Memoire Online - Rapport de stage effectué à la centrale hydroélectrique de Nzilo en RDC

Nzilo est un site situé à 30 km de Kolwezi et 330 km de Lubumbashi dans la province du Katanga ; La géologie et la géographie de ce coin ainsi que le passage de Lualaba à fait de Nzilo un endroit idéal pour la construction d'une centrale hydroélectrique.

La centrale hydroélectrique de Nzilo (delcommune) a été construite entre les années 1948 et 1954, le premier groupe a été mis en service en décembre 1952 et le dernier ou le quatrième en aout 1954. Elle est constitue de quatre groupes turbo alternateur, turbine Francis capable d'entrainer chacune un alternateur à pole saillant produisant 30 MVA.

La centrale hydroélectrique de Nzilo fait partie du réseau interconnecté des centrale de la région du sud du Katanga qui comprend les centrales de NSEKE, MWADINGUSHA,-KONI, NZILO, ainsi que la station de conversion de courant continue de KOLWEZI (SCK), cette station injecte sa puissance dans le réseau à travers deux auto transformateurs.

La direction du centre et confie à un chef de centre qui est secondé d'un chef de centrale pour la gestion technique de la centrale.

En date du 22 décembre 2008 nous somme arrivé au centre de production de Nzilo affecté en tant que Ingénieur d'entretien électrique. Comme l'exercice d'une fonction est toujours précédé d'une phase d'intégration, de six mois pour le personnelles de cadre et maitrise, pendant lequel on procède à l'étude des installations, nous sommes pendant cette période passe respectivement aux trois services technique que comporte la centrale. Il s'agit des services mécanique, électrique, et du service d'exploitation.

Ainsi le rapport suivant constitue la synthèse de cette période ainsi qu'une aperçue des installations. Il est subdivisé en deux grandes partie ; la première partie est une description des ouvrages et des installations et la deuxième sera une synthèse des activités importantes que nous avons eu à réaliser dans différents services pendant notre période d'essai une conclusion générale tirée de l'observation dans la réalisation des certains tache et de l'observation des installations clôturera ce rapport.

I° PARTIE : DESCRIPTION DES OUVRAGES ET DES INSTALLATIONS

CHAPITRE I .DESCRIPTION DES OUVRAGES

I.1 OUVRAGE DE GENIE CIVIL

Par ouvrage on attend les différentes infrastructures de génie civil comportant des équipements électromécanique qui entre en ligne de compte dans la production de l'énergie électrique dans notre usine hydroélectrique.

I.1.1 Le barrage

Il est le premier élément de toute usine hydroélectrique car servant à la retenue de l'eau constituant la réserve de l'usine. A Nzilo nous avons un barrage de type voute de 77m de rayon de cercle de référence, d'une épaisseur de 13m à la basse et 2m au couronnement, et d'une hauteur de 60m. La cote maximale de la retenue se situe à 1246.00m et la cote d'alerte à 1246.60m au delà de laquelle il faut déverser. L'érection du barrage a provoqué la formation d'un lac de retenu de 242km². Qui représente un volume de 2373.10⁶m³ d'eau.

Le barrage est pourvu des appareils des surveillances, des dispositifs de sécurité ainsi que des appareils d'exploitation permettant la bonne marche de l'usine ; nous avons :Pour la surveillance

· Des extensomètres dans la roche de la rive droite pour la mesure de l'élongation et du tassement de la roche,

· Des télérocmètres dans la roche d'assise du barrage et dans le béton du barrage pour la mesure l'élongation et le tassement de cette dernière

· Des fissuromètre pour la surveillance de l'ouverture ou de la fermeture des fissures,

· Des clinomètres au couronnement du barrage pour mesurer l'inclinaison du barrage,

· Un thermo hygromètre enregistreur pour enregistrer l'évolution de la température et de l'humidité dans l'air ambiant,

· Des pendules inversés suisse et canadien (hydro Québec) pour la mesure de la stabilité du barrage et de la roche des rives gauche et droite rive

· Une vanne de vidange de fond amont dont le poste de manoeuvre est situe sur la plate forme supérieure du barrage à la cote 1247.50m ;

· Une vanne de vidange de fond aval dont le poste de manoeuvre est situe au pied du barrage à la cote 1195m.

Ces deux organes réunis constituent l'équipement de mise à sec complète de la retenue

Du coté de la rive gauche il a été pratiqué dans le mur du barrage deux pertuis de 9m d'ouvertures munis de vannes à secteur ; il constitue les évacuateurs de surface ou vannes de crue servant au déversement lorsqu'on atteint la cote d'alerte ou lorsque nous avons une unité de moins que la centrale de NSEKE.

Pour ce qui est des appareils d'exploitation nous avons un limnimétre qui permet de lire quotidiennement le niveau du lac de retenu.

I.1.2 La prise d'eau

L'eau destinée à l'alimentation des machines pour y produire de l'énergie électrique suit un chemin à travers la montagne de la rive gauche en suivant une galerie souterraine. L'entrée de cette galerie constitue la prise d'eau.

C'est un ouvrage de fond situe à une vingtaine de mètres en amont de l'évacuateur de surface. Elle comporte deux pertuis de 3.5m sur 6m de haut équipé chacune d'une grille fixe verticale. Derrière les grilles viennent se situe les vannes batardeaux, la mise en place de ces deux vannes permet l'obturation de l'entre de la galerie, constitue par une ossature en charpente métallique supportant une tôle débordé et roulant sur des pièces fixes scellées dans le béton ; leurs manoeuvres se fait à l'aide d'un treuil roulant.

A ce niveau est installé une balance différentielle appareil nous renseignant les pertes de charge du à la présence de détritus sur les grilles.

I.1.3 Le tunnel d'amenée

C'est une galerie s'ouvrant à la prise d'eau et débouchant dans le puits d'équilibre, elle sert a canalisé l'eau de la réserve vers la centrale. Elle possède les caractéristiques suivantes :

· La perte de charge dans le tunnel est de 2.61 mètre à la cote maximale et peut débiter 155.6 m³/sec à cette cote et à la cote minimale 140m³/sec et cela avec quatre groupe en service.

Le volume nécessaire pour remplir ce tunnel est de 73.704m³de quoi alimenter un groupe produisant 11 MW pendant une heure.

Ce tunnel se termine dans une vaste tour encastrée dans la roche appelée chambre d'équilibre.

I.1.4.La chambre d'équilibre

C'est un puits ou réapparait l'eau au niveau correspondant à celui du lac diminue de perte de charge dans le tunnel ces pertes de charge sont calculer par l'expression suivante :

Le volume d eaux contenu dans la chambre d'équilibre ,30000m³, a un endroit proche de la centrale ,159 mètre sert de masse d'inertie lors d'un appel de charge brusque ou d'une décharge brutale d'un groupe. Tout en jouant son rôle la chambre d'équilibre est aussi le point central des ouvrages d'amenée car elle sert de départ à deux galeries blindées entrée de deux culotes avant de conduite forcée. Il est possible d'isoler les deux galeries blindées par de batardeaux glissants dans les rainures prévues pour cet effet. Ce batardeaux sont constitue par trois éléments en forte tôle munie de raidisseur, l'étanchéité entre caissons ainsi que frontale et supérieure et inferieure est assuré par des joints en caoutchouc synthétique en forme de note de musique.

En régime de marche normale les caches rainures sont logé dans les rainures afin d'empêcher l'infiltration de corps étranges tel que pierre, herbe ou arbuste dans la galerie et éviter le phénomène de cavitation.

La manipulation de vannes batardeaux est assuré par un palonnier accrocher à un portique situe sur une plate forme surplombant le puits d'équilibre.

I.1.5 Les galeries blindées

Deux galeries blindées de 45.375 mètres de longueur et 4.5 mètres de diamètre trouve leurs naissances dans le puits d'équilibre, ils sont pourvus d'un blindage en tôle d'acier de 12mm avec un blocage de béton entre les parois métallique et la roche. Le blindage est muni de raidisseurs qui servent également à assurer une bonne solidarité entre la tôle et le béton. Elle se termine par des culottes de 4.5m/2*2.29m enrobée dans le massif de béton formant bouchon aval de chaque galerie, leur longueur est de 13 mètre.

Les branches aval des culottes du blindage sont suivis des quatre conduites forcées, énormes tuyaux amenant l'eau aux turbines de la centrale, ce tuyaux sont protégés par quatre vannes papillons placées en aval direct des éléments en bétonnés contre tout risque de rupture.

Ces conduites forcées ont un diamètre de 2.95 mètre et une longueur de 106.535 mètre chacune l'épaisseur de la tôle d'acier varie de 12 à 17 mm de l'amont à l'aval ; le tronçon principale à une pente de 45°. Deux trous d'homme l'un près de la vanne sphérique et l'autre de la vanne de tête permettent la visite et le nettoyage de la conduite.

I.1.6 La centrale

C'est le bâtiment ou s'effectue la transformation de l'énergie hydraulique en énergie électrique. Elle est situe au bord de la rivière d'où la restitution se fait à même le lit de la rivière. Elle abrite les quatre groupes principaux espaces de 12.5m d'axe en axe, elle est longue de 75m et large de 15.1m entre axe des colonnes. Les 25 derniers mètres servent d'atelier de montage et réparation et de salle de décuvage. Le hall de machines est desservis par un pont roulant de 100/20 tonnes de 13.95 m de porté entre chemins de roulements ; comprend également des étages inferieur dites étage de réfrigération, étage de turbine et étage d'aspirateur.

A la salle de machine est accolée coté amont un appentis comportant un étage et de sous sols ; dans cette annexe sont logés les caniveaux à câble, l'appareillage 6600 volt, le tableau de commande, le service auxiliaire, le magasin, bureau et laboratoire. De l'étage de pupitre de commande on a une vue sur toute l'étendue de la salle de machine.

I.2. Équipements électromécaniques

I.2.1. Les vannes

I.2.1.1. les vannes papillons ou vannes de tête

Quatre vannes papillon servent à isoler toute l'installation en aval en vue d'une protection des conduites forcées. Ils sont situe dans un local équipé d'un pont roulant de 12 tonnes, les dispositifs de commande

La manoeuvre des ce vannes est assurée par un servomoteur à pression d'huile à l'ouverture et par un contre poids à la fermeture l'huile étant mis en échappement, le servomoteur jouant le rôle de Dash-pot.

L'ouverture de la vanne n'est possible qu'en milieu, équilibré de pression amont et aval de la vanne, ceci est rendu possible par la vanne de by-pass servant à remplir la conduite forcé ; le temps d'ouverture complet de la vanne est de 7 minutes tandis que le temps de fermeture est compris entre 20 et 30 seconde.

La commande du servomoteur est assuré par un groupe de pompage commun aux deux vannes voisines mais équipé de deux moto pompe dont l'un sert de réserve à l'autre ; entre chaque cylindre du servomoteur et le groupe de pompage est interposé un distributeur à tiroir actionné par un électroaimant alimenté en courant continue par la batterie de la centrale. La mise sous tension de l'électro aiment provoque l'ouverture du tiroir, cette mise sous tension peut être réalisé soit à partir de la centrale par un bouton poussoir soit par un levier à la chambre des vannes ou par action d'un détecteur de survitesse disposé en aval immédiat de la vanne ; ce dispositif actionne 3 interrupteur à mercure commandant chacun un circuit électrique, le premier actionne un signal d'alarme à la centrale, le second le second l'enclenchement du RED1 et arrête automatiquement le groupe correspondant à la centrale et le dernier provoque l'ouverture du tiroir de distribution ce dispositif fonctionne pou n'importe quelle débit jusqu'au débit maximum des conduites forcées 45 m³/sec.

I.2.1.2. les vannes sphériques ou vannes de pieds

Les vannes sphériques sont situées à la centrale à l'étage inferieur, elle est constitue en principe d'une sphère percée d'un conduit cylindrique qui par la rotation d'un quart de tour isole aussi parfaitement que possible la conduite forcée de l'entrée de la bâche spirale, pour assurer l'étanchéité elle est renforcée par l'application d'un joint mobile en acier immédiatement en aval de la sphère. C'est la pression de l'eau de la conduite qui presse le joint et assure l'étanchéité. Cette pression est telle que il est impossible d'ouvrir la vanne sauf en milieu équilibre de pression amont aval ; l'équilibrage de pression conduite forcée bâche est obtenue par de vannes de by-pass. D'où la première manoeuvre pour l'ouverture des vannes sphérique est l'ouverture de vanne de by-pass puis des appliqué le joint pour finalement ouvrir la vanne proprement dite.

Les manoeuvres des ces vannes sont réalisées par un servomoteur à pression d'huile à piston avec couronne en bronze. Dans la partie supérieure vient la pression d'huile pour l'ouverture et dans la partie inferieur la pression de l'eau. La pression d'huile est fournie par un une pompe électrique et pour maintenir cette pression donc la position ouverte de la vanne par une pompe mécanique entrainé par l'arbre du groupe. Cette pompe se substitue à la pompe électrique des que le groupe atteint la vitesse de 300 tour/minute c'est l'indicateur de circulation Isv₂ qui assure cette mutation.

I.2.2. Le groupe turbo alternateur

Le groupe turbo alternateur est l'ensemble constitue par une turbine Francis et d'un alternateur

La turbine a pour rôle de transformer l'énergie hydraulique contenue dans l'eau en chute en énergie mécanique. La turbine comprend trois parties à savoir :

Possédant une bâche spirale, un aspirateur et un distributeur à commande extérieure du vannage. La turbine est de construction CHARMILLES.

La commande extérieure du vannage permet aussi la régulation de puissance et de la vitesse ou fréquence ; étant donné que la puissance d'une turbine est tributaire du débit.par exemple lors d'un délestage de charge le groupe à tendance a accéléré, pour maintenir la vitesse donc la fréquence de la machine à la valeur nominale le régulateur de doit agir dans le sens à fermer le vannage pour réduire le débit.

L'alternateur a pour rôle de transformé l'énergie mécanique reçue de la roue de la turbine en énergie électrique elle comprend deux parties :

A l'alternateur est associe un système d'excitation par excitatrice indépendante en bout d'arbre et excitatrice pilote à excitation compound. Ce dispositif d'excitation assure la régulation de tension à travers un régulateur BROWM-BOVERY par un système dont le schéma de principe est le suivant

La chaleur produite par les différentes pertes de l'alternateur est évacuée par la circulation d'air en circuit fermé, l'air qu'on refroidit par l'eau a travers un échangeur de chaleur à courant croisée (réfrigérant air alternateur).

L'alternateur est de construction ACCEC CHARLEROIT classe d'isolement rotor B et stator B et possède les caractéristiques suivantes au point de fonctionnement :

I.2.3. Le poste de transformation MT/HT

Le poste est situe à coté du bâtiment de la centrale, il est le point de chutes de câbles moyennes tension provenant de la centrale spécialement de la galerie à câbles ou caniveau à câble et est en même temps le point de départs des trois lignes de transport d'énergie électrique haute tension à savoir :

§ 12 transformateurs unipolaires 6.6 /120 KV dont 3 par groupe couplé en triangle au primaire et en étoile au secondaire,

§ chaque transformateur est protégé par un disjoncteur de type DH 150-800 de construction ACCEC,

§ un sectionneur tripolaire permet 'isoler le transformateur d'un groupe du réseau.

§ Pour la mesure de paramètres de fonctionnement des transformateurs d'intensité de type Bateau 5CH150DE rapport de transformation 5000/5A et des transformateurs de potentiel de type Bateau C150 de rapport de transformation 120000/

110/

V sont montés au secondaire de chaque transformateur.

Servant de départ aux trois lignes précitées le poste comprend aussi des équipements pour la protection des lignes à savoir de disjoncteurs, sectionneurs et transformateurs de mesure. Il comprend aussi deux jeux des barres 120KV ou sont raccord les groupes a travers leurs transformateurs respectifs et les lignes ainsi qu'un disjoncteur 120 KV qui permet le couplage de ce deux jeux des barres et quatre jeux des barres 6.6KV dont un par groupe² turbo alternateur des trois transformateurs mono polaires ;Il comporte aussi les équipements de protection de ligne et de groupes contre les certaines perturbations.

CHAPITRE II. LES INSTALLATIONS DE LA CENTRALE

Dans ce chapitre nous allons présenter quelques installations qui entre directement en compte dans le fonctionnement de notre usine hydroélectrique et qui sont d'une grande importance, nous présenterons spécialement les installations hydrauliques et pneumatique à savoir le circuit d'eau et des huiles et de l'air comprimé ainsi que les installations électrique.

II.1. Les installations hydrauliques et pneumatiques

II.1.1. Circuit d'eau (fig. Annexe 1)

1. Circuit d'eau primaire

L'eau nécessaire au fonctionnement des groupes vient du lac de retenu par le tunnel d'amené, la chambre d'équilibre, les galeries blindées puis les conduites forcées ; chaque conduites forcée possède deux vannes, une au début dite vanne de tète ou papillon et l'autre à son extrémité dite vanne de pieds ou sphérique, la conduites aboutit dans la bâches spirale ou nous avons la roue de la turbine. L'eau après avoir cédé son énergie à la roue est évacuée à la restitution à travers l'aspirateur ou diffuseur ;

2. Circuit d'eau secondaire

C'est un circuit séparé qui tire sa source des conduites forcée II et IV est alimente la centrale à une pression égale à la pression d'eau du circuit primaire et aboutissant aux différents étages de la centrale par des gicleurs capable d'arroser en eau d'une très forte pression toute la centrale en cas d'incendie ; la tuyauterie de ce circuit est peint en rouge.

Il tire sa source des conduites forcée I et III par les canalisations I et II qui passent par les bacs de rupture de charge. Des vannes à flotteur limitent le niveau dans ces bacs, les conduites I et II descendent vers la centrale et y pénètre à l'étage des réfrigérants.

Une première dérivation donne l'eau au bac de réserve qui alimente le circuit d'eau propre, après cette dérivation, l'eau des conduites I et II est dérivé dans le réfrigérant air alternateur de chaque groupe. Un jeu de vannes permet d'alimenter les réfrigérants des deux groupes par la conduite I et ceux des deux autres par la conduite II.

En parallèle sur le circuit de réfrigérants des groupes, une dérivation refroidit l'huile du régulateur dans un réfrigérant et en parallèle sur l'autre réfrigérant du groupe une autre dérivation refroidit l'huile de la pivoterie dans un réfrigérant.

C'est circuit qui tire son eau à la base des conduites par un collecteur reliant les quatre conduites. De ce collecteur sont dérivées les tuyauteries d'alimentation des réfrigérants à eau propre à travers les filtres revolvers l'eau de ce circuit refroidit les joints plans des turbines puis est évacuée vers le pertuis par les pompes puisards.

Ce circuit sert au refroidissement du palier guide turbine et du palier guide supérieur de l'alternateur. La réserve d'eau propre se trouve dans un bac situe à l'étage turbine près des vannes sphériques. L'eau de ce bac est mise en circulation par une pompe dite à eau propre, passe par un réfrigérant à eau ou elle est refroidie puis refroidit les éléments ci-haut avant de retourner encore dans le bac. Il s'agit donc d'un circuit fermé, un circuit auxiliaire sert à remplir le bac d'eau propre des groupes pour compenser les pertes par fuite et évaporation.

II.1.2 Le circuit d'huile de refroidissement et de lubrification

II.1.2.1. Circuit huile pivot et palier guide supérieur alternateur

Le pivot est noyé dans une cuve d'huile ; l'huile est mise en circulation par la pompe huile pivot. L'huile pivot déborde à tout moment dans un réservoir de débordement puis part vers le réfrigérant huile pivot ou elle est refroidit par l'eau. Deux filtres complètent l'installation, l'un à l'entrée avant le pivot et l'autre à l'entrée du réfrigérant.

Un circuit d'injection d'huile au pivot est en parallèle avec celui que nous venons de voir, il est composé d'une pompe qui prélève l'huile au sommet du réfrigérant et l'injecte sous une pression de 120 Kg/cm² directement entre les parties en friction du pivot, après quoi elle revient dans le circuit normale.

Le but de cette injection est de soulever de quelques centièmes de millimètre le pivot pour faciliter la rotation des pièces tournantes au démarrage et à l'arrêt de la machine et permettre une meilleur lubrification des pièces lorsque le groupe tourné à faible vitesse.

Le palier guide supérieur alternateur est alimenté en huile par le réservoir huile et son refroidissement est assuré par une circulation d'eau à l'intérieur du coussinet.

Le circuit huile pivot et palier guide supérieur alternateur est de plus grande importance.

II.1.2.2. Circuit huile palier guide inferieur alternateur

L'huile de ce circuit est en circuit fermé, elle sert à la lubrification et au refroidissement, elle est refroidit par l'air alternateur dans un système de radiateur à tube.

II.1.2.3. Circuit huile palier guide turbine

Le palier guide turbine est noyé dans un bac d'huile. Cette huile sert à la lubrification du palier pour éviter l'échauffement et le grippage. Un niveau flotteur permet de vérifier le niveau d'huile dans le bac, ce bac d'huile constitue un circuit fermé. Le refroidissement du palier est assuré par l'eau qui circule dans les tubes intérieurs au coussinet.

II.1.2. Circuit air comprimé

Le circuit d'air comprimé alimente d'une part les disjoncteurs pneumatiques des services auxiliaires et d'autre part les régulateurs de vitesse et les équipements de freinage des groupes ainsi que certaines prises d'air comprimé.

Ce circuit est approvisionné en air par deux compresseurs ingersoll rand à deux étages et de pression efficace 30 Kg/cm², volume 15.8m^3/ heure, vitesse 600tr/min ; entrainés par des moteurs asynchrones à cage d'écureuil. Ce deux compresseurs sont montés en parallèle et fonctionnent automatiquement. Un commutateur à trois positions permet la sélection du fonctionnement de l'un ou de l'autre compresseur.

* deux départs vers la centrale pour l'alimentation des régulateurs des turbines et du frein et

* deux départs vers la sous station 6.6 KV pour l'alimentation de disjoncteurs après séchage d'air et détente à 15Kg/cm².

II.2. Les installations électrique

Pour mieux décrire les installations électriques nous allons les présenter d'après leur ordre d'importance.

II.2.1. Le circuit principal

Le circuit principal s'étant des groupes turbo alternateur aux lignes de transport d'énergie en 120Kv en passant par les jeux des barres 6.6Kv, les transformateurs 6.6/120Kv et les jeux des barres 120Kv ce circuit est représenté sur le schémas numéros 01-37-0978 feuille 1.

L'alternateur dont les caractéristiques sont données au point I.2.2 débite sur deux jeux de barres à travers un sectionneur générale et un sectionneur intermédiaire la fermeture de l'un de deux sectionneurs permet de brancher l'alternateur sur le jeu des barres principale qui alimente le transformateur du groupe correspondant et celle de l'autre permet le fonctionnement en croisé transformateur X et groupe Y et un troisième sectionneur alimente le service auxiliaire à travers un transformateur de soutirage tertiaire.

La liaison machine poste de transformation MT/HT est assuré par une série de câble armés à âme en aluminium.

II.2.2.Le circuit auxiliaire

Il comprend un départ pour l'alimentation des auxiliaires du groupe et un départ pour l'alimentation de la cité et du reste de la centrale.

Le circuit auxiliaire part du groupe à travers un sectionneur et un câble en aluminium alimente un transformateur tertiaire 6.6/6.6/0.550KV qui a son secondaire 6.6Kv réglé alimente la cité de travailleurs et le 550V alimentant d'une part les auxiliaires vitales et d'autres par un second transformateur 550/220 V pour l'éclairage et les appareils sous 220V et un transformateur 550/110V qui alimente l'éclairage de secours les prise de courant 110 ainsi qu'un autre transformateur 110 /380qui à sont tour alimente les prises de courant en 380 V et le compresseur 7Kg/cm².

Les auxiliaires vitaux sont les auxiliaires électromécanique du groupe car ils sont indispensable dans le fonctionnement du groupe turbo alternateur il s'agit entre autres de pompes de circulation, d'huile et d'eau de refroidissement des pompe d'injection, de moto pompe huile pivot et huile de régulation et des redresseurs.

Le circuit vital tire sa source d'un jeu des barres dit vital donc très important dans le fonctionnement du groupe, ce jeu de barre doit toujours être alimenté lorsque la machine est en fonctionnement d'où il est alimenté par un groupe électrogène de secours lors d'un blackout de la centrale.

II.2.3 Le circuit de commande et de signalisation

C'est un circuit de tension continu 110V qui regroupe en sont sein toute les bobines de contacteur, les lampes de signalisation ainsi que tout les autres appareils utilisant de source de courant 110V continue.

Cette source est constitue par des batteries qui sont chargé par deux redresseurs à régime de service hebdomadaire, ce redresseur sont alimentés par le jeu des barres vital.

Ce dans les installations ainsi décrite que nous avons évolue pendant six mois pour leurs études et notre intégration à la société nationale d'électricité. A ce niveau nous pouvons conclure que l'usine hydroélectrique de Nzilo est d'une construction robuste et on besoin d'un entretien particulier afin de bien jouer son rôle qui est d'assurer une fourniture permanente de l'énergie au réseau interconnecté du sud.

II °PARTIE : LE DEROULEMENT DE L'INTREGRATION

Dans cette partie nous allons présenter les différentes actions menées lors de notre passage au service d'appuis et le service d'exploitation. Nous présenterons aussi en résumé les actions menées régulièrement et un peu plus en détails les actions menées lors des incidents les heures en production sont fixées en temps universelle.

CHAPITRE I: AU SERVICE D'ENTRETIEN MECANIQUE

Du 23/12/2008 au 23/02/2009 nous étions attachés au service d'entretien mécanique. Ce service s'occupe de tout les travaux mécaniques à la centrale, au barrage, aux différents ouvrage d'amenés ainsi que à la station de pompage et d'épuration des eaux.

I.1. Taches spécifiques au service d'entretien mécanique

Pendant qu'on était affecté à se service nous nous sommes occupé à participer aux différents travaux journalier, entretien hebdomadaire ainsi qu'aux entretiens programmes suivant le planning d'entretien. Les mécaniciens on aussi dans leur attributions le montage et le démontage complet du groupe turbo-alternateur ;

Chaque matin on procède à une visite de machine pendant laquelle on vérifie le niveau ainsi que l'état d'huile, l'état de graisse le niveau d'eau de refroidissement et les fuites d'eau éventuelles le bon fonctionnement des giflards, les pressions, l'état des bourrages et des joints d'étanchéités des tous les équipements.

A la fin de la semaine il est prévue des entretiens hebdomadaire des différents pompe et compresseur de la centrale et de la station de pompage des eaux; pendant cet entretient on procède au remplacement des joints et changement de service de compresseur; il est prévue aussi un graissage des paliers et des autres équipements en frottement permanent et demandant un graissage hebdomadaire.

Le planning d'entretien est un calendrier qui retrace les dates des entretiens il est élaboré d' âpres un code alphanumérique lors de notre travail à l'entretien mécanique nous avons effectué les entretiens programmé suivantes.

A la prise d'eau nous avons participer aux travaux de graissage des équipements , contrôle de l'état et de niveau de l'huile, à la vérification de serrage de différents vis ainsi qu'au dégrillage opération qui consiste a débarrasser la grille des détritus qui sont déposés par le passage de l'eau au niveau de celle-ci. Elle constitue un filtre les empêchant de pénètre dans le tunnel d'amené.

Aux ouvrage d'amené on a procédé mensuellement au contrôle de l'état et de niveau des huiles dans les différents réducteurs ou variateur de vitesse et carters, au contrôle de l'usure de ferrodos de frein, à l'entretient du portique de manutention de batardeaux du puits d'équilibre avant le travaux de batardage de la galerie blindé numéros II pour le travaux de coude et vanne de by-pass de l'entrepreneur ABC ainsi qu'au nettoyage et à l'enlèvement de toile d'araignée sur les équipements.

A la station de pompage et d'épuration de l'eau nous avons procédé au graissage et contrôle de bourrage des pompes, au contrôle de l'état et du niveau d'huile dans le carter du variateur de vitesse ainsi qu'à la réparation du filtre qui était percé suite a une surpression.

Au pont roulant de la centrale on a effectue l'essai à blanc de la montée, de la descente et de l'arrêt, au graissage des mécanismes et de câble au contrôle de l'usure des ferrodos de frein, au contrôle de niveau et de l'état d'huile dans le réducteur de vitesse.

Hors mis ces taches nous avons eu a effectue quelques interventions après incident et autres travaux spéciaux que nous allons présenter dans les lignes qui vont suivre.

I.2. Autres interventions à l'entretien mécanique

Nous allons regrouper sous ce titre toute les activités importantes mené au cote des mécaniciens ;

I.2.1.Déclanchements

Lors du démarrage d'un groupe après incident le mécanicien sont chargés de la vérification de position des vannes et du réajustement de la pression air comprimé dans le dôme et du contrôle effectif du soulèvement de la partie tournante.

En date du 01/01/2009 déclanchement du groupe principale N°I vers 07heure44 (TU) causé par un à coup violant sur le réseau entrainant le fonctionnement de la protection de survitesse groupe ; après avoir acquitté le relais et que le défaut soit disparus ;le groupe a été remis en marche sur le réseau à 8heure 29 ; le temps d'indisponibilité du groupe étais de 45 minutes.

Le 09/012009 on a enregistre un à coup violant sur le réseau qui a entraine le déclanchement de groupes principaux N°II et IV par la protection de survitesse groupe. Après inspection et acquittement de relais nous avons remis les groupes en marche sur le réseau respectivement à 9 heures 49 pour le groupe IV et à 11 heures 13pour le groupe II et le temps d'indisponibilité était respectivement de 47 minutes pour la machine IV et 2 heures 11 pour la machine II.

Le 12/01/2009 à 23heure 05 déclanchement du groupe principale N°I par suite d'un défaut de température palier supérieure et turbine (47°). Cette augmentation de la température était due au fait que le moteur de la moto pompe de circulation de l'eau propre, eau assurant la réfrigération de l'huile de ces paliers s'est brulé et comme le relais de premier stade n'a pas fonctionnée nous somme passé directement au deuxième stade qui est le déclanchement. Pour réduire le temps d'indisponibilité et afin d'un dépannage rapide nous sommes passé au mode secours en faisant la manoeuvre de commutation de 3 vannes dans l'ordre N°3,2 et 1. La mise en marche du groupe sur le réseau s'est effectue à 02 heures 23, le temps d'indisponibilité de ce groupe fut de 3heure 18.

I.2.2.Autres interventions

II.2.2.1. Intervention du 29 au 30/12/2008

On a constaté une baisse sensible du nivaux d'huile de réfrigération de la pivoterie du groupe IV ; depuis le 26/12/2008 on a ajouté afin de rattraper le niveau respectivement

Apres vérification à la restitution des eaux nous avons constaté qu'il a des traces d'huile dans l'eau cela nous conduit à dire qu'il y a percement du réfrigérant la présence de l'huile dans l'eau résulte de l'absorption de huile par l'eau à l'endroit du percement suite à la succion.

Le 29/12/2008 à 8H00 arrêt volontaire du groupe IV pour le remplacement du réfrigérant huile pivot

6. Extraire le réfrigérant de son cylindre, a fin de réduire le temps d'indisponibilité du groupe nous avons pris le réfrigérant du groupe III qui est hors service suite au percement à la masse statorique de la phase jaune que nous avons mis à la place de celui du groupe IV.

7. Entreposage du réfrigérant du groupe IV à la salle de décuvage pour les travaux ultérieurs de recherche de faisceaux perforer et de bouchages;

Le démarrage et la remis en service du groupe sur le réseau est intervenue le 30/12/2008 à 12H15 le temps d'indisponibilité de ce groupe fut de 28Heures 15 minutes.

I.2.2.2. Entretien normale du 03/02 au 05/02/2009

Apres 3500 heures de marche d'un groupe il est procédé à un arrêt programme du groupe pendant trois jours pour un entretien qualifier de normale, et cela après une consignation électrique et mécanique du groupe.

I.2.2.2.1. Au groupe turbo alternateur

Son mode opératoire est beaucoup plus simplifie il suffit d'ouvrir le couvercle supérieur, de retire le filtre et de le nettoyer puis le remettre à sa place et fermer le couvercle supérieur.

Démontage du couvercle est son soulèvement à l'aide de deux palans suivit de l'inspection et vérification de l'entrainement de pompe mécanique huile pivot, vanne, régulation, et de graissage carter de pompe ; puis remise en place du couvercle.

Nettoyage et graissage du cercle de vannage après avoir enlevé toute toutes les tôles striées qui couvre le cercle de vannage.

I.2.2.2.2. Aux auxiliaires généraux du groupe turbo alternateur

· A l'aide d'une brosse nettoyer tous les orifices d'entrée et de sortie du réfrigérant,

Lors de cet entretien nous avons aussi vérifie le bourrage et le palier de pompe électrique, le niveau d'huile dans les différents bacs et carter de pompe et au niveau du plancher de freinage on a procédé au nettoyage du plancher de freinage, de ferrodos de frein et du disque de freinage.

Il est aussi effectue à l'entretien normal un nettoyage de réfrigérant air alternateur mais étant donné que ces réfrigérant nouvellement installé et ayant que deux mois de mis en service à la datte de cette entretien nous nous sommes dispenser des les nettoyages.

Apres l'entretien les mécanicien s'occupent également du remontage de la tète de machine. Pendant cette arrêt nous avons effectué une intervention sur le régulateur de vitesse, cette intervention été motivé par le fait que cet organe avait présenté un retard dans réponse lors d'un appel e charge ou d'une décharge brusque.

I.2.2.3. Intervention du 05/02/2009

Depuis un certains temps les operateurs on constaté un retard dans la réponse du régulateur de vitesse lorsqu'on varie la charge à l'aide de la commande moins vite plus vite, nous avons alors profité de l'arrêt du groupe pour vérifier son régulateur de vitesse.

L'objectif de cette intervention est de fiabiliser le groupe II en réduisant le temps de réponse de son régulateur de vitesse qui est l'élément capital car permettant une stabilité du groupe sur le réseau lors de variation brusque de charge sur le réseau.

Lors de l'arrêt du groupe deux pour entretien normal nous avons effectue les opérations suivante sur son régulateur de vitesse

Ø Retrait du tiroir du distributeur âpres avoir enlevé tous ces boulons de fixation dans le corps du distributeur,

Ø Nous avons remarqué de trace de strie pouvant résultant d'un coincement de celui-ci dans le corps ; nous avons alors fait ce qui suit :

ü Nettoyage au Whyte spirit du tiroir, distributeur et toute la visserie y afférant,

ü Rectification au papier Emery de toutes les surfaces soumis à un contact coulissant,

Cet essai s'est effectué en soulevant le noyau central du tiroir à l'aide d'un palan on constaté qu'il n'est présenté plus de coincement quand on le lâcher en position haut,

ü Puis nous avons fermé le couvercle supérieur et procédé à l'essai d'ouverture et de fermeture du vannage en agissant manuellement sur le limiteur d'ouverture.

Ø L'essai étant concluant nous sommes par cette intervention arrive à réduire le temps de réponse du régulateur de vitesse du groupe II sur ceux fiabiliser La marche sur le réseau du groupe II.

I.2.3. Travaux au puits d'équilibre

Dans le cadre de travaux du programme multisectorielle d'urgence pour la réhabilitation et la réfection PMURR, il a fallut procéder au retrait du cache rainure de la galerie blindée numéro I pour le batardage de cette dernière afin de permettre à l'équipe du sous traitant ABC de travailler sur les coudes et vannes de by-pass des conduites forcées numéros N°I et II ainsi qu'à la vanne de piquage de la conduite de réfrigération N°I.

Etant butes aux difficultés de retraits du cache rainure, il a été fait appel à l'équipe de plongeurs professionnelles de PAM TSM pour nous aidé dans ce travaux. Les investigations des plongeurs de PAM on conclut que le cache rainure n'était plus en place, il est sortie du pertuis et tomber dans le puits en subissant une déformation et dans sa chute il a déformé le chemin de roulement ainsi que détacher quelque clame fixant le rail du chemin de roulement.

Aider par l'équipe de PAM TSM nous avons réussi à retrouver le cache rainure dans le puits et le retirer ; il était dans un très mauvais état car ayant subit un choc violant dans sa chute provocant une déformation par flambage des poutrelles supportant le couvercle et avait besoin de gros travaux pour la remise en forme.

Du fait que le chemin de roulement avait subit aussi une déformation il était dorénavant impossible de procédé au batartage de la galerie blindée N°I pour permettre à l'équipe de ABC de travailler. D'où il a fallut réfectionner le chemin de roulement. Cela ne pouvait être possible que en vidangeant le puits d'équilibre, opération effectuer en fermant les vannes des prises au niveau du barrage et cela conformément à la consigne d'exploitation numéros N°15.

Nos vannes de prises n'étant pas étanches du fait de leurs vétustes il a été constaté une fuite importante que les vannes pointeaux ne pouvait pas évacuer; ce qui ne nous a permis de vidanger complètement la galerie. Ces eaux de fuites avait tendance à remplir le puits d'équilibre d'où nous avons laissé tourner le groupe IV en ilotage pendant toute la durée de l'intervention afin de permettre une évacuation rapide et de façon continue de ces eaux et permettre un travail à sec de l'équipe sur le terrain.

La fin de travaux a été sanctionnée par la remise du groupe IV en service sur le réseau le 18/02/2009.

Afin d'éviter ce genre d'incident il pourra être initié dans le cadre d'entretien préventif une visite âpres 5 ans des organes subaquatiques.

Le cache rainure endommagé a été amené à l'atelier pour son reconditionnement par l'équipe d'entretien mécanique de notre entité les travaux suivant on été effectue sur le cache rainure :

Ø Remplacement de deux profilés qui ont subit une déformation par flambement il s'agit de IPN 260,

Ø Redressement du mécanisme d'accrochage au palonnier qui était tordue et ne permettez plus au palonnier de s'accrocher ;

La fin complète de travaux de l'entrepreneur ABC et des exploitants des notre entité sur le cache rainure est intervenue le 02/04/2009 date à laquelle nous avons remis le cache rainure sous eau c'est à dire dans le pertuis de la galerie blindée N°I après avoir retiré les batardeaux de ce dernier.

La remise en service des groupes I et II qui dépendent de cette galerie est intervenue le 03/04/2009.

Chapitre II : TRAVAUX AU SERVICE D'ENTRETIEN ELECTRIQUE

Du 23 /02 au 23/04/2009 nous avons travaillés au service électrique. Service qui intervient sur le quasi totalités des équipements électriques à la centrale, à la station de pompage des eaux, à l'épuration ainsi que dans la distribution de l'énergie électrique aux camps des travailleurs et au camp militaire.

II.1. Taches spécifiques du service d'entretien électrique

Etant donnée son importance ce service joues un grand rôle dans la bonne marche de la centrale car se lui qui est chargé de :

De l'inspection visuelle de tous les moteurs et coffret 550V, de la galerie à barre et à câble de la tête de machine du régulateur de tension, de l'armoire de commande du disjoncteur HT, de fuite d'huile éventuelle au niveau des transformateurs, de transformateurs de potentiels (T.P) et des transformateurs d'intensité(T.I).

A la fin de chaque semaine on complété la carte de visite hebdomadaire des machines

Qui reprend l'état des éléments du groupes ci âpres : le numéro du groupe, les nombres d'heure de marche du groupe, les longueurs des balais, l'état du régulateur de tension et des autres éléments clés de la centrale et effectue le changement de service pour les équipements redondant en régime de service hebdomadaire;

· Réajustement du niveau d'électrolyte des éléments de la batterie avec de l'eau distillé,

· Au poste de transformation MT/HT on procède à l'inspection visuel des équipements de la tranche poste à savoir :

Lors de notre travail au service électrique nous avons effectué les entretiens programmés suivantes.

· A la station de pompage et d'épuration de l'eau le 02/03/2009 entretien et mise en place d'un inverseur pour permettre la commande de deux motos pompes avec un seul démarreur.

II.2 De déclanchement et perturbation sur le réseau

Lors de notre intégration au service d'entretien électrique on a enregistre les perturbations suivantes sur le réseau :

· Le 03/04/2009 à 13H30 TU démarrage et remis en marche sur le réseau des groupes principales N°I et II après les travaux de remplacement des coudes et vannes de by-pass et de la vanne de piquage et la tuyauterie de réfrigération dépendant des conduite forcées N°1 et N°2 par l'entrepreneur ABC et de réfection du cache rainure et du chemin de roulement de la galerie blindée N°1 par les exploitants de NZILO. Les groupes ont été mis en service sur le réseau respectivement à 13H30 le groupe I et 16H59 le groupe II.

· Le 04/04/2009 à 04H26 arrêts d'urgence du groupe I suite à une fuite importante d'huile dans le carter des pompes mécaniques. Pour remédier à cela les actions suivantes ont été menées

§ Remplacement du déversoir de l'accouplement de la pompe mécanique huile pivot du groupe I par celui du groupe III ;

§ Remplacement des pompes mécaniques huile de régulation, huile vanne, de lubrification locale et du flotteur du groupe I par ceux du groupe III ;

§ Mise en place d'un flexible d'évacuation en parallèle avec le trop plein pour accroitre le débit d'évacuation de ce dernier;

Apres tous ces travaux le groupe a été remis en service sur le réseau le 06/04/2009 à 4H27, le temps d'indisponibilité de ce groupe fut de 24 heures 01minute.

· Le 07/04/2009 à 9H18 nouvel arrêt d'urgence du groupe I suite à monté de niveau d'huile dans le carter de pompes mécaniques, nous avons mis en place un autre flexible en parallèle avec le trop plein afin d'augmenter encore plus le débit d'évacuation du trop plein ; la mise en service âpres cette incident du groupe sur le réseau est intervenue à 15H20 ce qui nous donne un temps d'indisponibilité de 6H02.

· Le 10/04/2009 de 21H29 à 21H49 nous avions procédé à un remplacement de 3 balais CM5B à la bague de champs inferieur du groupe IV. ce travaux on été motivé par le fait que le balais étais devenus courts et commencés à crachait, cela se fait le groupe en service, la puissance réduit sensiblement jusqu'à 2MW.

II.3.rapport de quelques interventions majeures

II.3.1. recherche de la terre

On qualifie sous cette appellation la recherche d'un défaut d'isolement entre un conducteur de polarité positif ou négatif dans le circuit du courant continu ou encore un conducteur de phase avec la masse d'un équipement ou d'un câble. Sur le circuit 110 volt continu ou sur un autre circuit.

L'operateur signale une pointe de la tension de terre négative 91V dans le circuit 110Vcourant continu après la recherche par élimination progressive de circuit le défaut à été localise au panneau B4 ; un bornier de raccordement étais à la masse suite à la présence de couche de Carbone.

Nous avons débarrassé le Bonnier de couche de carbone et remplacé les éléments complètements d'effectuer et renforcé l'isolement de quelque conducteur avec une gaine insolente

Ces travaux on conduit à une amélioration de la valeur de l'isolement de notre équipement.

Nouvelle pointe de la tension de défaut ligne terre ; valeurs positives de 90 volt

La localisation de ce défaut nous conduit au groupe II, panneaux 10, câble 170. Les conducteurs de polarité +1 et -1 de ce câble présente une valeur d'isolement faible. Nous avons installe un autre câble à cote du câble 170 pour le transport des polarités +1 et -1.

Encore une augmentation de la tension caractéristique du défaut ligne terre valeur négative 71 Volts.la recherche de ce défaut par la méthode d'élimination séquentielle des équipements nous a conduit aux éléments ci-après du groupe I: les sondes d'incendie, détecteur de circulation d'huile vanne, le manostat vanne ainsi qu'au relais à commande électrique pour l'arrêt d'urgence munis de deux électro vannes.

Apres entretien de tous ces éléments la tension de circuit a repris de valeur de +10V et -30V qui sont admissibles ;

La signalisation terre 220 volts indique un défaut dans ce circuit au niveau de la phase bleu, après recherche on trouve que le défaut provenait d'une réglette que nous avons isolé.

II.3.1 Intervention du 07/ au 14/04 2009

Organe : moteur Cnt du régulateur de vitesse et de puissance du groupe I

Lors de la remise en marche sur le réseau du groupe I l'operateur signale une pointe de la tension de défaut ligne terre ; positive 00 volt et négative 99 volts sur le circuit 110 volts continue.

Apres avoir fait la recherche des défauts LT par la méthode d'élimination successives des circuits le défaut et localiser dans le circuit de commande du groupe I +1 et -1 au moteur du régulateur de puissance et de vitesse appeler plus vite moins vite.

Le moteur est à la masse, il a fallût bloque le groupe à une puissance donne soit 20MW pour pouvoir intervenir sur cet organe on dit qu'on fonctionne contre limiteur.

Ø Apres avoir bloqué le limiteur; démonter le moteur Cnt, le nettoyer au white spirit et puis le chauffer pou accroitre sont isolement; résultat infructueux ;

Ø Recours à un autre moteur qui été au magasin et ayant les mêmes caractéristiques que le précédant P=35W, N=5000 tr/min ; U=110volt mais de caractéristique shunt a lieu et place du série à deux enroulements inducteurs ;

Ø Modification du schéma de raccordement puissance et commande du moteur Cnt voir plan N°01-37-0978 feuille 23[4-8]

Ø Essai à blanc de l'installation: concluant suivit de la mise en place de l'équipement suivit de l'essai réel.

Cette intervention était motivée par le fait qu'une pointe maximale de la tension du circuit de terre entraine une perte de puissance caractérisée par une décharge rapide de la batterie de la centrale pouvant conduire à un déclanchement du groupe.

II.3.2 Intervention du 15/04 au 17/04/2009

Organe : moteur asynchrone triphasé de la moto pompe tunnel I

Le 15/04/2009 à 8 heures l'operateur de service signale que l'intensité du circuit extérieur est inferieur aux valeurs habituelles, il est probable qu'un moteur de ce circuit s'est arrêté ; âpres vérification l'épureur nous confirme que la moto pompe tunnel s'est arrêté.

La vérification de l'isolement du moteur au mégger 500 volts nous donne l'isolement 0 ? c'à d que le moteur est à la masse c'est qui a provoqué le fonctionnement de la protection thermique du moteur pour continuer à desservir notre centre en eau potable nous avons mis en marche la moto pompe II qui étais parés pour le service.

Ø Localisation du défaut d'isolement au niveau de conducteur reliant les bobinages à la plaque à bornes possibilité de dépanner localement ;

Ø Entretient du bobinage statorique, des roulements et des flasques et ventilateur au produit white spirit ;

Ø Isolement au papier spéciale et renforcement de l'isolement de conducteur reliant les bobinages à la plaque à bornes ;

Ø L'essai à vide du moteur nous a fourni des valeurs de courant pour les trois phases respectivement 12,7 ; 13,3 et 13,3 Ampères ;

Ø Accouplement du moteur à la pompe ainsi donc la moto pompe tunnel N°II est prés pour une mise en service.

II.3.3. Entretien normal du groupe I

Pendant l'arrêt du groupe I et II pour travaux de réhabilitation des coudes et vannes de by-pass de conduites forcées numéros I et II et de piquage d'eau de réfrigération. Nous avons juge utile de procédé à l'entretien de ce groupe vue que les nombres d'heure de marche étais suffisamment avancé pour un entretien normale et cela du 18 /03 au 25/03/2009

Apres le démontage de la tête de machine avec les mécanicien nous avons effectue les travaux suivants :

Il a fallut procéder au chauffage de l'alternateur bonnier pour améliorer son isolement après nettoyage au produit.

Mégger 500V	Bonnier		Excitatrice pilote		Excitatrice principal
	Avant entretien	Apres entretien	Avant entretien	Apres entretien	Avant entretien	Apres entretien
Rotor-mase	50K?	20 M?	7 M?	8 M?	0.8 M?	1 M?
Stator masse	100 M?	100 M?	100 M?	100 M?	100 M?	100 M?
Portes balais masse	100 M?	100M?	100 M?	100 M?	100 M?	100 M?

Nettoyage des bagues portes balais entretoise et plancher au produit d'entretien white spirit

	Avant	Après
Bague supérieure	+	-
Bague inferieure	-	+

Mesure de l'isolement du stator au point neutre ainsi que du stator plus le jeu de barre 6600 VOLT cette mesure se fait au niveau de la galerie à barre après déconnection des tout les T.P et T.I du circuit

Nettoyage de contact du disjoncteur d'excitation ainsi que de contacteur, sectionneur et graissage à la vaseline de tous les contacts.

Prélèvements d'échantillons d'huile des T.P, T.I, disjoncteur et transformateur.

Entretien, nettoyage des tous les équipements de la tranche en entretien, enlèvement toile d'araignée et remise en penture de règle graduée de pôle de transformateur.

Appoints d'huile à tout les équipements de la tranche poste de transformation les mesures d'isolement des éléments de cette tranche sont données dans le tableau III.

Essai de relais à clapet ou relais de défauts et de relais de protection, nettoyage du pupitre de commande et des panneaux ainsi que la vérification du serrage des bornes.

Les différents travaux effectue nous ont permis de nous familiariser avec les installations ainsi qu'avec les différents équipements, principalement la recherche de la terre nous a permis d'acquérir une certaines souplesse dans la localisation des équipements et de câbles.

CHAPITRE III. : L'EXPLOITATION DE LA CENTRALE

Le service d'exploitation assure le suivi du fonctionnement de la centrale. Lors de notre passage à ce service nous avons été initiés à la surveillance de la centrale, au réglage des machines, au calcul de déversé, bilan hydraulique, production ainsi qu'à la notation des différentes manoeuvres et incidents, par les operateurs.

III.1. Contrôle de la production

III.1.1.Bilan hydraulique journalière

Le bilan hydraulique est une évaluation journalière des paramètres hydraulique de notre usine, il permet une gestion rationnelle du lac de retenu ; il est fait avec les éléments suivant :

Le niveau du lac est relevé au limnimétre placé au barrage au début de chaque pause

Il est déduit d'un abaque connaissant le niveau du lac, le nombre de groupe en service et le palier horaire ; sa moyenne en 24 heures vaut.

III.1.1.1. Le déversé moyen

Les déversé représente la quantité d'eau qui s'écoule par la vanne de crue au barrage en période de déversement ; on procède au déversement généralement lorsqu'on atteint la cote d'alerte soit 1246.600 ou lorsqu'on a une unité de moins que la centrale de NSEKE.

L'année 2009 le déversement proprement dit avait commencé le 28/février /2009 et s'était clôturé le 13/mai/2009 ; mais bien avant cette date on procédé a de déversement lorsqu'il fallait arrêter un groupe pour entretien normal ou lors d'un incident et le débit déversé dans ce cas est équivalent au débit turbiné du groupe à la puissance maximale soit 39.1 m³/s.

On note dans un registre l'heure et le niveau de l'ouverture et de la fermeture de la vanne, la différence ?H de ces deux facteurs est le temps de déversement, le minutes sont converties en dixièmes d'heure. Et le niveau moyen pendant le déversement

vaut alors

Lorsque le déversement s'effectue d'une manière continue sans modification d'ouverture des vannes, le niveau à l'ouverture correspond au niveau d'hier à 6 heure 00 et à la fermeture celui d'aujourd'hui à 6 heure 00

Si le temps de déversement ?H est différent de 24 heures on étale sur 24 heures le volume déversé pendant ?H heure.

Et si le déversement se fait pendant 24 heures le débit déversé total représente le débit Q _{24 total.}

III.1.1.2. Débit du à la variation du niveau du lac

On lit dans les abaques les surfaces du lac correspondant aux niveaux du lac à l'ouverture et à la fermeture des vannes, la surface moyenne est la moyenne arithmétique

Ou H est la différence de niveau du lac entre l'ouverture et la fermeture des vannes

Le débit rendu barrage ou l'apport barrage pour un jour représente le débit réelle du barrage, il est donné par :

Ce débit n'est pas représentatif à 100 °/_° pour la gestion hydraulique du lac du fait que le temps mis par l'eau du bassin versant du lac de Nzilo pour atteindre le barrage est de 3 jours, d'où on calcul l'apport 3 jours qui est le débit rendu barrage pour 3 jours consécutifs. Il est donné par la moyenne arithmétique des débits rendus barrage pendant ces trois jours.

III.1.1.3. la pluviométrie et l'évaporation

Les appareils destinés au mesure pluviométriques sont situés en face du dispensaire à la cité du personnel d'exécution de Nzilo

Ou :C : capacité de l'éprouvette utilisée ; qui est de 250 ml pour le pluviomètre de Nzilo

n : nombre de contenu d'éprouvette décompté dans la quantité d'eau retirée du bidon pluviomètre.

Il est effectue à la fin de chaque moi en saison de pluie de relever pluviométriques sur le bassin versant du lac de Nzilo afin d'évalue l'apport réel du bassin sur le lac en saison de pluie, il s'agit de site de MWAFWE, WANSELA, TENKE, LUALABA, MPWENE, et KISANFU ; Ou sont installés de pluviomètre à accumulation.

L'évaporation est un élément très important car constituant une perte non négligeable, étendu sur toute la surface du lac, dans sa gestion rationnelle.

Afin d'évaluer se paramètre il a été installé 3 évaporomètre dont deux, enterré et flottant se trouvent en face du dispensaire à la cite PC de Nzilo et le troisième dit standard se situe à proximité du lac de Nzilo prés de l'embarcadère de Nzilo.

Q : quantité d'eau en déci mètre ajoutée ou retranchée du bac pluviomètre pour remettre son niveau à fleur du repère.

Q=N avec N nombres de gobelet tarés ajoutes ou retires du bac de l'évaporomètre

III.1.2. Calcul de la production de l'énergie électrique

A l'exploitation la production de l'énergie électrique se calcul journalier ment et la journée d'exploitation s'étant de 6h00 à 6 H00 temps universelle. La production comprend les `éléments ci après.

C'est l'énergie produite pendant une journée d'exploitation sans tenir compte de la consommation locale et de service auxiliaire

· I₁ indice relevé au compteur d'énergie active du groupe i aujourd'hui à 6H00

· I₃ indice relevé au compteur d'énergie active du service auxiliaire du groupe i aujourd'hui à 6H00

· I₄ indice relevé au compteur d'énergie active du service auxiliaire du groupe i hier à 6H00

La production nette est l'énergie active et réactive injecté dans les lignes, elle se calcul aussi quotidiennement

Avec : I₅indice relevé au compteur d'énergie active d'une ligne aujourd'hui à 6 heures

Avec : I₇indice relevé au compteur d'énergie réactive d'une ligne aujourd'hui à 6 heures

I₈indice relevé au compteur d'énergie réactive d'une ligne hier à 6 heures

La production nette vaut alors la somme des énergies active des trois lignes et la sommes des énergies réactives de trois lignes.

L'énergie injectée dans la ligne 3 (Nzilo-Nseke) est soit positif soit négative selon le sens d écoulement de l'énergie dans cette ligne.

La puissance nette ou la puissance injectée dans les différentes lignes vaut :

Le facteur de puissance de la centrale est alors calculer en fonction de la puissance nette active et réactive comme suit :

Le rendement de la centrale se calcul en fonction de la hauteur de chute, du volume total turbinée en 24 heures et de la production totale de la centrale. Il est donné par la relation :

III.2 ; Surveillance de la centrale et manouvre d'exploitation

Les operateurs sont chargés durant leur service de la surveillance de l'ensemble de la centrale du réglage des machines, de la notation des différents manoeuvres et incidents dans la conduite de la centrale.

Les operateurs disposent de cahier de rapport dans lesquels ils inscrivent toutes les phases de leur service de manière chronologique. Ils sont chargés aussi de relevé dans un autre registre les températures et le pressions ainsi que les paramètres de marche des machines.

Le démarrage d'un groupe est effectue par le trois service de la centrale, les mécaniciens à la salle de machine et à l'étage de turbine les électriciens au poste et à la salle des tableaux et les operateurs aux tableaux

Les mécanicien doivent signaler l'effectivité du fonctionnement d'un équipement après sa mise en service à partir du tableau et veillez à ce que les conditions mécanique lier aux pressions, aux températures, à la circulation et au niveau d'eau et circulation et niveau d'huile soient réunis.

Cela étant les électriciens vérifié la position des sectionneurs ; déconsignation électrique du groupe.

La signalisation nous permet au tableau de suivre les différentes étapes de manoeuvre et nous rassure que ces conditions sont remplies.

Une fois cela on procède au démarrage du groupe d'après le protocole de démarrage et d'arrêt des groupes. Lorsque le groupe atteint sa vitesse de régime à vide on vérifier les conditions des couplages d'un alternateur sur le réseau à savoir :

Ces condition sont vérifie par un synchronoscope qui is en automatique enclenche le disjoncteur de couplage du groupe sur le réseau une fois les conditions ci haut cité remplies.

Pendant les manoeuvres de démarrage ou d'arrêt l'operateur note sur un registre toutes les phases de l'opération de façon chronologique.

L'arrêt d'un groupe se fait aussi conformément au protocole mais avant toutes manoeuvres d'arrêt d'un groupe on doit vérifier si le groupe n'alimente pas le service auxiliaire s'il l'alimente on procède au changement de service auxiliaire ; cela étant on décharge le groupe jusqu'à 0 MW au pupitre, puis on déclenche le disjoncteur 120KV aprés cela on désexcite la machine jusqu'à 0KV en mettant le commutateur du régulateur de tension en manuel puis on déclenche le disjoncteur d'excitation.

On vérifier le fonctionnement de la pompe d'injection en manuel et la présence de la pression de 120Kg/cm² nécessaire pour soulever la parties tournante de la machine puis on arrête le groupe par RD2 et on observe l'effectivité de l'arrêt du groupe en suivant les séquences d'arrêt à travers la signalisation.

III.3. Relevé de mesure au barrage

Le service d'exploitation est chargé de relevé de mesure des appareils surveillances du barrage et transfert les données au bureau technique qui est chargé d'étudier le mouvement du barrage afin d'évalue sa stabilité par l'interprétation de ces données numériques. Il possible d'exécuter de graphique fait jadis sur papier calque sur ordinateur en se servant des données numériques pour mieux interprété le mouvement du barrage et évaluer sont état de stabilité.

Ces appareils ne nous renseignent pas seulement de l'état du barrage mais aussi de l'état de la roche d'assise du barrage qui est du quartzite. Lors de notre passage au service d'exploitation nous avons effectué les mesures test avec les nouveaux appareils acquis dans le cadre du projet PMURR pour établir des relations entres ces appareils des mesures et les anciennes.

Pendant notre service à l'exploitation nous avons aussi participé aux travaux préparatifs du polygone topographique du barrage de Nzilo avec l'équipe des topographes de la Gécamines en vue de la relance des mesures topographique par le service de topo Gécamines en partenariat avec les exploitants SNEL NZILO.

Conclusion générale

Le rôle d'un Ingénieur d'entretien étant de coordonnée les entretiens des machines et des auxiliaires électromécaniques sur le terrain, il doit pour ce faire acquérir une connaissance parfaite des installations dont il sera chargé de la maintenance ; d'où l'importance de cette période d'intégration qui nous a permis de nous familiarisé avec les équipements des centrales hydroélectriques.

La centrale hydroélectrique de NZILO est très importante pour le réseau interconnecté de la région du sud du KATANGA. Elle occupe la deuxième place en puissance pour le centrale hydroélectrique et la troisième lorsqu'on prend en compte l'injection de Inga à SCK et le lac de retenue de NZILO sert de réserve aussi pour la centrale de NSEKE car étant alimenté par le turbiné de NZILO. D'où l'indisponibilité d'un groupe NZILO entraine un déséquilibre dans la fourniture de l'énergie électrique du réseau interconnecté du sud(PRS).

Afin de rendre disponible nos machines nous devons veillez au strict respect du planning des entretiens préventives des machines et prévoir dans le cas échéants certains entretiens spéciaux et préconiser l'introduction de nouvelles méthodes et procédés de maintenance prédictive des machines qui réduit considérablement le temps d'indisponibilité d'une machine ou d'un équipement ; pour cela nous demandons à la hiérarchie la disponibilité au magasin des pièces de rechange et des produits d'entretien.

De l'observation et de la participation à certains manoeuvres nous suggérons à la hiérarchie ce qui suit afin de rendre rapide et aisé le travail et de fiabilisé nos installations :

· La modernisation de nos équipements entre autre les régulateurs de tension et de vitesse qui présente dans leurs réponses lors d'un délestage ou d'un appel brusque de charge un retard entrainant ainsi de déclanchement intempestifs de nos machines ;

· L'informatisation du contrôle de la production qui va faciliter et accroitre la vitesse de transmission des données de production à la hiérarchie.

Rapport de stage effectué à la centrale hydroélectrique de Nzilo en RDC

INTRODUCTION GENERALE