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ELE1409 H13-Cours-11
20/12/2013 1
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Électricité du bâtiment
Cours 11
Les réseaux électriques
(partie 1)
Chapitres 46 et 47 du manuel

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Les réseaux électriques (partie 1)
 Configuration générale d’un réseau électrique
 Réseau électrique du Québec
 Transport de l’énergie électrique
 Organisation d’un réseau de transport d’énergie électrique
 Types de ligne
 Tensions normalisées
 Distribution de l’énergie électrique
 Postes de transformation et d’interconnexion HT et BT
 Appareillage d’un poste de transformation
 Disjoncteurs
 Interrupteurs à cornes
 Sectionneurs
 Sectionneurs de mise à la terre
 Parafoudres
 Réactances
 Exemple
 Réseau souterrain de centre-ville
 Exemple
 Lignes de distribution moyenne tension (MT)
 Coordination de la protection
 Coupe-circuit à expulsion dirigée
 Disjoncteur à réenclenchement automatique
 Autosectionneur

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Configuration générale d’un
réseau électrique
13,8 kV
Disjoncteurs
Sectionneurs
Parafoudres
Transformateurs
élévateurs triphasés
Très haute tension
345 kV à 765 kV
Lignes de transport
Compensateur
statique
Sectionnement,
Réactances shunt
Interconnection,
Transformateurs
Haute tension
115 kV à 230 kV
Voisins
Transformateurs
Moyenne tension
2,4 kV à 69 kV
Industries
Transformateurs
Lignes de ditribution
Petites
industries
Résidences
Basse tension:
120/240 V monophasé
à 600 V triphasé
Transformateurs
Compensateur
synchrone
Alternateur

ELE1409 H13-Cours-11 4
Le réseau électrique du Québec
20/12/2013
 Le réseau d’Hydro-Québec:
 Puissance installée totale:
 43892 MW
 Production:
 61 centrales hydroélectriques
(puissance variant de moins de
100 MW à 5616 MW)
 3 +24 centrales thermiques
(2 à gaz et 24 diesels: 704 MW)
 15 parcs éoliens (1349 MW)
 Postes: 516
 Lignes aériennes et souterraines:
 Transport: 33911 km
 Distribution: 114649 km
Réseau d'Hydro-Québec
(Production et transport)

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Transport de l’énergie électrique
 Organisation d’un réseau de transport d’énergie électrique :
 Le réseau de transport et de distribution doit satisfaire les exigences
suivantes:
 Assurer au client la puissance dont il a besoin.
 Fournir une tension stable (±10% de la tension nominale).
 Assurer une fréquence stable (± 0,1 Hz).
 Fournir l’énergie à un prix acceptable.
 Maintenir des normes de sécurité rigoureuses.
 Veiller à la protection de l’environnement.
 Catégories de réseaux:
 Le réseau de transport (115 kV à 765 kV). Il comprend les centrales ainsi que les
lignes et les postes de transformation issus de celles-ci.
 Le réseau de répartition (115 kV à 315 kV). Il comprend les lignes de transport et les
postes de transformation intermédiaires entre le réseau de transport et le réseau de
distribution.
 Le réseau de distribution comprend les lignes et les postes de transformation servant à
alimenter les clients. Ce réseau est composé de deux parties: le réseau de distribution
à moyenne tension (2,4 kV à 69 kV) et le réseau de distribution à basse tension (120 V
à 600 V).

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 Les lignes électriques :
 Le genre de ligne utilisée dépend des facteurs suivants:
 La puissance réelle à transporter.
 La distance de transport.
 Le coût.
 L’esthétique, l’encombrement et la facilité d’installation.
 Types de ligne:
 Les lignes de distribution à basse tension (BT). Les lignes et filage installés à l’intérieur
des édifices, des usines et des résidences (tensions inférieures à 600 V).
 Les lignes de distribution à moyenne tension (MT). Les lignes qui relient les clients aux
postes de transformation principaux de fournisseur (tensions comprises entre 2,4 kV et
69 kV).
 Les lignes de transport à haute tension (HT). Les lignes qui relient les postes de
transformation principaux aux centrales de génération (tensions inférieures à 230 kV).
 Les lignes de transport à très haute tension (THT). Les lignes qui relient les centrales
hydrauliques éloignées aux centres d’utilisation (longueurs jusqu’à 1000 km et tensions
jusqu’à 765 kV).
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 Tensions normalisées:
 Basses tensions (BT):
 Trois fils: 120/240 V (monophasé), 480 V, 600 V.
 Quatre fils: 120/208 V, 277/480 V, 347/600 V.
 Moyennes tensions (MT):
 Trois fils: 2400 V, 4160 V, 4800 V, 6900 V, 13800 V, 23000 V, 34500V, 46000 V, 69000 V.
 Quatre fils: 7200/12470 V, 7620/13200 V, 7970/13800 V, 14400/24940 V, 19920/34500
V.
 hautes tensions (HT):
 Trois fils: 115000 V, 138000 V, 161000 V, 230000 V.
 Très hautes tensions (THT):
 Trois fils:345000 V, 500000 V, 735000 V, 765000 V.
 Approuvé par le Conseil des normes IEEE (04/09/75), ANSI-C84-1a-1973 et C92.2-1974
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Distribution de l’énergie
électrique
 Appareillage d’un poste de transformation et d’interconnexion HT
et MT
 Lignes de distribution à moyenne tension (MT)
 Systèmes de distribution à basse tension (BT)
 I nstallation électrique à l’intérieur des bâtiments

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Poste de transformation et
d’interconnexion HT et MT
 Appareillage d’un poste de transformation et d’interconnexion HT
et MT:
 Disjoncteurs
 Sectionneurs
 Sectionneurs de mise à terre
 I nterrupteurs à cornes
 Parafoudres
 Réactances d’artères
 Transformateurs de mise à la terre
 Transformateurs
 Transformateurs de tension et de courant

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Postes de transformation et
 Disjoncteurs:
 Appareils qui peuvent interrompre des courants importants, normaux ou de
défaut. Commandés sur place par bouton-poussoir ou télécommandés ou
réagissent automatiquement à un dépassement de valeur prédéterminée. Les
disjoncteurs les plus répandus sont:
 Disjoncteurs à l’huile
 Disjoncteurs à air comprimé
 Disjoncteurs au SF6
 Disjoncteurs à vide
 La plaque signalétique d’un disjoncteur indique le courant nominal de régime
permanent, le courant de rupture (compris entre 10 et 20 fois le courant
nominal de régime permanent), la tension nominale et le temps d’ouverture en
cycles (entre 3 et 8 cycles à 60 Hz).
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 I nterrupteurs à cornes:
 Appareils qui peuvent couper les faibles courants capacitifs des lignes de
transport ou les courants d’excitation des transformateurs, mais qui ne peuvent
pas interrompre les courants de charges normaux.
 Sectionneurs:
 Appareils qui n’ont aucun pouvoir de coupure, ils ne permettent d’ouvrir un
circuit qu’en l’absence de tout courant. Ils servent à isoler les lignes et les
disjoncteurs des autres parties du réseau, en vue d’une réparation par exemple.
 Sectionneurs de mise à la terre:
 Interrupteurs de sécurité qui isolent un circuit et qui, grâce à leur mise à la
terre, empêche l’apparition de toute tension sur une ligne pendant les
réparations.
 Parafoudres:
 Appareils destinés à limiter les surtensions imposées aux transformateurs et
machines électriques par la foudre et par les manœuvres de commutation. La
partie supérieures du parafoudre est reliée à un des fils de la ligne à protéger et
la partie inférieure est connectée au sol par une mise à la terre de faible
résistance, généralement de moins d’un ohm.
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20/12/2013 12
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 Réactances d’artères:

 La réactance d’artère permet de limiter le courant de défaut à une valeur
inférieure au courant de rupture du disjoncteur. Son impédance doit être faible
pour éviter une chute de tension excessive en charge normale.
 Transformateur de mise à la terre:
 Ce transformateur permet d’ajouter un fil neutre à un réseau triphasé à trois fils
ce qui le convertit en réseau triphasé à quatre fils.
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20/12/2013 13
 Exemple de poste de transformation- le poste de la Suète:
 Alimenté par trois ligne différentes à 220 kV.
 Comprend six transformateurs triphasés de 36/48/60 MVA, 220 kV/24,9 kV, Y∆.
 Les primaires des transformateurs sont munis de commutateurs de prises allant
jusqu’à ± 15%, avec réglage automatique en charge.
 Du côté MT, le neutre est obtenu au moyen d’un transformateur zigzag de mise
à la terre, poue alimenter des charges monophasées à une tension de 14,4 kV.
 Du côté HT, des disjoncteurs à faible volume d’huile sont utilisés, dont le pouvoir
de coupure est de 32 kA. Du côté MT, les disjoncteurs sont à bain d’huile avec
un pouvoir de coupure de 25 kA.
 Chacune es artères triphasées est protégée par un disjoncteurs de 400 A avec
un pouvoir de coupure de 12 kA.
 Ce poste occupe une superficie de 225 m x 170 m et est entièrement
automatique
 Il alimente un territoire d’environ 5 km de rayon avec des immeubles
d’habitation, des centres commerciaux, des édifices à bureaux, un campus
universitaire et de petites industries.
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20/12/2013 14
20/12/2013 14
 Exemple du le poste de la Suète: Distribution MT
 36 artères triphasées de 24,9 kV (30 actives, 6 de secours), 17,3 MVA chacune,
ce qui correspond à un courant de 400 A.
 Chaque artère est munie de trois réactances qui limitent à 12 kA, le courant de
défaut à la terre.
 Quelques-unes de ces artères sont souterraines, les autres sont aériennes ou
aéro-souterraines.
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20/12/2013 15
20/12/2013 15
 Réseau souterrain de centre-ville
 Réseau souterrain MT avec des tensions de 4 kV à 25 kV.
 À Montréal, il y a 14000 puits d’accès comportant 150000 joints.
 Transformateurs MT/BT.
 Sectionneurs, disjoncteurs, systèmes de mise à la terre.
 Câbles et appareils étanches et à l’épreuve de l’eau.
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20/12/2013 16
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 Exemple de distribution BT: Sainte-Foy
 120/240 V monophasé avec neutre à la terre. Pour les installations domiciliaires et
pour des puissances monophasées allant jusqu’à 150 kVA. Des transformateurs
monophasés de 14400/120-240 V sont utilisés. Leurs puissances sont comprises
entre 10 kVA et 167 kVA. Ils sont habituellement accrochés aux poteaux.
 600/347 V triphasé étoile avec neutre à la terre. Pour les industries, les grands
immeubles, les centres commerciaux, etc., dont la puissance est généralement
inférieure à 2000 kVA et parfois jusqu’à 5000 kVA. Avec trois transformateurs
monophasés 14400/347 V.
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20/12/2013 17
20/12/2013 17
Lignes de distribution MT
 Généralités sur les défauts (courts-circuits) et la protection:
 Les courts-circuits sont d’origines diverses: branches cassées, glace, équipement
défectueux, fils conducteurs qui se touchent, etc.
 Les études statistiques montrent qu’au moins 85% des courts-circuits sont
temporaires et ne durent qu’une fraction de seconde.
 Ces études révèlent que 70% des courts-circuits sont entre un fil neutre et la
terre et que les courts-circuits impliquant les trois phases sont rares.
 Les méthodes de protection reposent sur ces statistiques et sur le fait que l’on
doit assurer aux clients une continuité de service acceptable.
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20/12/2013 18
20/12/2013 18
 Coordination de la protection:
 La coordination de la protection permet d’éviter qu’un courant de court-circuit ne
provoque pas l’ouverture simultanée de tous les dispositifs de protection sur les
lignes qui mènent, directement ou indirectement au court-circuit.
 Une bonne coordination doit faire ouvrir seulement les dispositifs de protection
situés le plus près du court-circuit et laisser intacte le reste du réseau.
 Un bon ajustement du courant de déclenchement et du temps d’ouverture de
chacun de ces dispositifs permet de protéger le ligne et appareillage associé, tout
en restreignant au stricte minimum le nombre de clients affectés par le défaut.
 La connaissance avec une bonne précision des intensités des courants de défaut
possibles et des caractéristiques des fusibles et des disjoncteurs est nécessaire
pour la coordination de leurs actions par rapport au temps.
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20/12/2013 19
 Les principaux dispositifs de protection pour les lignes MT:

 Le coupe-circuit à expulsion dirigée: C’est un fusible monté sur un poteau
que l’on peut débrancher à l’aide d’une perche de ligne. Peu coûteux, ils est utilisé
pour protéger les transformateurs et les embranchements monophasés.
 Le disjoncteur à réenclenchement automatique (recloser): Ce dispositif
ouvre le circuit lors de l’apparition d’un défaut et le referme après un délai
compris entre une fraction de seconde et quelques secondes, deux ou trois fois
selon l’ajustement des dispositifs de commande interne. Si le défaut ne disparaît
pas après ces tentatives, le disjoncteur ouvre le circuit en permanence et une
équipe de réparation doit aller sur les lieux pour le réarmer.
 L’autosectionneur (sectionaliser): Pour simplifier la coordination de la
protection, un autosectionneur ouvre après un nombre déterminé d’opérations
successives d’un disjoncteur à réenclenchement automatique situé en amont.
L’autosectionneur n’a aucun pouvoir de coupure et doit ouvrir pendant l’intervalle
où le disjoncteur à réenclenchement automatique est lui même ouvert.
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