Étude des installation électrique

1. L’étude et Maintenance des postes MT/BT
Études des installations électriques moyenne tension

2. PLAN
 Les Modes de distribution en HT
 Structure éléments constitutifs d’un poste HT/BT
 Transformateurs triphasé
 Maintenance et entretient des transfos triphasés
 L’étude du régime IT
 La compensation
2 Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE CASA

3. Niveaux de tension normalisés
en courant
alternatif
en courant
continu lissé
domaine BTA
domaine BTB
domaine HTA
domaine HTB
Basse tension
Haute tension
Valeur de la tension nominale
Un exprimée en volts
Très basse tension (domaine TBT)
Domaines de tension
500
Un
50 £
£
1 20
U n £
750
Un
120 £
£
1000
Un
500 £
£ 1500
Un
750 £
£
50000
U
n
1000 £
£ 75000
U
n
1500 £
£
50 00 0
Un ³ 7 5 0 0 0
³
U n
50
Un £
3
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

4. Rappel des normes NF C13-100 et C13-200
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
4
Lorsqu’une installation est alimentée par un réseau de distribution publique, les
caractéristiques de la protection générale et du comptage doivent être définies en accord
avec le distributeur.

5. Limites d’application pour les postes de livraison HTA à
comptage BT ou HTA
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
5

6. Limites d’application pour les postes de livraison HTA à
comptage BT ou HTA
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
6

7. 1- Structure
A- Distribution HT simple dérivation
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
7

8. 1- Structure
B- Alimentation coupure d’artère
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
8

9. 1- Structure
C- Alimentation double dérivation
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
9

10. 2- Eléments constitutifs
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
10
Les postes raccordés au réseau souterrain,
qu'il s'agisse de postes HT/HT ou de postes
HT/BT, comprennent généralement un
tableau HT constitué principalement
d'interrupteurs-sectionneurs et
d'interrupteurs-fusibles avec d’autres .
Rangé par cellule dans des tableaux. Ces
tableaux sont divisés en compartiments
métalliques entièrement fermés qui
contiennent l'ensemble des connexions et
appareils.
.Le transformateur HT/BT
 Les accessoires
Le tableaux BT

11. A- APPAREILLAGES POUR RÉSEAUX SOUTERRAINS Coté MT
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
11
. Dans ces tableaux simples et nécessitant peu
d'entretien dans des conditions normales
d'exploitation, il n'est pas jugé utile de rendre
débrochables certains éléments.Aussi, la séparation
des différents compartiments est-elle réalisée par des
dispositifs de sectionnement qui sont soit conçus pour
rétablir la continuité des enveloppes en position
d'ouverture (sectionneurs rotatifs par exemple), soit
protégés par des
enveloppes en matériaux synthétiques (interrupteur
sectionneur dans le SF6 par exemple).
Sauf exception, les appareillages utilisés dans les
postes raccordés au réseau souterrain sont dans une
des deux catégories suivantes : compartimenté ou
bloc.

12. Raccordement de cellules Modulaires
HTA (Schneider Electric)
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
12

13. B- Les cellules modulaires
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
13
Elles constituent des unités transportables séparément qui
peuvent être reliées entre elles sur site par des jeux de
barres. Cette conception permet la réalisation de systèmes
complets et évolutifs capables de répondre à tous types de
schémas de distribution MT, tant pour des besoins de
distribution publique que pour des besoins industriels. Les
sectionneurs et les interrupteurs-sectionneurs qui équipent
ces ensembles comportent, par conception, une fonction
cloisonnement qui fait de ces cellules des appareillages
compartimentés.

14. C- Tableau monobloc
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
14
Les matériels correspondants répondent également à la
CEI298 des appareillages sous enveloppe métallique.
Leur conception les destine principalement aux postes
MT/BT simples sur réseaux en coupure d'artère. Ils sont
constitués d'un ensemble monobloc comportant
généralement 3 ou 4 fonctions, interrupteurs sectionneurs
pour la manœuvre du réseau et protections du ou des
transformateurs. La protection des transformateurs peut
être proposée par combinés interrupteurs-fusibles ou par
disjoncteur. L'ensemble est, à priori, non extensible et
transportable sur le site d'utilisation en un seul colis, prêt
à être posé, fixé et raccordé.

15. 3- Transformateur triphasés
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
15

16. A- Constitution
Le circuit magnétique est formé de trois noyaux fermés par 2
culasses .Il est fabriqué en tôles Magnétiques feuilletées .chaque
noyau porte :
•Un enroulement primaire
•Un ou plusieurs enroulements secondaires
Disposition des enroulements
autour du noyau
16
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

17. B- Couplages
•Au primaire les enroulements peuvent être connectés soit en étoile(Y) soit en triangle(D)
•Au secondaire les enroulements peuvent être couplés de 3 manières différentes :
étoile(y), triangle(d) et zigzag(z)
17
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

18. Couplage - suite
On obtient ainsi 6 couplages possibles entre primaire et secondaire :
1. Y-y : étoile –étoile
2. Y-d : étoile-triangle
3. Y-z : étoile-zig-zag
4. D-y : triangle- étoile
5. D-d : triangle –triangle
6. D-z: triangle-zigzag
18
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

19. C- Indice horaire
L’indice horaire est un nombre entier compris entre 0 et 11 qui traduit le
déphasage entre deux tensions primaire et secondaire homologues
)
v
(V
avec
30
horaire a
Aet
Indice 


=

Pour un système équilibré triphasé le déphasage entre les tension simples
est égales au déphasage entre les tensions composées homologues.
Y-y 0
19
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

20. Exemple de détermination de l’indice horaire
Y-d11
Y-z11
20
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

21. D- Schéma équivalent
Le fonctionnement étant équilibré, l’étude d’un transformateur triphasé peut être
ramenée à l’étude d’un transformateur monophasé équivalent par la
méthode de Kapp:
Quelque soit le couplage le schéma équivalent d’un transformateur triphasé est
représenté par celle d’une phase soumise à une tension simple
LS
RS
Rµ Xµ
V1 V20
V1
V2
I1 m I2 I2
m , 
• Détermination des éléments du
schéma équivalent













−








=
+
=
=
=
=
2
2
2
1
2
2
2
1
2
2
1
20
Z
;
3
Sc
cc
cc
S
S
S
S
cc
cc
S
cc
s
cc
R
I
mV
X
X
R
I
mV
Z
I
R
P
V
V
m
Les essais étant réalisés sur un transformateur
triphasé, les puissances mesurées doivent être
divisées par 3 pour être utilisées sur le modèle
monophasé équivalent.
21
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

22. On utilise la relation de la chute de tension d’un transformateur monophasé:

 sin
cos 2
2
2 I
X
I
R
V S
S +
=

•Retranscription des résultats en triphasé:
2
2
2
2
3
secondaire
au
composée
tension
de
chute
3
secondaire
au
composée
tension
V
U
La
V
U
La

=

=
• Détermination de la chute de tension:
•Le rendement en triphasé:
2
2
2
2
2
2
2
2
3
cos
3
cos
3
I
R
P
I
U
I
U
pertes
P
P
Pa
P
S
f
u
u
u
+
+
=
+
=
=
 


Un transformateur triphasé est caractérisé par ses tensions
composées primaire et secondaire sa puissance apparente S
en KVA sont indice horaire ainsi que par son mode de
refroidissement.
22
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

23. E- MISE EN PARALLELE DE DEUX TRANSFORMATEURS
TRIPHASES
Pour répondre à une demande croissante en
énergie électrique on a besoin d’associer deux
ou plusieurs transformateurs en parallèle. Cette
association ne peut être réaliser sans satisfaire
des conditions de mise en marche parallèle de
deux transformateurs triphasés qui sont:
•Même tension primaire;
•Même rapport de transformation;
•Même groupe d’indice horaire.
•Respecter l’ordre des phases
Pour des raisons d’optimisation du rendement
les deux transformateur doivent être du même
ordre de puissance
23
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

24. Groupes d’indices horaire
Exemple de mise en parallèle de transformateur groupe 1
24
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

25. F- Classes des transformateurs
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
25

26. G- Refroidissement des transformateurs
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
26
Les liquides diélectriques utilisés pour l'isolation e le
refroidissement des transformateurs immergés sont :
L'huile minérale, l'huile silicone, les esters.
L'huile minérale, issue du raffinage du pétrole, est
principalement employée. L'huile silicone et les esters sont
des liquides de synthèse apparus il y a quelques dizaines
d'années dans le but d'améliorer le
comportement au feu des transformateurs immergés.

27. Classification des Liquides de refroidissement
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
27
La norme NF C 27-300 et la CEI 1100 (EN 61100) définissent la
classification au feu de ces liquides, en fonction de leurs
caractéristiques. Ces caractéristiques sont :
le point de feu, et le pouvoir calorique.
le point de feu d'un liquide est la température à laquelle le liquide
dégage des vapeurs qui sont le siège d'une combustion permanente
après inflammation par une flamme.
Le point de feu est significatif de la facilité d'inflammation
d'un liquide.
le pouvoir calorifique est la quantité de chaleur dégagée par le
liquide lors de sa combustion.

28. Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
28
La Classification : la classification des isolants liquides est définie par une lettre
suivie d'un chiffre.
Selon le point de feu
classe O, si le point de feu est inférieur ou égal à 300°C.
classe K, si le point de feu est supérieur à 300°C.
classe L, si l'isolant liquide n'a pas de point de feu mesurable.
Selon le pouvoir calorifique :
classe 1, si le pouvoir calorifique inférieur est supérieur ou égal à 42 MJ/kg.
classe 2, si le pouvoir calorifique inférieur est inférieur à 42 MJ/kg.
classe 3, si le pouvoir calorifique inférieur est inférieur à 32 MJ/kg.
Les Classes des Liquides de refroidissement

29. La classification des différents liquides Les plus
utilisés
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
29

30. LES ACCESSOIRES
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
30

31. Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
31

32. Le Vigilohm
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
32

33. Le contrôleur permanent d’isolement
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
33

34. Exemple de schéma poste préfabriqué
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
34

35. Masterpact NT/NW
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
35
Universal Power Circuit Breakers
0613PL0001 R10/14
2014 Classe 0613

36. Maintenance et entretien des postes HT/BT
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
36
Principaux problèmes rencontrés dans les postes HT/BT

37. Niveau d’habilitation et intervention
Travaux
Hors tension
Interventions
du domaine BT
Non électricien B0 (ou H0) -
Exécutant électricien B1 (ou H1)
Chargé d'interventions - BR
Chargé de travaux B2 (ou H2) -
Chargé de consignation BC (ou HC) BC
Habilitations du
personnel
Opérations
• 0 : travaux non électriques
• 1 : exécutant électricien
• 2 : chargé de travaux d’ordre électrique
Domaines Opérations
Signification des symboles :
Lettres
Chiffres (3 possibilités)
• B : BT
• H : HT
• R : interventions
• C : consignations
•V, N ouT :Travaux
Interventions :Analyse sur place (équipement ou installation)
Travaux :opérations sur ouvrage électrique, préparé à l'avance
37
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

38. Responsabilités (Qui fait quoi?)
• Chef d'établissement ou chargé d'exploitation
– Assume la responsabilité légale dans le cadre du code du travail ; il est responsable de
l'accès aux ouvrages. Il peut déléguer (document écrit).
• Chargé de consignation : BC
– Responsable de la séparation et de la condamnation ; il peut être simultanément chargé de
travaux si B2.
• Chargé de travaux : B2
– Assure la direction des travaux. Il doit effectuer les opérations qui lui sont confiées et est
responsable de la sécurité sur le chantier.
• Chargé d'intervention : BR
– Assure la direction effective des interventions, prend les mesures de sécurité nécessaires et
assure la surveillance permanente du personnel.
• Exécutant électricien où non électricien : B1 où B0
– Veille à sa propre sécurité.
38
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

39. Etude du schéma LT IT (neutre isolé)
39
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

40. Conséquences
40
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA

41. Surveillance et Protection
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
41

42. Le réglage du CPI
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
42
Les normes de fabrication Depuis février 1997, il existe la norme CEI 61557-8. Elle définit les
prescriptions particulières pour des contrôleurs d’isolement destinés à surveiller en permanence,
indépendamment du principe de mesure, la résistance d’isolement par rapport à la terre de réseaux à
SLT IT CA et CC non mis à la terre, et de réseaux à SLT IT CA comprenant des redresseurs alimentés
sans séparation galvanique (transformateur à enroulements séparés).
Son contenu porte notamment sur trois points.
Bien informer les prescripteurs et installateurs.
Le fabricant doit donner les caractéristiques des appareils qu’il produit et en particulier celles qui
peuvent être fonction de la capacité du réseau
(valeurs des seuils et temps de réponse).
Assurer une intégration satisfaisante de ces matériels dans leur environnement
électrique.
Elle demande que ces appareils soient conformes aux prescriptions des normes
CEI 61326-1 et 61326-10 concernant la Compatibilité Electromagnétique -CEM-
Garantir la sécurité d’utilisation par les exploitants.
Elle impose notamment qu’un test de fonctionnement de l’appareil soit possible sans insérer une
impédance supplémentaire entre le réseau surveillé et la terre, une protection des réglages pour qu’ils
ne soient pas modifiés par mégarde ou par des utilisateurs non habilités, et que l’appareil ne soit pas
déconnectable (nécessité d’un outil pour son démontage)

43. Les valeurs de réglage du CPI
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
43
En ce qui concerne le réglage des CPI, la norme CEI 60364 donne une
première réponse : « Un CPI prévu conformément ... est réglé à une
valeur inférieure à la valeur minimale de la résistance d’isolement fixée
pour l’installation considérée. », soit supérieure ou égale à 0,5 MΩ pour
un circuit de tension nominale supérieure ou égale à 500V.
Le guide NF C 15-100 précise : « ... réglé à une valeur inférieure
d’environ 20 % à la résistance de l’ensemble de l’installation... ».
pour des défauts de valeur supérieure à 500Ω, la tension de contact
n’excède pas 5V avec une prise de terre de 10 Ω
pour une installation industrielle normale, il est donc raisonnable, sans
prendre de risque de fixer le seuil bas d’alerte à une valeur comprise entre
500 Ω et 1 000 Ω, niveau qui permet une recherche efficace (qui permet
de trouver le défaut d’isolement signalé).
Pour des installation à faible étendue il est autorisé d’utilisé un seuil plus
élevé

44. La recherche du 1er défaut en IT
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
44
Par recherche du défaut, bien que certains exploitants se contentent d’une identification du
départ en défaut, il est recommandé de déterminer très précisément l’endroit de ce
défaut, blessure d’un câble ou rupture d’isolement dans un appareil par exemple, pour
réparer le plus rapidement possible.
1- Recherche par mise hors tension successive des départs.
Cette façon de rechercher les défauts n’est citée que pour mémoire. Elle consiste à ouvrir
successivement les départs en commençant par les départs principaux. Lors de l’ouverture
du départ en défaut, le courant injecté par le CPI diminue fortement, repassant en dessous
du seuil de détection. La signalisation généralement commandée par le CPI s’interrompt
alors, et permet à distance de connaître le départ défectueux. Cette procédure qui nécessite
d’interrompre l’exploitation sur chaque départ est contraire à la philosophie d’utilisation du
schéma IT qui est la continuité de service. Bien utilisée par le passé, elle disparaît
progressivement avec le développement des nouveaux systèmes de
recherche de défaut qui permettent une recherche sous tension (sans coupure).

45. La recherche du 1er défaut en IT
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
45
2- recherche sous tension
Détection du courant de défaut
a- employer une pince ampèremétrique pour mesurer sur chaque départ le
courant « de fuite » à la terre. Le départ en défaut étant celui qui donnait la plus forte
valeur mais cette méthode n’est pas fiable sur des réseaux comportant de nombreux
départs.
b- Détection d’un courant injecté: Cette méthode exploite un signal sinusoïdal
basse fréquence entre 2,5 et 10 Hz injecté par un générateur ou un CPI. La recherche
s’effectue avec des dispositifs sensibles au seul signal injecté, qui peuvent être fixes avec
des tores de détection placés sur tous les départs, ou portables avec une pince
ampèremétrique accordée à la fréquence du signal afin de trouver l’endroit exact du
défaut
c- Mesure d’isolement de chaque départ: Les exploitants, dont les besoins en
continuité de service augmentent, si on ne veut même plus attendre le premier défaut :
on souhaite pouvoir programmer les interventions de maintenance et donc connaître à
l’avance le départ susceptible d’être prochainement affecté par un défaut d’isolement.

46. La recherche du 1er défaut en IT
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
46
En pratique
les installations comportant le matériel à faible isolement l’emploi du Schéma IT est
limité, la solution la plus pertinente est de cantonner l’usage de l’IT au réseau
alimentant les seuls équipements imposant une grande disponibilité de l’électricité.
Sur une installation existante, pour retrouver cette continuité de service, il faut
identifier les départs à faible isolement et les alimenter indépendamment avec un SLT
TN par exemple.

47. La compensation
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
47
St : puissance apparente installée
S’t : puissance apparente compensé
Pt : puissance active
Qt : puissance réactive avant compensation
φt: déphasage entre la puissance
apparente et la puissance active (égal au
déphasage entre le courant et la tension)
Avant la compensation
φ't: déphasage entre la puissance
apparente et la puissance active (égal au
déphasage entre le courant et la tension)
Après la compensation

48. Démarche de choix d’une batterie de condensateur
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
48
1ère étape
Calcul de la puissance réactive nécessaire Qc La
puissance à installer se calcule soit :
à partir des factures d'électricité ou du feuillet de
gestion ou à partir des données électriques de
l’installation.
2ème étape
Choix d’une compensation fixe ou automatique
3ème étape
Choix du type d'équipements de compensation.
Equipement standard, type H, type SAH.
Méthode de Calcul à partir de la facture:
Identifier le mois où l’énergie réactive est le plus
élevée Choisir la valeur la plus élevée de la
puissance atteinte (kW) en période correspondant
au même mois Saisir la valeur de la tangente 
correspondante au même mois Appliquer la formule
Qc = puissance atteinte (kW) x (tang  - tang ’)

49. Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
49
Démarche de choix d’une batterie de condensateur

50. Choix du type des batteries de compensation
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
50
À partir du taux de distorsion
À partir de la puissance des générateurs d’harmonique

51. Dimensionnement d’un transfo
Abdellah BOULAL CONSTRUCTION ENSAM DE
CASA
51
Ku coefficient d’utilisation
Ks coefficient de simultanéité