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2014/2015 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIG

2014/2015 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Université A/MIRA Bejaïa Faculté de Technologie Département :Génie électrique Mémoire de fin de cycle EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER EN ELECTROTECHNIQUE Option : Technique de Haute Tension Thème Réalisé par:Encadré par : ABDELLI Amina MrA. MEDJDOUB Mr N. AIT ATHMANE Dimensionnement de batterie de compensation de l’énergie réactive pour la station de pompage des hydrocarbures de Beni Mansour Remerciement Tout d’abord, je remercie dieu le tout puissant de m’avoir donné tant de courage, de volonté, de patience et de santé durant toutes ces années d’études. Je voudrai sincèrement exprimer mes vifs remerciements à Mr: A. MEDJDOUB et Mr : N. AIT ATHMANE pour leurs disponibilité durant toute la réalisation de ce travail, pourleurs précieux conseils, orientations et critiques. J’adresse mes chaleureux remerciements aux membres de jury, qui ont fait l’honneur d’accepter de jugermon travail. Et enfin, à toutes personnes qui ont contribues, de près ou de loin à la réalisation de ce modeste travail Dédicaces Avec un énorme plaisir, un cœur ouvert et une immense joie, que je dédie mon travail A celui qui as toujours garnis mes chemins avec force et lumière … mon très cher PAPA A la plus belle perle du monde … ma tendre MAMAN A mes frères et sœurs… en leur souhaitant tout le succès et tout le bonheur du monde A toute ma famille pour le respect et l’amour qu’ils m’ont toujours accordé A tous mes amis et camarades Et à toute personne qui m’a aidé à franchir un horizon dans ma vie … Amina Liste des figures Figure 1: Organigramme de Sonatrach………………………………………………………11 Figure 2: Les différentes Sections de la station SBM……………………………………….14 Figure I.1: Niveau de tension normalisée……………………………………………………16 Figure I.2: Topologie des réseaux…………………………………………………………...18 Figure I .3: Exemple d’une partie d’un réseau de transport…………………………………19 Figure I.4: Schéma de description des réseaux électriques………………………………….20 Figure I.5: Distribution radiale………………………………………………………………22 Figure I .6: Distribution en peigne…………………………………………………………..23 Figure I.7: Distribution en boucle…………………………………………………………...24 Figure I.8: Schéma de liaison à la terre TT......................................................................…...26 Figure I.9: Schéma de liaison a la terre IT…………………………………………………..27 Figure I.10: Schéma de liaison à la terre IT lors d’un deuxième défaut (les masses sont interconnectées)………………………………………………………………………………28 Figure I.11: Schéma de liaison a la terre IT lors d’un deuxième défaut (Les masses ne sont pas interconnectées)…………………………………………………………………………..28 Figure I.12: Schéma de liaison a la terre TN-C……………………………………………...29 Figure I.13: Schéma de liaison a la terre TN-S………………………………………………30 Figure II.1: Diagramme vectorielle des courants……………………………………………34 Figure II.2: Influence du cos߮sur la valeur de la puissance réactive……………………….36 Figure II.3: Influence du cos߮sur la valeur du courant apparente………………………….36 Figure II.4: Diagramme des puissances apparentes…………………………………………39 Figure II.5: Principe de la compensation automatique d’une installation…………………...45 Figure II.6: Compensation globale…………………………………………………………..47 Figure II.7: Compensation par secteur………………………………………………………49 Figure II.8: Compensation individuelle……………………………………………………..51 Figure II.9: Montage des condensateurs aux bornes du moteur…………………………….52 Figure III.1: Schéma unifilaire de la station de Beni-Mansour……………………………..62 Liste des tableaux Tableau I .1: Contrainte ‘‘qualité’’ d’un distributeur……………………………………….32 Tableau II.1: Les gammes des condensateurs………………………………………………39 Tableau III.1: Facteur de simultanéité pour les différents types de récepteur……………..54 Tableau III.2: Facteur de simultanéité en fonction de nombre de circuit………………….54 Tableau III.3: Caractéristique des transformateurs opérationnels à SBM…………………55 Tableau III.4 : Puissance des récepteurs alimentés par le transformateur 30/0.4kV ; Arrivée transfo-TR 002 A……………………………………………………………………………56 Tableau III.5: Puissance des récepteurs alimentés par le transformateur 30/0.4kV ; Arrivée transfo-TR 002 B……………………………………………………………………………56 Tableau III.6: Caractéristiques des pompes principales existantes dans la station de Beni- Mansour……………………………………………………………………………………...57 Tableau III.7: Caractéristiques des pompes booster existantes dans la station de Beni- Mansour………………………………………………………………………………………58 Tableau III.8: Bilan de puissance du TGBT basse tension…………………………………60 Tableau III.9: Bilan de puissance de la partie MT………………………………………….60 Sommaire INTRODUCTION GENERALE Introduction générale.................................................................................................................. 1 PREAMBULE Introduction................................................................................................................................ 3 1. Présentation de l’entreprise................................................................................................. 3 2. Historique............................................................................................................................ 3 3. Mise en service de la raffinerie d’Alger. ............................................................................ 4 4. Schéma d’organisation de la macrostructure de Sonatrach.................................................... 9 5. Les activités de Sonatrach.................................................................................................... 11 5.1 L’activité Amont ................................................................................................................ 11 5.2 L’activité Aval.................................................................................................................... 12 5.3. L’activité transport par canalisation................................................................................. 12 5.4 Les composants du réseau de transport par canalisation.................................................... 13 6. Présentation de la station de pompage de Beni Mansour.................................................... 13 6.1 But de la station.................................................................................................................. 13 6.2 Description de la station..................................................................................................... 14 6.3 Description générale des différentes parties de la station .................................................. 14 6.4 Descriptif des installations électrique existantes à SBM ................................................... 15 CHAPITRE I: Généralités sur les réseaux électrique industriels I.1 Introduction......................................................................................................................... 16 I.2 Les niveaux de tensions des réseaux................................................................................... 16 I.3 Topologie des réseaux......................................................................................................... 17 I.4 Description des réseaux électriques.................................................................................... 18 I.4.1 Le réseau de transport THT ............................................................................................. 18 I.4.2 Le réseau de répartition HT ............................................................................................. 19 I.4.3 Le réseau de distribution MT........................................................................................... 19 I.4.4 Le réseau de livraison BT ................................................................................................ 20 I.5 Les postes électriques ......................................................................................................... 20 I.5.1 Types de postes................................................................................................................ 20 I.5.2 Les différents éléments de poste électrique ..................................................................... 21 I.6 Les mode de distribution d’énergie électrique.................................................................... 22 I.6.1 Distribution radiale .......................................................................................................... 22 I.6.1.1 Les Avantages et inconvénients de la distribution radial.............................................. 22 I.6.2 Distribution en peigne...................................................................................................... 23 I.6.2.1 Les avantage et inconvénients de la distribution en peigne :........................................ 23 I.6.3 Distribution en boucle...................................................................................................... 23 I.6.3.1 Les avantages et inconvénients de la distribution en boucle ........................................ 24 I.6 Schémas de liaisons à la terre ............................................................................................. 24 I.6.1 Les types de schéma de liaison à la terre en BT [6]......................................................... 25 I.6.1.1 Schémas de liaisons à la terre TT [6]............................................................................ 25 I.6.1.2 Schémas de liaisons à la terre IT [7]............................................................................. 27 I.6.1.3 Schémas de liaisons à la terre TN................................................................................. 29 I.6.2 Choix du régime du neutre............................................................................................... 31 I.7 Fonctionnement en sécurité et qualité de la fourniture....................................................... 31 I.7.1 Fonctionnement en sécurité d’un réseau.......................................................................... 31 I.7.2 Qualité de fourniture en électricité .................................................................................. 31 I.8 Conclusion .......................................................................................................................... 32 CHAPITRE II: Compensation d’énergie réactive : principe et mise en œuvre II.1Introduction ........................................................................................................................ 33 II.2 Définitions ......................................................................................................................... 33 II.2.1 Energie active ................................................................................................................. 33 II.2.2 Energie réactive.............................................................................................................. 33 II.2.3 Energie apparente ........................................................................................................... 33 II.3 Composante active et réactive du courant ......................................................................... 33 II.3.1 Courant actif (Ia) ............................................................................................................ 34 II.3.2 Courant réactif (Ir).......................................................................................................... 34 II.3.3 Courant apparent (It) ...................................................................................................... 34 II.4 Composante active et réactive de la puissance.................................................................. 34 II.4.1 La puissance active......................................................................................................... 35 II.4.2 La puissance réactive...................................................................................................... 35 II.4.3 La puissance apparente................................................................................................... 35 II .5 Circulation de l'énergie réactive ....................................................................................... 35 II.6 Facteur de puissance.......................................................................................................... 36 II.6.1 La valeur .............................................................................................................. 37 II.6.2 Facteur de puissance et en présence d’harmonique............................................. 37 II.6.3 Amélioration du facteur de puissance ............................................................................ 37 II.6.4 Avantages d’un bon facteur de puissance....................................................................... 38 II.6.5 Inconvénient d’un mauvais facteur de puissance ........................................................... 38 II.6.6 Relation entre la puissance des condensateurs et l'amélioration du cos ..................... 38 II.7 Compensation d’énergie réactive à l’aide des batteries condensateurs............................. 39 II.7.1 Caractéristique d’une batterie de condensateur.............................................................. 39 II.7.2 Les différents modes de couplage des condensateurs .................................................... 40 II.7.3 Choix du couplage d’un condensateur............................................................................ 40 II.8 Energie réactive et éléments du réseau.............................................................................. 41 II.8.1 Les machines synchrones ............................................................................................... 41 II.8.2 Les machines asynchrones.............................................................................................. 41 II.8.3 Les lignes et les câbles.................................................................................................... 41 II.8.4 Les transformateurs ........................................................................................................ 41 II.8.5 Les inductances............................................................................................................... 42 II.8.6 Les condensateurs........................................................................................................... 42 II.9 Dispositifs de compensation.............................................................................................. 42 II.9.1 Compensateurs de puissance réactive constante ............................................................ 42 II.9.2 Compensateur de puissance réactive variable ................................................................ 43 II.10 Les différents types de compensation.............................................................................. 44 II.10.1 Compensation fixe........................................................................................................ 44 II.10.2 Compensation de type automatique(ou en gradins) ..................................................... 44 II.10.2.1 Principe et intérêt de la compensation automatique.................................................. 45 II.10.2.3 Inconvénients d’une compensation en gradins dans un réseau d’usine..................... 46 II.11 Choix de la localisation de la compensation ................................................................... 46 II.11.1 Compensation globale .................................................................................................. 46 II.11.2 Compensation partielle................................................................................................. 47 II.11.3 La compensation individuelle....................................................................................... 48 II.11.4 Compensation combinée............................................................................................... 49 II.12 Compensation d’énergie réactive en présence d'harmoniques ........................................ 50 II.12.1 Les nuisances causées par les harmoniques sur les réseaux......................................... 50 II.12.2 Le filtrage des harmoniques ......................................................................................... 50 II.13 La compensation des moteurs de puissance au démarrage et en fonctionnement normal .................................................................................................................................................. 51 II.13 .1 Compensation de moteurs asynchrones....................................................................... 51 II.13.2 Cas du montage des condensateurs aux bornes du moteur........................................... 51 II.13.3 Cas du montage des condensateurs en parallèle avec commande séparée................... 52 II.14 Conclusion....................................................................................................................... 52 CHAPITRE III: Bilan de puissance et choix du systéme de compensation III.1 Introduction...................................................................................................................... 53 III.2 Puissance installée............................................................................................................ 53 III.3 Puissance utilisée.............................................................................................................. 53 III.3.1 Facteur d'utilisation maximale (ku)............................................................................... 53 III.3.2 Facteur de simultanéité (ks) [9]..................................................................................... 54 III.3.3 Facteur d’extension (Ke)............................................................................................... 55 III.4 La puissance réactive ....................................................................................................... 55 III.5 Présentation des données récoltées dans la station.......................................................... 55 III.5.1 Recueille de donnée dans la partie BT de la station...................................................... 56 III.5.2 Recueille de donnée dans la partie MT de la station..................................................... 57 III.6 Méthode de calcul de la puissance d’utilisation............................................................... 59 III.6.1 La charge totale tenant compte du facteur d’extension (Ke=1.2).................................. 60 III.6.2 Calcul de bilan de puissance ......................................................................................... 60 III.7 Dimensionnement des batteries de condensateurs à installer (cas pratique).................... 61 III.7.1 Pour la partie BT ........................................................................................................... 61 III .7.2 Pour la partie MT ......................................................................................................... 61 III.7.3 Détermination de la puissance réactive dans les demi-jeux barre................................. 62 III.7.4 Choix du système de compensation dans le cas du jeu de barre MT............................ 62 III.8 Schéma unifilaire de la station de Beni-Mansour : ( Figure III.1)................................... 62 (Représenté sur la page suivante)............................................................................................. 62 III.9 Conclusion........................................................................................................................ 63 CHAPITRE VI: uploads/Geographie/ compensation.pdf