Etude et Planification des travaux de remplacement d’un Disjoncteur HTB de type KSO par un autre de type DT170 à gaz SF6 :

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REPUBLIQUE DU BENIN

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

@

UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI

@

ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI Centre Autonome de Perfectionnement

@

Rapport de stage de fin de formation pour l’obtention du diplôme de licence professionnelle

THEME

FILIERE : GENIE ELECTRIQUE

Présenté et soutenu par : Sènou Médard I. NANGBE

Sous la direction de :

Maître de mémoire : Tuteur de stage:

Dr. Luc NASSARA M. Mawéna L. MEDEWOU

(Professeur- EPAC/UAC) (Directeur Régional du Transport Bénin)

Année académique 2010-2011

Etude et Planification des travaux de

remplacement d’un Disjoncteur HTB

de type KSO par un autre de type DT170 à gaz SF6 : cas du CB410 au Poste

Source de la CEB à Cotonou Vêdoko

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i

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Je dédie ce rapport à :

A Dieu, le Père Tout Puissant, compagnon Fidel en tout lieu et à tout moment ;

Ma chère épouse Lucienne, pour son soutien et son affection ;

Mes très chers enfants Sétôgbé Ange-Marie Emery et Egnon Marie- Ange Nora, pour leur inculquer la culture de la persévérance dans l’effort et la volonté de réussir par l’effort ;

Mon père Bertin Cossi NANGBE, pour l’amour qu’il porte toujours pour ses enfants ;

Ma maman chérie Justine DEGBE pour son indéfectible affection maternelle et toutes ses éternelles prières à mon endroit;

Mon Défunt jeune frère Arnaud Rodrigue que j’aimerais tant avoir à mes côtés ce jour. Repose toi en paix mon frère ;

Mes frères et sœurs et

Tous ceux qui, de diverses manières, ont participé à la réussite de ce travail.

Trouvez ici l’expression de mes sincères gratitudes.

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In memoriam

Mon Défunt jeune frère Arnaud Rodrigue que j’aimerais tant avoir à mes côtés ce jour. Repose-toi en paix mon frère.

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v

Nous tenons à remercier toutes les personnes qui, de près ou de loin ont contribué à la réussite de ce travail, notamment:

 A Monsieur le Directeur de l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC), pour sa clairvoyance et son souci de promouvoir la formation continue ;

 A Monsieur le Directeur du Centre Autonome de Perfectionnement (CAP), pour sa rigueur, sa volonté de promouvoir la réussite par l’effort et la persévérance ;

 A tous les Professeurs de l’EPAC, pour la qualité de leurs enseignements et leur disponibilité ;



Au Docteur Luc NASSARA, sincères remerciements pour son assistance et ses nombreux conseils ;



A Monsieur Joël ZINZALO, grâce à qui nous avons pu avoir des informations nécessaires pour la rédaction de ce rapport ;



A tous le Personnel administratif du CAP, sincères remerciements pour leur disponibilité et la patience dont ils ont fait preuve tout au long de notre formation ;



Nous pensons spécialement aux docteurs Daton MEDENOU, François- Xavier FIFATIN, Sossou V. HOUNDEDAKO, Robert HANGNILO, Emile SANYA, Ramanou BADAROU et à tous les autres

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vi

Je n’oublie pas mes camarades de promotion, pour la grande ambiance bon enfant qui a régné tout au long de notre formation.

Nous avons une pensée particulière et reconnaissante à l’endroit de :

 Monsieur Djibril SALIFOU, Directeur Général de la Communauté Electrique du Bénin (CEB) ;

 Monsieur Antoine AKEMAKOU Directeur du transport (DT) de la CEB, pour son soutien et sa disponibilité à l’envers des jeunes ;

 Monsieur Laurent MEDEWOU Directeur Régional du Transport Bénin (DRTB) pour sa disponibilité, son assistance, son encadrement, ses conseils et son ouverture d’esprit ;

 Tout le personnel de la CEB Vêdoko, pour leur franche collaboration.

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FIGURE 1 : RESEAU DE LA CEB ...ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 2 : ORGANIGRAMME DE LA CEB. . ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 3 : PHOTO DE LA SOUS STATION DE COTONOU VEDOKO ...ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 4 : PANNEAU DE COMMANDE DU POSTE DE COTONOU VEDOKO ...ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 5: PHOTO DU DISJONCTEUR CB 60ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 6: PHOTO DU BOCAL DE SILLICAGEL . ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 7: PHOTO DU RUPTEUR DE T1 ... ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 8: UN CHAMP ELECTRIQUE COMPRENANT DES

DISJONCTEURS HTB ...ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 9: ARC ENTRE LES CONTACTS D'UN DISJONCTEUR A HAUTE TENSION ...ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 10 : DISJONCTEUR A HUILE DE TYPE KSO ... ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 11 : DISJONCTEUR A AIR COMPRIME .. ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 12: AMPOULE A VIDE ...ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

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SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 14: PRINCIPE DES DISJONCTEURS AUTO-PNEUMATIQUES ...ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 15 : PRINCIPE DES DISJONCTEURS A AUTO SOUFFLAGE ...ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 16: PRINCIPE DES DISJONCTEURS A AUTO SOUFFLAGE ET DOUBLE VOLUME ...ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 17: AUTO SOUFFLAGE A DOUBLE MOUVEMENT DES CONTACTS ...ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE20 : INTERRUPTEUR DU DT 170... ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

FIGURE 21: SYSTEME STANDARD DE CONTROLE DU GAZ SF6 ...………...………..

Erreur ! Signet non défini.

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Le présent document reporte les résultats des travaux de remplacement d’un disjoncteur HTB au poste source de la CEB à Vêdoko (Cotonou).

L’interconnexion des réseaux de distribution à haute tension exige une protection efficace de ces derniers.

Le disjoncteur à huile de type KSO dont la maintenance était devenue très couteuse avec un temps de réaction relativement long a été remplacé par celui à gaz SF6 de type DT170.

Après ce remplacement les services de fourniture d’énergie électrique par la source de Vêdoko se passent normalement

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1 Rapport de fin de formation présenté et soutenu par Médard NANGBE

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Le développement de la République du Bénin passe par l‟industrialisation. Ce qui fait appel à la création d‟entreprises, base d‟une économie prospère et durable. Une entreprise viable ne peut se construire sans intégrer un facteur important qu‟est l‟énergie électrique.

Elle se trouve en amont et en aval du développement afin de sortir la République du Bénin du sous-développement. Conscient de ce fait et pour mieux contrôler et gérer ce facteur la Communauté Electrique du Bénin (CEB) a été créée. Elle est un organisme international installé sur les territoires du Bénin et du Togo afin d‟assurer le service public de production et de transport de l‟énergie électrique dans ces deux pays.

Dans l‟exercice de cette mission, la CEB est souvent confrontée aux problèmes d‟interruption de services rendus aux clients. Cet état de chose est dû aux mauvais fonctionnements des disjoncteurs haute tension devant protéger les lignes de transport et de distribution.

Le disjoncteur est l‟élément principal de la chaine de protection des biens et des personnes dans un réseau électrique. Son choix doit répondre à une technologie de pointe à la hauteur des exigences contenues dans les cahiers de charge.

C‟est dans ce contexte que s‟insert le thème de notre stage intitulé

« Etude et Planification des travaux de remplacement d‟un Disjoncteur HTB de type KSO par un autre de type DT170 à gaz SF6 cas du CB410 au Poste Source de la CEB à Cotonou Vêdoko »

Dans la suite du rapport, les résultats auxquels nous sommes parvenus durant notre stage seront présentés en deux grandes parties. La première partie sera consacrée à la présentation du cadre de stage ainsi que le déroulement du stage. En deuxième partie nous présenterons l‟étude caractéristique des disjoncteurs HTB de type KSO et DT 170 en vue de proposer un cahier de charge pour le remplacement du KSO par le DT170.

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1. PRESENTATION DE LA COMMUNAUTE ELECTRIQUE DU BENIN (CEB)

Vers IKEJA-WEST

S okod é T ch am ba

LEG E N D E

Lignes Projetées

161kV

161kV(Etude de faisabilité) 3 3 0 k V 2 è m e P h a s e

L ign e s E x ista n te s

1 61 k V 63kV

V ille

P oste H T /M T

C e ntra le H ydroé lectriq ue C e ntra le H ydroé lectriq ue en p rojet

T A G

Poste HT/MT en projet 3 3 0 k V

3 3 0 k V 1 è r e P h a s e 6 3/6 6 kV e xp loité e p a r S B E E /C E E T

63kV

A n é h o K p a lim é

B a d o u

A d ja r a la

A ta kp a m é A n ié

T a b lig b o S otobo ua

S avè

K étou A bom ey

Loko ssa A lla da P obè

C oton ou

O T P

B ohicon

K é v é

D assa-Z oum é S avalou

1 2

3

1 2 3 4

1 Lomé Aflao 2 Lomé Port 3 Lomé siège CEET

1 Vèdoko 2 Gbégamey 3 Akpakpa 4 Cotonou2 A n f o i n

Vers Akossombo Asiekpe

G H A N A T O G O B E N IN

M o m é H a g o u T s é v ié

N an gbéto B assar B afilo

K anté S ansa nné M ang o D ap aong

M and ouri

D ydyon ga

B anikoara

ségb ana

N atiting ou P erm a

B irni K opa rgo

D jo ugou P artago

B étérou

P arakou

B assila

N 'D ali B em béré ké

RESEAU DE TRANSPORT

^Vers Bawku (VRA)

CEB NIGER

N IG E R IA

C in kassé

K étao O uaké

M ala nville K arim am a

G uéné

K and i

K ara

A vakpa

T ch aouro u

S akété

P ortoN ovo O nigb olo

Lomé

(Plan mis à jour le 08/10/2008)

Vers TEMA

Vers BINI-KEBBI Vers NIAMEY

Maria Gléta

P orga

Figure 1 : Réseau CEB 1.1 Historique

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Dès les premières années de l‟accession à la souveraineté internationale du Togo et du Benin, les Hautes Autorités des deux pays, convaincues qu‟une Nation ne peut prétendre au développement sans accès à une énergie de qualité et de moindre coût, et conscientes de la faiblesse des disponibilités en ressources énergétiques d leur pays pris séparément, ont très top compris la nécessité de se mettre ensemble et d‟entreprendre des actions communes pour le développement et l‟exploitation de leurs ressources énergétiques.

C‟est dans cette optique qu‟a été créée le 27 juillet 1968 la Communauté Electrique du Bénin (CEB) par l‟accord internationale instituant le code Bénino-Tgolais de l‟électricité. Cet accord a pour fondement la traduction de la solidarité d‟intérêt entre le Bénin et le Togo par une politique concertée dans le secteur de l‟électricité en vue d‟un développement rapide et harmonieux de leurs économies respectives.

La CEB, organisme international à caractère public a démarré ses activités en 1973 avec une ligne double terne de 243km entre Akosombo (Ghana), Lomé (Togo) et Cotonou (Benin) et un fonds de déroulement de 50 millions de F CFA apportés par les Etats.

1.2 Missions

Les missions qui lui sont assignées à cet effet sont:

Réaliser et exploiter selon les règles appliquées par les sociétés industrielles et commerciales, des installations de production d‟énergie électrique pour les besoins des deux Etats ;

 Réaliser et exploiter selon les règles appliquées par les sociétés industrielles et commerciales, les installations de transport de l'énergie électrique sur l'ensemble des territoires des deux Etats en qualité de

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transporteur exclusif. En outre, elle reçoit les privilèges d'acheteur unique pour les besoins des deux Etats ;

 Conclure en cas de nécessité, avec les pays voisins des deux Etats, des accords relatifs à l'importation de l'énergie Electrique, chacun des deux Etats s'engageant à ne conclure aucun accord séparé d'importation d'énergie électrique ;

 Conclure en cas de nécessité, des accords d‟exploitation de l‟énergie électrique excédentaire avec les pays voisins des deux Etats ;

 Conclure en cas de nécessité, avec les pays voisins des deux Etats, des accords de transit de l‟énergie électrique ;

 Assurer, grâce à son centre de formation professionnelle et de perfectionnement, la sélection, la formation et le perfectionnement au profit des agents des entreprises des deux Etats sans exclusive ;

 Planifier la production et le transport de l'énergie électrique en liaison avec les ministères en charge de l'énergie électrique pour les besoins des deux Etats ;

 Exercer au profit des deux Etats, les missions de centre de réparation et d'entretien, de centrale d'achat de matériels et d‟équipements, et de bureau d'études et d'ingénierie, étant entendu que ces missions n'ont pas un caractère obligatoire pour la CEB

1.3 Objectifs

L‟objectif du projet de la CEB est l‟utilisation optimale de la production d‟énergie électrique au niveau des deux pays et l‟importation en provenance d‟autre pays. L‟objectif spécifique est :

 D‟accroitre la sécurité d‟alimentation et la qualité de l‟énergie fournie au réseau de distribution du Bénin et du Togo ;

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 Etre le moteur de la sous-région par la fourniture de l‟énergie électrique de qualité, en quantité suffisante à moindre coût aux populations et aux entreprises des Etats de la communauté : le Bénin et le Togo ;

 D‟assurer la gestion économique du parc d‟unité de production et d‟établir en temps réel la comptabilité et la tarification de l‟énergie produite et consommé ;

 Mettre en commun des ressources énergétiques régionales pour une meilleure coopération étatique ;

 La Communauté Electrique du Benin (CEB) a pour vision de devenir LEADER dans la mise en commun des ressources énergétiques régionales et demeurer un modèle de coopération Sud-Sud.

1.4 Perspectives de développement des activités de la CEB

La CEB, Etablissement International à caractère public, est l‟expression de la volonté des gouvernements béninois et togolais de mener une politique concertée dans le domaine de la production et du transport de l‟énergie électrique. Une quarantaine d‟années après sa création, la CEB amorce le 3^ème millénaire avec la détermination de jouer son rôle de levier du développement durable du Togo et du Bénin en tirant les leçons des crises qu‟elle a vécues pour bâtir en 2007 un plan stratégique 2007-2026 pour les 20 ans à venir. Ainsi, les principaux objectifs sont :

- le renforcement de la sécurité énergétique par la diversification des sources d‟approvisionnement ;

- le renforcement de l‟autonomie énergétique de 30 à 70 % au moins ;

- la couverture à 100 % du territoire de la communauté ;

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- la fiabilisation du système énergétique communautaire.

1.5 STRUCTURES ADMINISTRATIVES

La CEB qui assure le service public de production et de transport de l‟énergie électrique au Bénin et au Togo est administrée par :

1.5.1. Le Haut conseil Inter Etatique (HCIE)

Il est composé de huit (08) ministres désignés par le gouvernement de chacun des deux Etats à raison de quatre (04) Ministres par Etats en charge respectivement de l‟énergie, des affaires étrangères, du plan et des finances.

1.5.2. La Haut Autorité (HA)

Elle est composée de dix (10) membres à raison de cinq (05) membres par Etat. Les membres de la Haut Autorité sont choisis parmi les hauts fonctionnaires en raison de leurs compétences en rapport étroit avec les missions de la CEB, notamment dans les branches d‟activités suivantes :

 Gestion Financière et Economie

 Electricité et Travaux Publics

 Commerce et Industrie

 Planification

 Affaires Sociales

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1.5.3. La Direction Générale

Elle est composée d‟un Directeur Général, ressortissant de l‟Etat n‟abritant pas le siège de la CEB, et d‟un Directeur Général Adjoint, ressortissant de l‟Etat abritant le siège de la CEB. Le siège de la CEB est actuellement à Lomé, en République Togolaise.

1.6 L’organisation des services de la CEB

Les évolutions récentes du secteur, notamment l‟ouverture du segment de la production et l‟installation effective des producteurs indépendants, les perspectives du marché d‟électricité dans la sous-région et les besoins d‟une plus grande visibilité dans la gestion du secteur dans sa globalité requièrent un meilleur pilotage des différents segments de l‟industrie électrique. Mieux, les obligations de résultats imposées aux différents responsables du secteur à travers des contrats de performance exigent un nouveau type d‟organisation des sociétés d‟électricité avec une plus grande responsabilité des dirigeants et des travailleurs.

Ces différentes exigences ont conduit la CEB à faire adopter par la Haute Autorité de la CEB en sa 126^ème session tenue à Lomé le 7 mai 2010 une nouvelle organisation de ses services.

Le nouvel organigramme de la CEB (Figure 2), en annexe au présent document, comporte huit (08) Directions Centrales dont une en staff, quatre (04) Directions Régionales, Vingt-quatre (24) Services dont deux (02) services en staff, des Conseillers et un Secrétariat Central. Le Centre de Formation Professionnelle et de Perfectionnement d‟Abomey- Calavi est rattaché à la Direction Générale en tant que Direction Régionale.

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1.6.1. Services en STAFF 1.6.1.1. Conseillers

Les Conseillers ont pour missions d‟assister le Directeur Général dans l‟accomplissement de ses missions notamment en ce qui a trait au pilotage de l‟Entreprise aussi bien dans les aspects liés à la prospective et à la stratégie du développement que dans ceux concernant la gouvernance d‟ensemble du secteur.

1.6.1.2. Direction de l’audit interne

La Direction de l‟Audit Interne a pour missions d‟assister la Direction Générale de la CEB dans l‟exercice de ses fonctions pour atteindre les objectifs définis par le Code bénino-togolais de l‟Electricité. Dans ce cadre, elle est chargée d‟évaluer par une approche systématique et méthodique, les processus de gestion des risques, de contrôle et de gouvernance, et fait des propositions pour renforcer leur efficacité. Elle formule des recommandations.

1.6.1.3. Service juridique

Sous l‟autorité du Directeur Général, le Service Juridique est notamment chargé de :

 assurer le règlement de tous les problèmes relatifs à la vie institutionnelle de la CEB en relation avec ses Conseillers Juridiques, les tribunaux, cabinets d‟avocat, étude de Notaire, assureurs conseils ;

 formaliser les aspects juridiques des dossiers d‟appels d‟offres, de consultations et marchés ;

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 participer aux négociations de contrats, conventions et accords entre la CEB et ses partenaires ;

 suivre l‟exécution des accords, conventions, contrats, et marchés, en collaboration avec les autres services,

 étudier tous dossiers liés aux litiges et contentieux nés entre la CEB, ses partenaires et les tiers ;

 élaborer le budget et le tableau de bord du service ;

 participer à l‟élaboration du rapport d‟activités de la CEB.

1.6.1.4. Service de la communication et de l’informatique

Sous l‟autorité du Directeur Général, le Service de la Communication et de l‟Informatique est chargé de définir et de mettre en œuvre la politique de la CEB en matière de communication et d‟informatique.

1.6.1.5. Secrétariat central

Sous l‟autorité du Directeur Général, le Secrétariat Central est chargé de la gestion centralisée du courrier à l‟exception des actes administratifs, notamment de :

 gérer les courriers officiels y compris les fax et les e-mails ;

 enregistrer les lettres de commande, contrats, marchés et conventions en leur donnant des numéros ;

 transmettre les bons de commande ;

 assurer la vente des dossiers d‟appel d‟offres ;

 assurer la réception des offres des soumissionnaires suite aux Appels d‟Offres ;

 assurer la transmission des offres des soumissionnaires à la Direction des approvisionnements ;

 gérer la boîte électronique de la CEB.

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1.6.2. Directions opérationnelles

1.6.2.1. La direction du centre de formation professionnelle et de perfectionnement

Sous la responsabilité du Directeur Général, la Direction du Centre de Formation Professionnelle et de Perfectionnement (CFPP) est notamment chargée de :

 gérer le Centre dans ses dimensions pédagogique, économique et administrative ;

 assurer l‟élaboration des programmes de formation du Centre ;

 promouvoir les réformes nécessaires à l‟adaptation permanente du CFPP aux nouveaux besoins de formation de secteur.

1.6.2.2. Direction du contrôle de gestion

Le Contrôle de Gestion, outil d‟aide à la décision, permet à la Direction Générale de s‟assurer que les différents Responsables utilisent les ressources avec efficacité et efficience pour atteindre les objectifs. Dans ce cadre, la Direction du Contrôle de Gestion est chargée notamment de :

 élaborer le budget et suivre au quotidien son exécution ;

 élaborer et suivre les indicateurs de performance et les tableaux de bord.

1.6.2.3. Direction financière et de la comptabilité

Sous l‟autorité du Directeur Général, la Direction Financière et de la Comptabilité planifie et met à la disposition de la CEB les ressources et

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les techniques financières et comptables nécessaires à son exploitation, son développement et sa protection.

1.6.2.4. Direction administrative et des ressources humaines Sous l‟autorité du Directeur Général, la Direction Administrative et des Ressources Humaines est chargée de définir et de mettre en œuvre la politique de la gestion des ressources humaines et de l‟administration générale de la CEB.

L‟effectif de la CEB au mois d‟Août 2011 est de 525 agents dont 489 titulaires et 36 contractuels répartis comme suit :

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COLLEGES Genres

TOGO BENIN TOTAL

Titulaires Contractuels Titulaires Contractuels Titulaires Contractuels

CADRES

Femmes 6 0 2 0 8 0

Hommes 27 0 37 0 64 0

Total 33 0 39 0 72 0

MAITRISE

Femmes 23 1 6 0 29 1

Hommes 93 1 78 1 171 2

Total 116 2 84 1 200 3

EXECUTION

Femmes 8 0 9 0 17 1

Hommes 113 19 87 13 200 32

Total 121 19 96 14 217 33

TOTAL COLLEGES

Femmes 37 1 17 1 54 2

Hommes 233 20 202 14 435 34

Total 270 21 219 15 489 36

Source : CEB

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1.6.2.5. Direction des études et du développement

Sous l‟autorité du Directeur Général, la Direction des Etudes et du Développement a pour missions de définir la politique de développement des moyens de production et de transport sur le territoire de la communauté et de veiller à sa mise en œuvre.

1.6.2.6. Direction de la production

Sous l‟autorité du Directeur Général, la Direction de la Production a pour missions de définir la politique de la production de l‟énergie électrique sur le territoire de la communauté et de veiller à sa mise en œuvre.

1.6.2.6.1. Direction de la centrale de Nangbéto

Sous la responsabilité du Directeur de la Production, la Direction de la Centrale de Nangbéto est notamment chargée d‟assurer la conduite et la maintenance de la Centrale de Nangbéto.

1.6.2.7. Direction du transport

Sous l‟autorité du Directeur Général, la Direction du Transport a pour missions de définir la politique d‟approvisionnement et de transport de l‟énergie électrique sur le réseau de la CEB et de veiller à sa mise en œuvre.

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1.6.2.7.1. Direction Régionale du Transport Bénin (DRTB) Sous la responsabilité du Directeur du Transport, la Direction Régionale du Transport Bénin est chargée d‟assurer sur le territoire du Bénin, l‟organisation et la coordination des activités de conduite et de maintenance des installations de transport de l‟énergie électrique de la CEB auprès des Autorités Nationales.

1.6.2.7.2. Direction Régionale du Transport Togo (DRTT) Sous la responsabilité du Directeur du Transport, la Direction Régionale du Transport Togo est chargée d‟assurer sur le territoire du Togo, l‟organisation et la coordination des activités de conduite et de maintenance des installations de transport de l‟énergie électrique de la CEB.

1.6.2.8. Direction des approvisionnements

Sous l‟autorité du Directeur Général, la Direction des Approvisionnements a pour missions de définir la politique d‟acquisition des biens et services de la CEB et de veiller à sa mise en œuvre. Elle est en outre chargée d‟assurer les formalités de transit, d‟exonération et de dédouanement.

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1.7 Infrastructures, fournisseurs et clients de la CEB 1.7.1. Les infrastructures de la CEB

1.7.1.1. Les capacités d’auto production de la CEB La CEB dispose :

Au Togo

 Une centrale hydroélectrique implantée à Nangbéto en 1987 d'une capacité de 2 x 32,8 MW avec une productibilité moyenne annuelle de 170GWh ;

 Une turbine à gaz de 20 MW implantée à la centrale thermique de Lomé-Port en 1998 fonctionne actuellement au jet A1et au gaz naturel du projet Gazoduc de l‟Afrique de l‟ouest reliant Lagos au Nigéria et Takoradi au Ghana avec une productibilité annuelle de 150 GWh.

Au Bénin

 Une turbine à gaz de 20MW précédemment installé au poste de Cotonou Vêdoko, après sa modification pour la faire fonctionner au gaz naturel du projet Gazoduc de l‟Afrique de l‟ouest reliant Lagos au Nigéria et Takoradi au Ghana a été déplacée à la sous-station de Maria-Gléta. Elle a une productibilité de 150GWh.

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1.7.1.2. Infrastructures de transport de l’énergie Au Togo

La CEB dispose au Togo de 419,6 km de ligne de transport d‟énergie pour une capacité de transformation de 407,16 MVA répartis sur les postes suivants :

 Le Poste de Lomé Aflao (85 MVA) ;

 Le Poste de Lomé Port (80 MVA) ;

 Le Poste de Momé Hagou (100 MVA) ;

 Le Poste d'Atakpamé (21 MVA);

 Le Poste de Dapaong (10 MVA);

 Le Poste d'Anfoin (16 MVA);

 Le Poste de Kara (20 M VA);

 Le Poste de Tabligbo (70 MVA);

 Le Poste de Cinkasse (5,16 MVA).

Au Bénin, 518 km de ligne de transport de l'énergie sont à l‟actif de la CEB pour une capacité de transformation de 826,5 MVA répartis sur les postes suivants :

 Le Poste de Cotonou - Vêdoko (194 MVA);

 Le Poste d'Onigbolo (70 MVA) ;

 Le Poste de Bohicon (40 MVA) ;

 le Poste de Lokossa (32 MVA) ;

 Le Poste d'Avakpa (19 MVA) ;

 Le Poste de Sakété (412,5 MVA) ;

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 Le Poste de Djougou (20 MVA) ;

 Le Poste de Parakou (20 MVA) ;

 Le Poste de Maria Gléta (19 MVA).

La CEB possède également un centre de conduite centralisée du réseau (Dispatching) logé à la Direction Générale à Lomé.

Outre ses diverses infrastructures, la CEB dispose d‟établissement au nombre des quels nous pouvons citer : Le bâtiment d‟accueil à PK6 Cotonou, Les résidences du Directeur Général et du Directeur Général Adjoint, Le bâtiment d„accueil de Lomé Akosombo et de la Cité OUA à Lomé.

1.7.2. Fournisseurs et Clients de la CEB La CEB a plusieurs fournisseurs et clients 1.7.2.1. Les fournisseurs de la CEB

La Volta River Autority (VRA) fournit de l‟énergie à la CEB à travers la ligne 161 kV double ternes entre Akosombo et Lomé-Aflao. Elle dispose en fait d‟un parc mixte de production composé de deux centrales hydroélectriques (Akosombo et Kpong), des centrales thermiques diesel (Tema) et des turbines à gaz (Aboadze et Tatoradi) avec une puissance estimée à environ 2228 MW.

La CEB importe de l‟énergie à la Compagnie Ivoirienne d‟Electricité (CIE) depuis 1995. L‟importation de la CEB se fait à travers la ligne 225 kV Abobo (Côte d‟Ivoire) et Presta (Ghana). Au-delà de cette interconnexion l‟énergie est livrée à la CEB à travers le réseau de la VRA. La CIE dispose d‟un parc composée de 3 grandes centrales thermiques et des centrales hydroélectriques.

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La CEB importe de l‟énergie électrique auprès de NIGELEC (Niger) depuis septembre 2003 à travers une ligne 33 kV isolé du réseau interconnecté de la CEB et reliant le poste Gaya (Niger) à Malanville.

La Transmission Compagny of Nigeria (TCN) est une société Nigériane qui a signé avec la CEB un accord de fourniture d‟énergie.

L‟importation de l‟énergie est assurée à travers une ligne d‟interconnexion 330 kV entre le Poste d‟Ikéja-West dans la banlieue de Lagos et le Poste de Sakété au Bénin. Le Poste de Sakété est équipé de deux autotransformateurs 330/161 kV ayant chacun une puissance nominale de 200 MVA et un transformateur de puissance 161/20 kV de 12,5 MVA avec 150 MW d‟importation depuis le 1^er janvier 2011. La TCN reste le plus grand fournisseur de la CEB.

1.7.2.2. Les clients de la CEB

Les clients de la CEB sont répartis sur les territoires Togolais et Béninois.

Au Togo, nous avons :

 WACEM : West African Cement, Cimenterie ;

 IFG : International Fertilizer Group, (ex-OTP: office Togolais des Phosphates) ;

 CEET : Compagnie d‟Energie Electrique du Togo.

Au Bénin, nous avons :

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 SCB-Lafarge : Société des Ciments du Bénin-Lafarge, Cimenterie d‟Onigbolo ;

 SBEE : Société Béninoise d‟Energie Electrique.

1.7.2.3. Sources d’alimentation futures du réseau de la CEB Elles sont composées de l‟aménagement hydroélectrique d‟Adjaralla sur le fleuve Mono et la centrale thermique de Maria-Gléta.

1.7.2.3.1. L'Aménagement hydroélectrique d'Adjaralla

Il s'agit d'une centrale hydroélectrique d'une capacité de 2x47MW à construire sur le fleuve Mono à l'aval de Nangbéto dans le village d'Adjarala (Aplahoué) au Bénin. Le productible annuel est de 326 GWh. L'intérêt du projet est la mise en valeur du potentiel hydroélectrique du fleuve Mono commun aux deux pays et l'amélioration du niveau de tension du réseau de transport 161 kV.

1.7.2.3.2. Centrale et Poste de Maria Gléta

Le double objectif de cette infrastructure est la réinstallation de la turbine à gaz de Cotonou au point d'arrivée du gazoduc ouest Africain dans la banlieue Ouest de Cotonou et la livraison de l'énergie à la SBEE pour la desserte de cette banlieue. Notons que ce projet est dans sa phase active et les travaux sont presqu‟à terme.

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Ces différents projets très avancés assureront une meilleure couverture en énergie électrique du Togo et du Bénin ; ce qui permettra à la CEB d'assurer au mieux l‟une des missions à elle assignées par les gouvernements Togolais et Béninois.

1.8 Présentation de la sous station de Cotonou Vêdoko

Figure 3 : Photo de la sous station de Cotonou Vêdoko

Grand pôle économique du Bénin, Cotonou est une ville cosmopolite dont l‟essor démographique entraîne une consommation énergétique accrue due à la forte concentration des unités industrielles. Face à cette situation et pour faciliter les activités de la seule société distributrice d‟énergie électrique la SBEE, le poste de Vêdoko a été créé pour desservir Cotonou et ses environs. La nécessité d‟un tel poste que l‟on peut qualifier de charnière, s‟explique également par la

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situation géographique de Cotonou qui sert de pivot pour toutes les villes environnantes.

1.8.1 Situation géographique et aspect général

Le poste de Cotonou Vêdoko est situé à l‟Ouest de la ville de Cotonou dans le quartier Vêdoko. Il est limité à l‟Ouest par le boulevard de l‟union Européenne et à l‟Est par le marché de Vêdoko. Le poste de Cotonou Vêdoko est un poste mixte (poste de répartition et poste source), auquel aboutissent deux lignes 161 kV venant de la VRA au Ghana, dont l‟une transitant par le centrale thermique de Maria-Gléta, et deux autres lignes 161kv venant du poste transformation de Sakété.

Notons que pour des besoins d‟exploitation dans l‟un ou dans l‟autre cas, les liges arrivées peuvent être utilisées comme ligne départ

1.8.2 Définition d’un poste de transformation

Selon la définition de la Commission Electrotechnique Internationale, un poste électrique est la « partie d‟un réseau électrique, situé en un lieu, comprenant principalement les extrémités des lignes de transport ou de distribution, de l‟appareillage électrique, des bâtiments, et éventuellement des transformateurs ».

Un poste électrique est donc un élément du réseau électrique servant à la fois à la transmission et à la distribution de l‟électricité.

1.8.3 Fonction

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Les postes électriques ont trois fonctions principales à savoir :

 Le raccordement d‟un tiers au réseau d‟électricité

 L‟interconnexion entre les différentes lignes électriques

 La transformation de l‟énergie entre différents niveaux de tensions.

1.8.4 Différentes formes de divisions de la sous-station de Cotonou Vêdoko

Le poste de Cotonou Vêdoko est composé de trois divisions que sont : la division exploitation ; la division appareillage et la division ligne.

1.8.4.1 La division exploitation

C‟est la division motrice de la distribution d‟énergie disponible et de la surveillance des équipements constituant le réseau, en particulier le contrôle et la gestion du champ électrique. Elle est basée à la salle de commande, un bâtiment équipé et permettant de mener une gestion optimale du réseau. La salle de commande dispose :

 d‟un panneau de commande électronique présentant le schéma synoptique du champ électrique du poste de Vêdoko, facilitant ainsi un suivi rigoureux du comportement du réseau;

 Des armoires de câblage des différentes protections et autres automates de protection et de comptage ;

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 D‟un consignateur d‟états permettant de faire l‟historique des faits et évènements survenus dans le champ électrique et les locaux des relais.

En général, elle sert de pont entre les différents postes et le dispatching et permet de gérer les consommations énergétiques en vue du respect des limites disponibles. Elle permet de signaler tous les dysfonctionnements des équipements du champ électrique, de la salle des relais à la division habilitée à faire les interventions.

Figure 4 : Panneau de commande du poste de Cotonou Vêdoko

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1.8.4.2 La division Appareillage

Elle se présente comme le régulateur du poste. Elle se charge, comme son nom l‟indique de l‟instrumentation. Elle a pour fonction principale la maintenance préventive et corrective des équipements du réseau et annexes en particulier ceux du champ électrique.

1.8.4.3 La division Ligne

Elle s‟occupe pour sa part de la gestion des problèmes liés aux infrastructures de transport d‟énergie. Elle prend donc en charge le remplacement des isolateurs sur les lignes et le règlement d‟autres problèmes survenus sur les lignes; elle joue principalement le rôle de surveillant de l‟état des lignes et des pylônes.

1.8.5 Equipements du poste de Cotonou-Vêdoko

(Voir en annexe figure 5 : schéma unifilaire du poste de Cotonou Vêdoko)

Le poste de Cotonou est un poste HTB/HTA 161kV/63kV/15kV auquel aboutissent quatre lignes HTB :

 L220 et L230 (161kV) arrivées de MOME-HAGOU ayant pour source la VRA et /ou la centrale de Nangbéto ;

 L200 et L210 (161kV) arrivées de Sakété où est réalisée l‟interconnexion CEB/TCN.

Ces lignes alimentent un jeu de barres en boucle auquel est raccordé quarte travées transformateurs qui desservent les rames de la SBEE et les lignes L20 et L21 de Gbégamey.

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Ces travées sont :

 La travée « transformateur T2», 161kV/15kV d‟une puissance de 19MVA qui alimente les rames du poste SBEE de Vêdoko ;

 La travée « Transformateur T3 », 161kV/63kV/15kV, transformateur à trois enroulements dont le premier secondaire de 63kV/40 MVA n‟est pas actuellement en service ; le second enroulement secondaire de 15kV/15MVA alimente les rames du poste de Vêdoko ;

 La travée T5 /161 kV / 63 kV 80 MVA prévue pour alimenter le départ L21 (palais présidentiel) peut également alimenter le départ L20 (Gbégamey) à travers le sectionneur d‟aiguillage S110 de la travée 63 k ;

 La travée « Transformateur T6 », 161kV/15kV, 40MVA alimente les rames du poste SBEE de Vêdoko.

La puissance totale installée au poste de Cotonou est: 194 MVA dont 120 MVA en 63 kV et 74 MVA en 15 kV.

Des ouvrages nécessaires à l‟exploitation optimale et en toute sécurité sont installés en addition aux composants des travées transformateurs. Il s‟agit :

 Des sectionneurs de ligne ;

 Des sectionneurs de terre ;

 Des sectionneurs de boucle ;

 Des jeux de barres et des colonnes isolantes ;

 Des transformateurs de tension (TT) pour les mesures et les protections ;

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 Des transformateurs de courant (TC) pour les mesures et les protections ;

 Des circuits bouchons pour la télécommunication interne de la CEB par CPL (Courant Porteur sur Ligne).

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2. DEROULEMENT DU STAGE

Les travaux effectués au cours de notre stage sont les suivants :

2.1 Les visites et contrôles mensuels

Les visites sont des opérations de surveillance qui, dans le cadre de la maintenance préventive systématique s‟opèrent selon une périodicité déterminée. Les contrôles quant à eux consistent à des vérifications de conformité par rapport à des données préétablies par le constructeur et les expériences d‟exploitation de ces équipements.

2.2 Maintenance des équipements

La maintenance se définit d‟une manière générale comme étant l‟ensemble des opérations permettant de garder dans une position fixe, stable un système, un matériel, un appareil dans un état donné ou de restituer des caractéristiques de fonctionnement spécifiées.

2.3 Maintenance préventive

Ce type de maintenance a pour objectif de diminuer la probabilité de défaillance des machines. Il s‟applique à des équipements dont l‟arrêt provoque des coûts indirects importants et comprend :

2.3.1 La maintenance préventive systématique

Elle consiste à changer les pièces jugées usagées et ne coûtant pas trop chères suivant un échéancier établi.

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2.3.2 La maintenance conditionnelle

Elle s‟applique généralement à des matériels coûtant chers en remplacement et se prêtant à être surveillés par des méthodes non destructives. Elle demande d‟effectuer des mesures physiques pouvant être :

 La mesure des vibrations et du bruit ;

 La thermographie infrarouge ;

 L‟analyse des huiles ;

 Les ultrasons.

A la CEB, la maintenance préventive des équipements est appelée MECEP (Méthode de Contrôle et d‟Entretien Programmé) et a lieu suivent une périodicité prédéterminé. Elle consiste à déterminer l‟état des équipements et à les corriger si nécessaire.

2.3.3 Cas des disjoncteurs

Le disjoncteur étant un élément essentiel au bon fonctionnement du réseau, il est donc nécessaire et primordial de:

 Vérifier l‟éclairage : cette vérification passe par un contrôle manuel sur le dispositif d‟éclairage de l‟armoire

 Vérifier le chauffage de l‟armoire en touchant la résistance chauffante ;

 Vérifier le niveau d‟huile du moteur ;

 Relever l‟index du compteur des manœuvres ;

 Contrôler l‟aspect interne et externe de l‟armoire pour détecter les fuites d‟huile éventuelles.

Les résultats des visites et contrôles du mois d‟Août 2011 sont consignés dans les tableaux 1 et 2 (en annexe).

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Dans le cadre de l‟entretien annuel du disjoncteur CB60, nous avons effectué les tâches suivantes :

 Mise à la terre ;

 Montage des palans pour retenir la cuve ;

 Dévissage de la cuve d‟huile ;

 Descente de la cuve à l‟aide des palans ;

 Vidange de l‟huile contenue dans la cuve ;

 Nettoyage de la cuve et des contacts

 Remplissage de la cuve avec une nouvelle huile (voltesso).

Figure 6: Photo du disjoncteur CB 60

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2.3.4 Cas des transformateurs de puissance

Ces visites et contrôles ont pour but de relever les données indispensables au bon fonctionnement du transformateur, de les interpréter et de décider des maintenances qu‟il faut faire si ces dernières s‟avèrent indispensables.

Le tableau 3 montre les résultats obtenus lors de la visite contrôle sur les transformateurs dans le mois d‟août 2011.

2.3.5 Cas du groupe électrogène

Il est utilisé pour pallier aux éventuelles coupures de courant du secteur, c‟est la raison pour laquelle il est également entretenu. Le tableau 4 illustre les résultats obtenus au cours du Mois d‟août 2011.

Suite aux résultats de l‟entretien nous avons fait le complément de gasoil.

2.4 Maintenance corrective

Elle est effectuée après la panne. Cela ne veut pas forcément dire qu‟elle n‟a pas été pensée. A la CEB il s‟agit de corriger les défauts observés lors des visites et contrôles des appareils.

2.4.1 Cas de sectionneur S61

Le sectionneur S61 est un sectionneur à volant (il est manœuvré manuellement à l‟aide d‟un volant qui permet la fermeture et l‟ouverture des 3 bras du sectionneur). Le contrôle a révélé que le bras B du sectionneur était bloqué ce qui a nécessité son remplacement.

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2.4.2 Cas du transformateur

Après les visites et contrôles, on remédie aux défauts relevés. Ainsi pour le mois de mai on a réalisé plusieurs tâches dont : le remplacement du sillicagel du transformateur T5.

Loger dans le dessiccateur, le sillicagel est une matière en forme de petit grain permettant d‟aspirer l‟humidité de l‟air allant dans le conservateur qui est un réservoir équipé de dispositifs de sécurité qui permet de réguler le niveau de l‟huile dans la cuve du transformateur.

Le sillicagel à l‟état sec a une couleur bleue et tourne à l‟orange lorsqu‟il absorbe de l‟humidité.

Pour remplacer le sillicagel qui est un produit chimique permettant d‟aspirer l‟humidité dans l‟huile, nous avons démonté le dessiccateur afin de vider le sillicagel inactif. Après cela on le remplie du nouveau sillicagel à l‟état sec.

Figure 7: Photo du bocal de sillicagel

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2.4.3 Cas du transformateur T1

Figure 8: Photo du rupteur de T1

Suite à la visite et contrôle précédent, il a été constaté la détérioration de l‟huile du compartiment rupteur du Chargeur de Prise en Charge (CPC). Ainsi, il a été décidé de l‟entretien de changeur de prise.

Après la consignation et le remplissage des conditions de sécurité, les travaux se sont déroulés comme suit :

 Positionnement du CPC sur la prise médiane (Prise 9b) ;

 Démontage de la tige d‟accouplement du rupteur avec le moteur du CPC ;

 Dévissage du compartiment ;

 Vidange de l‟huile contenue dans la cuve ;

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 Nettoyage de la cuve et des contacts ;

 Remplissage de la cuve d‟une nouvelle huile ;

 Fermeture du Compartiment ;

 Montage de la tige de couplage ;

 Rangement et déconsignation et de mise de l‟installation.

2.4.4 Complément du Gaz des disjoncteurs CB320 et CB430

Suite à un défaut disjoncteur signalé sur le disjoncteur CB 320 au synoptique et au consignateur d‟état à la salle de commande, nous avons procédé à une recherche qui a révélé une baisse pression du Gaz SF6. Ce défaut est corrigé par un complément de gaz jusqu‟à 0,5 MPa (pression nominale de fonctionnement du disjoncteur).

En effet, en fonctionnement normal, la pression du gaz dans les pôles doit être de 0,5 MPa ; la diminution de cette pression est tolérable jusqu‟à 0,45 MPa. En dessous de cette valeur un défaut est signalé.

On note que cette diminution de gaz est due aux fuites de gaz, signalées par les dispositifs de détection de niveau de pression.

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Etude et Planification des

travaux de remplacement d’un

disjoncteur de type KSO par un

autre de type DT170 à gaz SF6 :

Cas du CB 410 du Poste source

de la CEB à Cotonou Vêdoko

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3. ETUDE DES DISJONTEURS HAUTE TENSION (HT) 3.1 Généralité sur les disjoncteur HTB

3.1.1 Historique

L'appareillage électrique à haute tension est l'ensemble des appareils électriques qui permettent la mise sous ou hors tension de portions d'un réseau électrique à haute tension (y compris pour des opérations de délestage).

L‟appareillage électrique est un élément essentiel qui permet d‟obtenir la protection et une exploitation sûre et sans interruption d‟un réseau à haute tension. Ce type de matériel est très important dans la mesure où de multiples activités nécessitent de disposer d'une alimentation en électricité qui soit permanente et de qualité.

L'appareillage électrique à haute tension a été créé dès la fin du XIX^e siècle, au début pour la manœuvre des moteurs et autres machines électriques. Il n'a cessé de se développer, l'appareillage est actuellement utilisé dans toute gamme des hautes tensions, jusqu'à 1 100 kV.

L'évolution de l'appareillage à haute tension, en particulier les techniques de coupure qui ont été utilisées, a été influencée par les progrès technologiques, le développement des moyens de calcul qui ont permis d'optimiser les dimensions des appareils, la concurrence qui a poussé les constructeurs à réaliser des appareils de plus en plus économiques, mais aussi par l'évolution des réseaux qui a nécessité de réaliser de l'appareillage pour des tensions de plus en plus élevées.

Le chapitre des Techniques utilisées pour l'isolement et la coupure décrit de manière détaillée les différentes techniques développées pour réaliser les appareillages à haute tension qui ont permis de

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répondre aux contraintes et exigences de plus en plus sévères qui ont accompagné cette évolution des réseaux à haute tension.

L'augmentation du courant de court-circuit dans les réseaux à haute tension a favorisé l'avènement des disjoncteurs à air comprimé dans les années 1960, en effet l'augmentation de la consommation et donc des puissances installées a nécessité de disposer d'appareils capables de couper des courants supérieurs à 40 kA, ce qui était le pouvoir de coupure maximum possible avec les disjoncteurs à huile en extra-haute tension.

Durant les années 1970, c'est plutôt le moindre coût et la simplicité des disjoncteurs SF₆ qui ont permis à ces derniers de supplanter à leur tour les appareils à air comprimé, les deux techniques permettant d'obtenir les pouvoirs de coupure les plus élevés, 50 kA ou 63 kA, exigés alors en haute tension.

En moyenne tension, les appareils à huile ont été remplacés par les appareils au SF₆ ou à vide car ces derniers ont des performances en coupure supérieures, une endurance électrique étendue et nécessitent moins de maintenance en service.

La consommation d'électricité et par suite les besoins en puissance installée et en équipements à haute tension sont en forte augmentation depuis 2005, c'est tout particulièrement le cas en Chine dont la puissance installée est de 600 000 MW (Mégawatts) en 2006 et devrait atteindre 1 300 000 MW en 2020, la Chine aura alors la puissance installée la plus élevée au monde, et dépassera les États- Unis. Pour sa part, l'Inde prévoit de multiplier par 3 sa puissance installée entre 2012 et 2025, elle sera alors de 600 000 MW, et de mettre en service un réseau de transmission à ultra-haute tension de 800-1200 kV AC et 800kV HVDC.

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Figure 9: Un champ électrique comprenant des disjoncteurs HTB

3.1.2 Définition

Un disjoncteur est destiné à établir, supporter et interrompre des courants sous sa tension assignée (la tension maximum du réseau électrique qu‟il protège) à la fois. Il sert notamment :

Dans les conditions normales de service, par exemple pour connecter ou déconnecter une ligne dans un réseau électrique ;

Dans les conditions anormales spécifiées, en particulier pour éliminer un court-circuit, ou les conséquences de la foudre.

De par ses caractéristiques, un disjoncteur est l‟appareil de protection essentiel d‟un réseau à haute tension, car il est le seul capable d‟interrompre un courant de défaut et donc d‟éviter que le matériel connecté sur le réseau soit endommagé. La rapidité de cette interruption est relative à sa puissance d‟interruption (pouvoir de coupure). L'interruption a lieu dans un milieu spécial et fermé. Le disjoncteur peut être manœuvré volontairement ou automatiquement, par l‟intermédiaire d‟un système de protection lorsque le seuil de réglage de ce dernier est franchi.

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En interrompant le courant dans un circuit à l‟aide d‟un disjoncteur, il se crée un arc électrique. De ce fait, il existe plusieurs types de disjoncteurs selon le mode d‟étouffement de l‟arc. Dans les stations ou champs électriques de la CEB, c‟est celui à huile et à gaz qui sont souvent utilisé.

3.1.3 Principe de fonctionnement des disjoncteurs HTB et HTA

La coupure d‟un courant électrique par un disjoncteur à haute tension est obtenue en séparant des contacts dans un gaz (air, SF₆..) ou dans un milieu isolant (par exemple l'huile ou le vide). Après séparation des contacts, le courant continue de circuler dans le circuit à travers un arc électrique qui s‟est établi entre les contacts du disjoncteur.

Figure 10: Arc entre les contacts d'un disjoncteur à haute tension

À ce jour, les disjoncteurs à haute tension (72,5 kV à 1100 kV) utilisent essentiellement le gaz ou l'huile pour l‟isolement et la coupure, la technique de coupure dans le vide est limitée aux applications en

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moyenne tension avec quelques développements récents pour une tension assignée de 84 kV.

Dans les disjoncteurs à gaz, le courant est coupé lorsqu‟un soufflage suffisant est exercé sur l‟arc électrique pour le refroidir et l‟interrompre.

À l‟état normal, le gaz contenu dans le disjoncteur est isolant, il permet de supporter la tension du réseau connecté à ses bornes. Lorsque les contacts du disjoncteur se séparent, l‟intervalle entre les contacts est soumis à un fort champ électrique, le courant circule alors à travers un arc qui est un plasma (ou gaz ionisé) composé de molécules de gaz décomposées, d'électrons et d‟ions. La température de l'arc devient très élevée, elle peut atteindre 20 000 °C ou plus au cœur de l'arc.

Sous l‟action du soufflage exercé sur l‟arc lors du fonctionnement du disjoncteur, la température de l‟arc diminue, les électrons et les ions se recombinent et le fluide retrouve ses propriétés isolantes. La coupure de courant est alors réussie.

Pour les disjoncteurs à haute tension, le principe de coupure retenu est la coupure du courant lorsqu'il passe par zéro (ceci se produit toutes les dix millisecondes dans le cas d‟un courant alternatif à 50 Hz). En effet, c'est à cet instant que la puissance qui est fournie à l‟arc par le réseau est minimale (cette puissance fournie est même nulle à l‟instant où la valeur instantanée du courant est nulle), on peut donc espérer, moyennant un soufflage suffisant, mettre à profit cet intervalle de temps pendant lequel le courant est de faible intensité pour refroidir suffisamment l‟arc afin que sa température diminue et que l‟espace entre les contacts redevienne isolant

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3.1.4 Les différents types de disjoncteurs tripolaires HTB et leur mode de soufflage

3.1.4.1 Disjoncteur à huile

La coupure dans l‟huile s‟est imposée en haute tension après avoir été développée en moyenne tension (ou Haute tension A). Sous l‟action de l‟arc électrique, l‟huile est décomposée, plusieurs types de gaz sont produits (essentiellement de l‟hydrogène et de l‟acétylène) lors de cette décomposition. L‟énergie de l‟arc est utilisée pour décomposer et évaporer l‟huile, ceci permet de refroidir le milieu entre les contacts et par suite d‟interrompre le courant à son passage par zéro.

Les premiers disjoncteurs à huile avaient des contacts de coupure qui étaient plongés dans de l‟huile contenue dans une cuve métallique au potentiel de la terre, d'où leur nom de Dead tank. Ils sont appelés « disjoncteurs à gros volume d‟huile ». Certains sont toujours en service actuellement, par exemple aux États-Unis.

Par la suite, dans les années 1950, les « disjoncteurs à faible volume d‟huile » ont été conçus pour réduire la quantité d‟huile nécessaire et surtout limiter le risque d‟incendie inhérent aux disjoncteurs à gros volume d‟huile. L‟arc se développe dans un cylindre isolant afin de limiter sa longueur et de contrôler autant que possible l‟énergie contenue dans l‟arc. Cette énergie est utilisée pour générer le soufflage par vaporisation de l‟huile comme expliqué précédemment.

Cette technique que l‟on appelle par « auto-soufflage » sera reprise plus tard pour les disjoncteurs à SF6. Elle a été appliquée pour des tensions assignées atteignant 765 kV et des courants de défaut très élevés, pouvant atteindre 50 kA. Ces disjoncteurs avaient pour principaux inconvénients de nécessiter de nombreux éléments de

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coupure en série (pour tenir la tension), et de nécessiter un entretien important et délicat (remplacement de l‟huile usagée). Ils ont été supplantés par les disjoncteurs à SF6 qui nécessitent peu de maintenance et ont une longue durée de vie.

Figure 11 : Disjoncteur à huile de type KSO

3.1.4.2 Disjoncteur à air comprimé

Le gaz contenu dans les disjoncteurs à air comprimé est maintenu sous haute pression (20 à35 bars) à l‟aide d‟un compresseur. Cette haute pression permet d‟assurer la tenue diélectrique et de provoquer le soufflage de l‟arc pour la coupure. Le soufflage intense exercé dans

Armoire du dispositif de

commande Armoire

électrique Tank d’huile

diélectrique dans laquelle baignent les contacts fixes et mobiles

Massif en béton

Chemins de câbles

Pôles de la même phase situés de part et d’autre des contacts

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ces disjoncteurs a permis d‟obtenir de très hautes performances (courant coupé jusqu‟à 100 kA sous haute tension) et avec une durée d‟élimination du défaut très courte permettant d‟assurer une bonne stabilité des réseaux en cas de défaut.

Ils ont eu longtemps le monopole des très hautes performances et furent pendant les années1960 et 1970 utilisés de préférence dans les réseaux à très haute tension, en particulier en Amérique du Nord. Un défaut des disjoncteurs à air comprimé est leur bruit très important à l'ouverture. De plus, ils nécessitent un entretien périodique, en particulier de leurs compresseurs, ceci explique qu‟ils ont été progressivement supplantés par une autre génération de disjoncteurs, celle des disjoncteurs à SF6 (ou hexafluorure de soufre).

À noter que la technique à air comprimé est la seule qui permette encore aujourd‟hui d‟atteindre les pouvoirs de coupure les plus élevés (275 kA sous 36 kV) qui sont exigés pour les disjoncteurs de générateurs.

Figure 12 : Disjoncteur à air comprimé