Etudes de cause de l'instabilité du réseau de distribution basse tension desservi par le poste fermier

Aout 2024

INSTITUT SUPERIEUR PEDAGOGIQUE ET TECHNIQUE I.S.P&T/LIKASI

B.P. 75

Section: Sciences Exactes et Appliquées

Department: Electrotechnique

« Etudes des causes de l'instabilité du réseau de distribution basse tension desservi par le poste fermier »

Travail de fin d'études présenté et défendu en vue de l'obtention du grade de licencié en pédagogie et techniques Appliquées.

Option : Electrotechnique

Par : MUTOMBO NGUDIA NATHAN A2 Electricien

ANNÉE ACADEMIQUE 2023-2024

INSTITUT SUPERIEUR PEDAGOGIQUE ET TECHNIQUE I.S.P&T/LIKASI

B.P. 75

Section : Sciences Exactes et Appliquées
Département : Electrotechnique

« Etudes des causes de l'instabilité du réseau de distribution basse tension desservi par le poste fermier »

Travail de fin d'études présenté et défendu en vue de l'obtention du grade de licencié en Pédagogie et Techniques Appliquées.

Option : Electrotechnique

Par : MUTOMBO NGUDIA Nathan A2 Electricien ;

Directeur : KALALA Gauthier Docteur

Co-directeur : TUBA MUSSAY Credo Assistant

I

Résume

Dans ce travail on a fait une étude des causes d'instabilité dans le réseau de distribution basse tension desservi par le poste fermier qui consiste à analyser les facteurs qui entraîne l'instabilité, et d'autres problèmes causant des disfonctionnements dans ce type de réseau électrique en générale. Cela inclut l'examination des problèmes liés à la qualité d'alimentation électrique, aux chutes de tension, aux défauts d'isolement, aux perturbations extérieures et à d'autres facteurs pouvant affecter le réseau. L'objectif est de comprendre ces causes d'instabilité afin de mettre en place des mesures préventives et correctives pour assurer la fiabilité.

Mots clés : étude, cause, instabilité.

II

Abstract

In This work we have done a study of the causes of instability of the low voltage distribution network served by the farm substation which consists in analyzing the factors that cause the instability of the network and other problems causing malfunctions in this type of electricity network in general this includes the examination of problems related to the quality of power supplying this work we have done a study of the causes of instability of the low voltage distribution network served by the farm substation which consists in analyzing the factors that cause the instability of the network and other problems causing malfunctions in this type of electricity network in general this includes the examination of problems related to the quality of power supply. Key word: Study, causes, instability

III

Épigraphe

« Chaque enfant qu'on enseigne est un homme qu'on gagne l'ignorance est la nuit qui commence l'abime ».

Victor Hugo

IV

Dédicace

Aux être les plus chères dans ma vie : à mon défunt père, mon oncle, mes frères et soeurs qui ont étaient à mes côtés et m'ont toujours soutenu tout au long de ces longues années d'études. Que nulles dédicaces ne puissent exprimer mes sincères sentiments pour leur patience illimitée, leur encouragement, leur aide, et témoignage de mon profond amour des moments inoubliable.

V

Remerciements

Avant tout, nous remercions JEHOVAH le Dieu tout puissant, le miséricordieux, qui nous a donné la force et le courage pour achever ce modeste travail. Nous remercions tout particulièrement nos parents, pour leur soutien inconditionnel au cours de ces longues années d'études. Nous tenons à remercier tous les enseignants du département « Électrotechnique », spécialement à mon codirecteur l'assistant Tuba mussay credo, pour l'intérêt qu'il a apporté pour achever ce travail de mémoire.

Nos sincères remerciements s'adressent également, à messieurs les membres du jury, pour l'honneur qu'ils nous feront en participant au jugement de notre travail. Enfin, nous remercions vivement, toute personne qui nous a aidées, de près ou de loin, à élaborer et à réaliser ce mémoire.

VI

Table des matières

Résume I

Abstract II

Épigraphe III

Dédicace IV

Remerciements V

Table des matières VI

Liste Des Figures IX

Liste Des Tableaux X

Liste Des Abréviations XI

Chapitre 0 : Introduction générale 1

0.1 Présentation du sujet 1

0.2 Choix et intérêt du sujet 2

a) Choix du sujet 2

b) Intérêt 2

0.3 Problematique 2

0.4 Hypotheses 2

0.5 Méthodes et techniques de recherche 3

5.1 Technique d 'observation directe 3

5.2 Technique documentaire 4

5.3 Technique d 'interview 4

0.6 Délimitation du sujet 4

a) Delimitation dans le temps 4

b) Délimitation dans l'espace 4

0.7 État de la question 4

0.8 Subdivision du travail 5

Chapitre Premier : Généralités sur le réseau électrique 6

I.1 Introduction 6

I.2 Considération définitionnelle 6

I.3 Le Réseau électrique 7

I.3.2 Classification du réseau électrique 8

A. Le réseau de transport 8

B. Le réseau de repartition 8

C. Le réseau de distribution 8

VII

I.3.3 Différents modes de distribution [3] 8

A. Réseau arborescent (radial) 8

a) Réseau bouclé 9

b) Réseau de répartition 9

c) Réseau de distribution [4] 10

I.4 Les Postes électrique 10

I.4.2 Fonctions des postes 10

A. Types de Postes 11

3) postes de transformation 12

a) Poste à un seul jeu de barre 13

b) Poste à deux jeux de barres 14

c) Poste à un jeu de barre simple avec sectionnement 14

d) Poste sur support 15

e) Poste cabiné (maçonné) 15

I.5 Lignes Électriques 16

I.5.1 Rôle d'une ligne électrique 16

I.5.2 Types des lignes électriques 16

a) Les lignes électriques aériennes 16

b. Lignes électriques souterraines 17

I.8 Conclusion 20

Chapitre Deuxième : Présentation du réseau de distribution basse tension du poste fermier 21

II.1 Introduction 21

II.2 Présentation du poste fermier 21

II.2.1 Présentation géographique 21

II.2.3Activités de ce quartier 21

II.2.4 Historique du poste fermier 21

II.3 Présentation technique 22

II.3.1 Les caractéristiques du transformateur 22

II.3.2 Caractéristique du disjoncteur basse tension 22

? Jeux de barre 23

Conclusion partielle 25

Chapitre Troisième : Étude des Causes de l'instabilité du réseau de distribution basse tension desservi

par le poste fermier 26

III.1 Introduction 26

III.2 Prélèvement de tension simple et composée au niveau du poste 26

III.5. Causes techniques de l'instabilité 40

VIII

III.6 approche palliative aux causes d'instabilité 41

III.7 Conclusion partielle 41

Conclusion Générale 42

Bibliographie 43

IX

Liste Des Figures

Figure 1.1: Schéma bloc d'un réseau 7

Figure 1.2: Réseau arborescent (radial) 9

Figure 1.3: Réseau bouclé 9

Figure 1.4: Distribution radial pure (en peigne) [1] 10

Figure 1.5: Schéma du poste de transformation de source 12

Figure 1.6: Poste à un seul jeu de barre, à un disjoncteur par départ, avec sectionnement 13

Figure 1.7: Poste a deux jeux de barre à un disjoncteur par départ, avec sectionnement 14

Figure 1.8: poste a un jeu de barre simple avec sectionnement: jeu de barre MT 14

Figure 1.9: Poste de distribution sur support 15

Figure 1.10: Poste de distribution cabiné 15

Figure 2.1: Image du transformateur du poste fermier 22

Figure 2.2: Le disjoncteur 23

Figure 2.3: configuration du poste fermier 24

X

Liste Des Tableaux

Tableau 2.1: Historique des pannes enregistrée sur le poste 24

Tableau 3 1: Prelevement de tension chez un abonné tout près du poste du 28/03/2024 26

Tableau 3.2: mesure de tension chez un abonné à 500m du 28/03/2024 27

Tableau 3.3: Prélèvement de tension a une distance très éloigné du poste 27

Tableau 3.4: Mesure des charges sur le reseau 27

Tableau 3.5: valeur de résistance et réactance 30

Tableau 3.6: Section de câble et leurs courant nominaux 31

Tableau 3.7: valeurs d'utilisation de charge 37

Tableau 3.8: Valeurs de facteur de simultanéité 38

Tableau 3.9: Echantillon des puissances d'une maison d'un abonné 38

XI

Liste Des Abréviations

TGBT : Tableau général Basse Tension

T.P : Transformateur de potentiel

T.I : Transformateur d'intensité

B.T : Basse Tension

H.T : Haute Tension

M.T : Moyenne Tension

U : Tension

A : Ampère

KV : Kilovolt

Uck : Tension de court-circuit

Tcc : Temps de court-circuit

Un : Tension nominale

In : Intensité nominale

?U : Chute de tension

Hz : Hertz

PVC : Polychlorure de vinil

PRC : Polyéthylène Réticule

P.B : Plomb

B.S.A : Boite de sectionnement apparent

X.L : Réactance linéique

R.L : Résistance linéique

Ku : Facteur d'utilisation

Ks : Facteur de simultanéité

Ke : Facteur d'extension

Km : Kilomètre

KVa : Kilovolt Ampère

1

Chapitre 0 : Introduction générale

0.1 Présentation du sujet

A notre époque, sans l'électricité, la vie quotidienne serait difficilement

envisageable, il est Donc nécessaire de savoir la produire de manière efficace et continue. Pour répondre à la Consommation croissante d'électricité, il a fallu inventer et construire des usines (centrales Électriques) capables de produire de l'électricité en grande quantité. Une fois le courant Produit, il doit être acheminé vers les centres de consommation via le réseau électrique constitué par L'ensemble des appareils destinés à la production, au transport, à la distribution et à L'utilisation de l'électricité.

Pour Cela, le réseau électrique doit répondre aux exigences essentielles qui sont : La stabilité, l'économie et Surtout la continuité du service. Les lignes de transport

d'énergie électrique constituent une partie essentielle d'un réseau Électrique, car elles doivent assurer le transport ainsi que la continuité de l'alimentation des consommateurs en énergie.

L'étude des causes de l'instabilité Vise à identifier les sources principales de l'instabilité et d'évaluer leur impact sur le système électrique et à proposer des solutions pour atténuer ces problèmes cela implique généralement une analyse approfondie de caractéristique du réseau visant à comprendre les causes de l'instabilité et des variations indésirables de courant dans le réseau électrique ainsi que des mesures de suivi en temps réel du courant et de la tension. Le poste est un élément essentiel du réseau de distribution basse tension assurant la transformation.

Pour permettre la distribution de l'électricité aux utilisateurs cependant divers facteurs tels que les charges, les fluctuations, les perturbations externes, les défauts des équipements peuvent entrainer des perturbations dans le réseau.

L'instabilité du courant entraine des chutes de tensions de fluctuations de fréquence et de perturbations des équipements sensibles des variations indésirables. Ce poste joue un rôle crucial dans la distribution de l'énergie électrique et ses performances peuvent être affectées par divers facteur qui peuvent provoquer de la perturbation dans le fonctionnement du réseau électrique d'où l'instabilité de notre travail « l'étude des causes de l'instabilité du réseau de distribution basse tension desservi par le poste fermier »

2

0.2 Choix et intérêt du sujet

a) Choix du sujet

Le réseau desservi par le poste fermier connait beaucoup de perturbation au niveau des abonnés, c'est pourquoi nous avons voulu tant soit peu notre contribution pour améliorer notre situation.

b) Intérêt

Ce travail présente en outre les intérêts ci-après :

y' Interet scientifique

Ce travail peut apporter un plus aux chercheurs qui travaillent dans les domaines

notamment en ce qui concerne les causes de l'instabilité dans les réseaux électriques.

y' Intérêt social

Par ce présent travail, les consommateurs desservis par ce poste pourront bénéficier d'une stabilité du courant et d'une énergie de qualité.

y' Intérêt personnel

La réalisation de ce travail va permettre de bien assimiler les notions en ce qui concerne les réseaux électriques surtout en matière de l'instabilité.

0.3 Problematique

La problématique est comme un fait à partir de plusieurs problèmes différents que l'on doit définir à l'avance. C'est au tour de problèmes concret que l'on peut formuler une problématique, problématiser revient alors à théoriser des problèmes concrets, des cas.

Selon jean Luc dagut, en (2003) il définit la problématique comme une réflexion, sur l'énoncé a la forme interrogative, qui met en évidence les liens logiques entre les termes du sujet.

Et de ce fait nous avons eu à nous poser les questions suivantes :

? Quels sont les causes qui contribuent à l'instabilité de ce réseau ?

? Comment résoudre le problème de l'instabilité ?

0.4 Hypotheses

Une hypothèse est en effet une réponse provisoire a la question préalablement poser, elle tend à emmètre une relation entre des faits significatifs et permet dès les interpréter pour que la recherche soit valable, les hypothèses doivent cependant être vérifiable, plausible et précises.

3

C'est comme une anticipation rationnelle qui doit être rectifié par l'expérience et qui implique un changement respectif par rapport au sens commun.

Alors nous pouvons répondre de la manière suivante aux questions que nous nous

sommes posés.

Les causes qui contribuer à l'instabilité de ce réseau sont :

- Les surcharges;

- Le court-circuit dans le réseau suite à un défaut dans les câblages ;

- Les chutes de tension.

Pour résoudre le problème de l'instabilité il est important de :

- Redimensionner la section;

- Réduire le rayon d'alimentions et déchargé le poste en plaçant un autre poste pour

permettre une bonne distribution d'énergie électrique ;

- D'eviter les mauvaises isolations;

Les réponses énumérées ci-hauts constituent l'hypothèse de notre travail

0.5 Méthodes et techniques de recherche

La méthodologie est l'ensemble des études et des méthodes qui servent de guide à

l'élaboration des recherches et qui oriente la démarche scientifique. C'est la mise en forme des

données afin dès les rendre analysables.

Étant donné que nous sommes face à un problème de l'instabilité en fourniture de l'énergie électrique il serait donc prudent de recourir aux diffèrent méthodes déjà élaborées et mises en place par certains penseur scientifiques.

Quant aux techniques, qui sont des moyens mis en oeuvre ou des procédés appliqués pour parvenir à récolter les données et ainsi arriver à la vérification des hypothèses, nous nous servons des techniques suivantes.

5.1 Technique d 'observation directe

L'observation est dite directe lorsqu'elle porte directement sur les faits ou phénomènes que les chercheurs étudient, dans le cadre de cette étude notre observation a porté directement sur le phénomène des coupures intempestive enregistre dans ce quartier (poste fermier).

4

5.2 Technique documentaire

La technique documentaire nous a aidés à parcourir les documents des ressources écrites comme dictionnaire, ouvrages TFE, rapports annuels, revues, articles, thèses, mémoires de DEA.... Contenant des informations sur l'objet en études elle nous a été bien utile et indispensable dans la critique des rapports annuels de la SNEL/Likasi, qui contenaient des informations indispensables sur le phénomène des coupures.

5.3 Technique d 'interview

C'est une conversation entre deux ou plusieurs personnes où des questions sont posées pour obtenir des informations de la part de l'interviewé cette technique nous a permis des poser des questions cadrant avec le sujet aux personnels de la SNEL/Likasi.

0.6 Délimitation du sujet

L'objectif principal de notre étude est a identifié les causes d'instabilité du réseau de distribution basse tension du poste fermier.

a) Delimitation dans le temps

Nous Considérons une période d'une année de 2024 à 2025 parce qu'après nos recherches il peut y avoir d'autres problèmes à traiter

b) Délimitation dans l'espace

Sur ce plan notre travail concerne le poste fermier dans le quartier kamatanda commune de Likasi.

0.7 État de la question

L'instabilité du courant dans le réseau de distribution de l'énergie électrique a toujours préoccupé les agents de la SNEL plus précisément ceux qui s'occupent des installations. De ce fait nous ne sommes pas le premier à pouvoir aborder ce sujet, à titre d'exemple en 2017 un sur nos ainés, Mr KATUMBAYI TSHALA , dans son travail de fin de cycle intitulé « l'étude de l'instabilité du réseau électrique transport sud » il a réalisé une étude faisant appel à la simulation et à la modélisation sous power point intégrant de connaissance et d'y remédier quant à notre travail nous faisons une étude des causes de l'instabilité dans le réseau basse tension pour un poste plus précis du réseau cas du poste fermier.

5

0.8 Subdivision du travail

Hormis l'introduction générale et la conclusion générale. Le présent travail est en trois chapitres à savoir :

? Chapitres premiers : GÉNÉRALITÉS SUR LES RESEAUX

? Chapitres deuxièmes : PRÉSENTATION DU RÉSEAU DE DISTRIBUTION BASSE TENSION DU POSTE FERMIER ;

? Chapitre troisième : ÉTUDE DES CAUSES DE L'INSTABILITÉ DU RÉSEAU DE DISTRIBUTION BASSE TENSION DESSERVI PAR LE POSTE FERMIER.

6

Chapitre Premier : Généralités sur le réseau électrique

I.1 Introduction

Ce chapitre introductif de notre travail de mémoire porte sur deux grandes parties essentielles. Premièrement les considérations générales ; afin de mieux comprendre de quoi nous allons parler le long du travail, nous expliquerons en détails les termes clés de l'intitulé de notre travail. Deuxièment, nous présenterons les théories nécessaires pour la réalisation de notre travail.

Dans ce chapitre nous présenterons une approche plus théorique des concepts clés et connexes en rapport avec notre sujet d'étude afin de bien l'appréhender et bien le développer. Le monde de production de l'électricité en particulier celui de distribution de l'énergie électrique en basse tension est remplie de toute une panoplie des concepts dont la compréhension n'est toujours pas facile.

I.2 Considération définitionnelle

Étant tourné vers le monde des transports de l'énergie électrique, certains mots s'avèrent important d'être définis dans cette partie du travail. En occurrence de ceux qui suivent :

- Une étude [1] : Une étude est une analyse systématique et approfondie d'un sujet ou d'un problème spécifique, visant à obtenir des informations précises et fiables.

- Cause : Est un facteur ou un évènement qui entraine ou contribue à la production à l'apparition ou au développement d'un phénomène, d'un problème ou d'un résultat spécifique c'est ce qui peut être identifié.

- Instabilité : C'est un phénomène qui fait référence à une perturbation ou à une variation indésirable

- dans un système électrique, se traduisant par des écarts important et persistant par

rapport aux valeurs nominales des grandeurs électrique.

- Courant : Le courant électrique est le déplacement ordonné des charges électrique dans un matériau conducteur.

- Disjoncteur : C'est un dispositif de protection électrique utilisé pour interrompre le courant électrique en cas de surcharge ou en cas du défaut.

- Court-circuit : Le court-circuit est une liaison accidentelle entre conducteurs à impédance nulle (court-circuit franc) ou à impédance non nulle (court-circuit impédance).

Figure 1.1: Schéma bloc d'un réseau

7

? Surcharge : Ces sont les surintensités de fonctionnement qui sont dangereuses par leur valeur sont suffisant pour faire fonctionner les appareils de coupure et comme conséquence elles échauffent les conducteurs au point de provoquer l'incendie. L'énergie électrique est transférée où emmagasinée grâce à l'électricité. Cette énergie est transférée d'un système à un autre par un mouvement des charges.

? Le courant : Le courant électrique est le déplacement de charge électrique à travers une surface donnée.

? Poste électrique : C'est un élément qui permet d'élever la tension électrique pour la transmission où de la diminuer pour la consommation des utilisateurs

I.3 Le Réseau électrique

I.3.1 définition

Un réseau électrique c'est un système complexe de production, de transmission et de distribution d'électricité il est donc conçu pour fournir de l'électricité de manière fiable et efficace a un grand nombreux de consommateur sur une vaste zone géographique.

8

I.3.2 Classification du réseau électrique

Pour pouvoir utiliser l'énergie produite dans les centrales de production, il faut la transporter vers la consommation pour assurer ce transport on utilise des lignes et câbles, donc les réseaux qui assureront le transit sans qu'il y ait des grandes pertes sachant qu'ils peuvent subir des risques d'ordre naturel (pluie, humidité, chaleur) ou accidentel. Il y a eu donc recours à la différente topologie des réseaux pour pouvoir assurer le bon transit à savoir

A. Le réseau de transport

Il comprend les lignes et les postes de transformation ainsi que les centrales de production. Ce réseau est capable de transporter l'énergie électrique sur de grande distance, il permet l'acheminement de l'électricité des centrales de production aux grandes zones de consommation, aussi l'interconnexion nationale et internationale pour gérer les flux d'énergie entre les pays en fonction de la demande et des pics de consommation. [2]

B. Le réseau de repartition

Ce réseau comprend les lignes de transport et les postes de transformation intermédiaires entre le réseau de transport et le réseau de distribution. La finalité de celui-là est d'acheminer l'énergie électrique vers les centres de consommation.

C. Le réseau de distribution

Il comprend les lignes et les postes de transformation servant à alimenter les clients. Ce réseau se compose de deux parties : [6] Le réseau de distribution moyenne tension (2.4kV à 69 kV), Le réseau de distribution basse tension (120 V à 600 V). [A2]

I.3.3 Différents modes de distribution [3]

A. Réseau arborescent (radial)

Le réseau radial est la forme de réseau la plus simple. C'est une structure unifilaire arborescente. Les lignes partent d'un point central (poste de transformation) pour se séparer en plusieurs ramifications à la manière des branches d'un arbre. Cette structure concerne les réseaux aériens. On distingue deux types d'alimentation :

? Alimentation en antenne ;

? Alimentation en coupure d'artère

9

Figure 1.2: Réseau arborescent (radial)

a) Réseau bouclé

Lorsque la densité de charge augmente, on tend, surtout dans les réseaux à moyenne tension mais aussi dans les réseaux à basse tension, vers un maillage partiel par la formation de boucles. Tous les accès de la boucle sont alors alimentés par deux lignes, ce qui augmente la sécurité de service. Cette structure est utilisée dans les réseaux aériens.

G

A

B

E D

C

H

Figure 1.3: Réseau bouclé

b) Réseau de répartition

Les réseaux des repartions assurent la liaison entre le réseau de transport et les réseaux de Distribution. Ils comportent des lignes à haute tension (45KV, 90KV) ces réseaux doivent être particulièrement faible ; ils doivent assurer l'alimentation permanente des zones des consommations importante (usines, hôpitaux....) les réseaux de répartition ont la photologie d'un réseau bouclé ; leurs mailles sont beaucoup plus serrées que celle du réseau de transport L'énergie y est injectée essentiellement par les réseaux de transport via le transformateur, mais

10

également par les centrales électriques de moyennes puissances inferieur à 100mW environ. Les réseaux des repartions sont distribués de manière assez homogène sur le territoire d'une région.

c) Réseau de distribution [4]

Les réseaux de distribution sont des réseaux à structure radial, ce qui veut dire qu'il n'y a qu'une seule ligne entre deux noeuds nous distinguons dans ces réseaux deux unités principales qui sont la liaison et les postes de transformations qui servent à alimenter les clients.

Figure 1.4: Distribution radial pure (en peigne) [1] I.4 Les Postes électrique

1.4.1 Définition

C'est une installation utilisée dans la distribution d'électricité pour acheminer L'énergie électrique à partir d'une source de production comme une centrale électrique vers les consommateurs finaux tels que les entreprises le foyer et l'infrastructure publique. Ils sont équipés des transformateurs qui permettent de modifier le niveau de tension d'électricité qui transporter sur une longue distance à travers[6A]

I.4.2 Fonctions des postes

Dans les réseaux, les postes ont pour fonction en particulier [6A]:

:

11

- D'élever ou diminuer la tension : La tension de l'électricité fournie par le réseau est

modifiée par un ou plusieurs transformateurs placés dans le poste de transformation.

- 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.

- De surveiller : c'est la fonction qui consiste à mesurer le courant, la tension, les
puissances, enregistrer et traiter les alarmes etc....

- De protéger : c'est la fonction de protection des ouvrages (lignes, postes...) dans les
réseaux par les disjoncteurs.

I.4.3 Constitution d'un poste électrique

Selon la constitution le poste électrique se compose de :

1. Appareillage de liaison : jeu de barres ou aboutissent les raccordements aux centres, consommateurs et les producteurs

2. Appareillage de manoeuvre et de protection : les disjoncteurs qui ouvrent ou ferment un circuit, suite à une manoeuvre d'exploitation ou à un défaut imprévu dans le réseau (contournement d'isolateur), mise à la terre d'une phase, par exemple ; sectionneurs dont la principale fonction est d'assurer l'isolement du circuit qu'il protège

3. Appareillage de régulation : transformateur a réglage en charge-batterie de condensateur

4. Appareillage de conversion : surtout dans les sous-stations des chemins de fer (redresseur)

5. Appareillage de mesure : transporteurs de potentiel et intensité (T.P- T.I) appareil de mesure proprement dit et relais au secondaire des transformateurs d'intensité et de potentiel de

6. Service auxiliaire BT, courant alternatif et courant contenu : réseau alimente les moteurs de commande, la signalisation, les verrouillages, le chauffage l'éclairage

A. Types de Postes

Tous les réseaux sont reliés entre eux par des postes électriques. Nous distingue trois types

de postes électriques, suivant les fonctions qu'ils assurent [4A]:

- Les postes d'interconnexion;

- Les postes de transformation;

- Les postes mixtes.

12

1) Poste d'interconnexion : Ces postes reçoivent par l'intermédiaire des lignes HT, l'énergie produite qu'ils transforment en THT avant de la transférer vers un poste de répartition [A2].

2) Poste de répartition : Les lignes établies entre le poste de distribution et les postes basse tension urbains et ruraux, véhiculent les courants sous des tensions généralement comprises entre 5500 et 15000 V.

3) postes de transformation

Les postes de transformation d'un réseau électrique, permettant une liaison entre différent réseaux, soit avec une même tension ou à des tensions différentes. Ils permettent de pouvoir manoeuvrer, mettre en ou hors service un tel ou tel élément du réseau que l'on désire sans toutefois changer la configuration générale du réseau. [A2]

Figure 1.5: Schéma du poste de transformation de source

- Disjoncteurs;

- Sectionneurs;

- Interrupteurs;

- Parafoudre;

- Réactance d `arête;

- Sectionneurs de mise à la terre;

- Transformateur de tension et de courant.

13

a) Poste à un seul jeu de barre

Figure 1.6: Poste à un seul jeu de barre, à un disjoncteur par départ, avec sectionnement

Légende :

D : disjoncteur

S : sectionneur

T : transformateur L : ligne

14

b) Poste à deux jeux de barres

Figure 1.7: Poste a deux jeux de barre à un disjoncteur par départ, avec sectionnement

c) Poste à un jeu de barre simple avec sectionnement

Figure 1.8: poste a un jeu de barre simple avec sectionnement: jeu de barre MT

Légende :

B : cellules de condensateur

15

C : départ MT

HT 1, HT 2 : Arrivé HT

T1, T2 : transformateur HT/MT

T3 : transformateur raccorder à une double attache

d) Poste sur support

Figure 1.9: Poste de distribution sur support

Poste sur support est un poste de distribution de l'énergie électrique aux clients. Dans ce poste son emplacement se fait selon la puissance de transformateurs.

e) Poste cabiné (maçonné)

Figure 1.10: Poste de distribution cabiné

16

Poste cabiné (maçonné) est un poste de distribution de l'énergie électrique aux clients ou consommateurs de l'énergie électrique sont emplacement se fait selon la puissance du transformateur, ces postes cabiné sont plantés pour alimenter un grand nombre des populations.

I.5 Lignes Électriques

Les lignes électriques sont de moyen utilisé pour canaliser l'énergie électrique afin de faciliter le transport de cette énergie d'un point à un autre.

I.5.1 Rôle d'une ligne électrique

Les lignes électriques ont pour rôle de transporter d'électricité, permet de relier les centres de production (Centrales thermiques, centrales nucléaires etc...) Vers le niveau de distribution. I.5.2 Types des lignes électriques

Nous distinguons deux types de lignes électriques à savoir:

a) Ligne electrique aérienne;

b) Ligne electrique souterraine. a) Les lignes électriques aériennes 1) Constitution

Les lignes électriques aériennes sont constituées de conducteurs nus ou isolé porté par des isolateurs posés sur de ferrures fixés soit Aux murs où a des supports en bois en fer ou en fonction.

2) conducteur

Ils assurent la continuité électrique tout en supportant sans détérioration ni rupture les

contraintes extérieures auxquels ils sont soumis parmi ces contraintes, nous pouvons citer le vent,

la poussière, la Foudre. Les lignes électriques aériennes doivent avoir les propriétés suivantes :

? Une bonne conductibilité électrique

? Une bonne résistance à l'action chimique de l'atmosphère

? Une tension de rupture a la traction suffisante

? Un point spécifique Reduit

3) Les isolateurs

Ces sont de pièces en porcelaine, en verre ou en céramique qui permettent la fixation des conducteurs aux supporters assurant une isolation entre ces deux parties par leurs formes. Ils doivent avoir une résistance mécanique capable de supporter l'effort de traction des conducteurs leur poids et certaines contraintes dues à l'atmosphère etc.

17

On utilise des chaines d'isolation nommé isolateur de suspension pour le conducteur de

haute tension (ITT) et dont le nombre croît avec la valeur de tension. Le choix des isolateurs se

basse sur le paramètre ci- après :

- La tension nominale;

- La forme et la section des conducteurs - De contraintes mécaniques possible;

- Des coefficients de sécurité qui est le rapport de tension de contournement sous la

pluie et la tension de service.

Les isolateurs doivent présenter les caractéristiques suivantes :

- Un courant de fuite réduit;

- Une rigidité électrique suffisante pour tenir à la tension de service qu'il ne se produise ni

percement de l'isolateur, ni arc de contournement à sec sous la pluie Ils comprennent généralement

deux parties dont;

La partie isolante en verre ou porcelaine et la matière utilisé pour leur fabrication permet

de résister aux actions chimique et l'atmosphérique ainsi qu'aux actions température élevées ;

La partie métallique ou pièce métallique devras supporter les contraintes métallique et

thermiques.

4) Les supports

Les supports des lignes ont les variées du simple poteau en bois. Au tour métallique imposant des grandes lignes 220 et 400Kv. En passant par les poteaux en bois. Les poteaux tubulaires en acier ou en fer profilé, les pylônes sont destinés à soutenir les conducteurs et les ferrures et doivent être tel qu'ils puissent :

Résister aux efforts dus au poids de conducteurs ferrures Et surcharge accidentelle

5) Les armements

C'est la disposition des conducteurs par rapport au support. Les différents armements sont

:

- Armement en triangle : Il existe une dimension transversale plus réduite et permet donc d'obtenir plus facilement une bonne tenue support aux efforts de tension ;

- Armement en nappe : Ce type d'armement exige des supports Large mais élevé et donne une plus grande sécurité mécanique en cas de charge de givre ou oscillations verticale dans les conducteurs. Il permet d'installer deux câbles de gardes.

b. Lignes électriques souterraines

Souvent appelés câbles souterrains ces types de lignes sont en fuies dans le sol ou dans les caniveaux et sont fréquentèrent employées là où il est impossible d'installer un réseau aérien.

18

1. Constitution

Suivant le cas d'utilisation, on distingue les câbles multibrins pour Petites section et ceux pour les grosses sections.

- Les câbles multiconducteurs : Ils comprennent deux, trois ou quatre conducteurs isolés et groupés mécaniquement dans un revêtement (gaine, tresse, armure...) Le poudrage est l'élément : supplémentaire que l'on trouve sur ces genres de câbles. Il est réalisé en cordelettes de papier imprégné d'huile pour donner au câble une ronde.

- Les câbles ou fil série : Ils sont composés des éléments suivants :

V' Un conducteur généralement à une seule âme en cuivre recuit ;

V' Une couche d'isolant constituée soit par du papier imprégné d'huile soit par

polychlorure de vinil (PVC), soit par le polyéthylène réticule (PRC) ;

V' Une gaine de plomb (PB) constituant autour du conducteur isolé une protection
contre l'humidité ;

V' Un armement servant à la protection contre les chocs mécaniques ;

V' Une couche de juste asphaltée ou un papier pour protéger le câble contre la

corrosion

V' Une bonne conductivité électrique afin de réduire la perte d'énergie ;

Les modes de pose les plus couramment utilisés sont :

La pose des n caniveau, qui consiste à mettre les câbles dans les caniveaux en béton armé remplis de sables et main d'un couvercle. Cette pose est utilisée là où la durée d'ouverture de la tranchée n'est pas contraignante ;

- La pose en fourreau qui consiste à mettre les câbles dans de fourreau pre-integrés
dans les blocs de béton. Cette pose est utilisée pour les passages chaussés ou les zones à fort encombrement du sol

- La pose en mortier maigre, qui consiste à installer le câble directement dans un
mortier maigre

- (Uniquement pour le 63 et 90kv) cette technique se prête bien à la pose mécanique
qui est possible lorsque le sous-sol n'est pas encombré c'est à dire dans le zone rurales;

- Les poses en galeries souterraines c procédé est utilisée à la sortie de poste de
transformation urbains de plus, il existe une multitude de techniques adaptées aux franchissements d'obstacles, comme les routes, les cours d'eaux, le micro tunnel, les puits, le forage dirigé. Ces techniques restent néanmoins onéreuses et difficiles à mettre en cuivre.

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? Les câbles souterrains sont déroulés par tronçon de 600(pour le 225kv) à 800m

(pour le 63 et 90kv) et sont raccordés entre eux par des jonctions installée dans des chambres de jonction souterraines.

Pour les lignes des 63 à 90kv, la mise à n souterrain est possible grâce aux progrès de techniques industrialisée de mise en souterraine. Les possibilités techniques actuelles ne permettent pas la mise en souterrain de lignes 400kv en alternatif sur une longue distance. La mise en souterraine génère des impacts environnementaux sur les milieux naturels, qui doivent être maîtrisés

La mise en souterraine peut présenter des contraintes d'exploitation. En effet en cas d'incident, la détection, l'identification et surtout l'intervention d'urgence pour préparer le câble souterrain peuvent exiger de délais importants. Cependant, les risques d'avarie sont nettement moins fréquents que pour les lignes aériennes. Les liaisons souterraines à haute tension et très haute tension ont des impacts sur l'environnement naturel. Leur réalisation nécessaire nécessite comme tout autre infracteur Souterrain, la mise en place de précaution adaptée aux particularités environnementales locales.

Il s'agit de minimiser les effets sur le sol et le sous-sol tel que les glissements de terrain, l'inondation ou encore les dégâts inhérents aux travaux (comme les travaux des pelleteuses) Les modes opératoires mise en oeuvre permettent une bonne reconstitution des sols après travaux par ailleurs, les passages d'un ouvrage aérien ou souterrain, en milieu forestier, gères des impacts environnementaux. En effet, la réalisation de ces ouvrages suppose en amont un élagage de l'espace situé en surface. Seule la repousse d'arbuste où arbre de petite taille est alors possible, ce qui entraîne une modification du paysage environnement.

Ce pendant ce nouveau Passage permet d'arrivée de la lumière dans un milieu boisé relativement sombre favorisent ainsi la biodiversité avec l'application de nombreuses variétés de fleurs (et arbustes) qui est un vecteur de développement de divers insectes de l'accroissement du nombre et de la richesse d'espèces. La mise en Souterrain d'ouvrage électrique présente aussi des impacts environnementaux qui doivent être maîtrisés.

De façon générale, la mise en souterrain entraîne un cout supplémentaire par a la technologie aérienne. Les ordres de grandeurs de réalisation réelles de chaque projet du niveau de tension, et égale la puissance de la puissance électrique de câbles.

20

I.8 Conclusion

Nous voici à la fin de notre premier chapitre qui a tourné sur les Généralités sur les réseaux et différentes définitions de concept de bases pour éviter toute ambiguïté. Des concepts à tout lecteur de ce travail de fin d'étude.

21

Chapitre Deuxième : Présentation du réseau de distribution basse tension du

poste fermier

II.1 Introduction

Avant d'apporter des modifications sur une étude bien définie, il est important de présenter d'abord le poste existant, c'est pourquoi ce chapitre va tourner autour des toutes les situations du poste fermier d'une manière présentative.

II.2 Présentation du poste fermier II.2.1 Présentation géographique

Le poste fermier est situé dans la ville de Likasi, commune de Likasi, précisément dans le quartier KAMATANDA sur la route kamatanda

II.2.3Activités de ce quartier

Plusieurs activités s'exerçant dans ce quartier, il s'agit de :

y' Eglises;

y' Ecoles;

y' Bars;

y' Bureautique;

y' Magasins;

y' Dispensaire

y' Atelier de soudure, de couture, menuiserie ;

y' Fermes;

II.2.4 Historique du poste fermier

Les poste fermier est une cabine bas de poteau sous enclos non couvert il est alimenté par la cabine golf, à travers une ligne aérienne qui est protéger par un disjoncteur MT LIKASI 4 est le feeder qui le dessert la cabine golf installé en 1947-1948 d'abord avec comme objectif de desservir les fermes situé dans le secteur de KAMATANDA cette dernier alimentant plus de 3 fermes du secteur d'où ressort le nom du poste fermier.

L'accroissement démographique qui a suscité la création de plusieurs lotissements dans la secteur a fait accroitre la demande en besoin de l'énergie électrique, chose qui a fait croitre, installé du poste fermier de 10KVA, 100KVA, 160KVA, 250KVA ; vers les années 2004 315KVA ; de 2005 à 2013 630KVA jusqu'en ce jours

22

II.3 Présentation technique

II.3.1 Les caractéristiques du transformateur

C'est un transformateur triphasé dont les caractéristiques sont les suivantes : Puissance s : 630KVA

Tension Un : 6,6KV

Courant nominale MT : 55,11 A

Courant nominale BT : 909,33 A

Fréquence F : 50HZ

Couplage : Dyn 11

Ucc : 4,40%

Mode de refroidissement : ONAN

Figure 2.1: Image du transformateur du poste fermier

II.3.2 Caractéristique du disjoncteur basse tension Type: magnéto thermique

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Model: MARK ABB In: 1250 A Ir =720A Ue=690 V Ui=1000V Uimp= 8KV Fréquence : 50HZ

Figure 2.2: Le disjoncteur

? Jeux de barre

Dans tous les réseaux électriques, les jeux de barres constituent un point d'alimentation des circuits et la répartition de l'énergie électrique

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II.3.3 Configuration du poste fernier

Figure 2.3: configuration du poste fermier Tableau 2.1: Historique des pannes enregistrée sur le poste

Date	Types de défauts
04/01/2023	Fils neutre coupé au niveau du poste
05/01/2023	2 bretelles brulées dans la BSA
17/01/2023	Les fils coupés sur 3 endroits
19/01/2023	Très fortes chutes de tension au niveau de l'antenne VODACOM
09/02/2023	1 bretelle brulée dans la BSA
11/02/2023	3 Phases en court-circuit dans la BSA
14/02/2023	3 Phases interrompues chez un abonné
17/02/2023	Poteaux inclinés à l'entrée de la ferme kiwele et 3 phases en courtcircuit
21/02/2023	2 Phases en court-circuit
24/02/2023	3 fils interrompus chez un abonné

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Problème rencontre au poste ferme

Le grand problème qu'on a eu a rencontré dans le réseau de distribution basse tension du poste fermier qui cause l'instabilité de l'énergie électrique aux consommateurs sont ; les surcharges, le court-circuit et les chutes de tension, les connexions électrique mal fixé,

Conclusion partielle

Le deuxième chapitre parle de la présentation du poste fermier du point de vue géométrique historique et technique des façons a préparé le dernier chapitre

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Chapitre Troisième : Étude des Causes de l'instabilité du réseau de distribution basse tension desservi par le poste fermier

III.1 Introduction

Ce chapitre va parler sur l'étude de causes d'instabilité du courant électrique desservi par le poste fermier certes nous avons trouvé un taux d'instabilité élevé par rapport au différent facteur qui sont à la base de l'instabilité

Type de causes majeures qui provoque cette instabilité au poste fermier

? Les surcharges

? Le Chute de tension

Nous allons nous limiter à déterminer ces deux types de causes considérées comme les causes principales de l'instabilité de ce poste voici comment nous allons procéder :

a. Prélèvement de courant et tensions au niveau du poste et aux différents abonnés

b. Détermination des chutes de tension sur le diffèrent départ du poste

c. Redimensionnement de la section

III.2 Prélèvement de tension simple et composée au niveau du poste

III.2.1 prélèvement de tension au niveau des abonnés

Tableau 3 1: Prelevement de tension chez un abonné tout près du poste du 28/03/2024

TENSION SIMPLE
R+ NEUTRE	221V
S+ NEUTRE	201V
T+NEUTRE	189V
TENSION COMPOSEE
R+S	332V
R+T	320V
S+T	311V

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Tableau 3.2: mesure de tension chez un abonné à 500m du 28/03/2024

TENSION SIMPLE
R+ NEUTRE	206V
S+ NEUTRE	189V
T+NEUTRE	215V
TENSION COMPOSEE
R+S	300
R+T	299V
S+T	340

Tableau 3.3: Prélèvement de tension a une distance très éloigné du poste

R+ NEUTRE	64V
S+ NEUTRE	78V
T+NEUTRE	80V
TENSION SIMPLE
R+S	120V
R+T	100V
S+T	139V

Tableau 3.4: Mesure des charges sur le reseau

Heure

Arrivé Générale

Neutre

Départ 1

Départ 2

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Phase	R		S	T		N		R		S		T		R		S		T
10H30	738		898	879		36		238		212		186		146		149		43
10H45	753		876	846		98		221		200		160		144		148		61
11H00	804		954	877		77		229		193		164		148		156		59
11H15	784		917	853		80		217		186		148		146		141		60
11H30	819		993	901		85		250		218		180		155		138		57
11H45	965		944	841		81		234		212		186		146		149		43
12H00	852		936	877		88		221		200		160		144		148		61
12H15	947		953	878		91		229		193		164		148		156		59
12H30	817		931	877		90		217		186		148		146		141		60
12H45	845		911	927		92		250		218		180		155		137		57
13H00	847		992	891		89		234		212		186		146		149		43
M	834		926	877
		Départ 3							Départ 4						Départ 5
Phase		R			S		T		R		S		T		R		S		T
10H30		115			160		157		205		272		341		143		141		144
10H45		115			168		170		199		275		327		142		138		133
11H00		103			160		168		197		274		322		138		132		140
11H15		113			165		161		201		271		330		139		133		137
11H30		103			165		167		189		279		337		139		134		36
11H45		100			150		161		165		278		230		138		128		137
12H00		131			146		163		187		279		330		141		127		140
12H15		133			144		151		174		281		341		142		180		140
12H30		114			159		155		187		277		332		140		130		338
12H45		126			158		161		182		238		339		141		128		138
13H00		101			142		149		180		270		328		140		122		134
		Départ

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Phase	R	S	T
10H30	32	13	36
10H45	30	12	42
11H00	21	13	31
11H15	22	14	37
11H30	29	27	49
11H45	31	21	50
12H00	32	20	51
12H15	34	19	49
12H30	34	18	50
12H45	33	18	57
13H00	30	19	50
Courant Moyen		879 A
Courant de pointe		956 A

Calcul de taux des charges

Le taux de charge se calcule de la maniere que voici :

TPointe =	'Pointe X 100 'Nominal
'Moyen =		'Moyen	X 100
		'Nominal

956

TPointe = 909,33 X 100

= 105,1%

879

'Moyen =

909,33

X 100

= 96,8 %

30

Le taux moyen du poste est de 105,1% donc le poste est surcharchargé III.3 : Vérification de la chute de tension maximale

La chute de tension d'une liaison est la différence entre les tensions a ses extrémités pour veiller à la bonne marche, il faut que la chute de tension ne dépasser pas des limites préalable fixées par la norme NFC 15-100, le tableau ci-après s'avère indispensable

Tableau 3.5: valeur de résistance et réactance

N°	Section en mm^2	K 20°C ?/km	R 65°C ?/km	XL ?/km	Impédance/ cos	Du 3%kva	Du 5%kva
01	3×10	1,876	2092	0,147	1,762	64,61	108,13
02	3×16	1,116	1,305	0,135	0,125	101,61	196,96
03	3×25	0,714	0,835	0,127	0,744	153,65	256,09
04	3×35	0,510	0,577	0,122	0,535	213,68	356,13
05	3×50	0,357	0,418	0,110	0,400	285,79	476,33
06	3×70	0,255	0,301	0,106	0,304	376,05	626,75
07	3×95	0,188	0,220	0,102	0,237	482,36	803,93
08	3×120	0,148	0,174	0,099	0,198	577,37	962,98
09	3×150	0,119	0,139	0,097	0,169	676,37	112,740
10	3×185	0,096	0,113	0,095	0,147	777,68	296,13
11	3×240	0,074	0,087	0,093	0,125	914,55	152,95

Section des câbles et leur courant nominal

31

Tableau 3.6: Section de câble et leurs courant nominaux

SECTION	DEPART	COURANT NOMINAL	NATURE
4×50mm^2	Départ 1	240A	Cuivre
4×35mm^2	Départ 2	130V	Cuivre
4×50mm^2	Départ 3	160A	Cuivre
4×50mm^2	Départ 4	160A	Cuivre
4×120mm^2	Départ 5	290A	Cuivre
4×70mm^2	Départ 6	180A	Aluminium

III.3.1 Détermination de la chute de tension sur les déférents départs du poste fermier

? Détermination des chutes de tension du premier départ Les caractéristiques de ce départ sont

Section : 3×50mm²

Longueur : 1622m

Courant nominale : 240A

Réactance linéique : 0,110?/km

Résistance linéique : 0,418?km

RL= 0,418.1,622

=0,677?

XL=0,110.1,692

=0,178?

?u=v3 (R cos??+X sin??) I

32

?u=415,2(0,602)

=249,83V

U=400-249,83

=150,17V

? Détermination de la chute de tension de deuxième

départ

Les caractéristiques de ce départ sont

Section : 3×35mm²

Longueur : 1755mm

Courant nominal : 130A

Réactance linéique : 0,122?/km

Résistance linéique : 0,577?/km

RL=0,577.1,755

=1,0126?

XL=résistance linéique ×la longueur de la ligne

XL=0,122.1,755

=0,2141?

?u=v3 (R cos??×Xsin??) I

=v3 (1,0126.0,95+0,2141.0,22)130

=1,73(0,9619+0,0471)130

?u=224,9(1,009)

=226,92V

33

U=400-226,92

=176V

? Détermination de la chute de tension du troisième départ

Les caractéristiques de ce départ sont :

Section : 3x50mm²

Longueur : 1896m

Courant nominal : 160A

Réactance linéique : 0,110?/km

Résistance linéique : 0,418?/km

RL= 0,418.1, 896

=0,792?

XL=0,110.1,896

=0,208?

?u=v3 (Rcos??xsin??) I

=v3 (0,792x0,95+0,208.0,22)160

=1,73(0,752+0,045)160

=276,8(0,797)

=219,9V

U=400-219,9

=180,1V

? Détermination de la chute de tension du quatrième départ

Les caractéristiques de ce départ sont :

Section : 3x50mm2

34

Longueur : 1877m Courant nominal : 160

Réactance linéique : 0,418 ?/km Résistance linéique : 0,110 ?/km RL=0,418.1, 877

=0,2064?

XL=0,110.1, 1877

=0,7845

?u=v3 (R cos??+ X cos??) I

=v3 (0.2064.0,95+0,7845.0,22)160

=1,73(0,1960+0,1725)160

=276,8(0,3685)

=102V

U=400-102

=298V

? Détermination de la chute de tension du cinquième départ

Les caractéristiques sont

Section : 3x120mm²

Longueur : 1852m

Courant nominal : 230A

Résistance linéique : 0,174 ?/Km

Réactance linéique : 0,099 ?/Km

RL= 0,099.1, 852

35

=0,1833 Q

XL=0,174.1,852
=0,3222Q

?u=v3 (Rcos??+X sin??) I

= v3 (0,1833.0, 95+0,3222.0,22)230

=1,73(0,1741+0,0708)230

=397,9(0,2449)

=95,7V

U=400-95

= 305V

? Détermination de la chute de tension du sixième départ

Les caractéristiques sont :

Section : 3×70mm² Longueur : 1672

Courant nominal : 180A

Réactance linéique : 0,106 Q/km Résistance linéique : 0,301 Q/km RL=0,301.1, 672 =0, 5032 Q

XL=0,106.1, 672 = 0, 1772 Q

?u= v3 (R cos??+X sin??) I

=v3 (0,5032.0,95+0,1772.0,22)180

36

=311,4(0,4780+0,0389)

=311,4(0,867)

=269,6V

U=400-269, =131V

III.3.2 calculs de grandeurs simples

Départ 1

?u= ???1 = ⁹³= 53,69V

v3 v3

Départ 2

?u= ???2 = 251,75 =145,31V

v3 v3

Départ 3

?u= ???3₌ 102 =59,2V

v3 v3

Départ 4

?u= ???4 = 218,_8 =123,86V

v3 v3

Départ 5

?u= ???5 = ^189,3=97,74V

v3 v3

Départ 6

?u= ???6 = 196,3=113, 3V

v3 v3

III.4 Redimensionnement de la section

Sans ignorer que les conducteurs électriques permettent de transport 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 afin de limiter aussi l'échauffement des câbles

37

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

III.4.1 la puissance installée

La puissance installée c'est la puissance disponible sur le réseau et pour un abonné la puissance installée est la somme arithmétique de la puissance nominale des récepteurs

P Int=

Pour parvenir à estimer la consommation de l'énergie électrique en régime normal deux hypothèses peuvent être envisagées

Il est difficile de prévoir avec précision la puissance demandée par certaines abonnées étant donné que tous les consommateurs ne résident pas dans des milieux sociaux économiques égaux et surtout que la situation géographique s'accroit d'une année à l'autre en tenant compte ces hypothèses pour établir un bilan de puissance on devra prendre en compte les facteurs ci-après :

1. Facteur d'utilisation de charge k??

Le régime de fonctionnement normal d'un récepteur peut être tel que sa puissance utilisée Soit inférieure à sa puissance à sa puissance nominale d'où toute puissance relative a un récepteur doit être multiplié par le facteur

d'utilisation

Le facteur d'utilisation prend en compte que les récepteurs peuvent ne pas fonctionner à leur puissance nominale le tableau ci-après donne quelques valeurs de k??

Tableau 3.7: valeurs d'utilisation de charge

Nature de récepteurs	Valeurs de k??
Récepteurs non utilisés	0
Récepteurs en moteur	0,75
Prise de courant	0,65
Récepteurs purement résistifs	1

38

2. Facteur de diversité facteur de simultanéité Ks

En pratique toutes les charges d'une installation donnée ne fonctionnent jamais simultanément il y a toujours un certain degré que l'on doit tenir compte par utilisation des facteurs de simultanéité le tableau ci-dessous donne les valeurs de Ks

En fonction de la démographie

Tableau 3.8: Valeurs de facteur de simultanéité

Nbr	2-4	5-9	10-14	15-19	20-24	25-29	25-29	30-34	35-39	40-49	>50
Ks	1	0,78	0,63	0,53	0,49	0,44	0,44	0,44	0,42	0,41	0 ,4

Le facteur de diversité est l'inverse du facteur de simultanéité et peut donc être supérieure à 1.

Facteur d'extension ke

Appelé aussi facteur de réserve il varie généralement entre 1,2 et 1,4 Et on doit noter que le facteur d'utilisation ku s'applique individuellement à chaque récepteur tandis que le facteur de simultanéité Ks s'applique à la puissance totale installé

Tableau 3.9: Echantillon des puissances d'une maison d'un abonné

Récepteurs	N^bre	Pu	Pn	Ku	PInd
Lampes	8	45W	320W	1	320W
Télévision	1	300W	300W	1	300W
Radio	1	35W	35W	1	35W
Fer a repassé	1	1200W	1200W	0,75	26,25W
Spirale	1	2500W	2500W	1	2500W
Réfrigérateur	1	150W	150W	0,75	112,5W
Thermoplongeur	1	1200W	1200W	1	1200W
Lecteur	1	35W	35W	1	35W

= 910 A

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Ventilateur

1

60W

60W

0,75

45W

Pour calculer la puissance installée on procède comme suite

? ??in?? =5447, 5W

Pinst=? in??u. K??

Pins= 30.5447, 5.0, 44=71907W (71,9 kW)

Pt=Pd (1+??) T

= 71907(1+0,4)20

=71907(1,4)20

=2013396W (2013,3 kW)

Pour 30 maisons la puissance installée est de 71907W (71,9 kW) Pendant 20ans nous aurons la puissance de 2013396W (2013,3 kW) Pinst : puissance installée

Pindu : puissance industrielle de la maison

T : durée (Nombre d'années) Pt : puissance totale

?? : Facteur d'extension

III.4.2 intensité admissible dans le conducteur

C'est la quantité maximale de courant qu'il peut supporter sans surchauffer où sans causer des chutes de tension plus l'intensité admissible est élevée plus la section du conducteur devient plus importante

??

???????? =
	v3 × ??

630000

=

692,8

40

Pt

I_n =

v3×U_n

3451536

In =
	692,8

= 4982 A

III.4.3 choix de la section

Le choix de la section se calcul en fonction de la formule ci-après :

InvTcc

S=

a

910v3

=

1574,3

=

R=

105,3 105,3

=14,9mm²

Selon la section normalisée nous allons utiliser la section de 16mm²

Avec :

S : la section

a : coefficient du conducteur en cuivre

In : courant nominale

Tcc : temps de court-circuit

III.5. Causes techniques de l'instabilité

En voici les causes majeures de chute de tension ainsi que les surcharges du réseau de distribution basse tension du poste fermier

Dans Ce poste la surcharge est un élément provoqué par la demande excessive d'électricité lorsque la demande d'électricité dépasse la capacité du réseau en fonction de la distance

Si la charge électrique n'est pas correctement répartie dans le réseau, certaines parties du réseau pouvant être surchargé pendant que d'autres sont sous-utilisées.

Les charges ne sont pas bien reparties ce qui donne une chute de tension due aux conducteurs utilisés de très faible section en aluminium transportant le courant très élevés d'après la loi de Pouillet

41

Lorsque la section du conducteur est faible la résistance augmente et la longueur

(distance) qui n'est pas respecter selon les normes sur les installations électriques

Une cabine doit alimenter une zone de 500m² ce qui veut dire que le rayon

d'alimentation est dépassé

Le cas de raccordement frauduleux empêche la SNEL de contrôler la

statistique de la cabine et dans toute la zone d'alimentation de ce poste nous avons

qu'une seule boite de sectionnement apparente qui est placée à la cabine

III.6 approche palliative aux causes d'instabilité

Une façon qu'il faut pour éliminer le taux d'instabilité dans le réseau de distribution

poste fermier voici quelques solutions proposées que voici :

y' Replacer les conducteurs de faible section par une section considérable pour satisfaire

les abonnés du poste fermier

y' Ajouter les boites des sectionnements apparents (BSA) dans chaque départ pour

permettre ce que nous ne puissions pas avoir de chute de tension trop élevée

y' Réduire le rayon d'alimentions parce que chaque cabine doit avoir une limite bien

déterminer pour n'est pas tombé dans les causes majeures qui peut déranger les réseaux de

distribution régulièrement

y' Renforcer le contrôle pour décourager les personnes qui exécutent les

raccordements frauduleux

y' Avoir une intervention rapide c'est à dire intervenir en cas de fusion pour

empêcher les abonnés de changer chaque fois les phases

y' Dans la mesure possible pour ne pas vivre toujours la même difficulté dans ce

poste nous proposons aussi a implanté une autre cabine pour séparer les abonnés

III.7 Conclusion partielle

En définitif nous disons que le réseau de distribution du poste fermier est d'abord

surchargé et en suite le chute de tension règne aussi, nous avons calculé les chutes de tension et

redimensionner la section qu'on devra utiliser et nous avons prélevé le courant et tension aux

différents départ que ça soit chez les abonnés tout comme au niveau du poste.

42

Conclusion Générale

Nous voici au terme de notre travail de fin d'étude, ce travail a permis d'explorer en profondeur les aspects clés du réseau de distribution basse tension, notre sujet à porter sur : « Etude des causes d'instabilité du réseau de distribution basse tension desservi par le poste fermier » après étude nous étions dans l'obligation des structurer cet travail en trois chapitre

Le premier chapitre a établi un cadre général pour comprendre le réseau de distribution basse tension. Il a mis en évidence les différentes composantes du réseau, les normes et les réglementations qui le régissent.

Le deuxième chapitre s'est concentré sur le poste fermier, élément central du réseau de distribution basse tension. Il a présenté sa structure, d'une manière générale du point de vue géographique, historique et technique de façons a préparé le dernier chapitre.

Le troisième chapitre a approfondi l'étude des causes d'instabilité du réseau de distribution basse tension desservi par le poste fermier. Il a identifié les facteurs qui causent l'instabilité de l'énergie distribuée, tels que les surcharges, les court -circuit dans le réseau et les chutes de tension,

Cette étude a mis en lumière la complexité du réseau de distribution basse tension cette étude permet de mettre en place des solutions adéquates pour améliorer la qualité de l'énergie distribuée et répondre aux besoins croissants des consommateurs

Voici d'une manière compendieuse, l'enclos de notre travail scientifique et nous restons aux remarques, suggestions et ajout pour l'amélioration successive de cette oeuvre, car dit-on l'oeuvre humaine ne manque jamais d'imperfection.

V' TRAVAUX DE FIN D'ETUDE

43

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V' [6A] H. Belila, « Cours de Réseaux électriques », 2022.

> NOTES DES COURS

V' P.A CHRISTIAN BUMUTE, cours d'initiation à la recherche scientifique 2020

V' ASS TUBA MUSSAY, technologie electrique, 2020

V' ASS JOSUE KALOLO, cours d'électricité générale, 2020

V' Document official de la SNEL/Likasi

V' CC KIBALE et CC GUELORD TSHINVEL, cours de production, 2024

V' CC LUCIEN MBUYA et CC MARCEL KIMOTO, cours de transport et distribution

d'énergie électrique, 2024

44

V' MONGA ILUNGA, Étude et amélioration de la qualité d'énergie électrique basse

tension 2021

V' RDC

V' GATTAL BOULLARES, méthodes d'analyse de perturbation électrique dans la qualité

de l'énergie électrique en utilisation des nouvelles techniques pour l'application creux

de tension

V' 2012, MAROC

V' BAHLOUL ADDERRAHIM, étude de la stabilité de la tension 2022 ALGERIE SITES

INTERNET

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V' www.wikipedia.org

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