Institut de Formation en Electricité et Gaz Société Par Action - Filiale du Groupe SONELGAZ - ALGERIE Ecole Technique de Blida Centre d’Excellence Atelier de renforcement des capacités des formateurs dans le cadre des activités du RACEE BENSALEM Samia / IFEG-ETB 25/02/2018

CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX DE DISTRIBUTION BT Institut de Formation en Electricité et Gaz Société Par Action - Filiale du Groupe SONELGAZ - ALGERIE Ecole Technique de Blida Centre d’Excellence CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX DE DISTRIBUTION BT

Electricité : de la production à la consommation >50kv 1KV<U<50Kv UTE C18-510 Electricité : de la production à la consommation

Constitution du réseaux d’énergie électrique Les centres de production CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Contexte et objectifs Constitution du réseaux d’énergie électrique Les centres de production Les lignes électriques Les postes électriques Acheminement de l’énergie électrique Elévation et baisse du niveau de tension Limitation des pertes électriques

Mission du réseaux de distribution électrique CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Contexte et objectifs Mission du réseaux de distribution électrique Développer les réseaux (concevoir et réaliser) ; Exploiter les ouvrages; Entretenir les réseaux. Les réseaux doivent se développer pour trois raisons essentielles Assurer la desserte des nouveaux clients ou le raccordement des nouveaux producteur; Renforcer le réseau; Améliorer la qualité de la fourniture en réduisant les coupures longues et les imperfections de l’onde de tension.

Principales problématiques du distributeur Qualité CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Contexte et objectifs Principales problématiques du distributeur DISTRIBUTION Qualité Continuité Sécurité

Qualité Sécurité Continuité Contexte et objectifs Qualité de tension CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Contexte et objectifs DISTRIBUTION Qualité Qualité de tension Chute de tension Fréquence Chute de tension Continuité Continuité de service & fourniture Rétablissement suite incidents Incidents et coupure Sécurité Personnes et tiers Personnel

Contexte et objectifs Réseau BT Réseau HTA Poste DP CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Contexte et objectifs Réseau BT Réseau HTA Poste DP

01 02 03 04 05 Plan de la présentation compréhension des phénomènes physique et mathématique sur le sujet de la chute de tension. 02 Principe de calcul de chute de tension 03 Seuils et norme (NF C15-100 et GTD Sonelgaz) 04 Méthodologie pour la conduite de calcul de la chute de tension 05 Travaux dirigés et conclusion

CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Phénomène physique 1-DEFINITION La chute de tension comme son nom l’indique représente une diminution de la tension entre la source et le récepteur. Elle est définie par la relation ΔV = VS-VR VS : Tension simple à la source. VR : Tension simple au récepteur.

SCHEMA SIMPLIFIE Principe de calcul de la chute de tension CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Principe de calcul de la chute de tension SCHEMA SIMPLIFIE Imaginons une distribution d’énergie, les éléments du circuit peuvent être représentés par le schéma suivant : R : Résistance du conducteur Z: Impédance du récepteur X= LωI : Réactance inductive du conducteur VD : Potentiel du départ Pour les lignes de distribution la réactance capacitive est négligée. Dans le cas d’un courant alternatif , il existe un déphasage entre la tension et le courant, notée .

CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Phénomène physique 2-RESISTANCE La résistance d’un câble est donnée par la formule : R = ρ L / S R : Résistance en Ω. ρ : Résistivité en Ωmm2/m. L : Longueur en m. S : Section mm2 . La résistance d’un matériaux conducteur s’exprime par le symbole ρ suivi du rapport de la longueur sur la section

ρθ : Résistivité à la température θ. °C CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Phénomène physique 2-RESISTANCE Mais cette résistance varie avec la température et suivant le coefficient de température de chaque matériaux exprimé par le symbole α, selon la relation suivante ρθ = ρ0 (1+ α Δθ) ρθ : Résistivité à la température θ. °C ρ0 : Résistivité à la température 0 °C. α : Coefficient de température [0.004 °C-1]. Δθ : Variation de la température A partir de cette relation nous pouvons déterminer la résistivité d’un matériau à une température donné.

CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Phénomène physique 2-RESISTANCE Détermination de la résistivité du cuivre à 20 °C : ρCu [20°C] = ρCu [0°C] . (1 + α.20) ρCu [20°C] = 0.0171 . (1 + 0.004 x 20) = 0.0185 Ωmm2/m Cette valeur est valable pour un conducteur nu. Pour utiliser cette valeur sur un conducteur isolé en régime permanent, il faut la multiplier par un facteur de 1.25. Soit 0.0185 x 1.25 = 0.023 Ωmm2/m Cette valeur est indiquée par la norme NF C 15-100 page 248

Réactance du réseaux aérien: 0.35 Ω/Km CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Phénomène physique 3-REACTANCE La réactance linéique d’un câble (ω) est causée par le champ magnétique qui résulte d’un passage de courant électrique. Un courant variable est accompagné d’un champ magnétique variable qui Induit une F.E.M. qui s’oppose à cette variation du courant. Valeur de la réactance linéique des conducteurs selon leurs dispositions : Réactance du réseaux aérien: 0.35 Ω/Km Réactance du réseaux sous terrain: 0.1Ω/Km

4-SCHEMA SIMPLIFIE Principe de calcul de la chute de tension CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Principe de calcul de la chute de tension 4-SCHEMA SIMPLIFIE Imaginons une distribution d’énergie (câble électrique alimentant une charge Z), les éléments du circuit peuvent être représentés par le schéma suivant : R : Résistance du conducteur Z: Impédance du récepteur X= LωI : Réactance inductive du conducteur VD : Potentiel du départ Pour les lignes de distribution la réactance capacitive est négligée. Dans le cas d’un courant alternatif , il existe un déphasage entre la tension et le courant, notée .

5-DIAGRAMME DES TENSIONS Ib CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Principe de calcul de la chute de tension 5-DIAGRAMME DES TENSIONS Ib VD VA Longueur L VD : Tension à l’origine du câble VA : Tension aux bornes du récepteur La chute de tension sera : U = VD - VA Le récepteur absorbe un courant alternatif Ib et possède un certain déphasage noté α entre VA et Ib

CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Principe de calcul de la chute de tension 5-DIAGRAMME DES TENSIONS Ce diagramme permet l’interprétation géométrique de la chute de tension

Selon de diagramme des tensions CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Principe de calcul de la chute de tension Selon de diagramme des tensions Pratiquement , nous pouvons admettre que OC=OD, et la chute de tension dans le conducteur est représentée par AC. AC = AB + BC AB=R.I.cos Nous pouvons écrire : BC=Lω.I.sin AC =I ( R.cos + Lωsin ) La chute de tension dans le conducteur (VD-VA), soit U, a pour valeur : U= I (R.cos + Lωsin ) Et pour une ligne triphasée équilibrée : U=√3 .I (R.cos + Lωsin ) Nous nous intéresserons plus particulièrement à la chute de tension dans les lignes triphasées, cas général des réseaux de distribution : En triphasé, nous avons :

√𝟑 La nature du conducteur (ρ, θ) La longueur du câble CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Principe de calcul de la chute de tension √𝟑 La nature du conducteur (ρ, θ) La longueur du câble La section du conducteur L’intensité du courant Cos ⱷ

6-PRINCIPE DE CALCUL Principe de calcul de la chute de tension CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Principe de calcul de la chute de tension 6-PRINCIPE DE CALCUL Z = r cos+x sin L = Longueur de la ligne I0 = courant en tête du départ BT K = Coefficient ½ Si on a une répartition uniforme de l’intensité 1 Si on a une intensité concentré à l’extrémité de la ligne

6-PRINCIPE DE CALCUL Principe de calcul de la chute de tension Tel que CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Principe de calcul de la chute de tension 6-PRINCIPE DE CALCUL CHUTE DE TENSION RELATIVE  Tel que Moment électrique de la charge P Moment électrique d’une ligne

VALEURS ADMISSIBLE (NF C15-100) CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Seuils et norme VALEURS ADMISSIBLE (NF C15-100) Les valeurs admissibles de la chute de tension sont indiquées dans la norme NF C15 100 page 247 Elles sont partagées en deux type : Type A : Branchement sur un réseau BT - Installation lumière : 3% - Autres installations : 5% Type B : Alimentation à partir d’un poste source DP ou Livraison : - Installation lumière : 6% - Autres installations : 8%

CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Seuils et norme VALEURS ADMISSIBLE (GTD SONELGAZ) ± 10 % pour les zones industrielles ou rurales. ± 5 % pour les zones urbaines. Conformément au Décret n°10-138 du 28 Joumada El Oula 1431 correspondant au 13 mai 2010 fixant les regles techniques de conception, d’exploitation et d’entretien des réseaux de distribution de l’électricité et du gaz, Article 05, fixe la tolérance maximale pour la variation de la tension les valeurs des chutes de tension autour de la tension normale, à savoir :

25 Méthodologie pour la conduite de calcul de ∆U CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Méthodologie pour la conduite de calcul de ∆U 1- Calcul de la section La méthode utilisée est celle des moments électriques. 1- En procédant tronçon par tronçon, de l’extrémité de la ligne jusqu’à la source, On calcul le moment des charges de chaque tronçon et on fait la somme. M = ∑ Mtronçon 25

Méthodologie pour la conduite de calcul de ∆U CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Méthodologie pour la conduite de calcul de ∆U 1- Calcul de la section Le moment des charges M (Kw.Km) est retrouvé à l’aide du tableau suivant : N : Nombre de logements en aval du tronçon, pour déterminer le coefficient K P = K.N.Ps : Puissance simultanée des logements L : Longueur du tronçon en Km. M : Moment électrique des charges transitées sur le tronçon TRONCON N[Logts] K[Coef] P[KW] L[Km] M=P.L[KW.Km] AB   BC TOTAL M=…

Puissance allouée ( Pa ) pour des logements : CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Méthodologie pour la conduite de calcul de ∆U 1- Calcul de la section P = Kf.N.Pa.cos Puissance allouée ( Pa ) pour des logements : Logements de 1 pièce : 3 kW Logements de 2 à 6 pièces : 6 kW Logements de + de 7 pièces : 9 kW

1- Calcul de la section Méthodologie pour la conduite de calcul de ∆U CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Méthodologie pour la conduite de calcul de ∆U 1- Calcul de la section Coefficient de simultanéité k Sachant que tous les abonnés d’une même ligne n’utilisent pas en même temps la puissance de pointe mise à leur disposition, il convient d’appliquer un coefficient réducteur qui décroit avec le nombre d’abonnés. N : Nombre de lgts au point considéré et en aval de ce point. K : Coefficient de simultanéité à appliquer à la somme des puissances élémentaires des N abonnés. N 1 à 4 5 à 9 10 à 14 15 à 19 20 à 24 25 à 29 30 à 34 35 à 39 40 à 49 ≥50 K 1 0.78 0.63 0.53 0.49 0.46 0.44 0.42 0.41 0,38 Selon la norme C14-100

2- On s'impose une chute de tension admissible (normes et seuils), CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Méthodologie pour la conduite de calcul de ∆U 1- Calcul de la section 2- On s'impose une chute de tension admissible (normes et seuils),   3- On calcule le moment électrique minimal de la ligne à mettre en œuvre :

CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Méthodologie pour la conduite de calcul de ∆U 1- Calcul de la section 4- A partir du type de ligne désiré (cuivre, almélec, ...) et du tableau des moments M1, on détermine la section S à mettre en œuvre. 5- il convient de s’assurer que la section choisie peut supporter le courant transité tel que :

CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Méthodologie pour la conduite de calcul de ∆U 1- Calcul de la chute de tension Lorsqu’on veut réaliser une extension à partir d’un point d’un réseau existant, il est nécessaire de calculer la chute de tension en ce point (charges de l’extension incluses) afin de déterminer la chute de tension.

1- Calcul de la chute de tension CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Méthodologie pour la conduite de calcul de ∆U 1- Calcul de la chute de tension 1- Même méthode que celle de calcul des sections, pour calculer le moment des charges. M = ∑ Mtronçon 2-Connaissant les caractéristiques de la ligne entre le point considéré et la source, avec le tableau des moments des lignes on a : M1. 3- Chute de tension entre la source et le point considéré :

1- Calcul de la chute de tension Remarque CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Méthodologie pour la conduite de calcul de ∆U 1- Calcul de la chute de tension Remarque  S’il y a un changement de section entre la source et le point, l’étude doit se faire section par section, puis faire la somme des chutes partielles.

1- But : Déterminer 2- Déroulement : 3- Durée : 30mn CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Travaux dirigés et conclusion 1- But : Déterminer  la chute de tension sur un réseau BT. La section des conducteurs en fonction de la chute de tension admissible. Etude de la possibilité d’une extension réseau 2- Déroulement : L’une des deux variantes préconisées sera adoptée selon le nombre et le niveau du groupe : Var 01 : Travail de groupe: sous-groupes de 03 participants Var 02 : Travail en individuel 3- Durée : 30mn

Calculer la chute de tension, en sachant que M1=1.4 KW.Km CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Travaux dirigés et conclusion Exemple 1  Une usine située à 600 m d’un poste HTA/BT, est alimentée en 400 v par une ligne torsade de 35 mm2 Alu de section de phase. Elle absorbe une puissance triphasée équilibrée de 30 KW sous cos φ = 0.9. Calculer la chute de tension, en sachant que M1=1.4 KW.Km

CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Travaux dirigés et conclusion Exemple 2  On désire équiper d’un réseau en 3*400 /230 V–50Hz, une rue de 400 mètres de longueur, bordée des 2 cotés, par des pavillons de 20 mètres de façade chacun, absorbant une puissance de 1 Kw, sous cos φ = 0.9. Déterminer la section des phases du faisceau torsadé pour que la chute de tension ne dépasse pas 5 %. A noter que le 1er tronçon à considérer a son extrémité au point de dérivation de l’extension et qu’il faut prendre en considération les futures charges de l’extension.

CALCUL DE LA CHUTE DE TENSION DANS LES RESEAUX BT Travaux dirigés et conclusion Exemple 3  A partir d’un réseau existant en aérien nu 48 mm2 cuivre issu d’un poste DP en B2 (rural), on a à réaliser une extension qui alimentera 8 pavillons dont 4 au point A et 4 au point B. Légende : Branchement Dérivation existante Le chiffre indique le Nbre de Logts sur la dérivation Le tronçon PC existant est en 48 mm2 Cu Le tronçon CA extension est en torsadé Alu A noter que le 1er tronçon à considérer a son extrémité au point de dérivation de l’extension et qu’il faut prendre en considération les futures charges de l’extension.

Conclusion Solutions Le changement des section des conducteurs Institut de Formation en Electricité et Gaz Ecole Technique de Blida Conclusion Solutions Le changement des section des conducteurs Réhabilitation du réseaux L’accroissement du nombre de départs Création d’un poste Le remplacement du transformateur … Le choix de la solution se fait à l’aide d’un calcul technico-économique

de votre aimable attention. Institut de Formation en Electricité et Gaz Ecole Technique de Blida Merci de votre aimable attention.

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