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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Sup

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université 8 Mai 1945 – Guelma Faculté des Sciences et de la Technologie Département de Génie Electrotechnique et Automatique Réf:……………/2019 MEMOIRE Présenté pour l’obtention du diplôme de MASTER Académique Domaine : Sciences et Technologie Filière : Electrotechnique Spécialité : Réseaux électriques Par : KHERAKHERIA ZAHRA Thème Qualité de l’énergie électrique en moyenne tension Soutenu publiquement, le 02/07 /2019, devant le jury composé de : Mr. BOUNAYA Kamel Professeur Univ.Guelma Encadreur Mr. BOUDEFEL Amar MCA Univ.Guelma Examinateur Mr. GOUIDIA Said MAA Univ.Guelma Examinateur Année Universitaire : 2018/2019 Remerciements. Au terme de ces études bienfaisantes, qui nous ont conduit à des niveaux de connaissance respectables et à cette issue de soutenance exhaustive de notre mémoire de fin de cycle, on ne peut qu’éprouver ce sentiment sincère de redevance à tous ceux qui nous ont accompagné dans nos efforts fournis et nous encouragé dans notre persévérance pour réaliser ce travail. Nous tenons tout d’abord à remercier Dieu qui nous a doté de courage et de volonté et nous a accompagne tout le long de ces 18 ans consécutifs jusqu’à ce terme de fin d’étude, tout en lui demandant de nous soutenir d’avantage pour aller de l’avant dans cette noble mission. Nous exprimons nos remerciements les plus sincères à notre encadreur « Pr.Bounaya Kamel » qui, par sa disponibilité, son expérience et ses conseils pertinents, nous a accompagné, sans réserve, tout au long de ce travail. Sans oublier, en aucun cas, tout notre environnement universitaire immédiat ; le personnel enseignant et administratif du Département de Génie Electrotechnique et Automatique de l’université 08 Mai 1945 Guelma. Enfin, nous remercions tous ceux qui nous ont aidé, de près ou de loin, a réaliser ce modeste travail. Dédicaces Je dédie, de toutes mes profondeurs, ce modeste travail qui a concrétisé tous mes efforts fournis toutes les années de ma formation: A mon cœur Maman « Hadria » pour son affection et son soutien moral qui m’ont beaucoup aidé tout au long de ma vie, notamment dans mon parcours universitaire, A mes frères Sofiane et Khaled et à ma sœur Habiba qui ont toujours manifesté un grand intérêt pour mes études, A mes anges : Minou, Mouhamed et Mouetaz, A mes cousines : Aya, Nour, Mounira et Soumia, A mon mari : Billel, A mes très chers amis : Khouloud, Wassila et Zoubida , A ma grande famille… A tous mes camarades de la promotion 2018 / 2019 et particulièrement ceux du groupe réseaux électriques avec qui j’ai passé de merveilleuses années. ZAHRA Résumé. Le travail réalisé dans le cadre de ce mémoire s’insère dans le domaine des systèmes d’énergie électrique. Dans tous les cas de leur traitement, on est inévitablement confronté à deux problématiques fondamentales ; l’une concerne les régimes de leur fonctionnement et l’autre – le support physique à ces derniers. En effet, dans leur modélisation on doit prendre en charge l’aspect descriptif de leur structure physique ; on parle ainsi de paramètres électriques du système, lesquels paramètres représentent, en fait et de façon équivalente, « les foyers » des processus interactifs électro énergétiques (d’où l’idée de support physique) et l’aspect descriptif de la dynamique électro énergétique ; c.-à.-d., les divers processus interactifs, quand ils sont mis en fonctionnement ; on parle ainsi de paramètres de régime. D’où, du premier aspect, la problématique de la conception et de l’élaboration des systèmes que chaque spécialiste concerné doit en saisir le principe et du deuxième aspect – celle de leur gestion et de leur contrôle, dont la maitrise doit conduire à une qualité requise de l’énergie électrique. Ce travail est orienté dans ce sens sous une présentation simple mais significative dans le cadre du Master. On y trouve des définitions, des descriptions et es caractérisations relatives aux réseaux électriques, à leurs régimes et à leurs divers impacts sur la qualité de la tension ; laquelle qualité est exigée conformément à des normes requises. Ainsi qu’une tentative d’orientation vers la maitrise du concept d’élaboration des systèmes électriques et du traitement de leur régime. On donne, enfin, l’exemple d’une procédure de compensation de la puissance réactive orientée pour atteindre un plan requis de tension, tout en signifiant l’impact de la distribution de sa dernière sur le contrôle des régimes dans des cas plus complexes, régis par d’autres contraintes. SOMMAIRE Introduction 01 Chapitre 1. Généralité sur les réseaux électriques 1.1. Définition d’un réseau électrique 02 1.2. Structure des réseaux électriques 02 1.3. Constitution des réseaux électriques 04 1.4. Types de ligne 08 1.5. Structure des réseaux électriques 13 1.6. Niveaux nominaux de tension 15 1.7. Fonctionnement du réseau électrique 15 1.8. Dérégulation des marchés 17 1.9. Equipement de surveillance et de commande 18 1.10. Stabilité et réglage des réseaux électriques 19 Chapitre 2. Qualité de la tension 2.1. Définitions et but 20 2.2. Indices de la qualité d’énergie électrique 21 2.2.1. Qualité de tension 21 2.2.2. Effets principaux de la surtension 25 2.2.3. La variation de la fréquence 26 2.2.4. La forme d’onde 27 2.2.5. La symétrie 28 2.3. Qualité du courant 29 2.4. Procédures habituelles d’amélioration 30 2.4.1. Creux de tension et coupure 31 2.4.2. Surtensions 31 2.4.3. Fluctuation de tension 33 2.4.4. Les solutions pour l’asymétrie de la tension 33 2.4.5. Les solutions pour les harmoniques 34 2.5. Moyen de traitement de QEE 35 Chapitre 3.Principe d’élaboration des réseaux électriques 3.1. Principe et définition 37 3.2. Plan d’implantation des charges 39 3.3. Coordonnées du centre de charge 40 3.3.1. Moments électriques 40 3.3.2. Choix de la tension nominal 42 3.4. Choix et comparaison des modèles 42 3.4.1. Cas 1 : installation de poste local (PL) 43 3.4.2. Cas 2. Alimentation à partir de PI 49 3.4.3. Comparaison des deux cas 51 3.5. Répartition de la compensation 52 3.5.1. Analyse des régimes de compensation 54 3.5.2. Compensation dans le nœud 4 54 3.5.3. Compensation dans le nœud 4 après croissance de la charge 55 3.5.4. Compensation dans le nœud 3 56 3.5.5. Compensation combinée entre les nœuds 3 et 4 57 2.6. Analyse des résultats 58 Conclusion 61 Bibliographie 62 1 Introduction. La qualité de l'énergie désigne plus concrètement, la qualité de la fourniture électrique. Celle-ci dépend de trois facteurs ; qui sont la continuité d’alimentation, la qualité de l'onde de tension et la qualité de service. La continuité d’alimentation recouvre les coupures ou interruptions du réseau. On distingue les coupures très brèves (entre 1 seconde et 3 minutes) des coupures longues (supérieures à 3 minutes). La qualité de l'onde de tension désigne les perturbations liées à la forme de l’onde de tension délivrée par le réseau, susceptibles d’altérer le fonctionnement des appareils électriques raccordés au réseau, voire de les endommager. Les types de perturbations identifiés sont, par exemple, les creux de tension, les surtensions impulsionnelles, les variations de fréquence, les papillotements, etc. Enfin, la qualité de l'énergie dépend de la qualité de service qui caractérise la relation entre un utilisateur et son gestionnaire de réseau ou son fournisseur. Il s'agit par exemple des délais de remise en service, des délais d’intervention d’urgence, des délais de raccordement, des notifications de coupure programmée, etc. Dans ce mémoire, nous avons présenté l’application, dans le principe, des procédures d’étude et d’analyse utilisées dans les projets d’élaborations des réseaux électriques. On y trouve le choix relationnel des éléments des réseaux électriques, par exemple relatifs à son élaboration ; tel que structure, paramètres du système, transformation, lieu d’installation du centre des charges … ; ainsi que la procédure de traitement technico- économique pour choisir le modèle convenable. De même que nous avons appliqué une procédure de compensation d’une ligne pour le maintien d’un plan de potentiel admissible. Le mémoire est organisé comme suit : La première partie donne les descriptions et les définitions générales des réseaux électriques. Le deuxième chapitre traite de la description et de la caractérisation des indices de la qualité de l’énergie électrique ; ainsi que des moyens de leur contrôle. Enfin, dans le troisième chapitre, nous avons tenté d’atteindre un contrôle du plan de tension d’une ligne magistrale alimentant deux centres de charges importants en procédant par distribution de la puissance réactive. 2 Chapitre 1 : Généralités sur les réseaux électriques. 1.1. Définitions. Un réseau électrique est un ensemble d’infrastructures permettant d’acheminer l’énergie électrique des centres de production vers ceux de consommation. Dans une vision générale d’ensemble, il est constitué de lignes électriques exploitées à différents niveaux de tension, connectées entre elles, dans une structure maillée complexe, à travers divers postes de transformation, d’interconnexion, d’alimentation et de distribution. Ces derniers permettent de relier les réseaux de différents niveaux de tension, de réaliser des transferts énergétiques d’une région à une autre, de répartir l’énergie électrique sur les centres de consommation... Un système électrique doit aussi assurer la gestion dynamique de l’ensemble « production-transport-consommation », en mettant en œuvre des moyens de surveillance, de contrôle divers et de réglages à même d’assurer la stabilité de fonctionnement de l’ensemble [1]. Figure.1.1.Schéma d’un réseau électrique 3 1.2. Structure des réseaux électriques. uploads/Ingenierie_Lourd/ mem-kh.pdf