14 D I S T R I B U T I O N D E L N E R G I E

2 Les postes HTA/BT

Ds que la puissance demande atteint 50 kVA, les entreprises industrielles ou tertiai-res sont alimentes en haute tension 20 kV (HTA). Ltendue de leur site fait quellessont gnralement amenes raliser un rseau interne HTA. Lalimentation duneinstallation lectrique est effectue avec un poste de transformation HTA/BT qui estdispos au plus prs des lments consommateurs dnergie. Labonn livr en nergielectrique HTA (de 5 30 kV) peut choisir son schma de liaison du neutre. Il nest paslimit en puissance et il bnficie dune tarification plus conomique.Le poste de transformation HTA/BT sappelle aussi poste de livraison.

1. Les diffrents types de postes de livraisonOn peut classer les postes HTA/BT en deux catgories.

1.1. Les postes dextrieur

Poste sur poteau : puissances 25 50 100 kVA. Postes prfabriqus :- en bas de poteau : de 100 250 kVA ; - poste compact : de 160 1 250 kVA.

Poste maonn traditionnel : de 160 1 250 kVA.1.2. Les postes dintrieur

Postes ouverts maonns ou prfabriqus. Postes en cellules prfabriques mtalliques. Les puissances sont comprises entre 100 et 1 250 kVA. Le comptage BT doit treremplac par un comptage HT ds que linstallation dpasse 2 000 A, ou sil existeplusieurs transformateurs.

Remarques

Le poste de livraison est aliment par EDF dont le rseau a une tension normali-se de 20 kV. Dans certaines rgions, cette tension peut tre de 5, 10, 15 ou 30 kV.

Lalimentation peut tre arienne ou souterraine. Selon les cas, elle seffectue ensimple drivation, en boucle, en coupure dartre ou en double drivation.

Pour les puissances infrieures 1 250 kVA, on aura souvent intrt choisir unposte avec comptage en basse tension, moins onreux.

D I S T R I B U T I O N D E L N E R G I E 150

Les postes HTA/BT 22. Structure dun poste HTA/BT

Le poste de livraison comporteessentiellement de lappareillage etun ou plusieurs transformateurs afindassurer les fonctions suivantes(fig. 1) :- drivation du courant sur lerseau ; - protection du transformateur ctHT ; - transformation HTA/BT ; - protection du transformateur ctBT ; - comptage dnergie.Toutes les masses mtalliques duposte sont relies la terre. Pourlintervention dans le poste, les arri-ves doivent tre sectionnes et lescbles relis entre eux mis la terre.

3. Postes HTA/BT en haut de poteauLe transformateur et lappareillage sont fixs sur le poteau, lalimentation est arienne,le dpart seffectue en arien ou en souterrain (fig. 2).

3.1. Protection

Ct haute tension : protection contre la foudre par clateur. Ct basse tension : un disjoncteur protge le transformateur contre les surinten-sits.

Poste dintrieurPoste hautde poteau

Interrupteurssectionneurs

clateur

Disjoncteur BTprotection transfo.

Prise de terredu neutre

Disjoncteur BT rglau courant souscrit

Disjoncteurgnral BT

Batterie decondensateurs

ventuelle

Interrupteursectionneur+ fusible oudisjoncteur

Alimentationrseau HT

Protectiontransformateur

TransformateurHT/BT

Comptage

Distribution BT abonn

Disjoncteur gnral BT

Fig. 1 : Structure gnrale dun poste HTA/BT.

clateur

Transformateur

Commandemanuelle

Disjonteur

ComptageProtection

Prisede terreutilisateur

Prisede terredu neutre

Prisede terredu poste

Fig. 2 : Structure dinstallation dun poste sur poteau.

2 Les postes HTA/BT3.2. RaccordementLe transformateur est aliment en arien, le dpart BT seffectue soit en arien, soit ensouterrain (fig. 3).

4. Postes prfabriqus monoblocLes postes prfabriqus monobloc peuvent tre soit en bas de poteau, soit sur uneplate-forme extrieure. Le raccordement seffectue par cble, soit au rseau arien,soit au rseau souterrain.

4.1. ConstitutionLe tableau BT comporte un inter-rupteur avec fusibles ou un disjonc-teur avec coupure visible.La puissance du transformateur est comprise entre 100 kVA et1 000 kVA (fig. 4).Ce type de poste est transport parcamion. Il est dpos sur une dalleen ciment. Le montage consiste raccorder les cbles darrive et dedpart.

Arrive arienne etdpart souterrain

Arriveet dpart

ariens

16 D I S T R I B U T I O N D E L N E R G I E

Fig. 4 : Stucture dun poste prfabriqu compact.

Liaisons BT

TableauBT

Cble dedpart BT

Arrive MTsouterraine

Enveloppemtallique

MT/HTTransformateur

Transformateur arien(Schneider Electric).

Fig. 3 : Exemples de raccordement dun poste sur poteau.

D I S T R I B U T I O N D E L N E R G I E 170

Les postes HTA/BT 24.2. Schma interneCes postes sont trs compacts et leur mise en place est trs rapide. Il en existe unegrande varit selon le milieu (urbain ou rural), selon les puissances installes et letype dalimentation (en arien ou en souterrain) (fig. 5).

5. Postes dintrieurLinstallation dun poste de livraisonen intrieur se justifie lorsquon doitprotger lappareillage HT et BT duposte contre les fortes variations detemprature, ou dans le cas de puis-sances importantes (fig. 6).On distingue les postes dont lappa-reillage HT est sous enveloppe mtal-lique et les postes quips dappa-reillage HT sans enveloppe. Le mat-riel, dans ce dernier cas, est dit ouvert . Ces postes maonns sont de plus en plus remplacs par des cellules prfa-briques.Les postes avec cellules prfabriques mtalliques ont pratiquement remplac tous lespostes maonns avec appareillage ouvert. Ils prsentent lavantage doffrir unemeilleure scurit et une mise en place plus rapide.

Liaison BT Cblesdarrive HT

Plot demise la terredes cbles HT

Traversesembrochables200 A

Borne de raccordement ducble de mise la terre des masses

Mise la terredu neutre

Disjoncteurcadenassable ouvert

TC de comptage200/5 ou 500/5

Coupe-circuitHPC 10A

Dispositifde miseen court-circuit

Fig. 5 : Schma interne dunposte prfabriqu compact.

Fig. 6 : Schma gnral dun poste ouvert.

18 D I S T R I B U T I O N D E L N E R G I E

2 Les postes HTA/BT6. Postes avec cellules fonctionnelles

Les postes avec cellules prfabriquesmtalliques sont raliss avec des cellulesremplissant chacune une fonction (fig. 7).

6.1. Diffrents types de cellulesIl existe une multitude de cellules diff-rentes :- cellule darrive ; - cellule de protection HT; - cellule de protection BT (fusible + inter-rupteur ou disjoncteur) (fig. 8).

6.2. Association des cellules HTALes appareils haute tension sont rpartis en cellules individuelles quipermettent par association de raliserde multiples schmas. Ce systmemodulaire permet la construction depostes de rpartition HT et de livraisonavec une trs grande souplesse (fig. 9).

Fig. 8 : Exemples de cellules HTA (Schneider Electric).

Fig. 7 : Poste dintrieur HT/BT comptageBT pour rseau 20 kV (Schneider Electric).

Postes de livraison HTA(abonns comptage HTA)

IM IM DM1-D GBC-A QM DM1-A

Dpart vers autrespostes de boucle

Arrive du poste derpartition principale

Fig. 9 : Exemple dassociation de cellules.

D I S T R I B U T I O N D E L N E R G I E 190

Les postes HTA/BT 2

TUDE DE LA DISTRIBUTION HTAExercice 1 (daprs Session 2002)

Se reporter la prsentation de lusine Michelin (chapitre 2, pages 21 23), et en particulier latelier deconfection de la gomme. Cet atelier est aliment par le rseau HTA, il comprend (fig. 3) :

- la sous-station Z1 ;- la sous-station Z2 ;- la sous-station du groupe 3 (motorisation du mlangeur interne).

Identifier les diffrents types dalimentation (remplir le tableau en cochant la case correspondante).

Choisir les cellules normalises en prcisant la fonction, la dsignation et lintensit nominale.

Exercice 2 (daprs Session 2003)

Se reporter la prsentation de lusine SLN (chapitre 3, pages 31 33), et en particulier au poste HTA/BTA(fig. 2) relatif aux cellules prfabriques 24 kV.

Identifier le type dalimentation du poste de distribution partir du schma (fig. 2) (mettre unecroix dans la case correspondante).

Justifier lutilisation de deux alimentations.

Identifier le rle des cellules du poste Lait de consommation (mettre une croix dans la casecorrespondante).3

2

1

2

1

Cellule Fonction Dsignation Intensit nominale (A)Cellule 1Cellule 2Cellule 3

Type Antenne ou Boucle ouDouble drivation

dalimentation Simple drivation Coupure dartrePoste dedistribution

N de cellule Raccordement au rseau Protection HT1234

E X E R C I C E S

Type Antenne Boucle Double drivationPoste darrive 20 kVSous-station Z1Sous-station Groupe 3

D O C U M E N T A T I O N

20 D I S T R I B U T I O N D E L N E R G I E

Cellules prfabriques pour postes de livraison HTA/BT

Ces cellules existent pour les calibres 400 A et 630 A, ventuellement en 1 250 A.

Les cellules prfabriques modulairespermettent de raliser rapidement despostes de transformation HTA/BT jusqu 24 kV en associant la scurit des personnes, la facilit dinstallation et dexploitation.

Cellule interrupteur sectionneur de 3,6 24 kV (M6 Merlin-Grin)

P R S E N T A T I O N D O U V R A G E

Lusine Michelin de Blanzy (Sane-et-Loire),implante sur la zone industrielle de La Fiolle,peut tre considre comme une usine moyennepar rapport aux autres filires du groupe. Elleoccupe nanmoins une surface de 33 ha, dont12,3 ha de btiments.

Cette usine comporte trois secteurs de fabri-cation :1. Confection de la gomme : fabrication desmlanges et ralisation des tissus mtalliques. Une

partie de ces produits est destine lusine elle-mme, le reste de la production est envoy aux autres usines du groupe.2. Gnie civil : fabrication de pneus pour enginsde chantiers, celle-ci ne concerne que les petites etmoyennes tailles.3. Tourisme/camionnette : confection depneumatiques pour lautomobile.Ltude portera particulirement sur la motorisa-tion du mlangeur interne.

Usine Michelin de Blanzy

Gomme naturelle

Dchiquetage

Plastification

Gomme

Mlangeur interne

Homognisateur interne

Homognisateurs finisseurs

Agents vulcanisants

Pese

Gomme synthtique Noir de carbonne Produits chimiques Huile

Pese

Daprs lpreuve E2 de Bac Pro, session 2002

Fig. 1 : Synoptique du secteur confection de la gomme.

D I S T R I B U T I O N D E L N E R G I E 210

P R S E N T A T I O N D O U V R A G E

22 D I S T R I B U T I O N D E L N E R G I E

Analyse du mlangeur interneLe mlangeur interne malaxe les diffrents pro-duits prcdemment pess (fig. 1) dans deux rou-leaux tournant en sens inverse.Compte tenu du couple ncessaire, 131 kNm ensortie du rducteur, et de la vitesse maximale couple constant, soit 73,3 min 1, la puissance utilesur larbre du moteur doit tre de 1 000 kW.On optera pour le choix de deux moteurs courant

continu excitation indpendante monts en tan-dem, puissance rpartie sur les deux moteurs(500 kW chacun) ainsi que le couple (23 kNm chacun).Ltude comporte trois parties :A. La distribution HTA.B. Lalimentation des moteurs de mlangeurs.C. Paramtrage, asservissement, branchement delinstallation.

Mlangeur interne

Produits

Mlange

RducteurRapport de rductionK = 3h = 0,95

Moteur courantcontinu

ne = 220 min 1

Te = 46 kNmU induit 440 V CC

ns = 73,3 min 1

Ts = 131 kNm

Moteur courantcontinu

Variateur V2Variateur V1

Fig. 2 : Synoptique de lensemble mlangeur interne.

P R S E N T A T I O N D O U V R A G E

Sous

-sta

tion

Z2

20 k

V

S940

0 A

D6 200

A

50 A Tl 40/5

Post

e d'

arriv

e 2

0 kV

20 k

V

1250

kVA

380

V

S840

0 A

S740

0 A

D4 200

AD5 200

A

50 A

Tl 40/5

S5 400

A

D3 400

A

S4 400

A

D2 400

A

S3 400

AS2 400

A

6,3

A

20 k

V/10

0 V

D1 400

A

S640

0 A

IS2

1250

A

EDF

1

S1 630

A

Sous

-sta

tion

Z1C

ellu

le 2

Cel

lule

1

20 k

V12

50 k

VA

380

V

S14

400

A

D11

200

A

50 A TI 40/5

20 k

V12

50 k

VA

380

V

S13

400

AS1

240

0 A

D9 200

AD1

0 20

0 A

50 A TI 40/5

S11

400

A

D8 400

A

IS6

400

A

Sous

-sta

tion

grou

pe 3

Cel

lule

3

Mo

tori

sati

on

ml

ang

eur

IS5

200

A

63 A TI 60/5

Post

e co

gn

ratio

n

IS4

200

AIS

340

0 A

TI 60/5

S10

630

A

D7 630

A

1250

kVA

380

V

3 c

bles

uni

pola

ires

1

150

mm

2 Alu

L =

250

m

3 c

bles

uni

pola

ires

1

150

mm

2 Alu

L =

210

m

63 A

21 k

V

8 M

VA

11 k

VA

6,4

MW

TAG

Arriv

e 2

0 kV

Cbl

es u

ni. 2

2

40 m

m2 A

lu

EDF

2

IS1

1250

ATI

800/

5

Fig. 3 : Schma gnral de la distribution lectrique HTA/BT.

D I S T R I B U T I O N D E L N E R G I E 230