Principales raisons dutilisation Dans le monde Les différentes lignes - Continues - Alternatives * aériennes *souterraines Composants des différentes lignes Caractéristiques électriques

Les lignes à haute tension sont les principales lignes de transport délectricité. Elles peuvent être aériennes, souterraines et même parfois sous- marines.. Elles servent au transport sur les longues distances de lélectricité produite par les diverses centrales électriques, ainsi quà linterconnexion des réseaux électriques.

Le choix dutiliser la haute tension simpose dès quil sagit de transporter lénergie électrique sur des distances supérieures à quelques kilomètres. Le but est de réduire les pertes en ligne. Ces principales pertes sont dues à leffet Joule qui ne dépend que de 2 critères. La résistance de la ligne et le courant dans la ligne.

Pour avoir quasiment la même puissance transmise par les centrales électriques, on élève la tension et donc par la relation ci-dessous le courant diminue. P=U*I Cst Augmente Diminue Et donc si le courant diminue alors par la relation ci-dessous les pertes joules diminues fortement. Pjoules = R*I² Diminue Cst Diminue

Les tension faisant partie du domaine « Haute tension B » qui ont des valeurs supérieur à 50 kV varie suivant les pays. Schématiquement, dans un pays on trouvera des tension de lordre de: 63kV à 90kV pour les distributions urbaines 110kV à 220kV pour les connexions des régions 345kV à 500kV pour les principales interconnexion national

Voici quelques chiffres des lignes Haute tension présentent dans le monde. Ligne Pays Tension réseau Année Lauchhammer – Riesa Allemagne110 kV1912 [1] Brauweiler – Ludwigsbourg AllemagneLudwigsbourg220 kV1929 Boulder Dam - Los Angeles Etats-UnisLos Angeles287 kV1932 Harsprånget – Halsberg Suède380 kV1952 MoscouMoscou – Volgograd RussieVolgograd525 kV1960 MontréalMontréal – Manicouagan CanadaManicouagan735 kV1965 Broadford – Baker Etats Unis765 kV1969 Ekibastuz – Elektrostal RussieElektrostal1 200 kV [2] [2] 1985 Suvereto – Valdicciola Italie1 050 kV [3]1995 [3] MinamiMinami – Niigata Japon1 100 kV [4] [4] 1993 Jindongnan – Jingmen ChineJingmen1 100 kV [5] [5]

Il existe des lignes Haute tension à courant continu, elles sont utilisées surtout pour des lignes sous-marines et des lignes enterrés. Le transport se fait en courant continu pour des raisons de fiabilité, dencombrement et déconomie. Un exemple détaillé: Il existe une liaison France Angleterre (IFA 2000), elle est composée de deux paires de conducteurs dont le potentiel par rapport à la terre est de +270kV et -270kV. Soit une différence de potentiel de 540kV.

Les pylônes permettent un transport aérien délectricité, ils sont composés en général de treillis dacier. Leur fonction est de maintenir les conducteurs à une distance suffisamment éloignée de tout obstacle et surtout du sol. Ils permettent aussi et surtout une sécurité et un isolement par rapport à la terre. En effet, les câbles étant nus pour limiter le coût et le poids des lignes. Pylônes Muguet Hauteur et poids moyen 54m en 400kV (33t) 42m en 220kV (15t) Pylônes Trianon Hauteur et poids moyen 35m en 400kV (21t) 25m en 225kV (12t) Pylônes Chat 225kV Hauteur et poids moyen 35m (6t) Poteaux métallique ou Poteaux en béton Hauteur et poids moyen 30m (17t)

Les énergies transportées sont principalement sous forme triphasées, on trouvera au 3 conducteurs par lignes. Les conducteurs en cuivre sont de moins en moins utilisés. En général les conducteurs sont conçus avec un alliage daluminium. On utilise de laluminium qui possède certes moins de conductivité, mais qui est avantageux pour son poids permettant une réduction de pylônes très coûteux. Les conducteurs sont nus, et la section dun conducteur est den moyenne 500mm². Il faut ajouter quil y a deux conducteurs par phase soit 1000mm² par phase. On utilise deux conducteurs par phase à cause des effets de peaux ce qui provoque donc des pertes supplémentaires.

Lisolation entre les conducteurs et les pylônes est assurée par des isolateurs. Ceux-ci sont composés principalement de verre ou de céramique mais il existe aussi des isolateurs en matériaux synthétiques. Les isolateurs en verre ou en céramique sont en général sous forme dassiette. Leur association provoque ainsi une chaine disolateur. Sur une ligne 400kV, les conducteurs sont isolés des pylônes par une chaine disolateur composée par 19 assiettes. Ce qui fait à peu près 20kV par assiette.

Permettent la localisation des lignes pour la circulation aérienne.

Câble de garde Les câbles de garde ne transportent pas de courant. Ils jouent le rôle de paratonnerre. Ils attirent les coups de foudre et évitent le foudroiement des lignes.

Le transport délectricité pose plusieurs problèmes en particulier ceux des pertes dénergie et des chutes de tension. Schéma équivalent dune phase à haute tension

Relation: R= L/S étant la résistivité des câbles L étant la longueur de la ligne S étant la section du conducteur Afin de limiter les pertes en ligne on souhaite que la résistance soit la plus faible possible. La résistivité du cuivre: 1.72*10^-8 Ω /m La résistivité de laluminium: 3*10^-8 Ω /m

La section des conducteurs est en moyenne de 500mm². Le transport dune phase se fait à laide de deux conducteurs de même section ce qui équivaut à un câble dune section de 1000mm² Mais il plus avantageux dutiliser deux câbles au lieu de 1 seul à cause des effet de peaux.

Leffet de peau se produit dans tous les conducteurs parcourus par un courant électrique alternatif. Ce phénomène est accentué plus la fréquence de la tension est élevée. Leffet de peau signifie que le courant électrique ne circule pas uniformément dans toute la section du conducteur. Cest comme si la section du conducteur était plus petite, ce qui provoque alors une résistance plus élevé et donc des pertes joules plus importantes. Pour éviter ce phénomène il y a plusieurs possibilités mais dans le cas de la Haute tension seul la division des conducteurs est appropriée.

Malgré les efforts pour réduire la résistance et donc les pertes, il y a toujours des pertes non négligeables. En France 13TWh par an Les deux solutions retenues pour réduire les pertes sont donc: -Augmenter le nombre de conducteur -Réduire le courant dans les lignes

Les lignes possèdent aussi une inductance mais aussi une capacité. Une ligne aérienne possède en moyenne 1 à 2 mH/km soit une impédance de 0.3 à 0.7 /km Une ligne aérienne à aussi une capacité de nF/km

Avec toutes ces contraintes et ces pertes, la tension à larrivée au niveau des transformateurs nest plus la même. Cette relation se traduit par léquation ci-dessous: Us = E –(r+R)I+j(l L Des solutions existent pour diminuer ces chutes: -Intégrer des batteries de condensateurs -Augmenter la tension du groupe

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