LES PRINCIPAUX COMPOSANTS DES RESEAUX ELECTRIQUES

DIMINUER LA CHUTE DE TENSION MAXIMALE

GENERALITES SUR LES RESEAUX ELECTRIQUES 

Le réseau électrique est l’ensemble des moyens qui servent à transmettre l’énergie électrique d’une région où on la produit à une autre où on la consomme. Pour comprendre les réseaux électriques, il faut connaître l’historique, le mode de classification et les notions importantes à retenir. 

Historique 

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 XIXe siècle, lorsque chaque élément avait atteint une maturité technologique suffisante. Lors de la première moitié du XIXe siècle, les inventeurs mettent au point de nombreux types de moteurs électriques à courant continu, mais leur utilisation de manière industrielle ne sera permise qu’après l’invention de la dynamo (génératrice de courant continu) par Zénobe Gramme en 1869. À l’automne 1882, les premiers réseaux électriques apparaissent simultanément à New York et Bellegarde, en France. Vers la fin de ce siècle, Thomas Edison a fondé l’Edison Electric Light Co (qui deviendra en 1892 General Electric) et a créé le réseau électrique de New York. Ce réseau, qui souffre de nombreuses pannes, est constitué de petites centrales électriques (30 kW) et d’un réseau de distribution à 110 V. Il est cependant très limité car l’acheminement de l’électricité n’est possible que sur quelques kilomètres. Un ingénieur et entrepreneur américain, George Westinghouse, avec l’aide de Tesla et avec le développement de la technologie du transformateur a développé le réseau électrique avec le courant alternatif. Une opposition sévère fait rage à cette époque aux États-Unis entre Edison (défenseur du courant continu) et George Westinghouse avec Tesla (défenseur du courant alternatif). La bataille décisive entre « courant continu » et « courant alternatif » se déroule autour d’un projet d’alimentation électrique de l’industrie de Buffalo par une centrale hydraulique de 75 MW située à Niagara Falls, à 32 km de distance. Edison proposait un projet en courant continu tandis que Tesla et Westinghouse proposaient un système en courant alternatif. Le contrat fut donné à Westinghouse. En 1896, la mise en service de la première ligne industrielle en triphasé fut un succès total et conduit pour un siècle au moins à imposer universellement le courant alternatif triphasé comme moyen de transport de l’énergie électrique, mieux adapté à cette époque au transport sur de longues distances. Au début du XXe siècle, les usages de l’électricité se multiplient, aussi bien au niveau domestique qu’industriel (notamment l’électrification des tramways, métros et chemins de fer). Les compagnies d’électricité construisent des centrales électriques et de petits réseaux locaux, chacun utilisant des fréquences et des niveaux de tensions différents. Les opérateurs se rendent compte tardivement de l’intérêt d’utiliser une fréquence unique (indispensable à l’interconnexion des réseaux), et l’on voit apparaître finalement deux standards de fréquence : le 60 Hz sur la majorité du continent américain et le 50 Hz quasiment partout dans le reste du monde. Dans la première moitié du XXe siècle les réseaux urbains des pays industrialisés se sont agrandis afin d’électrifier les campagnes. En parallèle, ces réseaux se sont interconnectés entre eux au niveau régional afin d’engranger des économies d’échelle sur la taille des centrales de production, et de mieux valoriser des ressources énergétiques géographiquement localisées, comme la production hydraulique située dans les zones montagneuses, éloignée des grands centres de consommation. Au fur et à mesure de l’augmentation des puissances appelées et des distances des lignes d’interconnexion, la tension d’exploitation des lignes a également augmentée (1re ligne à 220 kV construite en 1923 aux États-Unis, celle à 380 kV en 1930 en Allemagne). La deuxième moitié du XXe siècle a connu en outre un renforcement des interconnexions intranationales et un développement significatif des interconnexions transnationales, dans le but principal de créer des capacités de secours mutuel entre opérateurs et d’améliorer globalement la stabilité des systèmes électriques, ainsi que, de façon plus ponctuelle, de créer des capacités d’échange d’énergie sur le long terme. Les réseaux sont devenus, à l’heure actuelle, très complexes. Il est donc nécessaire de les classer.

La classification des réseaux 

Il existe plusieurs facteurs qui permettent de classer les réseaux électriques. Ainsi, les réseaux peuvent être classifié selon : • Selon la fonction • Selon le type de courant • Selon l’architecture du réseau • Selon la tension nominale Génie Industriel Mémoire de fin d’études 4 RASAMIARINDRAINY Mika Ambinintsoa Promotion 2010 

 Classification selon la fonction 

On peut subdiviser les réseaux en trois catégories :  Les réseaux de transport  Les réseaux de répartition  Les réseaux de distribution 

Les réseaux de transport 

La finalité de ce réseau est triple :  une fonction de “transport” dont le but est d’acheminer l’électricité des centrales de production aux grandes zones de consommation ;  une fonction “d’interconnexion nationale” qui gère la répartition de l’offre en orientant la production en fonction de la répartition géographique et temporelle de la demande ;  une fonction “d’interconnexion internationale” pour gérer des flux d’énergie entre les pays en fonction d’échanges programmés ou à titre de secours. Les tensions sont généralement comprises entre 225 et 400 kV.

 Les réseaux de répartition 

La finalité de ce réseau est avant tout d’acheminer l’électricité du réseau de transport vers les grands centres de consommation. Ces centres de consommation sont :  soit du domaine public avec l’accès au réseau de distribution MT,  soit du domaine privé avec l’accès aux abonnés à grande consommation. Les tensions sur ces réseaux sont comprises entre 25 et 275 kV.

 Les réseaux de distribution

 La finalité de ce réseau est d’acheminer l’électricité du réseau de répartition aux points de moyenne consommation. Ces points de consommation sont :  soit du domaine public, avec accès aux postes de distribution publique MT/BT,  soit du domaine privé, avec accès aux postes de livraison aux abonnés à moyenne consommation. Les tensions sur ces réseaux sont comprises entre quelques kilovolts et 40 Kv.