|
_
EPIGRAPHE
« Chacun comprend mieux ce qu'il veut
comprendre »
Sergio ILUNGA
RESUME
Le quartier GOLF ITAMBO 2 tout comme d'autres quartiers de la
ville de Lubumbashi subissent plusieurs problèmes sur le plan
électrique nous constatons : les coupures intenses,les chutes de tension
et les délestages.
Le transformateur qui alimente notre milieu d'étude est
surchargé, son rayon d'action n'est pas respecté à cause
d'un accroissement important de ménages, mais nous pouvons noter
plusieurs autres causes qui peuvent provoquer des pertes à
caractère technique et non technique (le réseau qui ne
répond pas aux normes internationales et standard, la mauvaise
configuration,les mauvais dimensionnements de câbles et transformateurs,
branchement frauduleux) tout ceci donne un mauvais rendement.
L'objet de ce projet est d'améliorer la qualité
de l'énergie électrique basse tension du quartier GOLF ITAMBO 2
afin d'éviter les dysfonctionnements voire des destructions de
composants du réseau électrique et de récepteurs
sensibles, il a été pour nous indispensable de comprendre
l'origine des certaines perturbations et d'en apprécier les risques.
Mots clés : réseau de distribution, quartier
itambo, basse tension ; chute de tension ; renforcement de la
capacité.
TABLE DES MATIERES
EPIGRAPHE
I
RESUME
II
TABLE DES MATIERES
III
LISTE DE FIGURES
VII
LISTE DES ABREVIATIONS
VII
SYMBOLES GRAPHIQUES
X
REMERCIEMENTS
XI
DEDICACE
XII
INTRODUCTION GÉNÉRALE
1
CHAPITRE I : GÉNÉRALITÉS SUR
LES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES
3
I.1 INTRODUCTION
3
I.2 HISTORIQUE DE RÉSEAU
ÉLECTRIQUE
4
I.3 STRUCTURES TOPOLOGIQUES DES RESEAUX
ÉLECTRIQUES
4
I.3.1 Nécessité de topologies
variées
4
I.3.2. Réseaux radiaux
5
I.3.3. Réseaux maillés
5
I.3.4. Réseaux bouclés
6
I.4. LA CANALISATION ET TRANSPORT DE LIGNE
ÉLECTRIQUE
7
I.4.1 LE CONDUCTEUR ÉLECTRIQUE
7
I.4.2. TRANSPORT D'ÉNERGIE
ÉLECTRIQUE
7
I.5. CLASSIFICATION DE LIGNES
ÉLECTRIQUES
7
I.5.1 Lignes aériennes et câbles
souterrains
7
I.5.1.1 lignes aériennes
8
I.5.1.1.1 les supports où
pylônes
8
I.5.1.1.2 avantages des lignes
aériennes
8
I.5.1.1.3 Inconvénients des lignes
aériennes
8
I.5.1.2 lignes souterraines
8
I.5.1.2.1 Les avantages des lignes
souterraines
9
I.5.1.2.2 Les inconvénients des lignes
souterraines
9
I.6. TYPES DE RÉSEAU ÉLECTRIQUE
9
I.6.1. Les réseaux d'interconnexion
9
I.6.2. Le réseau de transport
10
I.6.3. Le réseau de répartition
10
I.6.4. Le réseau de distribution
11
I.7. LES DIFFÉRENTS DOMAINES DE TENSION
11
I.7.1 La très basse tension (TBT)
12
I.7.2 La basse tension (BT)
12
I.7.3 La Moyenne Tension (MT)
12
I.7.4 La Haute Tension
13
I.8. LE POSTE ÉLECTRIQUE
13
I.8.2. L'objectif des postes électriques Les
postes électriques ont 3 fonctions principales :
14
I.8.3. Différents Types de postes
électriques
15
I.8.3.2. Les Postes d'interconnexion :
15
I.8.3.3.les Postes élévateurs :
16
I.8.3.4. Les Postes de distribution :
16
I.8.3.5. Les postes mixtes
17
I.8.4. Les différents éléments
du poste
18
I.8.5. Politique de protection d'un poste de
transformation
20
I.9 conclusion partielle
20
CHAPITRE II. PRESENTATION DU MILIEU D'ETUDE
21
II.1. INTRODUCTION
21
II.2. BRÈVE HISTORIQUE
21
II.3. ORGANISATION ADMINISTRATIVE
21
II.4. SITUATION GÉOGRAPHIQUE
21
II.5. ZONES VOISINAGES ET SUPERFICIE
22
II.6. CLIMAT ET TEMPÉRATURE
22
II.7. POPULATION ET MÉNAGES
23
II.8 RELIEF
23
II.9 SITUATION ÉNERGÉTIQUE ET
INFRASTRUCTURES DU QUARTIER
23
2.9.1. Desserte en eau potable
23
II.9.2. Desserte en électricité
23
II.9.3. Infrastructures
23
II.9.4. Activités économiques
24
2.10. POSTES DE LIVRAISON
24
2.10.1. Description du poste itambo II
24
2.10.2. Caractéristiques du poste itambo
II
25
2.11. PROCÉDURES D'EXPLOITATION
26
2.11.1. Coupure en cas de défaut
27
2.11.3 Facteur d'utilisation
28
2.11.4 Facteur de simultanéité
29
II.12 DEFAUTS SUR LE RESEAU ELECTRIQUE
30
II.12.1 Les causes des défauts
31
II.12.2 Nature des défauts
31
II.12.3 Type des défauts :
32
II.12.4 Différentes perturbations touchant
les réseaux électriques
32
II.12.4.1 Le déséquilibre
32
II.12.4.2 Les surtensions :
33
II.12.4.2.1 Origine des surtensions
33
II.12.4.2.2 Classification des surtensions
Les surtensions peuvent être classées selon leur
durée :
34
II.12.5 Conséquences des défauts
34
II.12.5.1 Le fonctionnement des réseaux
34
II.12.5.2 La tenue de matériel :
34
II.12.5.3 Les chutes de tension :
34
II.13. CONCLUSION PARTIELLE
35
CHAPITRE III : AMÉLIORATION DE L'INSTALLATION
ÉLECTRIQUE
36
III.0. INTRODUCTION
36
III.1. VERIFICATION D'UNE CHUTE DE TENSION
MAXIMALE
36
III.1.2 Seuils des chutes de tension :
36
III.1.3. Méthodologie de calcul de la chute
de tension
37
III.1.4 Tensions mesurés aux jeux de barre
BT
38
III.1.5. Tensions chez les abonnés
éloignés du poste
38
III.2 Dimensionnement des câbles
40
III.3 CALCUL DE LA SECTION DES CONDUCTEURS
41
III.4. La contrainte des puissances sur le
transformateur MT/BT
42
III.5. BILAN DES PUISSANCES
42
III.5.1 LA PUISSANCE D'UTILISATION
42
III.5.2 DETERMINATION DE LA PUISSANCE INSTALLEE
42
III.5.2.1 Les ménages
43
III.5.2.2 Les petites industries
44
III.5.2.3. Les écoles
45
III.5.2.4. Les églises
45
III.5.2.5. Les hôpitaux
46
III.6 CREATION D'UN NOUVEAU POSTE MT/BT
47
III.6.1 Choix de l'emplacement des
transformateurs
49
III.7 CONCLUSION PARTIELLE
49
LISTE DE FIGURES
Fig.1.1 : Illustration d'un réseau radial
ou en antenne
3
Fig1.2 illustration d'un réseau
maillé
3
Fig.1.3 : Illustration d'un réseau
bouclé
3
Fig.1.5 lignes souterraine
3
Figure 1.6 schéma du réseau de
transport
3
Figure 1 :7 Schéma unifilaire d'un poste
à simple jeu de barres
3
Figure1 :8 décompositions d'un poste de
transformation
3
Fig. 1.9 poste de sortie de centrale
3
Fig1 :12 poste de distribution en grille de
cellule HTA
3
Figure1 :13 tractions électriques
ferroviaires
3
Fig2:1 Localisation Golf itambo (Google
maps)
3
Fig2.2 poste de livraison Itambo 2
3
Figure 3:2 schéma du réseau de
distribution avec les deux postes
3
Figure 3:3 Emplacement du nouveau
transformateur
3
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 2 :1 caractéristiques techniques
du transformateur
Erreur ! Signet non
défini.
Tableau2 :2 nous donne le facteur d'utilisation de
certains appareils
3
Tableau 2:3 facteur de simultanéité
selon le nombre des abonnés norme NFC14 -100
Erreur ! Signet non
défini.
Tableau3 :1 valeur en % de la chute de tension
à ne pas dépasser
3
Schéma 3: 1 illustration chute de tension
admissible
3
Tableau 3:2 tension prélevée aux
jeux de barres
Erreur ! Signet non
défini.
Tableau 3: 3 tension chez les abonnes
Erreur ! Signet non
défini.
Tableau3 :4 résultats des tensions relatives
en pourcentage
Erreur ! Signet non
défini.
Tableau3:5 Caractéristiques techniques des
conducteurs suivant la norme NFC33-209
3
Tableau3:6 nous donne les contraintes des puissances
des transformateurs MT/BT
3
Tableau3:7 puissance moyenne souscrite pour
ménage
Erreur ! Signet non
défini.
Tableau 3:8 puissance moyenne souscrite pour les
petites industries
Erreur ! Signet non
défini.
Tableau3:9 Caractéristiques des
transformateurs
Erreur ! Signet non
défini.
LISTE DES ABREVIATIONS
TBT : très basse tension
BT : basse tension
MT : moyenne tension
HT : haute tension
THT : très haute tension
I : intensité du courant en Ampère
Ib : courant d'emploi
In : courant nominal
Iad : Courant admissible (A)
Icc : courant de court-circuit
Ua : tension damorçage en Volt
Ueff : tension efficace en Volt
Un : tension nominale en Volt
Ur : tension de service en Volt
V : tension du courant en Volt
ÄU: Chute de tension (V)
ÄU: Pourcentage chute de tension %
TGBT : Tableau générale basse tension.
Ks : coefficient de simultanéité
Ku : coefficient d'utilisation
K : Facteur de correction
L : longueur en m
Lm : inductance magnétique
MT : moyenne tension
Pi : puissance installée en Watt
Pu : puissance utilisée en Watt
R : résistance électrique en Ohm
S : puissance apparente en Voltampère
S : section en m2
SNEL : Société Nationale d'Electricité
TC : transformateur de courant
TP ou TT : transformateur de potentiel ou de tension
t : Durée du court-circuit (S)
S : Section (mm²)
Cos phi : Facteur de puissance
R : Résistance (?)
X : Réactance (?)
Z : Impédance (?)
N : nombre d'abonnés
ONAN : oil natural air natural
kVA : kilovolt ampère
SYMBOLES GRAPHIQUES
|
Transformateur avec mise à la terre
|
|
Fusible de protection
|
|
Disjoncteur
|
|
Lampe
|
|
Prise
|
|
Centrale
|
|
Contacteur
|
|
|
REMERCIEMENTS
Je remercie tout d'abord notre clément Dieu qui m'a
donné la puissance pour que je puisse terminer ce travail.
Mes remerciements vont aussi au professeur JEAN PAUL KATOND
mon directeur et au chef de travaux EDDY BILITU mon co-directeur, eux qui ont
fait preuve de bonté et de disponibilité afin que la
rédaction de ce mémoire soit possible.
Mais, j'offred'abord et avant tout ce travail à celui
qui sans le savoir ma tantôt servi de source d'inspiration, tantôt
de modèle, tantôt de repoussoir il s'agit de mon amie CHRISTIANA
MINGESTIA.
Mes remerciements s'adressent également à : Ir
IDI SALUMU Michel, Ir LUCIEN KAYOMBO, Ir MBAK YAV DÉLIVRANCE, Ir
Tshimali muvuluka Gloire, MUYUMBA KITUNGWA YOUSSOUPH Désiré,
BALUKUJUVENAL sans oublier les ingénieures femmes KYASHIWA ANNIE ;
SYNTHICHE NTAMBWE Albertine ; KIBAMBO MAKASI Véronique mes
collègues qui ont joués tantôt les rôles des
conseillers et collaborateurs.
DEDICACE
Que dire àces incontournables sources d'inspiration
à qui je dédie ce mémoire :
À mes parents ; mon père OMER MONGA
KALENGA, mais aussi, et de plus en plus, ma mère ESPÉRANCE NGOIE
MONGA.
À toute la grande famille monga ; Ir KALENGA MONGA
Marcus, Ir LUCKAS MONGA, THÉOPHILE KALALA, OLGA MBUYA, ANGE MONGA ainsi
qu'à notre cadette de la famille ANNE MARIE UMBA, mon cousin GUELORD
NUMBI, mon neveu JÉRÉMIE NUMBI et ma petite nièce VANESSA
ILUNGA c'est grâce à leurs soutiens que j'ai forgé mon
identité et que je suis devenu qui je suis.
INTRODUCTION
GÉNÉRALE
Le rôle de l'énergie électrique dans le
développement économique des nations n'est plus à
démontrer. Depuis la révolution industrielle de 1780 basée
sur l'utilisation de nouvelles sources d'énergie dont l'énergie
électrique est considérée comme la deuxième
révolution dans le monde après celle de l'agricultureà
l'âge de la pierre taillée il est impossible d'imaginer la vie
sans énergie électrique, l'énergie électrique est
en train de changer toutes les habitudes de l'activité humaine, Elle est
devenue indispensable à tout ce qui fait notre vie quotidienne : se
nourrir, se chauffer, s'éclairer, se laver, soigner, communiquer, se
déplacer, fabriquer...
Cependant cette énergie doit être produite,
transportée, distribuée et pour qu'elle soit consommée
elle nécessite un outil de transformation, il existe 5 sources
d'énergies renouvelables a savoir :
Ø L'énergie hydraulique;
Ø L'énergie éolienne;
Ø L'énergie solaire;
Ø L'énergie biomasse;
Ø L'énergie
géothermique.
De ces 5, la source d'énergie hydraulique est la plus
exploitée et considérée comme une source fiable
d'approvisionnement en électricité en RDC et dans la
région de l'Afrique australe.
Malgré cela la ville de Lubumbashien particulier le
quartier GOLF ITAMBO 2 connait un besoin croissant en
énergieélectrique ceci se manifeste par des chutes de tensions,
coupure du courant, des surchargesainsi que le système de
délestage par conséquentle client ne paye pas effectivement la
quantité d'énergie électrique consommée.
D'où l'intérêt de notre travail est de
renforcer la puissance et étendre le réseau de distribution MT/BT
par l'implantation d'un nouveau poste de distribution pouvant répondre
aux besoins des habitants de ce quartier.
C'est ainsi que notre travail comptera trois chapitresà
savoir :
v Le premier chapitre qui sera consacré aux
généralités sur les réseaux électriques,
où nous allons donner quelques notions de base nécessaire sur le
réseau électrique.
v Le deuxième chapitre sera consacré à la
présentation de notre du milieu d'étude.
v Et le troisième chapitre parlera des
procédures d'amélioration de l'installation.
v Conclusion.
CHAPITRE I:
GÉNÉRALITÉS SUR LES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES
I.1 INTRODUCTION
Un réseau électrique est l'ensemble des
composantes requises pour conduire l'énergie électrique de la
source (générateur) à la charge (consommateur). Cet
ensemble comprend des transformateurs, des lignes de transmission, des
pylônes, des générateurs, des moteurs, des
réactances, des condensateurs, des appareils de mesure et de
contrôle, des protections contre la foudre et les courts-circuits,
etc.
Les réseaux électriques ont pour fonction
d'interconnecter les centres de production tels que les centrales hydrauliques,
thermiques..., avec les centres de consommation (villes, usines...).
L'énergie électrique est transportée en
haute tension, voire très haute tension pour limiter les pertes joules
(les pertes étant proportionnelles au carré de
l'intensité) et minimisé la chute de tension puis progressivement
abaissée au niveau de la tension de l'utilisateur final.
Les systèmes électriques sont des
systèmes de livraison d'énergie en temps réel. Temps
réel signifie que l'électricité est produite,
transportée, et fourni au moment où vous allumez l'interrupteur
de lumière. Les systèmes d'alimentation électriques ne
sont pas des systèmes de stockage tels que les systèmes d'eau et
les systèmes de gaz. Au lieu de cela, les générateurs
produisent de l'énergie que la demande l'exige.
Un réseau électrique est un système
maillé mettant en oeuvre Des noeuds ou postes) où sont
raccordés : les centrales (centre de production), les charges
(consommation) et les lignes électrique (élément du
réseau).
Ø Des branches (ou lignes électrique) : qui
interconnectent les noeuds le maillage du réseau améliore la
disponibilité de l'alimentation en énergie aux usagers, la
stabilité et la qualité du produit électrique car les deux
dépendent de la puissance de court-circuit, laquelle augmente avec le
maillage ou plus exactement avec le nombre et la puissance des centres de
production installés et raccordés.
Un réseau électrique doit aussi assurer la
gestion dynamique de l'ensemble production ; transport consommation,
mettant en oeuvre des réglages ayant pour but d'assurer la
stabilité de l'ensemble. (www.techn-science.net)
I.2 HISTORIQUE DE RÉSEAU
ÉLECTRIQUE
Un réseau électrique étant composé
de machines de production et de consommation, ainsi que de structures (lignes,
transformateurs) pour les relier, les réseaux électriques ne sont
apparus que vers la fin XIX e siècle, lorsque chaque
élément avait atteint une maturité technologique
suffisante.
I.3 STRUCTURES TOPOLOGIQUES DES
RESEAUX ÉLECTRIQUES
La structure topologique d'un réseau électrique
est celle qui apparait sur une carte ; elle ne suffit pas pour
caractériser le schéma d'exploitation du réseau.
I.3.1 Nécessité de
topologies variées
Les réseaux doivent assurer le transit de
l'énergie avec le maximum de sécurité malgré les
atteintes diverses dont ils peuvent être victimes (foudre, pollution,
chocs mécaniques, etc.) et les avaries qui peuvent en
résulter.
On peut accroitre la sécurité
:
Ø En améliorant la fiabilité du
matériel ;
Ø En assurant un entretien préventif
adéquat ;
Ø En améliorant les dispositions constructives
;
Ø En augmentant le nombre de circuits, de
transformateurs, ..., cela est particulièrement onéreux.
Il est donc important de trouver un compromis entre le
coût des investissements supplémentaires et celui de la
défaillance éventuelle, que l'on peut tirer par l'énergie
risquant de n'être pas distribuée. Ce compromis ne peut être
le même suivant les fonctions assurées par les réseaux,
leur tension, le type d'usagers raccordés à ceux-ci.
Cela conduit à des différentes topologies de
réseaux dont nous pouvons citer les réseaux radiaux,
bouclés et ceux maillés.
Chaque branche entre deux noeuds consécutifs i et j
sera représentée par son schéma équivalent et il
est fréquent dans la pratique de connaître la charge en un noeud i
par sa puissance et son facteur de puissance.
I.3.2. Réseaux
radiaux
Leur configuration est celle rencontrée dans
l'exploitation des réseaux de distribution dont les sources de tension
sont constituées d'un ou plusieurs transformateur(s) abaisseur(s).
La tension fournie par chacune de ces sources peut être
variable, en suivant les fluctuations du réseau haute tension auquel est
branché le transformateur, ou réglable si le rapport de
transformation peut être modifié.
La figure I.1 ci-dessous illustre le schéma d'un
réseau radial. Le calcul d'un tel réseau est
particulièrement aisé.
Fig.1.1 : Illustration d'un
réseau radial ou en antenne
I.3.3. Réseaux
maillés
Ce sont des réseaux dans lesquels les liaisons forment
des boucles dont la majorité a des côtés communs,
réalisant ainsi une structure semblable aux mailles d'un filet.
Dans ces réseaux, les transits d'énergie dans
les différentes branches peuvent facilement échapper à
tout contrôle précis. Cette structure est
généralement utilisée pour le transport ; la figure 1.2
ci-dessous donne la structure maillée d'un réseau
électrique.
Fig1.2 illustration d'un
réseau maillé
I.3.4. Réseaux
bouclés
Un réseau bouclé est un réseau
maillé simplifié présentant un certain nombre de boucles
fermées. Chacune de boucle contient un nombre limité de
sources.
Fig.1.3 : Illustration d'un
réseau bouclé
Chaque type de structure possède des
spécifiés et des modes d'exploitation très
différents. Les grands réseaux d'énergie utilisent tous
ces types de structure. Dans les niveaux de tension les plus
élevés, on utilise la structure maillée : c'est le
réseau de transport. Dans les niveaux de tension inférieurs, la
structure bouclée est utilisée en parallèle de la
structure maillée : c'est le réseau de répartition. Enfin,
pour les plus bas niveaux de tension, la structure arborescente est quasiment
exclusivement utilisée : c'est le réseau de distribution.
(Merlin Gérin; 2015)
I.4. LA CANALISATION ET
TRANSPORT DE LIGNE ÉLECTRIQUE
C'est un ensemble d'élément constitue par un ou
plusieurs conductrices électriques. Nous distinguons deux types des
canalisations des lignes qui sont de ligne aérienne et de ligne
souterraine, lorsque on veut transporte l'énergie électrique, il
faudrait utilises de conducteurs qui répond à certaines exigences
à savoir :
Ø Bonne conductivité électrique
Ø Tension de rupture suffisante
Ø Altération chimique faible
I.4.1 LE CONDUCTEUR
ÉLECTRIQUE
Elles sont soumises à la tension électrique,
elle nous permet de transporterl'énergie sous l'état
électrique vers les appareils générateurs ou
transformateur, il existe pratiquement que deux types des conducteurs pour des
lignes de distribution ou de transport d'énergie électrique
à savoir :
Ø De conducteur en cuivre,
Ø De conducteur en aluminium
I.4.2. TRANSPORT
D'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
Il est destiné à transporter
l'énergie électrique au niveau d'une région de production,
le transport a haute tension, elle nous permet de transporter l'énergie
de grandes centrales de production vers la région de consommation
(Jeannot, 1997)
I.5. CLASSIFICATION DE LIGNES
ÉLECTRIQUES
Il est d'usage de classer les lignes électriques en
fonction de leur tension de fonctionnement (prise entre deux de leurs trois
conducteurs) :
I.5.1 Lignes aériennes et
câbles souterrains
Depuis 1994 la plupart des compagnies
d'électricité ont pris la décision de ne plus
établir de nouvelles liaisons aériennes en deçà de
150 kV. À terme donc tout le réseau de distribution et
progressivement celui de répartition se fera en câbles
souterrains.
L'utilisation de câbles en plus haute tension -
même s'il existe quelques cas à 220 kV, 400 kV et 500 kV - est
confronté à des problèmes technologiques significatifs
(surtout les jonctions) ainsi qu'à un coût très
élevé (si le coût en basse tension est similaire, voire
inférieur pour une liaison souterraine, il devient jusqu' à
environ 20 fois plus élevé à 400 kV par rapport à
une liaison aérienne).
I.5.1.1 lignes
aériennes
Sont des lignes dont les câble sont placés
au-dessus du sol, ils sont fabriqués en alliage de cuivre ou aluminium
pour renforcer les propriétés mécaniques, elles sont
constituées des isolateurs qui permet d'isolé les conducteurs du
support qui sont généralement en bois, en bétons, ou en
fers.
I.5.1.1.1 les supports où
pylônes
Ils nous aident à soutenir des conducteurs de la ligne
au travers des isolateurs et des ferrures
Fig.1.4 montre les types des supports
I.5.1.1.2 avantages des lignes
aériennes
Elles sont un peu moins cher que les lignes souterraines du
point de vue de frais de réparation et d'installation, elle nous permet
de bien faire la surveillance et un repérage facile en cas de
défaut ou d'accident, elle peut supporter des intensités du
courant important sans beaucoup de risque.
I.5.1.1.3 Inconvénients
des lignes aériennes
Elles présentent des risques ou des dangers dans son
environnement en cas de rupture d'un conducteur, elle n'est donne pas une bonne
apparence lorsqu'elle est place dans la ville.
I.5.1.2 lignes souterraines
Sont des lignes dont les câbles sont placés en
dessous du sol, elles sont constituées de l'armé qui peut
être isolée en un ou plusieurs fils, il est fabriqué en
alliage de cuivre ou en aluminium, il est isolé par de gaine puis du
fourreau métallique pour assure la protection du câble contre
l'humidité, les gaz ou liquide acides puis son enveloppe
extérieure aide a protège le fourreau métallique contre
des chocs mécaniques.
Fig.1.5 lignes souterraine
I.5.1.2.1 Les avantages des
lignes souterraines
Sont des lignes où qu'iln'y a pas de problème
d'interférence avec le circuit de télécommunication, elle
ne cause pas de problème de surtension d'origine atmosphérique,
elles sont moins encombrantes.
I.5.1.2.2 Les
inconvénients des lignes souterraines
Elles posent un problème lorsqu'on veut faire
l'entretien, c'est sont des lignes qui sont très chers par rapport
à des lignes aériennes, leurs isolements sont susceptibles
d'être détériorés par l'élévation de
la température des conducteurs en cas de surcharge.
I.6. TYPES DE RÉSEAU
ÉLECTRIQUE
D'une manière générale depuis les centres
de production jusqu'aux consommateurs, on a :
I.6.1. Les réseaux
d'interconnexion
Il est destiné à interconnecté le
réseau électrique en assurant la stabilité des
réseaux. L'interconnexion se fait à travers les postes qui
comportent éventuellement les sorties des centrales de production. La
tension triphasée du réseau d'interconnexion est comprise
généralement entre 220kV et 880kV, le réseau
d'interconnexion est à très haute tension. (Preve et
Jeannot, 1997).
I.6.2. Le réseau de
transport
Les réseaux de transport sont à très
haute tension (de 150 kV à 800 kV) et ont pour but de transporter
l'énergie des grands centres de production vers les régions
consommatrices d'électricité. Les grandes puissances
transitées imposent des lignes électriques de forte
capacité de transit, ainsi qu'une structure maillée (ou
interconnectée). Les réseaux maillés garantissent une
très bonne sécurité d'alimentation, car la perte de
n'importe quel élément (ligne électrique, transformateur
ou groupe de production) n'entraîne aucune coupure
d'électricité si l'exploitant du réseau de transport
respecte la règle dite du "N-1" (possibilité de perdre n'importe
quel élément du réseau sans conséquences
inacceptables pour les consommateurs).
Figure 1.6 schéma du
réseau de transport
I.6.3. Le réseau de
répartition
Les réseaux de répartition sont à haute
tension (de l'ordre de 30 à 150 kV) et ont pour but d'assurer à
l'échelle régionale la fourniture d'électricité.
L'énergie y est injectée essentiellement par le réseau de
transport via des transformateurs, mais également par des centrales
électriques de moyennes puissances (inférieures à environ
100 MW). Les réseaux de répartition sont distribués de
manière assez homogène sur le territoire d'une région.
Ils ont une structure à la fois maillée et
bouclée suivant les régions considérées.
Contrairement aux réseaux de transport qui sont toujours bouclés
(afin de pouvoir assurer un secours immédiat en N-1), les réseaux
de répartition peuvent être exploités bouclés ou
débouclés selon les transits sur le réseau
(débouclé signifie qu'un disjoncteur est ouvert sur
l'artère, limitant ainsi les capacités de secours en N-1). Les
problèmes de report de charge se posent également pour le
réseau de répartition, sa conduite est donc assurée en
coordination avec celle du réseau de transport et nécessite
également des moyens de simulation en temps réel.
I.6.4. Le réseau de
distribution
Les réseaux de distribution ont pour but d'alimenter
l'ensemble des consommateurs. Il existe deux sous niveaux de tension :
Ø Les réseaux à moyenne tension (de 3
à 33 kV) ; sur lesquels sont raccordés les petites industries.
Ø Les réseaux à basse tension (de 110
à 600 V), sur lesquels sont raccordés les utilisateurs
domestiques.
Contrairement aux réseaux de transport et
répartition, les réseaux de distribution présentent une
grande diversité de solutions techniques à la fois selon les pays
concernés, ainsi que selon la densité de population.
Les réseaux à moyenne tension (MT) ont de
façon très majoritaire une structure arborescente, qui autorise
des protections simples et peu coûteuses : à partir d'un poste
source (lui-même alimenté par le réseau de
répartition), l'électricité parcourt une artère (ou
ossature) sur laquelle sont reliées directement des branches de
dérivation au bout desquelles se trouvent les postes MT/BT de
distribution publique, qui alimentent les réseaux basse tension (BT) sur
lesquels sont raccordés les plus petits consommateurs. La structure
arborescente de ces réseaux implique qu'un défaut sur une ligne
électrique MT entrainera forcément la coupure des clients
alimentés par cette ligne, même si des possibilités de
secours plus ou moins rapides existent. (Patrick Jacob2010)
I.7. LES DIFFÉRENTS
DOMAINES DE TENSION
Les domaines de tension sont définis en fonction du
type de courant (alternatif ou continu) et du type de tension (haute et
basse).
Actuellement, on distingue quatre domaines de tension
différents :
v Très Basse Tension (TBT)
v Basse Tension (BT)
v Moyenne Tension (MT)
v Haute Tension (HT)
I.7.1 La très basse
tension (TBT)
La très basse tension est utilisée lorsque les
risques sont élevés ; piscines, lampes baladeuses et autres
appareils électriques portatifs pour usage extérieur, etc...
C'est un domaine de tensions électriques dont les
limites ont été déterminées
réglementairement :
En courant alternatif : U = 50 volts
En courant continu : U = 120 volts
I.7.2 La basse tension (BT)
Elle sert à alimenter les ménages, les artisans
et les très petites industries en électricité, et
représentent plus de la moitié du réseau national.
C'est un domaine de tensions électriques dont les
limites ont été déterminées
réglementairement :
En courant alternatif : 50 et 1.000 volts
En courant continu : 120 et 1.500 volts
I.7.3 La Moyenne Tension
(MT)
La moyenne tension utilisée pour le transport de
l'électricité à l'échelle locale vers les petites
industries, les PME et les commerces. Elles font également le lien entre
les clients et les postes de transformations des compagnies de distribution du
courant.
C'est un domaine de tensions électriques dont les
limites ont été déterminées
réglementairement :
En courant alternatif : 1000 et 50 000 volts
En courant continu : 1500 et 75 000 volts
I.7.4 La Haute Tension
La haute tension permet entre autres le transport et
l'alimentation en électricité des industries lourdes et des
consommateurs à une échelle régionale ou locale.
C'est un domaine de tensions électriques dont les
limites ont été déterminées
réglementairement :
En courant alternatif : U > 50 000 volts
En courant continu : U > 75 000 volts
I.8. LE POSTE
ÉLECTRIQUE
Un poste (une sous-station) est une installation d'organes de
liaison et d'organes de maneouvre où parvient l'énergie des
centrales et d'où cette énergie est orientée vers les
centres de consommation.
Figure 1 :7 Schéma
unifilaire d'un poste à simple jeu de barres
On distingue généralement des
sous-stations :
a) directes (ou d'aiguillage) : qui assurent
les liaisons entre lignes a même tension (sans transformateur de liaison)
; b) de transformation : qui relient des réseaux
à tensions différentes ; c) de conversion :
où l'on réalise une modification des caractéristiques de
la tension, de la fréquence ; passage de l'alternatif au continu...
1.8.1. Fonction des postes
électriques
Le réseau électrique servant à
transporter l'énergie. Il est composé de centrales de production,
des postes de transformation, d'un poste d'interconnexion et, enfin, de charges
commerciales, résidentielles et industrielles.
Dans les réseaux, les postes ont pour fonction en
particulier :
Ø D'organiser (configurer) : la topologie des
réseaux c'est à dire l'affectation des lignes à telles ou
telles barres (bus) et donc ouvrir, fermer les disjoncteurs /sectionneurs.
Ø De surveiller : c'est la fonction qui consiste
à mesurer le courant, la tension, les puissances, enregistrer et traiter
les alarmes etc.
Ø De protéger : c'est la fonction de protection
des ouvrages (lignes, postes) dans les réseaux,
Figure1 :8 décompositions
d'un poste de transformation
I.8.2. L'objectif des postes
électriquesLes postes électriques ont 3 fonctions principales
:
v Le raccordement des plusieurs réseaux
d'électricité.
v L'interconnexion entre les différentes lignes
électriques.
v La transformation de l'énergie en différents
niveaux de tension.
I.8.3. Différents Types
de postes électriques
Il existe plusieurs types de postes électriques
classé en fonction de leur comptage (BT ou MT) et de leur type
d'alimentation (réseau aérien ou câbles).
I.8.3.1. Les Postes de sortie de centrales :
L'objectif de ces postes est de raccorder une centrale de
production de l'énergie au réseau ;
Fig. 1.9 poste de sortie de
centrale
I.8.3.2. Les Postes
d'interconnexion :
Une interconnexion électrique est une structure qui
permet à l'énergie de circuler entre les réseaux. Le terme
est utilisé plus spécifiquement pour désigner les
connexions internationales entre les réseaux
d'électricité. Une interconnexion électrique permet
l'électricité de circuler entre des interconnexions
séparées, ou des réseaux synchrones.
Elles peuvent être constituées de
câbles électriques sous-marins, de câbles électriques
souterrains ou de lignes électriques aériennes. L'interconnexion
la plus longue en 2016 est la liaison sous-marine NorNed entre la
Norvège et les Pays-Bas, qui s'étend sur près de 600 km et
fournit 700 MW de courant continu à haute tension.
(ENERZINE.COM)
Fig1.10- Schéma général de production,
transport et distribution de l'énergie électrique
I.8.3.3.les Postes
élévateurs :
Ces postes sont destinés aux applications
Énergies Renouvelables et stockage d'énergie. Raccordés en
antenne, en coupure d'artère ou en fausse-coupure à partir d'un
réseau MT privé, ces postes servent à protéger
l'exploitation ou le réseau et de monter le niveau de tension, à
l'aide d'un transformateur.
Fig1.11- poste de transformation élévateur
compact nauvasol
I.8.3.4. Les Postes de
distribution :
Les postes de distribution électriques sont les
derniers maillons de transformation de l'énergie. Ce sont des
transformateurs qui abaissent la haute tension en basse tension. Un poste de
distribution, quelle que soit sa forme, se présente en deux
catégories : le poste public et le poste privé.
Un poste public abaisse la tension sur un réseau basse
tension, et ce réseau basse tension est partagé entre un certain
nombre d'abonnés. Un poste privé abaisse la tension et alimente
un réseau basse tension qui alimente uniquement un seul abonné,
qui est bien souvent une entreprise ou une petite industrie (minoterie,
briqueterie, carrière, cimenterie...).
Fig1 :12 poste de distribution
en grille de cellule HTA
I.8.3.5. Les postes mixtes
Les postes mixtes, les plus fréquents, qui assurent une
fonction dans le réseau d'interconnexion et qui comportent en outre un
ou plusieurs étages de transformation.
I.8.3.6 poste où sous-tension ferroviaire
Une sous-station ferroviaire ou de traction est située
sur une ligne de chemin de fer électrifiée. Elle permet
l'alimentation énergie électrique d'une section de cette ligne.
En général une ligne comporte plusieurs sous-stations de
traction, ce qui permet la marche des trains qui captent l'énergie
électrique entre une ligne de contact et les rails de roulement. Elles
sont généralement raccordées à un réseau
électrique alternatif à haute tension. Leur fonction est
d'abaisser cette tension à une valeur utilisable par les engins moteurs
et, dans certains cas, de modifier la fréquence de la tension ou de la
convertir en tension continue.
Figure1
:13 tractions électriques ferroviaires
I.8.4. Les différents
éléments du poste
Tout d'abord un poste électrique est un
élément du réseau électrique servant à la
fois à la transmission et à la distribution
d'électricité. Il permet d'élever la tension
électrique pour sa transmission, puis de la redescendre en vue de sa
consommation par les utilisateurs
On peut distinguer quelques éléments d'un poste
en "éléments primaires" (les équipements haute tension) et
"éléments secondaires" (équipements basse tension)
Fig1.14 éléments d'un poste
Parmi les équipements primaires A, on peut
citer :
Transformateur électrique
Ø Autotransformateur électrique
Ø Disjoncteur à haute tension
Ø Sectionneur
Ø Sectionneur de mise à la terre
Ø Parafoudre
Ø Transformateur de courant
Ø Transformateur de tension
Ø Combiné de mesure (courant + tension)
Ø Jeu de barres
Ø Batterie de condensateurs
Parmi les éléments secondaires B on peut
citer :
Ø Relais de protection,
Ø Équipements de surveillance,
Ø Équipements de contrôle,
Ø Système de télé conduite
Ø Comptage d'énergie
Ø Alimentations auxiliaires
Ø Équipements de
télécommunication
Ø Consignateur d'état
I.8.5. Politique de protection
d'un poste de transformation
Le choix concernant la protection des transformateurs de
distribution (MT/BT) est relativement complexe car cela nécessite de
prendre en compte un grand nombre de paramètres et plusieurs choix
techniques peuvent être retenus pour assurer un même type de
protection.
Le transformateur est généralement
spécifié en premier lieu. Cependant, au-delà des
critères liés aux besoins fonctionnels du transformateur tels que
la puissance ou les tensions de service, ou liés aux conditions
d'installation (présence d'harmoniques, risques de surcharge),
l'utilisateur devra définir ses choix en termes de politique
d'exploitation et de protection :
Ø Sécurité des personnes et des
installations, ou manifestations extérieures en cas de défaut, c
continuité de service ou longévité des
matériels,
Ø Coût d'investissement face aux
probabilités de défaut.
Ø Les protections en aval du transformateur
étant directement dépendantes de la nature du réseau BT et
du type de charges, elles sont normalement définies avant les
protections amont.
Ø La plupart du temps, le poste de transformation est
doté d'un équipement de protection comme le disjoncteur, avec
lequel il est possible de couper le courant. Cette protection peut être
un parafoudre qui protège le poste de transformation
d'éventuelles surtensions produites par la foudre. Il existe plusieurs
postes de transformation, selon le KVA (kilovoltampère). Les postes de
transformation sont l'une des deux grandes catégories de postes.
I.9 conclusion partielle
De manière séquentielle, nous avons donné
les notions de base nécessaire sur le réseau électrique,
en effet nous sommes partis des généralités sur les
réseaux.
Sachant que Les systèmes électriques sont
d'énormes ensembles dont le fonctionnement est très complexe, du
fait en particulier nous avons présentés la méthode
à suivre a bien déterminer la section nominale et le choix des
dispositifs de protection des postes électriques ainsi que celle des
canalisations.
CHAPITRE II. PRESENTATION
DU MILIEU D'ETUDE
II.1. INTRODUCTION
Dans ce chapitre nous aborderons plusieurs points, nous allons
présenter l'état du quartier golf ITAMBO 2, son historique, sa
subdivision et ainsi que sa situation géographique qui fera l'objet de
notre étude du milieu pour l'actuel travail.
II.2. BRÈVE
HISTORIQUE
Autres fois le quartier ITAMBO II été
compté comme l'une des cellules du quartier golf itambo I lui aussi
été compté au paravent comme l'une des cellules du
quartier golf météo, il y a eu création du quartier itambo
II c'est après la nouvelle subdivision qui a intervenue d'une
manière officielle conformément à la lettre N°
K016/CAB/B/CR/66/ 2006.
II.3. ORGANISATION
ADMINISTRATIVE
Comme toute entité administrative, le quartier GOLF
ITAMBO 2 est organisé de la manière suivante il y a :
Ø un chef de quartier ;
Ø un chef de quartier adjoint ;
Ø un secrétaire,
Ø un secrétaire adjoint ;
Ø un service protocol.
II.4. SITUATION
GÉOGRAPHIQUE
Situé dans la commune de Lubumbashi Itambo II se trouve
dans le Sud-ouest de la région Golf dans la ville de Lubumbashi,
province du haut katanga en République démocratique du Congo
(RDC).
Fig2:1 Localisation Golf itambo
(Google maps)
II.5. ZONES VOISINAGES ET
SUPERFICIE
Le quartier GOLF ITAMBO II est délimité comme
suite :
Ø quartier golf météo I (nord)
Ø quartier Golf itambo I (au nord-est)
Ø quartier Masamba (au sud)
Ø quartier Kabulameshi II (à l'est)
Ø quartier Maisha (nord-ouest)
Ø quartier Plateau II (sud-ouest)
Le quartier golf ITAMBO II a une superficie de 2 km² et
renferme dans sa totalité 18 avenues et 20 rues à
débaptiser (source : rapport annuel quartier itambo II 2020)
II.6. CLIMAT ET
TEMPÉRATURE
Le quartier GOLF ITAMBO 2 fait partir de la ville de
Lubumbashi, qui a un climat tropical sec, d'où il y a donc la variation
de deux saisons à savoir, la saison sèche et la saison
pluvieuse.
La saison sèche compte plusieurs mois par rapport
à celle de la saison pluvieuse, elle couvre une période allant
fin avril jusqu'au début novembre.
La température moyenne entre les deux saisons varie
entre 15 à 27° C (rapport annuel quartier golf 2020)
II.7. POPULATION ET
MÉNAGES
En observant de la manière dont le quartier itambo se
déployer en long et en large, il a été pour nous difficile
à estimer sa population par les statistiques démographiques, nous
avons à des valeurs approximative en collaboration avec le bureau du
quartier, l'accroissement démographique est évalué selon
la variation du nombre d'habitants enregistré dans les années
récentes estimer à 1% ; le dernier recensement indique le
nombre d'habitants qui est9420 Habitants dont 1103 Hommes ,2739 Femmes, 2058
garçons et 3520 Filles (bureau du quartier 2021).
Le quartier compte 820 ménages au total, seuls 600
ménages sont connectés au réseau électrique.
II.8 RELIEF
Le relief de notre quartier n'est pas accidenté,
caractérisé par un sol humide et aussi par une surface plane.
Quant au sous-sol, le quartier GOLF ITAMBO 2 renferme en son
sein quelques substances minérales : entre autres le zinc, le
cobalt...
II.9 SITUATION
ÉNERGÉTIQUE ET INFRASTRUCTURES DU QUARTIER
2.9.1. Desserte en eau
potable
La population locale fait recours à l'eau de forage
pour la consommation et les activités ménagères puisque la
présence des robinets et la fourniture en eau potable par la REGIDESON
dans ce contré est rare.
II.9.2. Desserte en
électricité
Le quartier contient une installation électrique de la
société nationale d'électricité (SNEL). Environ 62%
de la population s'approvisionne du courant que délivre la SNEL
accompagner des délestages, et d'autres utilisent les panneaux solaires,
groupes électrogènes etc...
Puisque tous le quartier ne pas servi par le courant de la
SNEL une petite partie de la population reste encore dans le noir (rapport
annuel quartier Itambo II 2020)
II.9.3. Infrastructures
Ø Sanitaires : le quartier dispose seulement 2 centres
de santé qui sont tenus par les personnels.
Ø Scolaire : vu son expansion, le quartier connait un
accroissement rapide en terme du nombre d'écoles, évalué
aujourd'hui 4 écoles privées.
Ø Logement : avec le boom démographique, le
quartier Itambo II a connu une prolifération des maisons d'habitations
estimés à plus ou moins 820 maisons (source : rapport annuel
quartier 2020)
II.9.4. Activités
économiques
La population locale est dominée par un grand nombre
des jeunes gens et la majorité sont dans l'entrepreneuriat pour la
survie dont l'exercice du petit commerce (boutiques, alimentations, salon des
coiffures, cabines téléphoniques, car wash...) Les
activités principales est l'agriculture et l'élevage de petits
bétails.
2.10. POSTES DE LIVRAISON
Un poste de livraison à comptage MT est une
installation électrique raccordée à un réseau de
distribution publique sous une tension nominale de 1 à 35 kV comprenant
généralement un seul transformateur MT/BT de puissance
supérieure 1250 kVa ou plusieurs transformateurs.
la complexité de l'installation et la
répartition des charges, le poste peut comporter un local comprenant le
tableau MT de livraison et le(s) panneau(x) de comptage(s), le tableau MT de
répartition d'énergie, le(s) transformateur(s) MT / BT, un
tableau général BT, en plus d'un local du type
précédent, plusieurs autres sous-stations (appelées
communément en France postes satellites) alimentées en MT depuis
le poste de livraison précédent, et comportant un tableau MT, des
comptages et des transformateurs MT / BT. Ces différents postes peuvent
être installés, soit à l'intérieurd'un
bâtiment Comme c'est le cas de ce poste de livraison itambo, soit
à l'extérieur dans des enveloppes préfabriquées.
2.10.1. Description du poste
itambo II
Le poste itambo est alimenté par feeder Moyenne Tension
de la société nationale d'électricité (SNEL) avec
une tension de 15 000 V provenant du poste karavia, ce poste à sept
départs, il possède un transformateur MT/BT qui alimente les
habitants du dit quartier et une partie d'habitants du quartier
météo 2.
Fig2.2 poste de livraison Itambo
2
2.10.2. Caractéristiques
du poste itambo II
Cette cabine comprend un transformateur triphasé
à faible volume d'huile et à circulation d'air naturel (ONAN),
dont l'huile permet l'isolement entre éléments à des
potentiels électriques différents. Ce transformateur supporte des
tensions supérieures à leur fonctionnement nominal pendant de
brèves périodes.
Tableau 2 :1 caractéristiques techniques du
transformateur
|
Type du transformateur
|
N 630 K
|
|
Marque du transformateur
|
Astor
|
|
Année de fabrication du transformateur
|
1994
|
|
Fréquence du transformateur
|
50 HZ
|
|
Couplage et indice horaire du transformateur
|
En triangle-étoile (Dy11)
|
|
Puissance apparente
|
630 KVA
|
|
Courant de protection
|
43,7 A
|
|
Courant nominal
|
866 A
|
|
Nombre des phases
|
3
|
|
Nombre des Departs
|
7
|
|
Tension composée ou de service
|
400/230 V
|
|
Poids de l'emballage
|
1100 kg
|
|
Poids avec l'huile
|
440 kg
|
|
Poids du transformateur
|
1910 Kg
|
2.11. PROCÉDURES
D'EXPLOITATION
Une bonne installation électrique doit assurer à
la fois le confort et la sécurité de ses utilisateurs. Pour cela,
il y a quelques règles de base à connaître pour assurer la
sécurité électrique et imposer un standard de confort
minimum à l'échelle nationale, des normes électriques ont
été établies. Ces dernières évoluent
régulièrement en fonction des nouvelles technologies
développées et doivent donc être suivies de près. En
tant que responsable du réseau la SNEL est sensée de faire
régulièrement la suivie et l'entretien de ce dernier afin
d'assurer :
Ø La continuité de services
Ø La protection des personnes et des biens de
l'installation
Ø Et avoir les personnels habilités à
effectuer certains manoeuvres surtout en cas d'incident.
2.11.1. Coupure en cas de
défaut
La coupure en cas de défaut, est une coupure
provoquée par une panne de courant imprévue, cette coupure
s'effectue automatiquement au travers le système de protection
tél que les fusibles et les disjoncteurs, elle est liée
notamment aux mauvaises conditions météorologiques, à la
végétation, à l'irrigation, aux accidents de la
circulation, au vieillissement des ouvrages.
Puisque le défaut peut être externe au poste de
livraison ou de la canalisation, les défauts les plus rencontrés
sont :
Ø Court-circuit phase-phase.
Ø Court-circuit phase-terre.
Ø Choc de foudre.
Ø Choc de manoeuvre.
Ø Surtension.
Ø Défaillance d'un disjoncteur.
Ø Défaut à la masse.
Ø Surcharge thermique.
2.11.2. Coupure volontaire
Il s'agit d'une intervention sur l'installation par les agents
qualifiés, pour une réparation ou une modification dans ce cas,
avant toute manoeuvre on doit :
Ø Couper le courant en aval par le disjoncteur ;
Ø Couper l'arrivée du courant à l'aide de
l'appareil de commande situé en amont (sectionneur) ;
Ø Relier le circuit à la terre.
2.11.3 Facteur d'utilisation
C'est un facteur qui tient compte ou qui dépend du
temps de fonctionnement d'un équipement branché sur le
réseau selon les normes AFNOR, nous avons le tableau ci-dessous pour les
facteurs d'utilisation des quelques équipements, ce facteur de charge
est souvent calculé sur une ou plusieurs années, mais rien
n'empêche de le calculer sur des périodes différentes.
Sachant que les utilisateurs ou consommateurs basse tension
sont subdivisés en trois catégories selon la norme NFC14-100 :
Ø Utilisateurs ordinaires ;
Ø Utilisateurs semi- industriels ;
Ø Utilisateurs commercial et force motrice.
Tableau2 :2 nous donne le facteur
d'utilisation de certains appareils
|
Type d'exploitation
|
Équipements
|
Facteurs d'utilisation
|
|
|
|
|
INDUSTRIELLES
&
SEMI-INDUSTRIELLES
|
Éclairage
|
1
|
|
Ventilation
|
1
|
|
Conditionnement
|
1
|
|
Fours
|
1
|
|
Machines outils
|
0,8
|
|
Compresseurs
|
0,8
|
|
MÉNAGES
|
Éclairage
|
1
|
|
Chauffage électrique
|
1
|
|
Conditionnement d'air
|
1
|
|
Chauffe eau
|
1
|
|
Appareils de cuisson
|
0,7
|
|
1 moteur
|
1
|
|
2 moteurs
|
0,7
|
|
Moteurs suivants
|
0,8
|
On peut affirmer que les récepteurs ne fonctionnent pas
tous ni en même temps ni à pleine charge, mais les facteurs de
simultanéité (ks) et d'utilisation (Ku) permettent de calculer la
puissance d'utilisation (kVA). La puissance d'utilisation sert à
dimensionner l'installation pour la souscription du contrat de fourniture
d'énergie électrique et permettent de pondérer la
puissance apparente maximale réellement absorbée par chaque
récepteur et groupes de récepteurs.
Plusieurs éléments sont à prendre en
compte pour maîtriser la facture d'énergie. Calculer la
consommation électrique permet de réaliser des économies
en choisissant mieux ses appareils électriques. Pour cela, il est
nécessaire de connaître la consommation en kWh des
différents appareils branchés au quotidien. Quelques
éco-gestes peuvent aussi être adoptés pour réaliser
des économies.
3 éléments sont à prendre en
considération dans le calcul de la consommation électrique :
Ø La puissance de l'appareil, indiquée en watts
sur l'étiquette énergie,
Ø Sa durée d'utilisation quotidienne, en
heures.
Ø Sa durée d'utilisation annuelle, en jours.
Pour calculer la consommation, on utilise les kilowattheures
(kWh). Il suffit donc de multiplier la puissance par le nombre d'heures
d'utilisation, puis par le nombre de jours. Le résultat obtenu
étant en Wh, on le divise par 1000 pour obtenir des kWh.
2.11.4 Facteur de
simultanéité
C'est un facteur qui détermine le nombre
d'abonnés (consommateurs) utilisant l'énergie au même
moment, L'augmentation de ce facteur amène des sérieux
problèmes sur le réseau et qui conduit au phénomène
de délestage du fait qu'avec les consommateurs non connus, le
réseau devient saturé.
Le régime de fonctionnement normal d'un
récepteur peut être tel que sa puissance utilisée soit
inférieure à sa puissance nominale installée, d'où
la notion de facteur d'utilisation s'applique individuellement à chaque
récepteur.
Ceci se vérifie pour des équipements comportant
des moteurs susceptibles de fonctionner en dessous de leur pleine charge.
Dans une installation industrielle, ce facteur peut être
estimé en moyenne à 0,75 pour les moteurs. Pour
l'éclairage et le chauffage, il sera toujours égal à 1,
Pour les prises de courant, tout dépend de leur destination.
Tableau 2:3 facteur de simultanéité selon le
nombre des abonnés norme NFC14 -100
|
Nombre d'abonnés
|
Facteur de simultanéité (ks)
|
|
2 à 4
|
1
|
|
5 à 9
|
0,78
|
|
10 à 14
|
0,63
|
|
15 à 19
|
0,53
|
|
20 à 24
|
0,49
|
|
25 à 29
|
0,46
|
|
30 à 34
|
0,44
|
|
35 à 39
|
0,42
|
|
40 à 49
|
0,41
|
|
50 et au dessus
|
0,38
|
II.12 DEFAUTS SUR LE RESEAU
ELECTRIQUE
Tout d'abord on appelle un défaut, toute perturbation
qui engendre une modification de la valeur de courant (sur une ligne) ou de la
tension (entre les jeux de barres et le neutre) par rapport à une valeur
nominale (dépassement de seuil).
Dans certains cas, un défaut peut conduire à
l'effondrement électrique de réseau et la mise en danger de son
environnement.
II.12.1 Lescauses des
défauts
D'une manière générale il existe de
nombreux incidents qui peuvent affecter le fonctionnement d'un réseau
électrique que nous pouvons repartir ici en 3 catégorisés
:
1. Par leur origine :
Ø Mécanique (rupture de conducteurs, liaison
électrique établie entre deux conducteurs par un mauvais
câblage, un outil oublié, une branche ou par un animal).
Ø Surtension électrique d'origine interne
(surtension de manoeuvre) ou atmosphérique (foudre).
Ø Dégradation de l'isolement consécutive
à la chaleur, à l'humidité, au vieillissement ou à
une atmosphère corrosive.
2. Par leur localisation :
Ø Interne ou externe à une machine, sur une
ligne aérienne ou souterraine.
3. Par la nature de la connexion :
Ø Court-circuit franc lorsque deux points mis en
court-circuit se touchent directement.
Ø Court-circuit impédant lorsque les deux points
mis en court-circuit sont reliés par un milieu impédant (un arbre
par exemple ; dans ce cas il faut assainir le milieu).
II.12.2 Nature des
défauts
Il y a deux natures des défauts qui sont :
a) Défaut permanent :Permanent, si le
défaut provoque un déclenchement définitif et
nécessite l'intervention du personnel pour la reprise du service, c'est
le cas de la rupture d'un support, d'un conducteur ou d'un isolateur sur une
ligne aérienne ou bien la détérioration d'un câble
souterrain.
b) Défaut momentané :
Ø Défaut auto-extincteur : si
le défaut disparaît de lui-même en un temps très
court, sans provoquer de déclenchement des organes de protection
(fusible ou disjoncteur) ;
Ø Défaut fugitif : si le
défaut disparaît après une ou plusieurs coupures
brèves du réseau d'alimentation sans nécessité
d'intervention.
Ø Défaut semi-permanent : si le
défaut disparaît après une ou plusieurs coupures longues du
réseau d'alimentation (quelques dizaines de secondes) sans
nécessité d'intervention.
II.12.3 Type des défauts
:
Sur un réseau triphasé, les courts-circuits
peuvent être de plusieurs types :
Ø Défaut triphasé : les
trois phases sont réunies ensemble (5% des cas).
Ø Défaut biphasé : deux
phases sont raccordées ensemble (15% des cas). On distingue entre
défaut biphasé-terre et biphasé isolé. Les
défauts biphasés isolés sont fréquemment
causés par un vent violent qui fait se toucher les conducteurs de 2
phases sur une ligne à haute tension.
Ø Défaut monophasé : une
phase est reliée au neutre ou à la terre (80% des cas). Sur une
ligne à haute tension, ce type de défaut est fréquemment
causé par la foudre qui initie un court-circuit entre une phase et la
terre.
II.12.4 Différentes
perturbations touchant les réseaux électriques
Elles se résument en trois catégories
principales:
Le déséquilibre, les surtensions et les
courts-circuits qui sont l'objet de ce travail.
II.12.4.1 Le
déséquilibre
On parle de déséquilibre dans un système
triphasé lorsque les trois tensions de ce dernier ne sont pas
égales en amplitudes ou ne sont pas déphasées les unes par
rapport aux autres de 120°.
Ø Les causes des
déséquilibres
Le déséquilibre est causé par :
· Le courant de court-circuit.
· La rupture de phase.
· Le mauvais fonctionnement de disjoncteur.
Ø ConséquencesLes
conséquences de déséquilibre sont :
ï Échauffement des conducteurs.
ï Vibration des moteurs (dans l'industrie).
II.12.4.2 Les surtensions :
Une surtension est la tension entre un conducteur de phase et
la terre, ou entre conducteurs de phase, dont la valeur de crête
dépasse la valeur de crête correspondant à la tension la
plus élevée pour le matériel. Une surtension est dite de
mode différentiel si elle apparaît entre conducteurs de phase ou
entre circuits différents. Elle est dite de mode commun si elle
apparaît entre un conducteur de phase et la masse ou la terre.
II.12.4.2.1Origine des
surtensions
Les surtensions peuvent être d'origine interne ou
externe :
Ø Origine interne
Ces surtensions sont causées par un
élément du réseau considéré et ne
dépendent que des caractéristiques et de l'architecture du
réseau lui-même.À titre d'exemple, la surtension qui
apparaît à la coupure du courant magnétisant d'un
transformateur.
Ø Origine externe
Ces surtensions sont provoquées ou transmises par des
éléments externes au réseau,
Dont on peut citer à titre d'exemple :
ï surtension provoquée par la foudre.
ï propagation d'une surtension HT à travers un
transformateur vers un réseau interne d'usine.
II.12.4.2.2 Classification des
surtensions Les surtensions peuvent être classées selon leur
durée :
Ø Surtension temporaire : surtension à
fréquence industrielle de durée relativement longue (de quelques
périodes à quelques secondes).
Ø Surtension transitoire : surtension de courte
durée ne dépassant pas quelques millisecondes, oscillatoire ou
non, généralement fortement amortie.
Les surtensions transitoires sont divisées en :
ï Surtension à front lent.
ï Surtension à front rapide.
ï Surtension à front très rapide.
II.12.5 Conséquences des
défauts
Les courts-circuits ont des conséquences
néfastes sur :
II.12.5.1 Le fonctionnement des
réseaux
Les défauts sur les réseaux provoquent des
perturbations affectant leur fonctionnement, c'est à dire la
présence des défauts sur les réseaux entraîne des
creux de tension ou des coupures brèves, le nombre de défauts
dépend des caractéristiques des ouvrages, notamment de leur
niveau d'isolement et de leur environnement, en particulier de leur exposition
aux perturbations atmosphériques. La qualité de leur
élimination est directement fonction des performances des
systèmes et des équipements de protection.
II.12.5.2 La tenue de
matériel :
Les échauffements et efforts électrodynamiques
affectent plus la durée de vie du matériel lorsqu'ils sont
importants et maintenus. Les interrompre rapidement évite un
vieillissement rapide (fatigue) du matériel.
II.12.5.3 Les chutes de tension
:
Souvent dues à un court-circuit. Elles sont plus
importantes lorsqu'elles sont proches du point de défaut, elles peuvent
être source de graves désordres, même sur les parties saines
du réseau. Limiter la durée de tous ces défauts de tension
contribue à réduire leurs incidences sur les utilisations.
II.13. CONCLUSION PARTIELLE
Dans ce chapitre nous avons présenté notre
milieu d'étude le quartier golf itambo 2 et son réseau de
distribution basse tension tout en faisant l'identification des causes ;
la nature et le type des défauts qui affectent ce réseau de
distribution.
Ainsi nous avons étudiés sa situation
démographique, situation géographique est les activités
socio-économiques du quartier ou nous avons fait l'évaluation de
puissance des activités socio-économiques. Les résultats
de notre étude seront donnés dans le chapitre qui suit.
CHAPITRE III :
AMÉLIORATION DE L'INSTALLATION ÉLECTRIQUE
III.0. INTRODUCTION
Ce chapitre constitue pour nous l'une des parties essentielles
de notre étude, elle se basera sur les propositions qui nous permettrons
d'améliorer et éradiquer les défauts rencontrer sur
l'énergie électrique basse tension dans le quartier itambo 2.
L'amélioration est l'action de prendre quelque chose
pour le transformer en le rendant meilleur, le changer en mieux ; fait de
devenir meilleur, plus satisfaisant.
C'est pourquoi dans ce chapitre, il sera question de faire un
diagnostic afin d'améliorer la fiabilité et la
disponibilité de l'approvisionnement électrique existant et de
faciliter le raccordement de nouveaux clients puisque ITAMBO II est un quartier
recueillant. Cela se fera principalement en remplaçant quelques
matériels et en revoyant les lignes de distribution dans ce quartier
qualifie un usage qui a été abandonné qui causent de
fréquentes chutes des tensions et coupures de courant.
III.1. VERIFICATION D'UNE CHUTE
DE TENSION MAXIMALE
La chute de tension d'une liaison est la différence
entre les tensions à ses extrémités. Pour veiller à
la bonne marche des appareils électriques, il faut que la chute de
tension ne dépasse pas des limites préalablement fixées
par la norme NFC 15-100, On se propose d'abord de fixer les valeurs de
chute de tension maximale par rapport à la tension nominale (230-400 V)
du réseau, ensuite on se présente la méthodologie de
calcul de la chute de tension et enfin on donne les caractéristiques des
câbles BT utilisées par la SNEL.
III.1.2 Seuils des chutes de
tension :
Pour le réseau à construire, les valeurs des
chutes de tensions maximales par rapport à la tension nominale du
réseau sont fixées lors de l'étude comme indiqué
selon le tableau suivant selon la norme N15-100 :
Tableau3 :1 valeur en % de la
chute de tension à ne pas dépasser
|
Type d'alimentation
|
Éclairage
|
Autres usages (force motrice)
|
|
Alimentation par le réseau BT de distribution
publique
|
3%
|
5%
|
|
Alimentation par poste privé HT/BT
|
6%
|
8%
|
Elles correspondent à un service normal, en dehors des
appels de courant au démarrage des moteurs et lorsque tous les appareils
susceptibles de fonctionner simultanément sont alimentés.
Donc pour le poste publique on fera :
> 3% x 230v/100 = (6,9 V) pour l'éclairage
> 5% x230v/100 = (11,5 V) pour d'autres usages
Schéma 3: 1 illustration
chute de tension admissible
Ainsi donc si la mesure de la tension au niveau du disjoncteur
de branchement en monophasé est de 230V, la tension limite
acceptée au niveau des circuits terminaux pour l'éclairage sera
donc de 223V et 219V pour les autres usages.
III.1.3. Méthodologie de
calcul de la chute de tension
Soit une ligne électrique de résistance R, de
réactance X=LW qui alimente une charge de puissance P et de facteur de
puissance cosö, on se propose de déterminer la différence
entre la tension d'origine (ou tension source) et la tension au niveau de la
charge.
Par ailleurs, il est à préciser que la charge P
peut éventuellement être un ensemble de charges unitaires Pi. Dans
le cas d'abonnés résidentiels :
III.1
N : nombre d'abonnés
Pi : sera égale à une charge standard (voir
tableau)
Ks : coefficient de simultanéité qui
dépend du nbre d'abonnés (voir tableau) prendre Cs =1 pour les
autres cas (éclairage public).
III.1.4 Tensions mesurés
aux jeux de barre BT
Les valeurs ci-dessous ont été
prélevées à l'aide d'un appareil de mesure
multimètre en bleu la tension composée et en mauve la tension
simple (le 05 décembre 2021)
Tableau 3:2 tension prélevée aux jeux de
barres
|
Cabine
|
Urouge+jaune
|
Ujaune+bleu
|
Ubleu+rouge
|
Vrouge+N
|
Vjaune+N
|
Vbleu+N
|
|
ITAMBO
|
370
|
383
|
377
|
226
|
219
|
214
|
III.1.5. Tensions chez les
abonnés éloignés du poste
Nous savons qu'il existe un très grand nombre
d'appareils de mesure électrique, dans notre cas nous sommes servi d'un
multimètre, pour parvenir à ressortir les tensions mesurés
sur différents départs de notre poste, En rappelant que ce poste
a 7 départs ; en bleu la tension composée et en mauve la
tension simple (05 décembre 2021).
Tableau 3: 3 tension chez les abonnés
|
Départs
|
U12
|
U23
|
U31
|
V1+N
|
V2+N
|
V3+ N
|
|
Départ 1
|
308
|
210
|
197
|
154
|
206
|
100
|
|
Départ 2
|
240
|
297
|
130
|
119
|
140
|
40
|
|
Départ 3
|
200
|
300
|
230
|
110
|
170
|
140
|
|
Départ 4
|
299
|
212
|
196
|
159
|
106
|
76
|
|
Départ 5
|
-
|
309
|
-
|
105
|
130
|
-
|
|
Départ 6
|
178
|
203
|
130
|
140
|
100
|
60
|
|
Départ 7
|
297
|
211
|
148
|
90
|
48
|
90
|
Calcul des tensions relatives en utilisant la formule suivante
: ?V = ?U = (tension prélevé aux jeux de barre - tension
prélevé aux abonnes) divisée par la tension
prélevé aux jeux de barre x 100.
Tableau3 :4 résultats des tensions relatives en
pourcentage
|
Départs
|
Chute de tension composée en (%)
|
chute de tensionsimple en (%)
|
|
Départ 1
|
36,7 %
|
30 %
|
|
Départ 2
|
40,9 %
|
54 %
|
|
Départ 3
|
35 %
|
36 %
|
|
Départ 4
|
37,5 %
|
48 %
|
|
Départ 5
|
17,8 %
|
46 %
|
|
Départ 6
|
54,7 %
|
54 %
|
|
Départ 7
|
41,8 %
|
65 %
|
Sur base de ces données nous remarquons que le
réseau de distribution itambo subit une chute de tension au-delà
de la norme.
Pour la tension simple on a : 47,5 %
Pour la tension composée on a : 37,7 %.
III.2 Dimensionnement des
câbles
Sans ignorer que les conducteurs électriques permettent
de transporter l'électricité d'un émetteur vers un
récepteur, alors ceux-ci doivent être les moins résistant
possible au passage du courant Afin d'éviter une perte de tension
préjudiciable au bon fonctionnement des récepteurs surtout si ce
sont des moteurs et Afin de limiter aussi l'échauffement des
câbles par effet joule qui peut occasionner des ruptures sur les
conducteurs.
Pour éviter ce genre des problèmes les
câbles d'une installation doivent être correctement
dimensionnés en fonction de ces 3 périmètres qui
influencent le dimensionnement des câbles :
1) la nature du conducteur, meilleur est sa
conductivité moins sa résistance est importante,
2) la longueur, plus un conducteur est long sa
résistance est grande,
3) le diamètre, la résistance d'un conducteur
est inversement proportionnel au carré de son diamètre.
Il faut noter que les meilleurs conducteurs électriques
sont : l'argent, le cuivre, l'or et le cuivre.
Pour le réseau de distribution BT dans notre quartier
d'étude et dans plusieurs autres quartiers de la ville de Lubumbashi
l'aluminium devient de plus en plus utiliser par rapport au cuivre pour des
raisons économiques sur le plan financier et la réduction du vol
des câbles,
Comme le raccordement nécessite une création
d'un nouveau réseau pour renforcer l'existant la norme NC13-200 exige
l'intervalle :
D'utiliser en aérien, 70 et 150 mm²
Aluminium,
Et en souterrain, 95 et 240 mm² Aluminium si la
puissance de raccordement est inferieur 120 kVA.
Tableau3:5 Caractéristiques techniques des
conducteurs suivant la norme NFC33-209
III.3 CALCUL DE LA SECTION DES CONDUCTEURS
Le dimensionnement économique consiste à
augmenter volontairement la section d'une ligne d'alimentation afin de diminuer
le coût des pertes, si on veut faire des calculs très
précis, on peut intégrer la variation de tension aux bornes des
appareils qui va faire augmenter ou diminuer (production de chaleur) le courant
dans la ligne et la durée d'utilisation, tenir compte de la variation de
la résistance des fils en fonction de la variation de la
température et de l'apport thermique.
(http://www.electromagazine.ch/fr/dimensionnement-des-cables/)
Sa formule :
Iz = Ib/k'
III.2
Ø Iz : est l'intensité admissible
Ø K : constante dépendante des facteurs (F1,
facteur de correction de la température, F2 et F3 facteurs pour le
groupement des conducteurs)
Alors le courant d'emploi Ib s'obtient par la formule :
Ib = p/Un x cos ? × v3
III.3
Ø P : puissance active à l'entrée de la
ligne en considérant le cos ?de 0, 9 recommandé par la Snel,
Ø Un : la tension entre phase du réseau
III.4. LA CONTRAINTE DES
PUISSANCES SUR LE TRANSFORMATEURMT/BT
Pour choisir la puissance nominale d'un transformateur
lors d'une mise en service ou après mutation, le domaine d'utilisation
du tableau suivant est retenu. Ce dimensionnement optimise les pertes Fer et
Joule et intègre une évolution des charges sur plusieurs
années pour éviter l'installationd'un transformateur
sous-dimensionné à la construction.(
https://www.strasbourg-electricite-reseaux.fr/file/5761).
Tableau3:6 nous donne les
contraintes des puissances des transformateurs MT/BT
|
Pn transformateur en KVA
|
50
|
100
|
160
|
250
|
400
|
630
|
1000
|
|
Pmax transité par transformateur en KW
|
30
|
75
|
122
|
191
|
306
|
482
|
765
|
III.5. BILAN DES PUISSANCES
Les réseaux électriques existants sont parfois
amenés à subir des modifications:restructuration de
l'installation; modification de matériel; modification de la charge. Il
est nécessaire de vérifier si les flux de puissance circulant
dans les différentes branches du réseauet si les niveaux de
tension sur les différents noeuds gardent des valeurs acceptables ;
ce qui doit permettre de dimensionner les équipements de distribution (
câbles ; transformateur ;...).
III.5.1 Puissance d'utilisation
globale
La puissance d'utilisation Pu (kVA) est la somme
arithmétique de ces puissances apparentes pondérées, cette
puissance est la donnée significative pour la souscription d'un contrat
de fourniture en énergie électrique à partir d'un
réseau publique BT ou MT (et dans ce cas, pour dimensionner le
transformateur MT/BT).Il est nécessaire de définir pour chaque
point de livraison une puissance maximale qui permet au gestionnaire du
réseau et au fournisseur d'énergie de dimensionner
l'approvisionnement.
III.5.2Détermination de la puissance
installée
La puissance installée (kW) est la Somme des puissances
nominales de tous les récepteurs de l'installation, L'indication de la
puissance nominale (Pn) est marquée sur la plupart des appareils et
équipements électriques.
Grâce à des méthodes simples, nous avons
réussi a déterminé la puissance installée pour
chaque logement selon le mode de vie des habitants du quartier golf itambo
,nous avons ciblés quelques maisons prises comme échantillons,
c'est ainsi que nous avons recouru à la vérification des
étiquette-énergies et notices des quelques équipements
où appareils électroménagers pour parvenir à
l'estimation d'une puissance moyenne pour chaque appareil électrique
destiné à couvrir un besoin domestique le plus fréquent
voir dans le tableau ci-dessous,
L'ensemble de consommateurs au quartier golf Itambo est
reparti en 5 catégories suivantes selon la puissance consommée
:
Ø Les ménages
Ø Les petites industries
Ø Les écoles
Ø Les églises
Ø Les hôpitaux
III.5.2.1 Lesménages
La puissance maximale d'un ménage (voir le tableau
ci-dessous) déterminée par :
Les équipements ci-après sont ceux que nous
avons retrouvés dans plusieurs maisons de notre milieu
d'étude.
Tableau3:7 puissance moyenne souscrite pour ménage
|
Type d'appareil
|
Puissance en (w)
|
Nombre des récepteurs
|
PR x NR (w)
|
Facteur d'utilisation Ku
|
Facteur de simultaneité Ks
|
Puissance corrigée (w)
|
|
TV plasma 32"
|
76
|
1
|
76
|
1
|
0,6
|
45,6
|
|
Fer à repasser
|
1200
|
1
|
1200
|
1
|
0,6
|
720
|
|
Congélateur
|
300
|
1
|
300
|
0,75
|
0,6
|
135
|
|
Lampe aincandescence
|
100
|
10
|
1000
|
1
|
0,6
|
600
|
|
Radio
|
80
|
1
|
80
|
1
|
0,6
|
48
|
|
Chauffe eau
|
1000
|
1
|
1000
|
1
|
0,6
|
600
|
|
Ventilateur
|
100
|
1
|
100
|
0,75
|
0,6
|
45
|
|
Cuisinière
|
1800
|
1
|
1800
|
1
|
0,6
|
1080
|
|
Total
|
4656
|
|
|
|
|
3273,6
|
Où :
PR: puissance des récepteurs, NR: Nombre des
récepteurs, Ku: facteur d'utilisation, Ks: facteur de
simultanéité.
La puissance moyenne souscrite d'un ménage en fonction
des facteurs d'utilisation et de simultanéité est donc
égale à (3273,6 w) où (3,2kW) comme puissance
demandée par chaque logement, multiplier par 600 ménages pour
avoir la moyenne des abonnés.
600 ménages x 3273,6 = 1964160 w
III.5.2.2 Les petites
industries
Comme Petites industries dans notre milieu d'étude nous
considérons deux des ateliers desoudure qui ont été
répertoriés qui comportent les éléments suivants
:
Ø Un poste à souder de 3,6 kW
Ø Une disqueuse de 2 kW
Ø Foreuse de 2,5 kW
Ø Visseuse de 1 kW
Ø Deux lampes à incandescence de 100 w
Tableau 3:8 puissance moyenne souscrite pour les petites
industries
|
Type d'appareil
|
PR NR (w)
|
Facteur d'utilisation Ku
|
Facteur de simultaneité Ks
|
Puissance souscrite W
|
|
Poste à souder
|
3600
|
1
|
0,6
|
2160
|
|
Disqueuse
|
950
|
1
|
0,6
|
570
|
|
Foreuse
|
1400
|
1
|
0,6
|
840
|
|
Lampes à incandescence
|
200
|
1
|
0,6
|
120
|
|
Visseuse
|
280
|
1
|
0,6
|
168
|
|
Total
|
6430
|
|
3850
|
La puissance maximale demandée par les deux ateliers de
soudure est :(3850x 2) W= 7700 W
III.5.2.3. Les
écoles
Au quartier golf itambo nous avons 4 écoles, chaque
école à au moins 14 classes dont 2 maternelle 2 classes,
primaire 6 classe, secondaire 6 classes,donc au total aura 56 classes.
L'éclairage d'une salle de classe exige un fort flux
lumineux, On utilise ici les lampes incandescences Pour un éclairage
central, soit 100 W ou 10 000 lumens par salle, la lumière est
suffisante comme les salles des écoles d'ici sont de 10 m², ce
qui fera 100 W multiplier par nombre des classes.
100 W, pour une salle
100x56 = 5600 W pour 56 Salles
III.5.2.4. Les
églises
Au quartier itambo il y a 5 églises qui peuvent avoir
en moyenne des récepteurs Suivants :
ï 1 amplificateur de 120 W
120 Wx5 églises = 600 W pour 5 églises
ï 2 synthétiseurs de 200 W
2x 200 = 400 W pour une église
400 W x 5 églises = 2000 W pour 5 églises
ï 5baffles de 150 W
5x150 = 750 W par église
750x5 églises = 3750 w pour 5 églises
ï 15 Lampes de 100 W
15 x 100 = 1500 W pour l'éclairage d'une
église
1500 W x 5 églises = 7500 W pour 5 églises
En faisant la somme des puissances partielles ci-après
permettent à déterminer la puissance demandée pour toutes
les églises de ce quartier qui est : 13 850 W
III.5.2.5. Les
hôpitaux
Ici à itambo nous avons répertoriés deux
hôpitaux de type moyen, dont la consommation des équipements
répertoriés la somme totale équivaut 6000 W
Après notre éventaire nous disons donc, la
puissance active ou la puissance totale demandée au quartier golf
itambo 2 est égale à l'addition de toutes les sommes partielles
évaluées ci-haut nous avons ainsi : 1 997 910 w
III.4
Pour trouver la puissance d'utilisation en considérant
le facteur de pondération en fonction du nombre d'abonnés on
applique cette formule :
Pu = Ps x Ks
III.5
Ks : coefficient de pondération, dans notre cas sera
égal 0,38 car l'installation regroupe plus de 50 utilisateurs
Ps : puissance souscrite par les ménages kW
Pu = (1997,91 x 0,38) = 759,2058 kW
Pour trouver la puissance d'utilisation moyenne qui va nous
permettre de dimensionner le transformateur on fera :
Pmu = puissance utilisation / par les nombres de
ménages connectés
Dans notre cas on aura :
759,2058/600 = 1,265343 kW par ménage.
Comme évalué précédemment,
on constate que le réseau de distribution du quartier s'étend sur
un poste dont la puissance totale apparente est de 630 kVA et transite une
puissance de 482 kW
À partir d'ici on constate un déficit
très considérable, dont la nécessité oblige
l'implantation urgente d'un nouveau transformateur pour renforcer l'ancien
transformateur ,en tenant compte du taux d'accroissement d'habitants estimer
à 1% par an.
Nous allons à présent déterminée
la puissance moyenne pondérée au cas où tous les
ménages du quartier seront connectés au réseau :
Pu = (nombre de ménage x Pmu)
Pu = (220 x 1,265343) kW = 278,37546kW
Alors la puissance d'utilisation totale pour tous les
ménages du quartier en associant même ceux qui ne sont
connectés sera :
Put = (759,2058 + 278,37546) kW = 1037,58126kW
III.6 CREATION D'UN NOUVEAU
POSTE MT/BT
Après avoir fait la comparaison entre la puissance
installée et la puissance demandée par la population nous avons
remarqué avec le transformateur en place présente un grand
déficit et incapable des satisfaire les abonnés actuels et ceux
du futur,Nous proposons la création d'un nouveau poste de transformation
d'une puissance supérieure que le transformateur existant afin d'avoir
une garantie de fournir l'énergie électrique en permanence aux
abonnés actuels et ceux du futur.
Tableau 3:9 Caractéristiques des
transformateurs
Puisque le poste existant
En se référant sur le tableau ci-haut qui montre
la contrainte des puissances sur les transformateurs MT/BT pour ces deux
transformateurs on aura :
St = 630 kVA+ 1000kVA = 1630 kVA.
Et la puissance maximale transitée par ces deux
transformateurs sera :
482 kW + 765 kW = 1247 kW
Figure 3:2 schéma du
réseau de distribution avec les deux postes
III.6.1 Choix de l'emplacement
des transformateurs
Selon les normes en distribution basse tension le rayon de
distribution basse tension d'un transformateur ne doit pas dépasser 400
m pour éviter une grande chute de tension en vue de respecter cette
norme nous avons décidé de placer les transformateurs comme
illustrer sur cette image ci-dessous ; les transformateurs ne seront pas mis en
parallèle chaque transformateur aura son rayon de distribution. Sur
cette figure3 : 3 en rouge nous trouvons le transformateur existant,
en bleu le nouveau transformateur.
Figure 3:3 Emplacement du
nouveau transformateur
On peut affirmer que grâce à la création
d'un nouveau poste le quartier golf itambo sera desservit en toute
sécurité par son réseau de distribution une fois le
nouveau transformateur de 1000 kVA implanté.
III.7 CONCLUSION PARTIELLE
Dans ce chapitre nous avons d'abord établi les seuils
à ne pas dépasser pour une chute de tension admissible,
En se référant au tableau3:6 de contraintes de
puissance de transformateurs nous avons choisi un transformateur 1000 kVa qui
doit être ajouté pour renforcer le poste existant, tout en
montrant comment les deux seront placés.
CONCLUSION GÉNÉRALE
L'objectif de notre travail a été celui de
faire une étude dans le réseau de distribution basse tensiondu
quartier Golf Itambo 2 situé dans la commune de Lubumbashi pour
dénicher les causes qui sont à la base des certaines
perturbations et pertes techniques d'énergie électrique en se
référant aux normes afin de rendre meilleur la qualité
d'énergie électrique basse tension dudit quartier.
Pour parvenir à cet objectif, plusieurs études
ont été faites sur le réseau de distribution basse tension
du quartier golf Itambo 2 et ces études nous ont démontré
d'une manière incontestable la presence de certaines
irrégularités dans le fonctionnement du système
électrique et des pertes non admissibles par la norme.
Le poste de distribution Itambo 2ayant un transformateur de
630 kVA fonctionne en surcharge et ce surcharge s'explique par la puissance
demandée qui est trop élevée par rapport a la puissance
installée, pour décharger et renforcer le transformateur existant
dans ce quartier il a été de grande importance de crée un
nouveau poste de distribution ayant un transformateur d'une puissance
supérieure soit 1000 kVA et la section des câbles 150 mm²
pour éviter les contraintes d'intensité ( échauffement des
câbles) et de tension ( chute de tension en bout de ligne), pour
réduire les pertes dans les lignes de transport les deux postes seront
écarter d'un intervalle de 400 m pour que chaque poste alimente les
abonnés les plus proche.
La société nationale d'électricité
au Congo (SNEL) étant responsable et gérant de cette
énergie sur l'étendue nationale doit veiller à ce que les
normes internationales et standard soit respectés: (les dimensionnements
de ce deux transformateurs, les dimensionnements de câbles ainsi que le
rayon d'action) afin de n'est pas revenir dans le même déficit
après quelques années.
Nous ne pouvons nullement prétendre avoir fait un
travail complet et parfait ; notre souhait est de voir les
différents lecteurs l'envahir pour la promotion de la science
technique.
BIBLIOGRAPHIE
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de l'installation électrique.
Cahier technique n° 6, 2013-
Généralités sur les réseaux de
distribution, p1-26 Cahier technique n° 6, 2013-
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distribution, p1-26. Alliantech., 2011- mesure de courant.
Cadierque, R., 1957- Le domaine de
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triphasé.
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Michel Lambert, Dunod, 2016- les transformateurs
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Microener, 2011- généralités sur les
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Pactrick, J., 2014-distribution de l'énergie, pages
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Poste HTA/BT. 2ème éd
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Rapport annuel quartier KIMBEMBE 2016
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l'installation électrique.
Serge THEOLEYRE, 1998- les techniques de coupure en
MT
Sidonie, B., 2013- Les réseaux de transport et
distribution d'électricité, p9-31
NORMES
NFC52-112 : transformateurs triphasé
immergés dans diélectrique liquide, valeurs calculées pour
une tension à vide de 420v
NFC 33-209 : caractéristiques techniques des
conducteurs aluminium torsadés
NF C 14-100 : conception et réalisation des
installations de branchement à basse tension
NF C 15-100 : installations électriques à basse
tension
Les normes AFNOR : constituent des standards parfois
légalement obligatoires pour les entreprises
Lors de la défense
Après
la défense
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