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اجلــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

اجلـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــمــــهـــــوريـــــــــــــــــــة اجلـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــزائـــريـــــة الدميـــــــــــــــــــــــــــــقـــراطــيـــــة الـــشـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــعـــبـــيـــــة REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE وزارة التـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــعــــــليـــــــــم العــــــــــــــــــــــــــــــايل و البــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــحث العــــــــــــــــــــلــــــمــــــــــــي Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique جـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــامعة أيب بــكــــــــــــر بلقا يد –تـــــــلمســـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــان – Université AboubakrBelkaïd– Tlemcen – Faculté de TECHNOLOGIE MEMOIRE Présenté pour l’obtention du diplôme de MASTER En : Electrotechnique Spécialité : Réseaux Electriques&Réseaux Electriques Intelligents Par : BELLAREDJ Amina et GAOUAR Youcef Conception et simulation d’une ligne aérienne de transport électrique 220KV Soutenu publiquement, le 5/06/2016, devant le jury composé de : Mr S.M.MELIANI Maître de Conférences -A- Univ. Tlemcen Président Mr A.KHEROUS Maître de Conférences -A- Univ. Tlemcen Encadreur Mr M.C.BENHABIB Mr.A.BRIKCINIGASSA Maître de Conférences -A- Maître Assistant-A- Univ. Tlemcen Univ. Tlemcen Examinateur Examinateur 2 Remerciements Avant tout, nous remercions notre Dieu le tout puissant de nous avoir donné la force d’atteindre notre but et d’accomplir notre travail. Que nos remerciements les plus sincères s’adressent tout particulièrement à notre encadreur Monsieur A. KHEROUS, qui nous a encadré durant tout le long de ce travail, pour leur disponibilité, leurs conseils, pour leur patience, leur soutien permanent et leurs encouragements qui nous ont permis de mener à bien ce mémoire. Nos remerciements vont également à Mr S.M.MELIANI, maître de conférences a bien voulu présider notre jury de mémoire. Nos vifs remerciements vont aussi à nos examinateurs Mr M.C BENHABIB maitre de conférences et Mr M.A BRIKCI NIGASSA Maître assistant pour avoir accepté d’être examinateurs de notre travail. Enfin on adresse tous nos remerciements les plus sincères à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la concrétisation de ce travail. Nos remerciements vont également à tous les personnes qu’on n’a pas citées et qui ont de près ou de loin participé à la réalisation de ce travail. A.BELLAREDJ Y.GAOUAR 3 Dédicaces Je dédie modestement le fruit de mes longues années d’étude tout d’abord A mon très cher père qui mérite tout mon respect, qui m’a indiqué la bonne voie en me rappelant que la volonté fait toujours les grands Hommes… A la prunelle de mes yeux et la joie de ma vie ma mère,quiaœuvré pour ma réussite, par son amour, son soutien, tous les sacrifices consentis et ses précieux conseils. Que dieu leur procure bonne santé et longue vie. A ceux qui m’encouragent avec soutien moral… A mes chers frères Abdallah, Noureddine et ma chère sœur Asma A mon beau-frère Boumediene et ma belle-sœur Nadia A mon fiancé BENAMARA Abou bakr A mes chères copines : Asma, Mounia, Nerimane,Imene, Samia, Soumia, Fatima, Aida A toute ma grande famille : mes Oncles, mes tantes, Cousins et Cousines. A mes enseignants A celui qui m’indique que la patience est aussi une unité de mesure non quantifiable tant qu’il ne cesse pas A ceux qui espèrent le plein succès dans ma vie A mes amis les plus sincères Sans oublier toute la promotion de 2 èmeAnnée Master REREI 2016 Avec qui j’ai partagé de très bons moments A tous ceux qui m’aiment et que j’aime. A.BELLAREDJ 4 Dédicaces Je dédie modestement ce travail à: Mes parents qui méritent tous mon respect. Mon frère et mes sœurs. Mes Oncles, mes Tantes, Cousines, Cousins la promotion de 2ème Année Master REREI et CDM / 2016. Tous mes amis. Tous les gens qui m’ont encouragé. Y.GAOUAR 5 Résumé Les réseaux de transport jouent un rôle primordial dans l’acheminement de l’énergie électrique des centres de production vers les centres de consommation. Ils sont en général en haute et très haute tension et de type aérien L’étude d’une ligne aérienne permet d’optimiser son fonctionnement Sa modelisation et sa simulation nous permettent d’obtenir des indicateurs assez précis afin d’évaluer son comportement vis-à-vis des puissances transportées summary Transport networks playa key role in the delivery of electricalenergy production centers to consumptioncenters. They are generally high and very high voltage and air-type study of an airlineoptimizesitsoperation Itsmodeling and simulation allow us to obtainpreciseenoughindicators to assesshis vis-à-vis behaviortransportedpowers 6 Liste des symboles P = puissance active absorbée par la charge. PJ : puissance active dissipée dans la ligne par effet Joule. QL : puissance réactive absorbée par la ligne. QC : puissance réactive générée par la ligne. ⍴: résistivité des matériaux utilisés pour les lignes (Ω.m) n : nombre de brins dans le conducteur k: facteur donné par le constructeur. d: diamètre de chaque brin (m). Rθ :La résistance linéique à courant continu à la température d'exploitation (θ) Θ : la température d'exploitation ϕ : Est le flux de liaison, en weber. Tours Hx : L'intensité de champ magnétique Bx : Induction magnétique µ0 : la perméabilité de vide (ou de l'air) Ix : le courant cerné à l'intérieur de cylindre de rayon x Lint: L'inductance due au flux de liaison intérieur DMG: la distance moyenne géométrique (m) a: Le pas du faisceau (cm) rc: Le rayon du conducteur (cm) req: le rayon équivalent du faisceau (cm) b0: La susceptance r0 : résistance linéique g0 : conductance linéique x0 :inductance linéique zc : impédance caractéristique R : rayon du faisceau. a: distance entre deux conducteur consécutifs Req: rayon équivalent du faisceau qui représente le rayon d'un conducteur cylindrique unique 7 Emoy : gradient moyen C:la capacité linéique de fonctionnement de la ligne (F/m). Un : Latension nominale de la ligne (kV) ε0: la permittivité dans le vide (F/m) k: le degré d'irrégularité du champ électrique r : Résistance longitudinale par unité de longueur. ℓ : L’inductance longitudinale par unité de longueur. c : La capacité transversale par unité de longueur. g : La conductance transversale par unité de longueur. γ : la constante de propagations γ1: le coefficient d'atténuation d'amplitude. γ2 : le coefficient de retard de phase. D : distance des conducteurs. a : diamètre des conducteurs Z : impédance totale Y : l’admittance totale IG : courant de générateur VG : tension de générateur IR :courant de charge VG : tension de charge 8 SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE ...................................................................................................... 11 CHAPITRE I ................................................................................................................................ 13 GENERALITES SUR LES RESEAUX ELECTRIQUES ....................................................................... 13 I.1 Introduction ..................................................................................................................... 14 I.2 Historique ........................................................................................................................ 14 I.3Rôle du réseau électrique ................................................................................................. 15 I.4 Les niveaux de tensions des réseaux ............................................................................... 17 I.5Description des réseaux électriques ............................................................................... 17 I.5.1 Le réseau de transport THT ....................................................................................... 17 I.5.2 Le réseau de transport HT ......................................................................................... 18 I.5.3 Le réseau de répartition MT : ................................................................................... 19 I.5.4 Le réseau de distribution BT ..................................................................................... 19 I.6 Les structures topologiques des réseaux électriques :.................................................... 20 I.6.1Les réseaux radiaux : .................................................................................................. 20 I.6.2 Les réseaux bouclés : ................................................................................................ 20 I.6.3 Les réseaux maillés : ................................................................................................. 20 I.7 Les postes électriques ...................................................................................................... 21 I.7.1 Types de postes ........................................................................................................ 21 I.7.2 Les différents éléments de poste électrique ............................................................ 22 I.8 Description des réseaux modernes ................................................................................. 23 I.8.1 Production: ................................................................................................................ 23 I.8.2 Le transport et la répartition : .................................................................................. 24 I.8.3 Distribution: .............................................................................................................. 25 I.8.4 Les charges: ............................................................................................................... 25 I.9 Tensions normalisées ...................................................................................................... 27 I.10 Le système de protection .............................................................................................. 28 I.11 Disjoncteur à haute tension .......................................................................................... 29 I.12 Les transformateurs et les autotransformateurs .......................................................... 29 9 I.12.1 Les transformateurs ................................................................................................ 29 I.12.2 L’autotransformateur ............................................................................................. 30 I.12 Le centre de contrôle ou dispatching ............................................................................ 31 I.13 Conclusion...................................................................................................................... 32 CHAPITRE II ............................................................................................................................... 33 DEFINITION ET PROPRIETES DE LA LIGNE ................................................................................ 33 II.1 Introduction .................................................................................................................... 34 II.2 L’utilité de la HT .............................................................................................................. 34 II.3 La ligne à haute tension .................................................................................................. 34 II.4 Composants d'une ligne ................................................................................................. 35 II.4.1Conducteurs .............................................................................................................. 35 II.4.2 Isolateurs .................................................................................................................. 36 II.4.3 Supports ................................................................................................................... 38 II.4.4 Câbles de garde ........................................................................................................ 39 II.5 Construction d'une ligne ................................................................................................. 39 II.6 Lignes galopantes ........................................................................................................... 40 II.7 Effet couronne - interférences radiophoniques ............................................................. 40 II.8 Pollution .......................................................................................................................... 41 II.9 Mise à la terre des pylônes ............................................................................................. 41 II.10 Conclusion..................................................................................................................... 41 CHAPITRE III .............................................................................................................................. 42 ÉTUDE ELECTRIQUE ET MODELISATION DE LA LIGNE .............................................................. 42 III.1 Introduction ................................................................................................................... 43 III.2 Exigences d’une ligne de transport ............................................................................... 43 III.3 Paramètres de la ligne ................................................................................................... 43 III.3.1 Circuit équivalent d'une ligne ................................................................................. 43 III.3.2 Résistance de la ligne .............................................................................................. 45 III.3.3 Inductance de la ligne ............................................................................................. 46 III.3.4Réactance de la ligne ............................................................................................... 49 III.3.5 Capacité de la ligne ................................................................................................. 49 III.3.6 Susceptance de la ligne ........................................................................................... 50 III.3.7 Impédance caractéristique ..................................................................................... 50 10 III.3.8 Calcul du champ électrique superficiel des conducteurs ....................................... 50 III.4 Modélisation des lignes et des câbles électriques ........................................................ 52 III.4.1 La ligne en tant que composant distribué .............................................................. 52 III.5 Méthodes approchées - Lignes en T et en π ................................................................. 59 III.6 Conclusion...................................................................................................................... 61 CHAPITRE IV .............................................................................................................................. 62 SIMULATION D’UNE LIGNE DE TRANSPORT ............................................................................. 62 IV.1 Introduction ................................................................................................................... 63 IV.2 Caractéristiques de la ligne ........................................................................................... 63 IV.3 Variation de la distance ................................................................................................. 64 IV.3.1 Organigramme de calcul ......................................................................................... 65 IV.3.2 Résultats ................................................................................................................. 66 IV.3.3 Interprétation des résultats .................................................................................... 68 IV.4 Variation de la température .......................................................................................... 69 IV.4.1 Organigramme de calcul ......................................................................................... 69 IV.4.2 Résultats ................................................................................................................. 70 IV.4.3 Interprétation des résultats .................................................................................... 71 IV.5 Conclusion ..................................................................................................................... 71 Conclusion générale ................................................................................................................. 72 Bibliographie ............................................................................................................................ 74 Annexe: ..................................................................................................................................... 76 11 INTRODUCTION GENERALE INTRODUCTION GENERALE _______________________________________________________________ 12 INTRODUCTION GENERALE L’étude d’implantation d’une ligne aérienne de transport électrique exige préalablement des études techniques et uploads/Geographie/ ms-eln-bellaredj-gaouar.pdf