chapitre 1 problèmes généraux des installations électriques

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  • Chapitre 1

    Problmes gnraux des installations lectriques

    1.1. Terminologies, classifications

    Les installations lectriques dfinissent un ensemble dquipements lectriques interconnects dans un espace donn, qui forment un entier et qui ont un but fonctionnel bien dtermin.

    Par quipement lectrique on comprend, en gnral, tous dispositifs utiliss pour la production, le transport, la distribution ou lutilisation de lnergie lectrique. Lutilisation de lnergie lectrique, comme but final du processus de production, transport et distribution, dfinit la catgorie distincte dquipements, appels rcepteurs. Les rcepteurs lectriques sont des dispositifs qui transforment lnergie lectrique dans une autre forme dnergie utile.

    Les rcepteurs lectriques peuvent tre: des rcepteurs dclairage: les luminaires avec les sources

    lectriques dclairage; des rcepteurs de force: lectromcanique (moteurs lectriques,

    lectro-aimants), lectrothermiques (fours lectriques, agrgats de soudure) ou lectrolytiques (bains dlectrolyse).

    En pratique, les notions dinstallation et dquipement sont troitement lies. Un dispositif considr comme quipement des installations, peut avoir lui-mme des installations lectriques propres et un quipement suffisamment complexe et divers.

    Les installations lectriques se classifient daprs diffrents critres comme: le rle fonctionnel, la position par rapport au processus nergtique, le lieu demplacement, le niveau de la tension, la frquence et le moyen dassurance de la protection.

    a) Daprs le rle fonctionnel, les installations lectriques peuvent tre reparties de la manire suivante:

    installations de production de lnergie lectrique correspondant aux diffrents types de centrales lectriques ou certains groupes lectrognes;

    installations de transport de lnergie lectrique qui comprennent des lignes lectriques (raccord, distributeur, colonne et circuit);

    installations de distribution de lnergie lectrique - des stations lectriques, des postes de transformation et des tableaux de distribution;

  • nergie Electrique. Qualit. Distribution. Utilisation. 10

    installations dutilisation de lnergie lectrique qui, daprs le type du rcepteur, peuvent tre: des installations de force et des installations dclairage;

    installations auxiliaires dans lesquelles on distingue: - des installations qui assurent une distribution conomique de

    lnergie lectrique (la compensation de lnergie ractive); - des installations pour la protection du personnel contre les

    lectrocutions (connexion de terre, mise nul, etc.), pour la protection des btiments et des biens (les paratonnerres, les installations de signalisation en cas dincendie) et les installations de tlcommunications.

    b) Daprs la position par rapport au processus nergtique, on distingue les types suivants:

    installations de courants forts, cest--dire des installations lectriques de production, de transport, de distribution et dutilisation de lnergie lectrique;

    installations de courants faibles, cest--dire des installations dautomatisation, de mesure et de contrle (AMC), de signalisation, des installations contre les incendies, et des installations de tlcommunications. Les installations complexes se composent par circuits primaires ou de force et par circuits secondaires ou de commande. Les deux types des circuits se distinguent du point de vue fonctionnel, en installations de courants forts et installations de courants faibles.

    c) Daprs le lieu demplacement on distingue: les installations places sur loutillage; les installations places lintrieur des btiments; les installations places lextrieur. d) Daprs le niveau de tension, on a la classification suivante: installations basse tension (BT), dont la tension de travail se

    situe au dessous de 1 kV; installations tension moyenne (MT), avec des tensions de

    travail entre 1 et 20 kV; installations haute tension (HT), avec des tensions de travail

    entre 35 et 110 kV; installations trs haute tension, avec des valeurs plus grandes

    ou gales 220 kV. Les rglementations actuelles distinguent les installations daprs

    le niveau de la tension en deux catgories: installations basse tension (avec des tensions de travail au dessous de 1000 V) et installations haute tension (avec des tensions de travail de plus de 1000 V.

  • Problmes gnraux des installations lectriques basse tension

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    e) Daprs la frquence de la tension de travail, les installations se repartissent en:

    installations courant continu; installations courant alternatif qui peuvent tre: basse

    frquence (0,1 50 Hz), de frquence industrielle (50 Hz), moyenne frquence (0,1 10 kHz) et haute frquence (plus de 10 kHz).

    f) Du point de vue du degr de protection on peut distinguer entre: les installations de type ouvert (qui assurent la protection

    seulement contre les touches accidentelles des parties en charge); les installations de type ferm (qui assurent la protection contre

    les touches, contre la pntration des corps trangers qui dpassent 1 mm, contre les gouttes deau et la dtrioration mcanique);

    les installations de type capsul (qui assurent aussi la protection contre la poussire).

    Le consommateur dnergie lectrique est form par la totalit des rcepteurs dun espace donn ou dune socit conomique.

    Les installations lectriques au consommateur se composent par: - rcepteurs lectriques; - rseaux lectriques et points dalimentations (distributions); - quipements de connexion, de protection, AMC (cest--dire le

    reste dquipement lectrique, excepter les rcepteurs). Un schma de distribution gnralis pour les installations

    lectriques chez le consommateur est prsent dans la figure 1.1. Lalimentation dun consommateur, qui a des rcepteurs basse

    tension mb et haute tension mh, avec nergie lectrique, se ralise dans la haute tension, de la station (SSE) du systme nergtique par lintermdiaire du raccord de haute tension 1 (ligne lectrique arienne ou souterraine).

    Celle-ci alimente une station de transformation (ST) (pour des tensions dalimentation de plus de 35 KV) ou une station de distribution (SD) (lalimentation des consommateurs seulement avec des rcepteurs de basse tension est faite directement partir des barres SSE du poste de transformation PT).

    Aux barres de la station ST (ou SD) salimentent les diffrents postes de transformation et les rcepteurs haute tension hm par les lignes 2 appeles distributrices (on les appelle encore feeders ou points dalimentation). Les rcepteurs basse tension de grandes puissances mb se raccordent souvent directement au tableau gnral TG. En gnral on utilise des points de distribution intermdiaires, reprsent par tableaux de distribution TD aliments par les lignes 3 appeles colonnes.

    Une partie des rcepteurs basse tension peuvent tre groups sur les outillages installation propre, aliments par un tableau de

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    distribution TO de loutillage. Les lignes 5 qui alimentent les rcepteurs sappellent circuits.

    Dans le cas dun consommateur qui a des centrales propres, dans les installations lectriques de ce consommateur, on distingue des parties dont les fonctions assurent tout le processus de production, de distribution, et dutilisation de lnergie lectrique.

    1.2. Notions gnrales concernant la qualit de

    lnergie lectrique 1.2.1. Considrations gnrales La qualit de lnergie lectrique (nergie lectrique qui est

    composante essentielle des systmes lectromagntiques), intresse la fois le fournisseur et le consommateur.

    Le fournisseur dnergie lectrique a lobligation dassurer le fonctionnement des rseaux lectriques de transport et de distribution, quil gre, certains paramtres de qualit. Par exemple le niveau de tension avec les carts admis, la valeur de la frquence avec les limites de variation admises en diffrents rgimes de fonctionnement et la

    Fig. 1.1. Installations lectriques chez le consommateur (SSE - station du systme nergtique; ST (SD) - station de transformation (distribution); PT - poste de transformation; TG - tableau gnral; TD - tableau de distribution; TO - tableau de force outillage; mh - rcepteur haute tension; mb - rcepteur basse tension; 1 - raccord de haute tension; 2 - distributeur; 3 - colonne; 4 - circuit de loutillage; 5 - circuit rcepteur)

    S S E

    3

    S T (S D )

    P T P T

    T G T G

    T D

    T O

    1

    2 2

    4 5 mb

    H T

    M T

    B T

    mh

  • Problmes gnraux des installations lectriques basse tension

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    continuit de lalimentation des consommateurs avec de lnergie lectrique.

    Le consommateur dnergie, son tour, est intress davoir une qualit adquate de lnergie lectromagntique mais, en mme temps, il est impliqu dans le maintien de la qualit par le type de rcepteur utilis et par lexploitation judicieuse de ceux-ci. Les principales influences ngatives produites par les rcepteurs des consommateurs concernent la production dharmoniques de courant et de tension, tout comme le fonctionnement en rgimes non symtriques, dsquilibrs.

    La qualit de lnergie lectrique aux bornes des rcepteurs est value, principalement, conformment aux normatifs dcarts admissibles de la valeur relle des paramtres des valeurs nominales.

    1.2.2. Paramtres de lnergie lectrique Parmi les plus importants paramtres de lnergie lectrique sont:

    la tension, la frquence, la puissance et la continuit. Les principales irrgularits qui peuvent affecter la qualit de la

    tension des rseaux lectriques sont: - les variations

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