ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D’UN POSTE SOURCE HTB/HTA DANS LE GRAND PORTO-NOVO A L’HORIZON 2030

(1)

UNIVERSITE D’ABOMEY – CALAVI

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ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY – CALAVI

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DEPARTEMENT DE GENIE ELECTRIQUE

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Option : Energie Electrique

Présenté et soutenu le 11/12/2015 par :

Robert Yédénou DJOSSOU Devant le jury composé de :

Président de jury : Docteur HANGNILO Robert, Enseignant à l’EPAC Membres de jury :

1) Docteur NASSARA Luc, Enseignant à l’EPAC, Membre 2) Monsieur MAMA Igor, en service à la SBEE, Encadreur

3) Docteur BADAROU Ramanou, Enseignant à l’EPAC, Maître de mémoire POUR L’OBTENTION DU

DIPLÔME D’INGENIEUR DE CONCEPTION

Thème :

ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D’UN POSTE SOURCE HTB/HTA DANS LE GRAND PORTO-NOVO

A L’HORIZON 2030

Présenté par :

Année académique 2014 – 2015 (8^ème Promotion)

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SOMMAIRE

……….………..i

DEDICACES ………... iii

REMERCIEMENTS ………..iv

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATION ……….v

LISTE DES TABLEAUX ………...…...vii

LISTE DES FIGURES……….……….Viii RESUME ………..………...ix

ABSTRACT………...x

INTRODUCTION GENERALE………1

CHAPITRE1: Description, analyse du réseau électrique du grand Porto- Novo(Commune de Porto-Novo; Adjarra; Avrankou; Akpro-Missérété; Dangbo; Adjohoun et Bonou): les problèmes du réseau.……….….3

Introduction partielle……….4

1.1. Situation géographique du réseau électrique alimenté par la sous-station de Porto-Novo………4

1.2. Description du réseau de distribution électrique du grand Porto-Novo ...….4

1.3. Analyse du réseau électrique du grand Porto-Novo ………..…...9

1.4. Les problèmes du réseau………..21

Conclusion partielle ……….21

CHAPITRE2: Reconfiguration du réseau HTA………...…….22

Introduction partielle ………..23

2.1. Les différentes méthodes d‟estimation de la demande en énergie électrique……….…23

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Robert Yédénou DJOSSOU // Mémoire d‟Ingénieur de Conception en Energie Electrique // EPAC i

2.2. Estimation de la puissance électrique de pointe sur l‟ensemble du réseau

HTA du grand Porto-Novo à l‟horizon 2030…...24

2.3. Détermination de la puissance à installer à l‟horizon 2030……….29

2.4. Reconfiguration du réseau HTA du grand Porto-Novo à l‟horizon 2030..31

Conclusion partielle……….…31

CHAPITRE3: Dimensionnement du poste source HTB/HTA………..…32

Introduction partielle………...…33

3.1. Critères et choix du site d‟implantation de la sous-station ………..33

3.2. Conception de la sous-station d‟Azowlisè………...34

3.3. Dimensionnement et choix des éléments du poste………...37

3.4. Solidarité entre les trois postes HTB/HTA de Tanzoun, Houinmè et Azowlisè……….62

Conclusion partielle………65

CHAPITRE4: Evaluation du coût moyen d‟acquisition matériels et plan d‟exécution des travaux- partie électrique………...66

Introduction partielle ... 67

4.1. Inventaire des matériels ………...67

4.2. Elaboration du devis n°1………..67

4.3. Plan d‟exécution prévisionnel des travaux ………...72

Conclusion partielle………...73

CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES………...…..74

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES………75

ANNEXES……….77

Table des matières ……….………86

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Robert Yédénou DJOSSOU // Mémoire d‟Ingénieur de Conception en Energie Electrique // EPAC ii

DEDICACES

Je dédie ce travail :



A la mémoire de mon papa chéri Akodjènou DJOSSOU, arraché très tôt à mon affection ;



A ma mère Dossi GNONLONFIN, pour avoir toujours fait de ma réussite, l’une de ses préoccupations majeures ;



A mes frères Apollinaire, Edouard, Lambert et mes sœurs Anne, Véronique, Elisabeth pour leur encouragement et aide qui m’ont toujours été très utiles ;



A mes tantes, oncles, cousines et cousins, dont les soutiens ne m’ont jamais fait défaut.

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Robert Yédénou DJOSSOU // Mémoire d‟Ingénieur de Conception en Energie Electrique // EPAC iii

REMERCIEMENTS

Nous voudrions, avant toutes choses, rendre grâce à l‟Eternel Dieu tout puissant, dispensateur de toutes grâces et de tous biens, sans qui ce travail ne saurait aboutir. Que son saint nom soit loué pour l‟éternité.

De même, nous adressons nos sincères remerciements :

- au Pr. Félicien AVLESSI et au Maître conférence CAMES Clément BONOU, respectivement Directeur et Directeur Adjoint de l‟EPAC ; - au Dr. François-Xavier FIFATIN, chef du département du Génie

Electrique ;

- au Dr. Ramanou BADAROU, enseignant à l‟EPAC, Maître de mémoire, pour sa disponibilité, son encadrement et son orientation tout au long de ce travail ;

- aux enseignants et techniciens du laboratoire de Génie Electrique de l‟EPAC, pour tous les efforts consentis pour notre formation ;

- à M. Jean-Paul AHOYO, Directeur Général Adjoint SBEE;

- à M. Malick MAMA, Chef Service Modélisation des réseaux à la SBEE, encadreur, pour l‟attention particulière accordée à notre sujet en nous servant de guide du début jusqu‟à la fin de ce travail ;

- à Ms. Eudes-Joachim MAYAKI et Cyrille AKPATA, agents de la SBEE, pour les nobles conseils;

- à Ms Barthélémy ADIGBONON, Samson DJOI et François GANHOUNSO, pour l‟aide financière et matérielle ;

- à toutes les personnes qui ont contribué de près ou de loin à l'élaboration de ce mémoire ainsi qu'à la réussite de mon cursus universitaire.

Que les membres du jury trouvent ici l‟expression de notre reconnaissance pour avoir acceptés d‟examiner ce travail.

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Robert Yédénou DJOSSOU // Mémoire d‟Ingénieur de Conception en Energie Electrique // EPAC iv

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS

AC : Courant Alternatif CC : Courant Continu

CEI: Compagnie Electrique Ivoirienne

DED: Direction des Etudes et du Développement DPN : Disjoncteur phase-neutre

HTA: Haute Tension catégorie A HTB: Haute Tension catégorie B JDB: Jeux De Barre

km: Kilomètre kV: kilo Volt kA: Kilo Ampère MALT: Mise à la terre MVA: Méga Voltampère

MVAR: Méga Voltampère Réactif MW: Mégawatt

NF: Norme Française P: puissance active P.U : Per Unit

Q : puissance réactive

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Robert Yédénou DJOSSOU // Mémoire d‟Ingénieur de Conception en Energie Electrique // EPAC v

Ω/km: Ohm par kilomètre

SBEE: Société Béninoise d‟Energie Electrique TC: Transformateur de Courant

TGBT : Tableau Général Base Tension TT ou TP : Transformateur de Tension T1: Transformateur 1

T2 : Transformateur 2 T3 : Transformateur 3

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Robert Yédénou DJOSSOU // Mémoire d‟Ingénieur de Conception en Energie Electrique // EPAC vi

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1.1 : Les éléments du poste source de Houinmè……….5

Tableau 1.2 : Modèles équivalents des symboles du réseau réel……….11

Tableau1.3 : Transits, pertes de puissance et chutes de tension sur les quatre départs………..19

Tableau 2.1 : Les puissances de pointe sur le réseau du grand Porto-Novo de 2002 à 2014………..…………26

Tableau 2.2 : Taux de croissance de la puissance de pointe demandée par le réseau du grand Porto-Novo ……….………28

Tableau 3.1 : Caractéristiques du transformateur de puissance dimensionné…39 Tableau 3.2 : Caractéristiques des disjoncteurs HTB………...…...…42

Tableau3.3 Les neufs facteurs de la constante K………45

Tableau 3.4 : Vérification de la tenue du tube choisi ………....49

Tableau 3.5: Caractéristiques disjoncteur HTA ……….56

Tableau 3.6 Les neufs facteurs retenus pour jeux de barres plats ……….58

Tableau 3.7 Vérification des déférentes tenues des jeux de barres HTA...…..58

Tableau 3.8 Dimension du support isolant HTA ………..….59

Tableau 3.9 Résumé des appareillages arrivé 15KV-Transformateur ……..…60

Tableau 3.10 Dimension cellule départ HTA………...………..61

Tableau 4.1: Devis n°1 estimatif d‟acquisition matériel ………68

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Robert Yédénou DJOSSOU // Mémoire d‟Ingénieur de Conception en Energie Electrique // EPAC vii

LISTE DES FIGURES

Figure 1.1 : Schéma synoptique d‟exploitation actuel du poste source de

Houinmè………6

Figure 1.2 : Zone de desserte du réseau du grand Porto-Novo ………...8

Figure 1.3 : Schéma synoptique fonctionnel de l‟outil de simulation………….10

Figure 1.4 : Configuration départ D1………..14

Figure 1.5 : Configuration départ D2………...15

Figure 2.1 : Courbe de tendance de l‟évolution annuelle de la puissance de pointe sur l‟ensemble du réseau HTA du grand Porto-Novo et de Sèmè de 2002 à 2012………..………....25

Figure 3.1 : Découpage du grand Porto-Novo ………....…34

Figure 3.2 : Configuration du nouveau poste à l‟horizon 2030………...36

Figure 3.3 : Pieds du disjoncteur type LTB D ………....43

Figure 3.4 : Sectionneur à deux colonnes………....43

Figure 3.5 : Vue d‟une barre plate creuse………...44

Figure 3.6 : Schéma montrant les efforts dans deux conducteurs parallèles…...46

Figure 3.7 : Circuit en défaut ………...………...47

Figure 3.8 : variation de la constante k en fonction du rapport ………...48

Figure 3.9 : Calcul du moment d‟inertie par rapport à un axe...50

Figure 3.10 : Schéma unifilaire service auxiliaire du poste …………...………61

Figure 3.11 : Modèle du réseau HTB…..………..………..64

Figure 4.1: Plan d‟exécution prévisionnel des travaux 1^ère étape ………...72

Figure 4.2 : Plan d‟exécution prévisionnel des travaux 2^ème étape………..73

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Robert Yédénou DJOSSOU // Mémoire d‟Ingénieur de Conception en Energie Electrique // EPAC viii

RESUME

Ce mémoire a consisté en une étude et un dimensionnement d‟un poste source HTB/HTA dans le grand Porto-Novo qui englobe les communes de Porto-Novo, Avrankou, Adjarra, Akpro-missérété, Dangbo, Adjohoun et Bonou et cela à l‟horizon 2030. En effet, les chutes de tension sur certains départs du réseau HTA du grand Porto-Novo excèdent la norme de 5% ; ceci s‟explique par des départs très longs, le dépassement de la capacité de transit de puissance qui ne cesse d‟augmenter dans les conducteurs. Aussi, la puissance de pointe enregistrée en décembre 2014 sur tout le réseau est-il de 20 MVA contre une disponibilité de 34 MVA à la source d‟alimentation (poste source de Houinmè).Cette dernière croît de 5,651% chaque année et va atteindre 48,2 MVA selon un scénario moyen en 2030. Dans l‟hypothèse que le poste source de Tanzoun va alimenter une partie du réseau, le taux de couverture en puissance du poste source de Houinmè va rigoureusement atteindre sa limite au plus en 2030. Suite à cela, nous avons proposé la construction d‟une centrale mixte de 48,2 MVA et l‟installation d‟un poste source HTB/HTA de 20 MVA sur un autre site. Sera implanté dans l‟arrondissement d‟Azowilisè, commune d‟Adjohoun ce nouveau poste à configuration « d » qui va alimenter le réseau des communes de Dangbo, Akpro-Missérété, Adjohoun et Bonou.

MOTS CLES: Réseau HTA, poste source, puissance de pointe.

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Robert Yédénou DJOSSOU // Mémoire d‟Ingénieur de Conception en Energie Electrique // EPAC ix

ABSTRAC

This report consists to a study and a calculating the dimensions of an HTB/HTA supply post in the big Porto-Novothat includes the townships Porto- Novo, Avrankou, Adjarra, Akpro-missérété, Dangbo, Adjohoun and Bonou and it on the horizon 2030. As a matter of fact, the falls of voltage on some departures of the HTA electric network of the town exceed the standard of 5%.

That is due to some log departures, the excess of the transit power capacity which is more and more rising in the electric cable. Furthermore, the higher power recorded in December 2014 on all the network is in the order of 20MVA against 34MVA availability at the power supply. The last grows from 5.561%

every year and will reach 48.2MVA according to a middle chance. Supposing that the supply post of Tanzoun will supply a part of the electric network, the power cover rate of the post of Houinmè will rigorously reach its limit at last in 2030. As a result of this, we suggest the construction of a mixed power station of 48,2MVA and the installation of a station HTB/HTA source of 20MVA on another site. This new “d” setting post which will supply the townships of Akpro-Missérété, Dangbo, Adjohoun and Bonou will be set up in the district of Azowlissè, township of Adjohoun.

KEY WORDS: HTA network, station source, peak power.

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Robert Yédénou DJOSSOU // Mémoire d‟Ingénieur de Conception en Energie Electrique // EPAC 1

INTRODUCTION GENERALE

De nos jours, l‟énergie électrique est un bien de consommation à part entière, devenue indispensable, non seulement pour la vie quotidienne des citoyens, mais également pour l‟économie d‟un pays. En effet, sa demande ne cesse de s‟accroître chaque année et reste généralement éloignée de l‟offre. Dans le but de mettre l‟offre au-dessus de la (ou rapprocher à la) demande chaque année, une première idée est de prévoir la demande afin d‟une part pour les producteurs de planifier leur plan de production et d‟autre part pour les distributeurs la construction des centres d‟évacuation d‟énergie électrique vers les consommateurs.

Ainsi, à la SBEE, la Direction des Etudes et du Développement (DED) par le biais de son service statistique a montré que l‟autonomie énergétique de la région de l‟Ouémé n‟est pas assurée depuis 2013 et qu‟il est nécessaire d‟élargir les jeux de barres 63KV, ceci par une seconde ligne d‟alimentation du poste source de Houinmè ; aussi, une étude faite par Ing Corinne EHOU et Dr Ramanou BADAROU sur la demande de l‟énergie électrique dans la commune de Porto-Novo a fait observer une puissance de pointe de 24,04MVA à l‟horizon 2025 et suggère un plan directeur d‟électrification de la commune de Porto- Novo à cet horizon: plan d‟équipement, étude économique et impacts environnementaux. Sur ceux, la puissance de pointe qu‟on observera sur l‟ensemble du réseau HTA du grand Porto-Novo à l‟horizon 2030 va dépasser la capacité du poste de Houinmè.

Vue la perte d‟énergie, les chutes de tension qu‟occasionne un poste source très éloigné des charges électriques, nous avons choisi, durant notre stage à la SBEE de porter notre réflexion sur le thème : Etude et dimensionnement d’un poste source HTB/HTA dans le grand Porto-Novo à l’horizon 2030.

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Le premier chapitre de notre travail s‟occupe de la description, de l‟analyse du réseau HTA du grand Porto-Novo sans oublier ses problèmes ;

Un plan de reconfiguration d‟un réseau dans le futur ne peut se faire qu‟à partir de la demande de la puissance de pointe qu‟on observera et des puissances à installer. C‟est ce que le deuxième chapitre va nous présenter;

Installer une puissance électrique donnée revient à choisir les équipements électriques nécessaires à son évacuation et aussi à la sécurité des personnes, ceci ne peut se faire par un dimensionnement, c‟est le troisième chapitre.

Dans le quatrième chapitre, nous allons élaborer d‟une part un devis n°1 du coût moyen d‟acquisition des matériels électriques pour la réalisation du poste en question et d‟autre part le plan d‟exécution des travaux.

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CHAPITRE 1

DESCRIPTION, ANALYSE DU RESEAU ELECTRIQUE DU GRAND PORTO-NOVO (COMMUNE DE PORTO-NOVO;

ADJARRA; AVRANKOU; AKPRO-MISSERETE; DANGBO;

ADJOHOUN ET BONOU: LES PROBLEMES DU RESEAU.

(15)

Introduction partielle

Il est question dans ce chapitre d‟analyser le réseau électrique du grand Porto-Novo afin de dégager les problèmes auxquels il est confronté. Cette analyse passera par la modélisation suivie de la simulation de ce réseau avec le logiciel POWER WORLD SIMULATOR.

1.1. Situation géographique du réseau électrique alimenté par la sous- station de Porto-Novo

Le réseau électrique du grand Porto-Novo est celui qui dessert les communes de Porto-Novo, Akpro-Missérété, Dangbo, Adjohoun, Bonou, Adjarra et Avrankou. Il est alimenté par la sous-station de Houinmè dans la commune de Porto-novo non loin de la maison des jeunes de ladite commune.

1.2. Description du réseau de distribution électrique du grand Porto-Novo Le réseau électrique que nous traitons dans ce document appartient à la Société Béninoise d‟Energie Electrique (SBEE). C‟est elle qui a accueilli notre stage de fin de formation en particulier sa Direction des Etudes et du Développement (DED).

Avant de décrire ce réseau, il est important de prendre connaissance de sa source d‟alimentation.

 Source d’alimentation

C‟est le poste source 63KV/15KV de Houinmè dans la commune de Porto-Novo. Il est doté de trois transformateurs de puissance (T1 ; T2 ; T3) et est alimenté par la ligne 63KV en provenance du poste source de Cotonou-Akpakpa et une centrale thermique SIIF (sollicitée aux heures de pointe).Une second ligne d‟alimentation 63KV en provenance de Tanzoun est en cours de réalisation.

Ce poste source servait aussi d‟alimentation au réseau de distribution de Sèmè lorsque ce dernier n‟était pas encore doté d‟un poste source.

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Les caractéristiques des éléments du poste source de Houinmè se présentent comme suit :

Tableau 1.1 : Les éléments du poste source de Houinmè

Signalons aussi qu‟un banc de condensateur est installé sur la sortie HTA du poste pour améliorer le facteur de puissance de l‟ensemble du réseau de distribution.

Par ailleurs, en plus de la ligne 63KV, Porto-Novo est reliée à Cotonou par une ligne 15KV provenant du poste source 63KV/15KV d‟Akpakpa. Elle n‟est mise en service jusqu‟à Porto-Novo qu‟en cas de nécessité particulière (Pannes, entretiens de longue durée sur la ligne 63KV ou le poste source de Porto-Novo) [01]

Le schéma synoptique d‟exploitation actuel de la sous-station se présente comme suit :

Transformateurs Puissance installée Puissance disponible

T1 : 63KV/15KV 36MVA 0MVA (Régleur

défectueux)

T2 : 63KV/15KV 31,5MVA 31,5MVA

T3 (Centrale SIIF): 11KV/63KV

14MVA 2,5MVA

(en 2013)

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Figure 1.1 : Schéma synoptique d‟exploitation actuel du poste source de Houinmè

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 Réseau de distribution

Du poste source partent quatre départs (D1 ; D2 ; D3 ; D4) qui assurent la couverture géographique du réseau de distribution. En effet, le réseau de

distribution a une tension de service égale à 15KV. La mise à la terre des postes de distribution et l‟existence de disjoncteurs et de fusibles constituent la

protection de ce dernier en exploitation.

 Caractéristiques des départs

 Départ D1

Il est en grande partie souterrain. La partie souterraine est faite avec des câbles en cuivre de 150mm² et la partie aérienne en almélec de section 54,6mm². Ce départ présente une longueur totale de 18,724 Km et alimente les environs de l‟Assemblée Nationale et les quartiers périphériques avant le Pont de Porto-Novo.

 Départ D2

Ce départ, long de 29,6 km a une configuration mixte. Pour la partie souterraine, les câbles en cuivre de section 150 mm² sont utilisés avec par endroits des câbles de 35 mm² dont la gaine est constituée de diverses couches séparées par des papiers imprégnés. Les dérivations aériennes sont en almélec de 54,6 mm² et 34,4 mm². Il couvre les quartiers de Djaguidi, Kandévié, Agbokou, Djègan Daho et une partie d‟Adjarra.

 Départ D3

Couvrant les quartiers de Djègan- Kpèvi, Gbodjè, Anavié, Avrankou, Ifangni et le reste d‟Adjarra, ses artères principales sont en Almélec de section 117 mm². Les axes secondaires sont des conducteurs en Almélec de 54,6 mm² et parfois en cuivre de 34,4 mm². La longueur de ce départ est de 25,892 Km.

 Départ D4

Ce départ couvre les autres localités de Porto-Novo et les communes de Bonou, Dangbo, Adjohoun et Akpro-Missérété et a une longueur de 32,315 km. Il est constitué de conducteurs en Almélec de section 117 mm² pour les axes principaux. Les dérivations sont pour la plupart en Almélec de section 54, 6 mm² et en infime partie, du 34, 4 mm² Almélec et du 17mm² cuivre.

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La figure 1.2 montre la zone de desserte du réseau électrique du grand Porto-Novo avec sa source d‟alimentation.

Figure 1.2 : Zone de desserte du réseau du grand Porto-Novo

P1 regroupe les environs de l‟Assemblée Nationale et les quartiers périphériques avant le Pont de Porto-Novo.

P2 couvre les quartiers de Djaguidi, Kandévié, Agbokou, Djègan -Daho ; P3 couvre les quartiers de Djègan- Kpèvi, Gbodjè, Anavié ;

P4 couvre les autres localités de Porto-Novo hormis celles citées plus haut ; A1, A2, Ifa, Bo, D, Ad désignent respectivement les communes de Adjarra, Avrankou, Ifangni, Bonou, Dangbo et Adjohoun.

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Les postes de transformation HTA/BT dans le réseau sont répartis en trois groupes (les postes publics, les postes privés et les postes mixtes) et sont de deux (2) sortes :

 Les postes aériens (H61) de puissance 50, 100 et 160 kVA sont montés sur supports. Ils se retrouvent dans les zones de densité de charge faible.

 Les postes en cabines maçonnées (H59) sont des postes de puissance 250, 2x250, 400, et 630 kVA.

Les figures 1 et 2 de l‟annexe 1 montrent l‟extrait du schéma unifilaire des départs D1 et D4 du réseau du grand Porto-Novo avec tous les équipements électriques assurant la transmission de l‟énergie électrique et les conditions d‟exploitation.

1.3. Analyse du réseau électrique du grand Porto-Novo

Par simulation, nous allons analyser notre réseau d‟étude pour en dégager les différents paramètres qui nous intéressent.

1.3.1. Simulation du réseau avec le logiciel Power World Simulator Afin d‟avoir des résultats satisfaisants, il est important d‟éditer les quatre départs de l‟ensemble du réseau (figure 1 et 2, annexe 1) sans aucune

modification avec l‟outil de simulation. A la SBEE, l‟outil de simulation utilisé est le NEPLAN dont nous avons eu l‟installation de la version essai tardivement au cours notre stage. Comme tout logiciel de simulation d‟un réseau électrique, Power World simulator ne reconnait pas directement les symboles du composant réel du réseau électrique.

Pour cette raison, nous allons modéliser le réseau HTA du grand Porto- Novo conformément aux modèles électriques que présente la bibliothèque du logiciel Power World Simulator.

1.3.2. Modélisation du réseau électrique

1.3.2.1. Présentation de l’outil de simulation POWER WORLD SIMULATOR

C‟est un logiciel qui fait la répartition de puissances des charges pour en déduire les tensions (amplitude et déphasage) sur les différents jeux de barres à partir des puissances actives et réactives (P, Q) disponibles (figure 1.3). Pour ce

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fait, on définit trois types de jeux de barres, bilan (nœud qui sert de référence dans le réseau à simuler), tension et charge. Les grandeurs d‟entrées sont en grandeurs réduites dites Per Unit (P.U) d‟où la nécessité de définir les grandeurs de base (puissance, tension et impédance)

Figure 1.3 : Schéma synoptique fonctionnel de l‟outil de simulation P, Q : puissances active et réactive des charges

1.3.2.2. Fonctionnalités de Power World Simulator et description

En plus de calcul et de la répartition de puissance, Power World Simulator permet à l‟utilisateur de visualiser le système par l‟utilisation en couleur des diagrammes animés. L‟utilisation étendue des graphiques et de l‟animation augmente considérablement la compréhension de l‟utilisateur en ce qui concerne les caractéristiques du système, les problèmes, les contraintes, mais aussi la façon d‟y remédier. Le simulateur fournit également la possibilité de simuler l‟évolution du système dans le temps. Le temps de simulation peut être prescrit, et les changements résultants des états du système peuvent être visualisés. La disponibilité de l‟outil Flux de Puissance Optimal (OPF), contraint par sécurité, laisse définir les scénarios possibles, et puis emploie ces scénarios

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d‟éventualité pendant la solution d‟OPF pour déterminer la répartition optimale de la production selon le coût minimum.

Le logiciel Power world permet de construire graphiquement les réseaux électriques de puissance, de les modifier, d‟opérer des simulations et de sortir les résultats. Cependant, comme en théorie, le logiciel requiert la définition d‟un nœud bilan qui va fournir les puissances actives et réactives nécessaires pour équilibrer les échanges et fournir les pertes du réseau. Ceci revient donc à fixer en ce noud, la tension et son argument. Ce nœud est choisi arbitrairement mais comme la tension est figée en ce point, il faut qu‟un générateur y soit connecté et qu‟il ait une puissance suffisante. Les études générales basées sur l‟écoulement de puissance nécessitent la modélisation des composants du réseau et définissent les paramètres des modèles. [02]

1.3.2.3. Equivalence entre les composants du réseau réel et les modèles de la bibliothèque de Power World

Tableau 1.2 : Modèles équivalents des symboles du réseau réel Symboles du

composant réel

Modèles

équivalents Dénomination Paramètres

Alimentation

- Puissance active (MW)

- Puissance réactive (MVar)

Ligne

- Résistance (P.U) - Réactance (P.U) - Susceptance (P.U)

P.U : Per Unit

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1.3.2.4. Configuration du réseau d’étude Hypothèses

 Ne connaissant pas le courant réel que soutirent les charges des transformateurs aux heures de pointe, les puissances nominales des transformateurs sont affectées au taux de charge du départ auquel ils sont raccordés.

 Les lignes de faible distance qui ont à leur bout de faible charge raccordée ne sont pas considérées.

 Les pertes dans les transformateurs sont supposées nulles.

 Paramétrage du réseau

En tenant compte des différentes caractéristiques des lignes HTA de Porto-Novo et des relevés aux heures de pointe (1^erJanvier 2015) (tableau1 et tableau 2 de l‟annexe2) et des hypothèses ci-haut, nous obtenons les paramètres de configuration du réseau (tableaux 3,4 et 5 de l‟annexe2).

Pas de symbole Jeux de barre

ou nœud

Tension nominale (KV)

Symbole SBEE

Charge

- Puissance active (MW)

- Puissance réactive (MVar)

Symbole SBEE

IACM, IACT ou disjoncteur

Etat « fermé »

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En associant élément par élément conformément au réseau simplifié, on obtient sous l‟environnement Power World les configurations des quatre départs montrées aux figures 1.4 à 1.7

(25)

Figure 1.4 : Configuration départ D1

(26)

(27)

(28)

(29)

Après configuration et paramétrage du réseau sous Power World, nous avons lancé le simulateur qui nous envoie automatiquement les grandeurs de sortie.

1.3.3. Présentation des résultats à l’issu de la simulation et validation du modèle électrique du réseau du grand Porto-Novo.

La simulation de l‟écoulement de puissance dans notre modèle de réseau nous a permis d‟avoir quelques données importantes du réseau que nous avons enregistrées dans le tableau 1.3 afin de faire mieux ressortir les problèmes du réseau simulé.

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Départs

Puissances transitées

Pertes en puissance

cos

Chute de tension maximale %

(Simulation)

| |

| | Erreur relative (cas des Puissances)

Simulation (si) Mesure (me)

Active (KW)

Réactive (KVar)

(%) (%) Active

P(MW

Réactive Q(MVar)

Active P(MW)

Réactive Q(MW

D1

(18,8Km)

2,41082 1,298105 2,332 1,2455 49,2 -5,3 0,880 2 3,38 4,22

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Tableau1.3 : Transits, pertes de puissance et chutes de tension sur les quatre départs D2

(29,6Km)

3,4130 1,7838 3,4672 1,8518 60,95 14,9 0,886 4,1 1,56 3,67

D3

(25,9Km)

4,659 2,4752 4,802 2,5643 518,82 212,8 0,883 8,1 2,977 3,47

D4

(32,4Km)

7,602 3,9982 7,544 4,0292 652,02 325 0,885 9,3

Total 18,084 9,555 18,1452 9,6908 1281 547,4

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Analyse des résultats

Les erreurs relatives entre les valeurs mesurées et simulées sont inférieures à 5% d‟après le tableau 1.3 ; ce qui nous permet de valider le modèle électrique du réseau.

A l‟examen du tableau 1.3, nous remarquons qu‟il y a une perte active totale de 1281 kW et une perte réactive totale de 547,4 KVar sur l‟ensemble du réseau. La valeur négative obtenue montre que le départ D1 est peu chargé et qu‟il génère du réactif.

Le tableau 1.3 montre aussi que les chutes de tension sont plus importantes sur les départs D2, D3 et D4 que sur le départ D1. En effet, les charges relevées sur ces départs ont montré qu‟ils sont très chargés. Il s‟en suit des chutes de tension allant jusqu‟à 9,3% alors que la norme prévoit un taux de chute inférieure ou égale à 5% en HTA (norme NF 50160).

On peut remarquer également que le facteur de puissance sur chaque départ est acceptable et plus le départ est long avec charge importante plus les chutes de tension et les pertes joules sont très prononcées.

1.4. Les problèmes du réseau

Il ressort de la description et de l‟analyse des résultats obtenus après simulation que le réseau de Porto-Novo et ses environs a les problèmes suivants :

 Domaine réservé au poste source de Houinmè ne suffira pas pour faire une extension (production d‟énergie électrique);

 Des départs longs notamment D4 ;

 Certaines lignes des départs D3 et D4 sont surchargées ; Ce qui augmente les pertes techniques.

Conclusion partielle

Ce chapitre a été consacré à la description, analyse du réseau HTA du grand Porto-Novo et de ses problèmes. Cette étude nous a permis de remarquer que les chutes de tension sont fonction de la longueur des câbles du réseau et aussi de l‟évolution des charges électriques.

(33)

CHAPITRE 2

RECONFIGURATION DU RESEAU HTA

(34)

Une extension perpétuelle d‟un réseau électrique de distribution augmente les pertes techniques. Le passage d‟une configuration à une autre de ce dernier pourrait réduire ces pertes et aussi rendre les conditions d‟exploitations aisées.

C‟est dans ce sens qu‟à l‟horizon 2030 nous allons proposer dans ce chapitre, une nouvelle configuration du réseau électrique HTA du grand Porto-Novo.

Cette proposition sera basée sur l‟estimation à l‟horizon 2030 de la puissance électrique de pointe qu‟on observera sur l‟ensemble du réseau électrique en question et celle à installer.

2.1 Les différentes méthodes d’estimation de la demande en énergie électrique

L‟on pourra choisir suivant la nature de la variable à estimer, la qualité et la quantité de données disponibles et le degré de précision que l‟on souhaite parmi les manières de faire une estimation de la demande en énergie électrique à l‟échelle départementale, la méthode économétrique et la projection tendancielle. [03]

 Méthode économétrique

Elle a pour objectif d‟exprimer par une relation formelle et précise les liaisons existantes entre plusieurs phénomènes tels que le Produit Intérieur Brut (PIB), le Produit National Brut (PNB), le prix du pétrole, la démographie, etc., et de préciser le degré de confiance que l‟on peut avoir dans ces liaisons.

Cette méthode nécessite:

1°/ la recherche des variables explicatives de l‟évolution passée : par exemple le prix du pétrole ou du gaz, le Produit National Brut, le Produit Intérieur Brut, la démographie, le nombre de logements construits, la production des entreprises consommatrices, etc.

2°/ l‟établissement d‟un modèle explicatif mettant en évidence pour le passé des liaisons entre la consommation d‟énergie électrique étudiée et les facteurs explicatifs choisis.

3°/ l‟établissement de prévisions proprement dites à partir du modèle ainsi obtenu et des appréciations qualitatives [03]

(35)

 La projection tendancielle

Elle utilise l‟approche tendancielle basée sur la théorie des séries chronologiques qui s‟intéresse à l‟´évolution au cours du temps d‟une variable, dans le but de prévoir son évolution dans le futur.

L‟on établit alors une médiane entre les quantités d‟énergie électrique consommées au cours d‟un certain nombre d‟années, et la demande future est estimée d‟après la tendance de cette ligne. [03]

Choix de la méthode d’estimation

Pour raison de l‟indisponibilité des variables explicatives de l‟évolution passée de la puissance de pointe sur l‟ensemble du réseau, nous avons choisi en fonction des informations que nous disposons comme méthode d‟estimation, la projection tendancielle.

2.2. Estimation de la puissance électrique de pointe sur l’ensemble du réseau HTA du grand Porto-Novo à l’horizon 2030

Afin de mettre en évidence la puissance de pointe sur l‟ensemble du réseau HTA du grand Porto-Novo en 2014 qui est de l‟ordre de 20MVA d‟après l‟annexe3, nous allons voir d‟abord l‟évolution de la puissance maximale mesurée au poste source de Houinmè lorsqu‟il fournissait aussi de la puissance au réseau électrique de Sèmè.

Pour cela, nous nous sommes basés sur les fiches de relevés de charge disponibles à ce poste. [04]

Ces relevés sont contenus dans le tableau1 de l‟annexe3 La courbe de tendance est obtenue avec le logiciel Excel.

(36)

Figure 2.1 : Courbe de tendance de l‟évolution annuelle de la puissance de pointe sur l‟ensemble du réseau HTA du grand Porto-Novo (y compris le réseau

de Sèmè) de 2002 à 2012

A l‟examen de la figure 2.1, nous remarquons que la puissance maximale mesurée est en constante croissance de 2002 à 2012.

Soit le facteur déterminant des puissances de pointe observées sur le réseau HTA du grand Porto-Novo.

Nous supposons que la puissance de pointe observée sur le réseau HTA du grand Porto-Novo n‟a pas connu de croissance entre 2012 et 2013.

=

(2.1) Avec

: Puissance de pointe en 2013 observée sur le réseau HTA du grand Porto-Novo.

: Puissance de pointe en 2012 observée sur l‟ensemble du réseau HTA du grand Porto-Novo et de Sèmè.

= ^,

,

(37)

= , Soit 79,6%

Nous obtenons alors les puissances de pointe sur le réseau HTA du grand Porto-Novo de 2002 à 2015. Ces puissances sont consignées dans le tableau 2.1 Tableau 2.1 : Les puissances de pointe sur le réseau du grand Porto-Novo de 2002 à 2014

: Puissance de pointe enregistrée sur le réseau HTA du grand Porto-Novo et du sèmè

Une analyse du tableau 2.1 nous montre que la puissance de pointe demandée par le réseau du grand de Porto-Novo est en forte croissance.

Année Puissance de pointe en MVA ( )

2002 10,746

2003 11,343

2004 15,134

2005 14,716

2006 15,034

2007 15,721

2008 16,985

2009 16,895

2010 17,044

2011 18,556

Intervalle d‟hypothèse

2012 19,3

2013 19,3

2014 20

(38)

Détermination du taux de croissance moyen annuel de la puissance de pointe demandée par le réseau électrique du grand Porto-Novo

Le taux de croissance d‟extension du réseau HTA et BT dans les zones non électrifiées peut influencer ce taux de croissance moyen annuel (augmentation) de la puissance de pointe. Pour cela, nous faisons dans la suite les calculs selon un scénario moyen.

Le taux de croissance moyen annuel de puissance est déterminé par la relation 2.2

^∑ [05] (2.2) Avec

: Taux de croissance moyen annuel de la puissance de pointe : Croissance annuelle de la puissance de pointe en année

: Nombre d‟années

La croissance annuelle de pointe en année est déterminée par la formule (2.3)

[05] (2.3) Avec

: Puissance maximale (grand Porto-Novo) en année

L‟utilisation de la relation 2.3 avec les données du tableau 2.1 nous donne : En 2003, = , ,

, → = 0,055 En 2004, , ,

, → = 0,334 Les autres résultats sont consignés dans le tableau 2.2

(39)

Tableau 2.2 : Taux de croissance de la puissance de pointe demandée par le réseau du grand Porto-Novo

Ainsi, d‟après la formule (2.2) et les valeurs du tableau 2.2, le taux de croissance moyen annuel de la puissance de pointe est :

= , , , , ,

, 5651

Soit un taux de croissance moyen annuel de 5,651%

Année Taux de croissance de la puissance de pointe demandée calculé

2002 -

2003 0,0555

2004 0,3342

2005 -0,0276

2006 0,0216

2007 0,0457

208 0,0804

2009 -0,0053

2010 0,0088

2011 0,0887

2012 0,0401

2013 0

2014 0,0362

(40)

Détermination de la puissance de pointe demandée par l’ensemble du réseau HTA du grand Porto-Novo à l’horizon 2030.

La puissance de pointe en année j+1 connaissant celle de l‟année j et le taux de croissance annuel est déterminée à partir de la relation 2.4

P= P *(1+ )

(2.4) Avec

P : Puissance de pointe (grand Porto-Novo) en année j+1 ; P : Puissance de pointe (grand Porto-Novo) en année j Par itération, nous obtenons donc la formule (2.5)

P = P (2.5)

L‟année de référence et de projection pour notre étude sont respectivement 2014 et 2030. A la référence, la puissance de pointe observée est 20 MVA et le

nombre d‟année d‟estimation est n = 16 L‟application de la relation (2.5) nous donne :

P ,

= 48,2 MVA

La puissance de pointe que va demander le réseau HTA du grand Porto- Novo à l‟horizon 2030 est de l‟ordre de 48,2 MVA, soit plus du double de la puissance de pointe actuelle.

2.3. Détermination de la puissance à installer à l’horizon 2030

L‟exploitation du tableau 1.1 nous a permis de soulever que la puissance disponible actuellement au poste source de Houinmè est de l‟ordre de 34MVA.

Taux de couverture ( ) en puissance à l’horizon 2030 du poste de Houinmè

Il est défini par le rapport entre la puissance disponible et la puissance de pointe à l‟horizon 2030.

(41)

[06] (2.6)

En considérant que :

- La mise en service du transformateur T1 (ou l‟équivalent) va secourir le transformateur T2 en cas défaillance ;

- La puissance disponible à la centrale SIIF reste constante sur notre période d‟étude,

_, → 70,54%

< 100, le taux de couverture va connaitre sa limite avant 2030

Année à laquelle le taux de couverture va atteindre sa limite Pour raison de sécurité du transformateur de puissance, De la relation (2.5), on a :

→ n 9

La puissance disponible au poste de Houinmè sera épuisée d‟ici 2023

L‟on pourra alors installer à l‟horizon 2030 comme puissance la différence entre la puissance de pointe à l‟horizon 2030 et de la puissance nominale

minorée du transformateur T2.

Nous supposons charger le transformateur T2 en 2030 à un facteur de charge ( ) égale à 85% pour raison de son vieillissement.

Soit cette puissance à installer;

P = P f P

(2.7) P : Puissance nominale du transformateur T₂

P = , , , → P = 21,425 MVA

Soit un peu moins de la moitié de la puissance de pointe à l‟horizon 2030 à installer pour satisfaire les besoins des clients de la SBEE du grand Porto-Novo.

(42)

2.4. Reconfiguration du réseau HTA du grand Porto-Novo à l’horizon 2030 La mise en service du poste source de Tanzoun pourra en plus de sa solidarité avec celui de Houinmè alimenter la commune d‟Avrankou et une partie d‟Ifangni. Cela va permettre de décharger les départs D2 et D3, en occurrence le transformateur T2 fonctionnel du poste source de Houinmè.

Dès l‟application de l‟hypothèse ci-dessus, le départ D4 va être déchargé sur les autres selon la faisabilité de raccordement des postes de distribution qui lui seront déconnectés. Et on pourra alors découper le départ D4 et déterminer l‟année de la retombée à 5% de la chute de tension sur ce dernier afin de prévoir en plus du départ D4 aérien, un départ D4 souterrain.

La détermination du site d‟implantation de la nouvelle sous-station dans le chapitre suivant va nous permettre de prévoir les découpages et bouclages entre départ à effectuer, des nouveaux départs à réaliser d‟où la configuration définitive à l‟horizon 2030.

Conclusion partielle

Il a été montré dans ce chapitre que le réseau électrique du grand Porto- Novo sera reconfiguré à l‟horizon 2030 suite à la construction d‟une nouvelle sous-station dont le chapitre suivant fera l‟objet de son dimensionnement.

(43)

CHAPITRE 3

DIMENSIONNEMENT DU POSTE SOURCE HTB/HTA

(44)

Il s‟agit dans ce chapitre de dimensionner une sous-station (centrale et poste source HTB/HTA) en solidarité avec celle de Houinmè et dont le poste source prendra en compte la puissance électrique à installer à l‟horizon 2030 dans le grand Porto-Novo. Ce dimensionnement sera basé sur la configuration du poste source et son site d‟implantation.

3.1. Critères et choix du site d’implantation de la sous-station

Les critères suivant lesquels le site d‟implantation est choisi, doivent permettre d‟avoir globalement la solidarité entre la sous-station de Houinmè et celle à implanter en cas de défaillance de l‟une d‟elles.

Toutefois, cette solidarité ne peut jouer que si les sous-stations présentent une capacité d‟accueil de charge optimale.

Ainsi, nous avons les critères suivants :

 Position centrale de la zone à desservir électriquement ;

 Disponibilité foncière ;

 Espace suffisante : accueil de centrale solaire ou thermique ;

 Faisabilité technique : raccordement possible des liaisons souterraines ou aériennes électriques à 63000 Volts ;

 Accessibilité : terrain accessible aux convois lourds qui amèneront les transformateurs depuis la rue ;

 Aptitude à une bonne intégration urbaine et architecturale du bâtiment.

C‟est la forte consommation en énergie électrique dans la ville de Porto- Novo qui explique clairement les puissances de pointe observées sur l‟ensemble du réseau HTA du grand Porto-Novo fournies par la sous-station de Houinmè.

[07]

De plus, le poste HTB/HTA de Houinmè n‟est plus au centre de gravité de certaines charges notamment celles sur le départ D3 et D4 et qui lui sont très éloignées. Ces dernières se trouvent dans les communes de Akpro-missérété, Dangbo, Adjohoun et Bonou pour le départ D4 et Ifangni, Adjarra et Avrankou pour le départ D3.

Nous pourrons alors procéder à un regroupement de ces communes desservi chacun par un poste source donné:

(45)

- Avrankou et Ifangni (dans le plateau) : poste source de Tanzoun ; - Porto-Novo et Adjarra : Poste source de Houinmè ;

- Akpro-Missérété, Dangbo, Adjohoun, Bonou et les zones de l‟hôtel La Capitale et de l‟hôpital El Fater: Poste à créer à l‟horizon 2030.

Au regard des autres critères, l‟arrondissement d‟Azowlisè dans la commune d‟Adjohoun est susceptible d‟accueillir la nouvelle sous-station.

Figure 3.1 : Découpage du grand Porto-Novo 3.2. Conception de la sous-station d’Azowlisè

3.2.1. Choix du niveau de tension

Pour être conforme aux autres sous-stations du pays exploitées par la SBEE, le niveau de tension coté HTB est 63KV et pour des raisons d‟ordre économique et technique (les transformateurs HTA/BT dans la zone à desservir sont à 15KV/0,4KV), le coté HTA en 15KV.

3.2.2. Type de centrale à l’horizon 2030

Nous proposons une centrale mixte, c‟est-à-dire centrale thermique et solaire Puissance crête de la centrale solaire (PCS)

Elle va représenter 70% de la puissance globale de pointe en 2030.

PCS = 0,7*fp* (3.1)

Avec fp est le facteur de puissance global de l‟installation solaire que nous fixons à 0,95.

(46)

PCS = 0,7*48,2*0,95 PCS = 32,053 MW

Soit une puissance crête de 32 MW.

Puissance crête de la centrale thermique (PCT) PCT = 30% → P_CT = 14,46 MVA

Soit une puissance crête de 14,5 MVA.

3.2.3. Configuration du poste HTB/HTA d’Azowlisè

Selon l‟environnement, les postes sources peuvent être ouverts ou en bâtiment. Ceux (63 kV/HTA ou 90 kV/HTA) destinés à l‟alimentation des réseaux de distribution sont généralement de type « Poste d » (jeux de barres HTB extensif). Pour notre étude, nous retenons alors un poste de type „‟ d‟‟ et à technologie ouverte (c‟est-à-dire l‟installation à l‟air des équipements de puissance).

(47)

Figure 3.2 : Configuration du nouveau poste à l‟horizon 2030

(48)

3.2.4. Calcul de la surface de terrain pour l’installation de la sous-station Surface de terrain minimale (S1) : centrale solaire

En solaire, pour produire une puissance de mégawatt, il faut environ un hectare de terrain.

S1 = 32 hectares

Surface de terrain minimale (S2) : centrale thermique S2 = 0,5hectare

Surface de terrain minimale (S3) : Poste HTB/HTA S3 = 0,25hectare

Surface de terrain minimale (S4) : Bâtiment S4 = 0,5hectaire

En somme, la surface de terrain totale minimale pour l‟installation de la sous station est environ 33,25hectares

3.3. Dimensionnement et choix des éléments du poste HTB/HTA à l’horizon 2030.

La construction d‟un poste de transformation repose sur deux parties de dimensionnement : génie civil et génie électrique.

Dans ce document, nous ne ferons que démontrer la partie « génie électrique » 3.3.1. Inventaire et définition de quelques éléments de puissance d’un poste

source HTB/HTA - Les jeux de barres

Les jeux de barres sont destinés à la répartition de l‟énergie sur les différents départs qui y sont raccordés. Leur dimensionnement tient compte de la tension de service du réseau et des paramètres électriques, mécaniques et thermiques des métaux, donc de la tenue thermique et électrodynamique.

(49)

Les deux métaux les plus utilisés pour la construction des jeux de barres sont le cuivre et l‟aluminium. Les caractéristiques de ces métaux sont données en annexe4.

D‟après les caractéristiques de cuivre recuit et de l‟aluminium, le cuivre recuit présente une bonne performance en HTA et l‟aluminium en HTB, donc nous les choisissons respectivement au niveau de tension dans la suite.

Technologie des jeux de barres En HTB, deux technologies sont utilisées :

 jeux de barres dits tendus, consistant en des conducteurs flexibles suspendus par des chaînes d'isolateurs à des structures métalliques dites portiques ; ils servent de raccordement ;

 jeux de barres dits posés, consistant en des tubes reposant sur des isolateurs ;

En HTA, c‟est la technologie des jeux de barres plats qui est utilisée. Elle est déconseillée en HTB à cause de l‟effet couronne dû à la forme rectangulaire de ces derniers.

- Disjoncteur

Caractérisé par la tension assignée, le niveau d‟isolement assigné, le courant assigné en service continu, la fréquence assignée (50/60Hz), les pouvoirs de coupure et de fermeture assignés en court-circuit et les séquences de manœuvres assignées, il assure la commande et la protection d‟un réseau. Il est capable d‟établir, de supporter et d‟interrompre les courants de service ainsi que les courants de court-circuit.

Technologie des disjoncteurs

Les techniques de coupure des disjoncteurs sont variées. Les milieux de coupure utilisés pour l‟extinction d‟arc électrique sont en général l‟air, l‟huile, l‟air comprimé, le vide et le SF6. En effet, le choix du SF6 comme gaz des constructeurs d‟appareillages résulte de la conjonction peu commune d‟un ensemble de qualités, s‟exerçant à la fois dans les domaines diélectriques et d‟extinction de l‟arc, qualités qui reposent sur les propriétés physiques de ce gaz.

(50)

- Sectionneur

Il est utilisé dans un réseau électrique pour isoler une partie de ce dernier. Il n‟a pas de pouvoir de coupure ni de fermeture.

- Transformateur de puissance

Il comporte trois phases par côté (primaire et secondaire) dont leur couplage peut être en étoile ou triangle. Le couplage en étoile est le moyen économique car il ne nécessite pas l‟usage d‟un transformateur de mise à la terre et techniquement ne crée pas de déséquilibre sur l‟un des côtés.

Il est caractérisé par la puissance nominale, le niveau d‟isolement, le mode de refroidissement, la tension de service et de tenue au choc de foudre. La protection de ce dernier contre tout défaut s‟avère indispensable.

3.3.2. Dimensionnement des éléments du poste HTB/HTA - Transformateur de puissance

La puissance maximale à installer en 2030 étant de l‟ordre de 21,425MVA, un transformateur de 21,5MVA en serait l‟idéal.

Les transformateurs de puissance que la SBEE utilise dans les postes 63/15KV ont les valeurs normalisées 5MVA, 20MVA et 40MVA.

Alors, nous retenons un transformateur à puissance nominale de 20MVA avec les autres caractéristiques ci-dessous :

Tableau 3.1 : Caractéristiques du transformateur de puissance Caractéristiques

Fabricant Nexans

Tension de service 63KV/15KV

Réglage en charge Avec un chargeur de prise

Couplage YNyn0

Tension en court-circuit (%) ≤ 10

Mode de refroidissement ONAN

(51)

Isolement [norme HN 52-S-05]

Tension maximale pour le matériel (tension assignée)

72,5KV

Tenue au choc de foudre 325KV (en phase et terre)

- Protection ligne HTB

Il s‟agit de la protection à courant maximal de phase. Elle va intervenir lorsqu‟il y a un défaut en amont du transformateur HTB/HTA ou surcharge non vue et de longue durée par le disjoncteur HTA.

Disjoncteur HTB

o Niveau d’isolement [10]

Le niveau d‟isolement d‟un disjoncteur est caractérisé par deux valeurs à savoir la tenue à l‟onde de choc (1,2/50µs) et la tenue à la fréquence industrielle pendant une minute.

Avec 63KV, on retient 325KV pour la tenue au choc de foudre et 140KV la tenue à la fréquence industrielle [CEI 694].

o Tension assignée Ur

Selon la norme CEI, elle est égale à 72,5KV

o Tension transitoire de rétablissement

La Tension Transitoire de Rétablissement assignée (TTR) est la tension qui apparaît entre les bornes d‟un pôle de disjoncteur après l‟interruption du courant.

La forme d‟onde de la tension de rétablissement est variable suivant la configuration réelle des circuits. Un disjoncteur doit être capable d‟interrompre un courant donné pour toute tension de rétablissement dont la valeur reste inférieure à la TTR assignée.

Elle se calcule par la relation 3.2 (selon la norme CEI) ^√

√ (3.2)

(52)

Robert Yédénou DJOSSOU // Mémoire d‟Ingénieur de Conception en Energie Electrique // EPAC 41 Facteur du premier pôle libéré, dépend du système de mise à la terre du réseau.

En général, s'appliquent les cas suivants :

- = 1,3 correspond aux défauts triphasés dans les systèmes à neutre à la terre (Ur > 72,5KV)

- = 1,5 correspond aux défauts triphasés dans les systèmes isolés ou les systèmes à neutre accordé (cas présent).

- = 1,0 correspond à des cas spéciaux, par exemple des systèmes biphasés de chemin de fer.

Facteur d‟amplitude (Selon CEI : 1,4 à un courant de court-circuit de 100

%).

, , , √

√ TTR = 124,315KV

o Séquence de manœuvre

La norme CEI62271-100 définit la séquence de manœuvre de la façon suivante : O-t-CO-t‟-CO.

O désigne une manœuvre d‟ouverture, CO manœuvre fermeture suivie immédiatement de manœuvre d‟ouverture, t et t‟ respectivement la durée entre manœuvre d‟ouverture et de fermeture et entre deux manœuvre CO y compris le temps de réponse.

Il existe trois séquences assignées :

 lent: O – 3 mn – CO – 3 mn – CO;

 rapide 1: O – 0,3 s – CO – 3 mn – CO;

 rapide 2: O – 0,3 s – CO – 15 s – CO.

Nous retenons la séquence rapide1.