GENERALITES CONCERNANT LES REGIMES DE NEUTRE

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lambert.michelp@orange.fr Le 30/12/2011 5. Existe-t-il un bon régime de neutre La réponse est complexe. Pour s’en convaincre, il suffit d’assister à une réunion d’experts sur le sujet. « S’il y avait un régime de neutre autorisant un faible investissement, un coût réduit d’exploitation et une excellente qualité de service, on le saurait ». Sur les réseaux BT: Le régime de neutre le plus utilisé est le neutre direct à la terre (TT ou TN). Il permet au réseau d’accueillir les charges monophasées déséquilibrées et asynchrones sous réserve que le neutre soit distribué. Le plan de protection est simple et sélectif. Le facteur de mise à la terre est normalement compris entre 0,9 et 3. Si l’on privilégie la protection des travailleurs tout en bénéficiant du maintien de la fourniture durant un défaut monophasé, on peut exploiter le réseau avec un neutre isolé (IT). Le plan de protection est alors rustique mais non sélectif. Sur les réseaux HTA: Si l’on souhaite maîtriser les montées en potentiel des prises de terre, le neutre isolé est une excellente solution, y compris pour les réseaux isolés de faible PCC, sous réserve que le capacitif du réseau soit négligeable. Cette solution offre également une bonne qualité de service. Les réseaux dont le neutre est isolé sont cependant le siège de surtensions temporaires importantes. Le plan de protection n’est pas sélectif. La recherche de défaut est délicate. Le neutre compensé offre également une bonne qualité de service y compris pour les réseaux isolés de faible PCC, le plan de protection est sélectif mais onéreux. Le coût des accessoires pour l’exploitation du réseau est important. Les surtensions temporaires sont également importantes. Sur les réseaux dont le neutre est direct à la terre (F3), le niveau des surtensions temporaires est maîtrisé. L’isolement en mode commun des équipements peut être réduit. Ces réseaux sont bien adaptés à l’alimentation des charges monophasées lorsque le neutre est distribué. Les plans de protection sont simples et sélectifs. La détection des défauts résistants est par contre délicate à réaliser. La qualité de service n’est pas la meilleure, elle nécessite une mise en œuvre soignée et coûteuse des circuits et des prises de terre. Ce régime de neutre est bien adapté aux réseaux de faible PCC présentant un fort capacitif homopolaire avec en contrepartie une dégradation de la qualité du système de tension. La limitation du courant dans le neutre (100 à 4000 A) est une solution intermédiaire qui nécessite de coordonner le courant maximal de défaut à la terre avec la valeur de la résistance de la prise de terre de référence. Sur les réseaux présentant un fort capacitif, il existe des cas où la limitation du courant de neutre ne permet pas de limiter le courant de défaut. Il faut alors envisager une compensation partielle ou totale du courant de capacité homopolaire ou tendre vers un neutre direct à la terre. Sur ces réseaux, les surtensions temporaires peuvent tendre vers la valeur de la tension composée. Les plans de protection sont parfois complexes. La qualité de service est satisfaisante sous réserve de respecter quelques règles. Sur les réseaux HTB: Les ouvrages dont la tension est inférieure à 225 kV sont souvent exploités avec un facteur de mise à la terre inférieure à 3. Les courants de court-circuit monophasés sont cependant limités. Certains réseaux 110 kV Allemands sont exploités avec un neutre compensé. Sur les ouvrages THT (>150 kV), le coût de l’isolement est si important que l’exploitant a intérêt à utiliser les régimes de neutre direct à la terre. En France, les facteurs de mise à la terre des réseaux 400 kV doivent respecter la condition 1 F 3. Si F>1, le courant de défaut à la terre est maximal lors d’un court-circuit monophasé et n’excède pas la valeur du courant de court-circuit triphasé. Avec F 3, les surtensions temporaires sont maîtrisées. Lorsque le réseau est alimenté par plusieurs sources interconnectées, il est nécessaire d’assurer la gestion des neutres afin de maintenir le facteur de mise à la terre du réseau dans l’intervalle souhaité. Il faut également noter que ce régime de neutre offre, aux protections de distances, les conditions d’une bonne sélectivité. 18
lambert.michelp@orange.fr Le 30/12/2011 6. Les régimes de neutre sur les réseaux publics Sur de tels réseaux, le choix du régime de neutre est conditionné par l’histoire. Son évolution dépend du niveau de développement du pays, de sa géographie et de la répartition de sa population. Il arrive cependant que les influences géopolitiques fassent abstraction des critères techniques et économiques. Les erreurs peuvent alors s’avérer coûteuses. On est souvent amené à examiner, à titre de comparaison, le comportement des réseaux actuellement exploités dans le monde par les différentes compagnies d’électricité. On découvre alors que quelque soit leur régime de neutre, ces réseaux fonctionnent correctement sous réserve de respecter la cohérence du régime de neutre et des dispositions associées. Aujourd’hui, la tendance est la suivante: Haute tension (HTB) Neutre impédant ou neutre direct à la terre Moyenne tension (HTA) Basse tension EUROPE ETATS UNIS AUSTRALIE ASIE AFRIQUE Neutre impédant ou compensé Neutre direct à la terre Selon influences Neutre direct à la terre ‣ Quelques pays exploitent encore des réseaux HTA à neutre isolé: ITALIE, IRLANDE, RUSSIE, JAPON, ALLEMAGNE… ‣ En GRANDE BRETAGNE les réseaux HTA sont exploités avec des neutres directs à la terre ou faiblement impédants. ‣ Sur les réseaux HTA ALLEMAND, la pratique était la suivante dans les années 90: 10kV 20kV 30kV Neutre isolé 9,6% 30409 km 655 km 1052 km Neutre compensé 85,7% 86779 km 184097 km 14110 km Neutre impédant 4,7% 11480 km 3988 km 11 km Certaines compagnies d’électricité ALLEMANDE réfléchissent cependant à l’opportunité de passer au neutre faiblement impédant sur des réseaux de câbles vieillissants. ‣ Actuellement, les réseaux HTA FRANCAIS sont exploités avec un neutre impédant et résistif. Afin de répondre aux exigences de qualité et de sécurité, EDF a entrepris depuis le début des années 90 la migration de ces réseaux vers une exploitation à neutre compensé. Les démarches initiées par la FRANCE et certaines compagnies ALLEMANDES peuvent paraître contradictoires. Elles s’expliquent cependant par l’histoire et la constitution de leurs réseaux HTA. Dans quelques dizaines d’années, l’exploitant Français devra peut-être réfléchir à une migration de son régime de neutre compensé vers un régime faiblement impédant ou même direct à la terre. 19
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