergie électrique et le réseau de transport et d’interconnexion. Des transformateurs de puissance permettent des échanges d’énergie entre réseaux et différentes tensions.

Les Postes Electriques 

Les postes électriques sont les carrefours du réseau électrique, les points de raccordement (nœuds), ils offrent les fonctions principales suivantes :
 Le Raccordement des centrales au réseau.  L’Interconnexion avec les pays voisins.  La transformation des niveaux de tensions : élévateur ou abaisseur  La modification des caractéristiques de l’énergie électrique (tension, facteur de Puissance…) à travers les transformateurs et les techniques de compensation.
Ainsi que des fonctions Supplémentaires servant à fiabiliser le réseau et croitre sa sureté :
 La surveillance et la conduite du réseau en local ou depuis un centre de contrôle.  La protection des lignes et des équipements afin d’éviter son dégradation et pour assurer la continuité de service.  La configuration et la modification de la topologie du réseau électrique.

Types des postes électriques 

On distingue plusieurs types des postes électriques selon les niveaux de la tension des réseaux qu’ils relient et en fonction de la technologie de fabrication :

Niveaux de tension 
 Les postes THT/HT : Ils sont situés sur ligne de transport, utilisés principalement pour l’alimentation des réseaux de distribution et assure l’interconnexion des centrales avec le réseau THT.  Les Postes HT/MT : Ils sont situés sur les lignes de distribution, utilisés principalement pour l’alimentation des parties de la ville et les consommateurs moyens.  Les postes MT/BT : Situés vers les extrémités des réseaux de distribution, ils fournirent l’électricité tous les clients basses tensions (les petits consommateurs).

Technologie de fabrication 
Le choix de la technologie de fabrication repose généralement sur la disponibilité du terrain et la durée de réalisation du projet, on distingue :
 Les postes ouverts : (AIS : Air Insulated Substation)
Généralement utilisés en extérieur vu qu’ils occupent une grande surface du terrain. Ils sont appelés ainsi car l’isolation entre les parties actives est assurée par l’air libre…
Postes blindés : (GIS : Gaz Insulated Substation)
Ils utilisent des cellules blindées où les équipements électriques sont installé dans des caissons étanches utilisant comme diélectrique le gaz SF6. Ce type de poste est construit en extérieur comme en intérieur et offre l’avantage qu’il n’occupe pas une grande surface de terrain (le dixième de la surface occupée par un poste isolé par l’air), et une bonne protection des équipements contre les détériorations par l’exposition à l’air atmosphérique humide.
Postes préfabriqués 
Ils sont majoritairement utilisés en moyenne tension. Ils font appel au matériel compact installé dans des armoires métalliques étanches (jusqu’à 2MVA environ) par travée .L’installation est principalement faite à l’intérieur.

Constitution d’un poste HT

Disposition en Travées 
Dans un poste électrique les équipements de puissance sont assemblés (conventionnellement) par travée, on trouve :
 Travées lignes 
Les travées ligne sont constituées de deux parties :
 La tête de travée regroupe les équipements de contrôle, les appareils de protection et de sectionnement : les combinés de mesure (TT et TC), disjoncteur, sectionneur d’isolement et de mise à la terre de la ligne.  L’aiguillage comporte seulement les sectionneurs permettant d’effectuer les manœuvres de verrouillage de la tête travée.
 Travées de couplage  
Elles permettent la jonction ou la séparation de deux jeux de barre ou de leurs tronçons pour le transfert du jeu de barre sans coupure d’alimentation afin d’assurer la continuité d’approvisionnement.
 Travées de sectionnement barre 
Le sectionnement est réalisé par deux manières :
 L’utilisation du sectionneur seul.  L’association d’un sectionneur et un disjoncteur qui assure la protection de débouclage ou de la protection de jeux de barres.
Travées transformateur :
Elles comportent trois parties :
 Tête de travée constituée par un disjoncteur.  L’aiguillage regroupe l’ensemble des sectionneurs à coupure visible pour le verrouillage et l’isolement visible du circuit.  Banc transformation comporte le transformateur de puissance, les réducteurs de tension et de courant, et parfois des parafoudres et un transformateur de soutirage pour l’alimentation des auxiliaires.
 Travées MT  
Elles assurent les fonctions :
 La protection et la séparation du réseau MT.  L’alimentation du comptage.

Table des matières

Chapitre 1 : Présentation de l’organisme d’accueil
I. Présentation générale de Schneider Electric
1 Historique
2 Présentation de Schneider Electric monde
3 Présentation de Schneider Electric Maroc
II. Vision et Mission de Schneider Electric Maroc
1. Vision de Schneider Electric Maroc
2. Mission de Schneider Electric Maroc
3. Organigramme de Schneider Electric Maroc
4. Les Activités et Les Marchés de Schneider Electrique
4.1. Les activités de Schneider Electric
4.1.1. La Moyenne tension
4.1.2. La Basse tension
4.1.3. Les automatismes programmables
4.2. Les services de Schneider Electric Maroc
4.3. Les marchés de Schneider Electric Maroc
4.4. Les marques de Schneider Electric Maroc
Chapitre 2 : Généralités sur les postes électriques
I. Les réseaux électriques
1. Les différentes tensions
2. Transport en haute tension
2.1. Les Lignes
2.1.1. Lignes aériennes
2.1.2. Lignes Souterraines
3. Mouvements d’énergie
3.1. Variation de la demande d’énergie
3.2. Centres de répartition (Dispatching national)
3.3. Postes d’interconnexion
II. Les Postes Electriques
1. Types des postes électriques
1.1. Niveaux de tension
1.2. Technologie de fabrication
1.2.1. Les postes ouverts : (AIS : Air Insulated Substation)
1.2.2. :Postes blindés : (GIS : Gaz Insulated Substation)
1.2.3. :Postes préfabriqués
2. Constitution d’un poste Ht
2.1. Disposition en Travées
2.1.1. Travées lignes
2.1.2 .Travées de couplage
2.1.3. Travées de sectionnement barre
2.1.4. Travées transformateur
2.1.5. Travées MT
3. Les Equipements de haute tension HT
3.1. Les Transformateurs
3.2. Compensateurs de l’énergie réactive
3.2.1 La compensation parallèle
3.2.2 La compensation série
3.3. Les équipements d’interconnexion, d’isolement, de coupure et de protection
3.3.1 Les jeux de barres
3.3.2 Le Disjoncteur
3.3.2.1 Disjoncteur à coupure dans l’huile
3.3.2.2 Disjoncteur à coupure dans le gaz SF6
3.3.2.3 Disjoncteur à air comprimé
3.3.2.4 Disjoncteur à coupure dans le vide
3.3.3. Les Sectionneurs
3.3.4. Les Fusibles
3.3.5. Les réducteurs de mesure
3.4. Protection HT
3.4.1. Les parafoudres
3.4.2. Les Eclateurs
III. Les Relais de Protections dans Les Postes Electriques
1. Les fonctions de protection dans un poste électrique
1.1. Les courts circuits
1.2. Les surcharge
2. Protection du transformateur
2.1. Protection du transformateur contre les défauts internes
2.1.1. Protection Buchholz
2.1.2. Protection contre surcharge ou image thermique
2.1.3. Protection contre le manque de circulation de l’huile
2.1.4. Protection masse cuve
2.1.5. Protection différentielle
2.2. Protection du transformateur contre les défauts externes
2.2.1. Protection ampèremétrique
2.2.2. Régulateur de tension
2.2.3. Protection incendie
3. Protection des jeux de barres
3.1. Protection des jeux de barres par la sélectivité logique
3.2. Protection des jeux de barres par une protection différentielle haute impédance
4. Protection des lignes
Chapitre 3 : Conduite des postes électriques
I. La conduite du Système
II. Constitution d’un système de contrôle commande
1. Flux d’informations dans un système de contrôle commande
2. Niveaux du système de contrôle command
2.1. Les Equipements de puissance
2.2. Les IEDs & PLCs
2.3. Les Réseaux
2.4. Les DCS
2.5. Le Système SCADA
3. Structure générale d’un système de conduite centralisé
III. Les équipements physiques du système de conduite
1. Equipements de contrôle
1.1. Les Serveurs de Contrôle
1.2. Les Serveurs SCADA MTU (Master Terminal Unit)
1.3. Les Unités Terminales de Contrôle Distant : (RTU Remote Terminal Unit)
1.4. PLC (Programmable Logic Controller)
1.5. Les IEDs (Intelligent Electronic Devices
1.6. Interfaces Homme Machine (IHM)
1.7. Data Historian
2. Equipements de communication
2.1. Les réseaux de terrain
2.2. Les Réseaux de contrôle
2.3. Les Routeurs
2.4. Les Modems
2.5. Pare-feu (Firewall)
IV. Les réseaux de communication du système de conduite
1. Historique
2. Niveaux des réseaux
3. Topologie des réseaux
3.1. Communication série
3.1.1. Topologie bus
3.1.2. Topologie en étoile
3.1.3. Topologie maillée ou en anneau
3.2. Les protocoles de communication série
3.3. Le protocole MODBUS
3.4. Le protocole IEC 60870-5-103
3.5. Sens surveillance
3.5.1. Sens conduite
3.5.2. Communication Ethernet
3.6. Mises en œuvre physiques d’Ethernet
3.6.1. Protocole de la communication Ethernet
Chapitre 4 Contrôle commande du poste RADEEJ 60/22KV
I. Présentation du poste RADEEJ 60/22KV
1. Tranches à équiper
2. Les équipements des tranches
2.1. Tranche générale
2.2. Tranche départ HT 60KV
2.3. Tranche Transfo HT/MT
2.4. Tranche Complémentaire
II. Solutions Schneider
1. Matériel Schneider pour la protection de chaque tranche
1.1. Tranche départ HT 60KV
1.2. Tranche générale
1.3. Tranche Complémentaire
1.4. Tranche transformateur HT/MT
2. Elaboration architecture du système de contrôle commande
III. Interface Poste Opérateur pour la Supervision des Protections du poste
1. Les Relais de Protections
2. Introduction générale au microcontrôleur
2.1. Caractéristiques principales d’un microcontrôleur
2.2. Les avantages d’un microcontrôleur
3. Conception : Cartes d’acquisitions
3.1. Protection Maximum de Tension (Over Voltage Relay)
3.2. Protection Minimum de Tension (Under Voltage Relay)
3.3. Protection Maximum de Courant (Over Current Relay)
3.4. Protection Minimum de Courant (Under Current Relay)
3.5. Protection Maximum de Fréquence (Over Frequency Relay)
3.6. Protection Minimum de Fréquence (Under Frequency Relay)
3.7. Interface Poste Opérateur pour la Supervision d’état des protections
4. Simulation
Chapitre 5 Alimentation des Navires de la Marine Royale Casa Blanca
I. Présentation Cahier de Charge
II. Généralité
1. C’est quoi un Onduleur
2. Utilisations
3. Les différents problèmes
3.1. Coupure complète du courant
3.2. Surtension
3.3. Sous-tension
3.4. Parasites
3.5. Micro coupures et variations des fréquences
3.6. Pics des tensions
3.7. Distorsion du signal
4. Les composants d’un Onduleur
4.1. L’antiparasites (ou Filtre)
4.2. Le Parafoudre
4.3. La Batterie
4.4. Le Booster
4.5. Le By-Pass
4.6. Le Convertisseur DC/AC
4.6.1. Pseudo-Sinusoidale
4.6.2. Sinusoidale
4.7. Le Redresseur (ou charge)
4.8. Le Transformateur
III. La pollution harmonique
1. Définition, origine et types d’harmoniques
2. Charges linéaires et non linéaires
2.1. Charges linéaires
2.2. Charges non linéaires
3. Types d’harmoniques et aspects spécifiques des harmoniques à séquence zéro
3.1. Types d’harmoniques
3.2. Aspects spécifiques des harmoniques à séquence zéro H3
4. Calcul des Valeur efficaces des harmoniques et des puissances
4.1. Calcul de la valeur efficace
4.1.1. Dans le cas d’un courant électrique de fréquence f
4.1.2. Pour la tension électrique u de fréquence f
4.2. Taux de distorsion harmonique THD (en %)
4.3. Calcul des puissances
4.3.1. Puissance apparente S (en VA) de la charge
4.3.2. Puissance active P (en watts) consommée par la charge
4.3.3. Puissance réactive Q (en vars) consommée par la charge
4.3.4. Puissance déformante
4.4. Facteur de puissance PF de la charge
4.5. Facteur de déplacement DPF (Displacement Power Factor)
5. Effets des harmoniques
5.1. Échauffement des câbles
5.2. Déperditions dans les moteurs asynchrones
5.3. Effets sur d’autres équipements
VI. Élimination des harmoniques
1. Stratégies contre les harmoniques
2. Solutions Schneider Electric pour éliminer les harmoniques
2.1. Filtres passifs
2.2. Compensateurs actifs d’harmoniques AccuSine
2.2.1. Caractéristiques d’AccuSine
V. Les différentes stratégies de Commande des onduleurs de tension
1. Modulation de largeur d’impulsion (PWM)
2. La modulation sinus-triangle (MLI sinusoidale)
Chapitre 6 Conception d’un onduleur à THD réduit et à fréquence variable
I. Introduction
1. Les différentes parties de l’onduleur
1.1. Partie Redressement
1.1.1. Redresseur PWM
1.1.2. Redresseur à 12 impulsions
2. Partie onduleur
2.1. Principe de fonctionnement
2.2. Schéma complet de l’onduleur
Conclusion générale
Bibliographie
Annexes

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