Poste électrique

Selon la définition de la Commission électrotechnique internationale, un poste électrique est la «partie d'un réseau électrique, localisée en un même lieu, comprenant essentiellement les extrémités des lignes de transport ou de distribution,...



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Distribution de l'énergie électrique - Électrotechnique

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  • Les bases techniques des postes moyenne tension utilisés dans les réseaux de distribution électriques. (source : )

Selon la définition de la Commission électrotechnique internationale, un poste électrique est la «partie d'un réseau électrique, localisée en un même lieu, comprenant essentiellement les extrémités des lignes de transport ou de distribution, de l'appareillage électrique, des bâtiments, et , peut-être, des transformateurs»[1].

Un poste électrique est par conséquent un élément du réseau électrique permettant de la fois à la transmission ainsi qu'à la distribution d'électricité. Il permet d'élever la tension électrique pour sa transmission, puis de la redescendre en vue de sa consommation par les utilisateurs (spécifiques ou industriels). Les postes électriques se trouvent par conséquent aux extrémités des lignes de transmission ou de distribution. Dans les autres langues, on parle le plus souvent de substation (sous-station).

Pourquoi des postes électriques haute tension ?

Transformateurs à la Centrale hydroélectrique Robert-Bourassa, dans le nord du Québec. Ce poste alimente les lignes de transport électrique à 735 kV qui relient le complexe de la Baie-James aux marchés du sud du Québec, sur une distance de 1 500 km.

Les postes électriques ont 3 fonctions principales :

Pour la transmission de l'énergie électrique, il est économiquement intéressant d'augmenter la tension, car cela limite les déperditions d'énergie par effet Joule. En effet, à puissance délivrée constante, plus la tension est élevée et plus l'intensité passant dans les câbles est faible, par conséquent moins d'échauffement, ce qui permet entre autres de diminuer la section des câbles, d'où une économie énorme. Les niveaux utilisés pour les transmissions à longue distance sont le plus souvent entre 400 kV et 800 kV, qualifiés de très haute tension (appellation actuelle : haute tension B). La tension est ensuite réduite pour une consommation à un niveau de tension courant, en Europe 230 V, en Amérique 110 V.

Prenons l'exemple typique d'une centrale nucléaire. L'électricité va être produite par la centrale, puis va transiter par :

Dans le cas d'un spécifique, l'électricité devra transiter par un poste source, qui est un poste de transformation 63 / 20 kV, pour être alors injectée sur le réseau de distribution. Certains postes sources sont équipés de transformateurs 225 / 20 KV et même 400 / 20 KV. Par la suite la tension est une nouvelle fois modifiée par un transformateur 20 KV / 400 V avant d'arriver chez un particulier.

Fonctions

Les technologies

Poste électrique haute tension isolé à l'air
Poste électrique haute tension isolé au SF6

Il existe deux technologies principales pour les postes électriques haute tension :

La technologie dite blindée possède des avantages techniques comparé à la technologie dite conventionnelle : compacité, fiabilité, maintenance réduite. Cependant son coût de fabrication représente un investissement supérieur à celui de la technologie conventionnelle. Une analyse du coût du cycle de vie, en intégrant les aspects de coût du terrain, investissement, fiabilité, maintenance (détection de fuite) et finalement recyclage du gaz SF6 et démantèlement peut montrer qu'elle est finalement au global moins chère. Mais les conclusions de ce genre d'analyse sont fortement dépendantes du coût du terrain à l'endroit où le poste est implanté. [2]

Différents types de postes électriques

Il existe plusieurs types de postes électriques :

L'aspect des postes électriques fluctue fortement suivant leurs fonctions. Les postes peuvent être en surface à l'intérieur d'une enceinte, souterrains, dans des bâtiments qu'ils desservent.

Les différents éléments

On peut distinguer quelquefois les éléments d'un poste en "éléments primaires" (les équipements haute tension) et "éléments secondaires" (équipements basse tension)

Parmi les équipements primaires, on peut citer :

Parmi les éléments secondaires on peut citer :

  • relais de protection,
  • équipements de surveillance,
  • équipements de contrôle,
  • système de téléconduite
  • comptage d'énergie
  • alimentations auxiliaires
  • équipements de télécommunication
  • consignateur d'état

Sous-stations ferroviaires

Sous-station d'alimentation d'un réseau férroviaire à Waiblingen, Allemagne.

Sur les lignes de chemin de fer électrifiées par caténaire ou troisième rail, l'alimentation est apportée par des sous stations électriques et des postes d'alimentation. L'alimentation de ces postes est réalisée par le réseau électrique, fréquemment par des lignes courant le long des voies alimentées entre 35 et 90 kV. Après une herse d'entrée, on trouve une batterie de transformateurs (transformateur principal puis transformateurs de section), abaissant la tension à 25000 ou 1500 V. Les postes devant délivrer une tension continue comprennent en plus des redresseurs silicium (anciennement, à vapeur de mercure) ou alors à l'origine des commutatrices. Le métro de Paris présente dans son musée des sous-stations une de ces commutatrices. La majorité des sous-stations alimentent directement une section de voie mais, en particulier en continu, disposent aussi de câbles (appelés feeders) servant à réalimenter la ligne à intervalles réguliers. On répartit ainsi l'intensité absorbée et limite la chute de tension locale au passage d'un train consommant énormément. L'intervalle entre les sous-stations est d'une vingtaine de kilomètres en 1500 V continu, jusqu'à 50 km en 25000 V monophasé. La commande des sous-stations est réalisée à distance par un central sous-stations.

Les problèmes génèrés

L'implantation d'un poste électrique est loin de poser les problèmes environnementaux suscités par l'implantation d'une centrale électrique ou d'une ligne à haute tension.

Les problèmes génèrés sont principalement :

Notes et références

  1. définition de poste électrique suivant le vocabulaire électrotechnique international CEI 60050 sur électropédia
  2. Evaluation of total life cycle cost of GIS substation and development of portable diagnosis device, T. Shimato et al., CIGRÉ session 2000, rapport 23-107

Liens externes

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