GENERALITES CONCERNANT LES REGIMES DE NEUTRE ...

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTREAvertissementLe régime du neutre d’un réseau d’énergie électrique détermine lecomportement du système électrique en présence d’un déséquilibrehomopolaire. Dans ce document nous réserverons l’appellation « Régime deneutre » à la position du neutre dans le système électrique.Les traitements physiques des neutres et des masses seront représentés par les« Schémas de liaison à la terre »4

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTRE1. Les régimes de neutre et le système électrique1.1 Les paramètresConsidérons un court-circuit monophasé sur un réseau HTA dont le neutre est relié à la terre parl’intermédiaire du transformateur de puissance. Dans notre exemple, il n’existe pas de lien entre lesimpédances homopolaires des réseaux 63 kV et 20 kV.A l’endroit du défaut, les paramètres sont représentés dans le schéma équivalent.Zo est l’impédance homopolaire du dispositif physique de mise à la terre du neutre du réseau.Zod et Zos correspondent aux capacités homopolaires du réseau.Zo ligne et Zo câble sont les impédances homopolaires longitudinales du départ en défaut.L’ensemble de ces impédances constitue l’impédance homopolaire (Zor) du réseau.Zd = Zd source + Zd câble + Zd ligne est l’impédance directe du réseau. Elle est sensiblement égale àl’impédance inverse Zi du réseau 1 .1.2 Le facteur de mise à la terreIl est représenté sur le schéma par le rapportZorF ZdIl dépend fortement du régime de neutre.On considère généralement qu’un régime de neutre est direct à la terre si le facteur de mise à la terreest inférieur à trois. Les réseaux de distribution publique basse tension ont, aux bornes secondaires du transformateurHTA/BT, un facteur de mise à la terre F1. Les réseaux de transport 400 kV Français ont un profil de facteur de mise à la terre 1 F 3.En présence d’un déséquilibre homopolaire, le comportement du réseau dépend de ce facteur. Saconnaissance permet d’évaluer les performances du plan de protection, les contraintes diélectriques àla fréquence fondamentale, la déformation du triangle des tensions, le capacitif homopolaire et lesvaleurs relatives des courants développés par les courts-circuits monophasés, biphasés à la terre ettriphasés.1 Zd Zi si le lieu du défaut est proche électriquement des groupes de production.5

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTRE1.3 Les déséquilibresIls sont provoqués par les courts-circuits et les charges dissymétriques. Leur existence modifiel’équilibre des grandeurs électriques en présence.‣ Le déséquilibre homopolaire affecte le système des tensions simples. Il modifie le rendement descharges monophasées. Un déséquilibre homopolaire induit du déséquilibre inverse.Vi‣ Le déséquilibre inverse est représenté par le taux de composante inverse .VdIl affecte le système des tensions composées et perturbe le rendement des charges raccordées entrephases.Le déséquilibre inverse induit par le déséquilibre homopolaire dépend du régime de neutre et de lapuissance de court-circuit au point considéré. Le taux de composante inverse est d’autant plusimportant que la puissance de court-circuit est faible et que le déséquilibre homopolaire est important.Exemple 1: Déséquilibre de charge sur un réseau basse tension dont le neutre est distribué.250V3-NV1-NV3399 V60,7 AIn240251 V240 V230220382 VT239 VV1210N16,2 V 245 V200190V2-NMesures effectuées le 8 Janvier 1995 au point P62,3 A187 V396 V180I2V20h2h4h6h8h10h12h14h16h18hIl existe un courant dans le neutre et un déplacement de point neutre V N-T. L’équilibre des tensions simples estaffecté. On est en présence d’un déséquilibre homopolaire. Les tensions composées étant légèrementdéséquilibrées, le réseau est également le siège d’un léger déséquilibre inverse.6

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTREExemple 2 : Courts-circuits sur un réseau 20 kV.Court-circuit monophaséCourt-circuit biphaséC’est un déséquilibre homopolaireLes tensions simples sont déséquilibrées. Il existe uncourant dans le neutre. Les tensions composées sontdans une moindre proportion déséquilibrées. Il existeégalement un léger déséquilibre inverse.C’est un déséquilibre inverseLes tensions composées sont fortement déséquilibrées.Il s’ensuit un déséquilibre des tensions simples.Il n’existe pas de courant dans le neutre. Il n’y a doncpas de déséquilibre homopolaire.En conclusion Un déséquilibre homopolaire s’identifie par la présence de composantes homopolairesdont l’amplitude dépend du choix du régime de neutre.1.3.1 Action du régime de neutre sur les déséquilibresConsidérons le cas d’un réseau insulaire présentant une faible puissance de court-circuit.examinons le comportement du système électrique aux bornes du groupe.1) Le neutre 20 kV est mis directement à la terreU31NousV3V1U23V2U12Le taux de composante inverse aux bornes des groupes 400V est de32 %. Le courant de défaut est de 350 A.2) On installe une impédance 80+j40 2U31V3U23V1V2Le taux de composante inverse aux bornes des groupes 400V est de10 %. Le courant de défaut est de 110 A.En conclusion L’augmentation de l’impédance homopolaire du réseau réduit le déséquilibre destensions composées.U122 Attention ! Sur un réseau HTA de faible PCC, le choix de l’impédance de mise à la terre du neutre doit faire l’objet d’une étude concernantnotamment l’amplitude des surtensions temporaires.7

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTRE1.3.2 Les surtensions temporairesElles sont créées par les déséquilibres homopolaires. Ne durant que le temps de l’événement, ellesdépendent du régime de neutre et de l’importance du déséquilibre homopolaire.Examinons le cas d’un défautmonophasé affectant la phase 1 d’unréseau 20 kV.La simulation montre que les phases 2 et3 sont le siège d’une surtension. Latension V1 est égale, quant à elle, à lamontée en potentiel de la prise de terre aulieu du défaut. Les tensions composées nesont que faiblement modifiées. Il existe undéplacement de point neutre.Fixons la valeur de la résistance dudéfaut à 10 et faisons varier Zn.Les surtensions temporaires sur lesphases saines à l’endroit du défautdépendent de la valeur du facteur demise à la terre en ce point.Les surtensions temporaires augmententfortement à partir d’une impédance depoint neutre de 5 Pour cette valeur, lefacteur de mise à la terre F est égal à 3.Tensions phases-terre (V)20000180001600014000120001000080006000400020000Résistance du défaut = 10V3V2V100,250,511,52345104080300600900Impédance du neutre)1.4 Le facteur de défaut de mise à la terreAttention !Il ne faut pas confondre le facteur de mise à la terre F et facteur de défaut de mise à la terre .VA la fréquence industrielle, il représente la valeur de la surtension , provoquée sur les phasesVnsaines par un court-circuit monophasé.Pour Rm=0, il est défini par la relation 3 1F F²2 F3Xo/Xd > 100 3Xo/Xd = 3 1,25Xo/Xd = 1 =1Pour un facteur de mise à la terre égal à 1, il n’y a pas de surtension.Si le facteur de mise à la terre est grand, la tension simple tend vers une valeur de tension composée.Pour F=3, les surtensions sont maîtrisées.3 Pour F=Xo/Xd8

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTRE2. Les matériels de mise à la terre des neutres2.1 Les transformateursLe tableau résume l’utilisation des différents transformateurs.Régime de neutre Couplage UtilisationsF 1Neutre direct ou faiblement impédant F 3.ynY.zn,Yn.znTransformateurs de groupeDistribution Basse TensionFaibles puissancesF 1Y.yn.dHTA, HTB, THTInterconnexionRéseaux nord AméricainNeutre moyennement ou fortement impédantYn.yn Flux forcéet tous couplagesTous niveaux de tension ettoutes puissances2.2 Les résistances de point neutreLorsque l’on souhaite limiter fortement le courant dans le neutre du réseau, on utilise souvent unerésistance de point neutre connectées entre le neutre du réseau et la terreInsertion dans le neutre du transformateurNeutre artificiel crée par une bobine triphaséeUne Résistance de point neutre est définie par sa tenue thermique et son intensité maximale admissibleen permanence. Elle doit être capable de supporter les contraintes imposées par les pratiquesd’exploitation (manœuvres et cycles d’automatismes).11

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTRE2.3 Les inductances de point neutre monophaséesUne inductance est définie par sa tenue thermique et par l’intensité maximale admissible enpermanence. Elle doit en outre résister aux effets temporaires des courants de défaut.En présence d’un capacitif homopolaire important, l’utilisation d’une inductance pure risque deprovoquer le dysfonctionnement d’un plan de protection constitué de relais à maximum d’intensitérésiduelle. Une telle pratique est réservée aux réseaux essentiellement aériens ou lorsque l’on réaliseun régime de neutre très faiblement impédant 4 .Elles sont insérées dans les connexions de mise à la terre desneutres des transformateurs. Par rapport aux résistances, ellesprésentent l’avantage d’être plus robustes, moins encombrantes etne nécessitant qu’un entretien réduit. Elles sont d’un coûtd’exploitation beaucoup plus faible.La plus simple est constituée d’un solénoïde bobiné autour d’unsupport amagnétique.Afin de pouvoir installer ces inductances au sol tout engarantissant la sécurité des personnes, on peut immergerl’inductance dans une cuve remplie d’un diélectrique liquide.Les dispositifs de fixation sont alors constitués de shuntsmagnétiques chargés de préserver la cuve de la circulation du fluxproduit par la bobine.2.4 Les dispositifs triphasésDisposant d’un enroulement couplé en triangle ou en zigzag, ils se comportent comme un générateurde courant homopolaire. Ils ont essentiellement deux fonctions : Ils créent localement un point neutre dans le système électrique. Ils assurent la mise à la terre du neutre du réseau à la place des transformateurs.Ils peuvent dans certains cas alimenter les auxiliaires du site. On privilégie l’installation de cesdispositifs lorsque l’on veut : limiter l’amplitude de certaines perturbations, éliminer le couplage homopolaire entre deux réseaux reliés à un même transformateur, assurer la mise à la terre du neutre au niveau du jeu de barres, compenser partiellement le capacitif homopolaire du réseau, Réduire le bruit du réseau.PrincipeLa figure ci-contre représente undéfaut monophasé affectant un réseau20 kV.La mise à la terre du neutre est constituéed’une inductance j40 présentant unfacteur de qualité de 6.L’impédance homopolaire d’un teldispositif est: Zo=20+j120.4 Les réseaux HTA Britanniques utilisent ces dispositifs pour limiter le courant dans le neutre à 4000 A.12

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTRE2.4.1 Les bobines de point neutreElles sont constituées de six bobines couplées en zigzag. Elles peuvent être installées seules ou enassociation avec une résistance en fonction du facteur de qualité souhaité et du plan de protectionutilisé.PhotoTRANSFIXSur un réseau capacitif, il est intéressantd’associer une bobine zigzag à unerésistance de point neutre.Convenablement dimensionnée, cetteassociation compense partiellement lecapacitif homopolaire du réseau.En présence d’un court circuit à la terre,elle crée une composante active de lapuissance homopolaire qui peut êtredétectée par les relais de puissanceactive résiduelle (PWH).RBPNZigzag2.4.2 Les transformateurs de point neutreIls sont installés sur les jeux de barres oudans l’environnement des transformateurs. Ilspeuvent assurer par exemple la mise à la terredes tertiaires de compensation destransformateurs d’interconnexion, Ilsalimentent dans ce cas, en soutirage, lesventilateurs et les pompes de circulationd’huile ainsi que les auxiliaires du poste.La photo ci-dessous représente deuxtransformateurs Y.d , 63 kV/10 kV de 5MVA quiassurent la mise à la terre des neutres 63 kV d’unréseau de transport d’énergie électrique exploitépar RTE.2.4.3 Les générateurs homopolairesPour limiter l’ampleur des dommages causés aux groupes de production par les défauts à la masse, lesexploitants limitent les courants de défaut à la terre à une dizaine d’Ampères. Ils utilisent souvent undispositif, raccordé au jeu de barres de la centrale, abusivement appelé « générateur homopolaire ».Le transformateur dispose d’un enroulement coupléen triangle chargé par une résistance. L’ensemble secomporte alors comme une résistance. Le TC placédans la mise à la terre du neutre alimente laprotection masse stator des groupes raccordés aujeu de barres.Ce dispositif doit comporter un circuit magnétique à fluxlibre ou être constitué de trois transformateursmonophasés de puissance. On utilise également destransformateurs de tension. Dans ce dernier cas, le« générateur homopolaire » 5 peut assurer l’alimentationdes circuits de mesure et de protection. Le dispositifpeut comporter un tertiaire couplé en étoile pouralimenter les auxiliaires. EDF déconseille cette solution.5 Cette appellation devrait être normalement attribuée à tous les dispositifs chargés de créer un point neutre artificiel.13

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTRE2.4.4 Les impédances de compensationPrincipeLe principe de la bobine d’extinction a été présentépar le Professeur PETERSEN au début du 20 émesiècle. Elle est constituée d’inductances accordéesau capacitif du réseau et associées à une résistancede forte valeur.A l’accord, l’impédance homopolaire du réseau estfixée par la valeur de la résistance. Le courant de Bobine Alstomdéfaut est alors très faible (15 à 40 A).Sous réserve d’être convenablement accordée au capacitif homopolaire du réseau, une bobined’extinction, par son action sur l’amplitude du courant de défaut, assure les fonctions suivantes : Elle transforme certains défauts fugitifs en défauts auto extincteurs. Elle réduit les montées en potentiel des prises de terreLe comportement du réseau, dont le neutre est compensé, est très proche de ceux exploités avec unneutre isolé.La mise en œuvre d’une bobine d’extinction doit être associée à un plan de protection comportant desrelais de puissance active homopolaire (PWH), spécifiés pour les réseaux à neutre compensé. Oncomplète le dispositif par des relais à maximum de tension homopolaire dont le rôle est de détecter lesdéfauts résistants.Constitution (cas de la bobine Alstom)Le point neutre artificiel estcréé par une bobine zigzag.L’inductance de réglage estconstituée d’une combinaisonde quatre gradins commandéspar un automate, lui mêmepiloté par un système d’accord.L’insertion d’une résistance deforte valeur en parallèle surl’inductance de réglage permetd’injecter, durant le défaut, unecomposante active détectée parle plan de protection constituéde relais PWH.Le facteur de mise à la terre étant souvent supérieur à 500, les surtensions temporaires sont maximales.Pour certains désaccords (3Ico>In), elles peuvent atteindre des valeurs supérieures à la tensioncomposée de service.14

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTRE3. Réflexions autour des régimes de neutreLes normes font souvent référence aux schémas de raccordement du neutre et des masses avec la terre.Autrefois on appelait régimes de neutre ce qu’aujourd’hui on dénomme « Schémas de Liaison à laterre (S.L.T) ». Certains, aujourd’hui, affirment que « régime de neutre » et « schéma de liaison à laterre » désignent les mêmes choses. D’autres estiment que l’appellation « Régime de neutre » doit êtreproscrite et être remplacée par la dénomination « Schéma de liaison à la terre ». Les exploitants desréseaux d’énergie électriques utilisent, quant à eux, couramment la notion de régime de neutre avec unclassement qui leur est propre. Enfin, les régimes de neutre ont été différenciés dans cet ouvrage enconsidérant le fonctionnement du système électrique en présence d’un déséquilibre homopolaire. Ilfaut reconnaître que cette cacophonie est de nature à troubler un lecteur peu averti.Examinons par exemple la classification des exploitants. Ils connaissent quatre régimes de neutre : Le neutre isolé; Le neutre direct à la terre; Le neutre impédant; Le neutre compensé.En ne considérant que l’aspect physique des choses, il existe des risques de confusion car:- Une impédance de point neutre n’implique pas forcément un neutre impédant;- Un neutre isolé peut être un neutre impédant qui s’ignore,- Un neutre relié directement à la terre ne crée pas forcément un neutre direct à la terre.Afin de faciliter la communication entre experts, il convient de définir ce qui relève du régime deneutre et de ce qui est du domaine du schéma de liaison à la terre.Dans ce document, la frontière entre neutre direct à la terre et neutre impédant a été définie en prenanten compte le facteur de mise à la terre et son influence sur le comportement du système électrique enprésence d’un déséquilibre homopolaire. C’est ainsi qu’un neutre direct à la terre est défini pour F≤3.Il faut reconnaître que lorsqu’il s’agit d’étudier un réseau BT, cette notion présente peu d’intérêt.Quoique…..Issus des normes, les schémas de liaison à la terre, décrivent les raccordements physiques des neutreset des masses. En toute rigueur, le raccordement des masses ne concerne pas le fonctionnement d’unréseau en présence d’un déséquilibre homopolaire. On constate déjà qu’il y a une différence entre lanotion de régime de neutre et le concept des schémas de liaison à la terre.3.1 Les S.L.T en basse tensionLes schémas de liaison à la terre sont définis en France dans la norme NFC 15-100.Chaque schéma est décrit à partir d’un couple de lettres.‣ La première lettre définit l’état électrique du neutre du réseau par rapport à la terre‣ La deuxième lettre représente le mode de raccordement des masses par rapport au neutre ou laterre.‣ La troisième lettre décrit la relation entre le neutre et les masses3.2 Les S.L.T sur les réseaux HTALes schémas de liaison à la terre sont définis dans les normes NFC C13-100 et NFC 13-200.Aux deux premières lettres définies par la norme NFC 15-100, la NFC 13-100 et la NFC 13-200ajoutent une troisième lettre qui représente la position des masses du poste de livraison.La position des neutres et des masses sont représentés par trois lettres. La première (« I » ou « T ») définit le traitement du neutre;La deuxième (« T » ou «N ») définit le mode de raccordement des masses;La troisième (« N », « R », « S ») définit les interconnexions éventuelles entre les réseaux deterre:15

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTRE3.3 Les S.L.T. et les régimes de neutreSi on considère qu’un régime de neutre direct à la terre présente un facteur de mise à la terre 3, leschéma de la liaison du neutre avec la terre ne permet pas, à lui seul, de définir le régime de neutre duréseau ou du moins, de préciser le comportement du système électrique en présence d’un déséquilibrehomopolaire.Exemple 1:Dans le cas d’un réseau BT dont le SLT est de type TT, on pourra affirmer que le régime de neutre estdirect à la terre si le transformateur comporte un enroulement couplé en triangle ou en zigzag. Sipuissance de court-circuit du réseau en amont du transformateur est grande devant la puissance decourt-circuit naturelle du transformateur, le facteur de mise à la terre sera sensiblement égal à 1. Lecourant de court-circuit monophasé sera du même ordre de grandeur que le courant de court-circuittriphasé.Si le transformateur est un étoile-étoile, le facteur de mise à la terre sera supérieur à 3. Le réseaufonctionnera avec un régime de neutre impédant mal adapté à l’alimentation des chargesdissymétriques en monophasé. Le courant de court-circuit monophasé sera plus faible que le courantde court-circuit triphasé.Exemple 2 :Examinons le cas d’un réseau industriel BT isolé alimenté par un groupe électrogène 400V, 650 kVA,X’d=19,5%, Xo= 3,2%. Le schéma de liaison à la terre est de type TN.Zo 3,2Le facteur de mise à la terre est F 0, 16Zd 19,5On a affaire à un régime de neutre direct à la terre un peu particulier. En effet, la contrainte maximalede courant à lieu dans le cas d’un court-circuit biphasé à la terre. Le circuit de terre devra donc êtreétudié pour ce court-circuit.On pourra ajouter une résistance de point neutre afin de remonter le facteur de mise à la terre. Pouratteindre F=2 par exemple, il faudra insérer une RPN de 13 . On restera dans un régime de neutredirect à la terre. Dans ces conditions, le courant de court-circuit monophasé sera inférieur au courantde court-circuit triphasé.Sur de tels réseaux, on peut effectuer le rapprochement entre un neutre direct à la terre et un S.L.T detype TT ou TN à la condition d’utiliser des transformateurs HTA/BT triangle/étoile ou étoile zigzag.C’est généralement le cas. Quoique…………16

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTRE5. 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 etune 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 auréseau d’accueillir les charges monophasées déséquilibrées et asynchrones sous réserve que leneutre soit distribué. Le plan de protection est simple et sélectif. Le facteur de mise à la terreest normalement compris entre 0,9 et 3.Lorsque l’on souhaite privilégier la protection des travailleurs tout en bénéficiant du maintiende la fourniture durant un défaut monophasé, on peut exploiter le réseau avec un neutre isolé(IT). Le plan de protection est alors rustique. Ces réseaux ne sont pas bien adaptés àl’alimentation des charges monophasées.Sur les réseaux HTA:Si l’on souhaite maîtriser les montées en potentiel des prises de terre, le neutre isolé est uneexcellente solution sous réserve que le capacitif du réseau soit négligeable. Cette solutionoffre également une bonne qualité de service. Les réseaux dont le neutre est isolé sontcependant le siège de surtensions temporaires importantes. Le plan de protection n’est passélectif. La recherche de défaut est délicate.Le neutre compensé offre également une bonne qualité de service, le plan de protection estsélectif mais onéreux. Le coût des accessoires pour l’exploitation du réseau est important. Lessurtensions temporaires sont également importantes.Sur les réseaux dont le neutre est direct à la terre (F3), le niveau des surtensions temporairesest 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 estdistribué. Les plans de protection sont simples et sélectifs. La détection des défauts résistantsest par contre délicate à réaliser. La qualité de service n’est pas la meilleure, elle nécessite unemise 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 capacitifhomopolaire. La limitation du courant dans le neutre (100 à 4000 A) est une solution intermédiaire quinécessite de coordonner le courant maximal de défaut à la terre avec la valeur de la résistancede la prise de terre de référence. Sur les réseaux présentant un fort capacitif, il existe des casoù la limitation du courant de neutre ne permet pas de limiter le courant de défaut. Il faut alorsenvisager une compensation partielle ou totale du courant de capacité homopolaire ou tendrevers un neutre direct à la terre.Sur ces réseaux, les surtensions temporaires peuvent tendre vers la valeur de la tensioncomposée. Les plans de protection sont simples et variés. La qualité de service est satisfaisantesous 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 demise 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 aintérêt 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 condition1 F 3. Si F>1, le courant de défaut à la terre est maximal lors d’un court-circuitmonophasé et n’excède pas la valeur du courant de court-circuit triphasé. Avec F 3, lessurtensions temporaires sont maîtrisées.Lorsque le réseau est alimenté par plusieurs sources interconnectées, il est nécessaired’assurer la gestion des neutres afin de maintenir le facteur de mise à la terre du réseau dansl’intervalle souhaité. Il faut également noter que ce régime de neutre offre, aux protections dedistances, les conditions d’une bonne sélectivité.18

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTRE6. Les régimes de neutre sur les réseaux publicsSur de tels réseaux, le choix du régime de neutre est conditionné par l’histoire. Son évolution dépenddu niveau de développement du pays, de sa géographie et de la répartition de sa population. Il arrivecependant 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 actuellementexploités dans le monde par les différentes compagnies d’électricité. On découvre alors que quelquesoit leur régime de neutre, ces réseaux fonctionnent correctement. Aujourd’hui, la tendance est lasuivante:Haute tension (HTB)Neutre impédant ou neutre direct à la terreMoyenne tension (HTA)Basse tensionEUROPEETATS UNISAUSTRALIEASIEAFRIQUENeutre impédant ou compenséNeutre direct à la terreSelon influencesNeutre 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 terreou faiblement impédants.‣ Sur les réseaux HTA ALLEMAND, la pratique était la suivante dans les années 90:10kV 20kV 30kVNeutre isolé 9,6% 30409 km 655 km 1052 kmNeutre compensé 85,7% 86779 km 184097 km 14110 kmNeutre impédant 4,7% 11480 km 3988 km 11 kmCertaines compagnies d’électricité ALLEMANDE réfléchissent cependant à l’opportunité depasser au neutre faiblement impédant sur des réseaux de câbles vieillissants.‣ Actuellement, les réseaux HTA FRANCAIS sont essentiellement exploités avec un neutreimpédant et résistif. Afin de répondre aux exigences de qualité et de sécurité, EDF a entreprisdepuis le début des années 90 la migration des réseaux comportant de l’aérien vers le neutrecompensé.Les démarches initiées par la FRANCE et certaines compagnies ALLEMANDES peuventparaître contradictoires. Elles s’expliquent cependant par l’histoire et la constitution de leursréseaux HTA.Dans quelques dizaines d’années, l’exploitant Français devra peut-être réfléchir à unemigration de son régime de neutre compensé vers un régime faiblement impédant ou direct àla terre.19

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTRE7. En conclusionLe choix d’un régime de neutre d’un réseau d’énergie électrique s’inscrit dans le cadre plus général dela recherche de la performance.Lorsqu’il s’agit de choisir un régime de neutre, il convient de prendre en compte: La qualité du produit, La sécurité des biens et des personnes, La maîtrise des coûts d’investissement et d’exploitationLa décision doit s’appuyer sur des éléments objectifs définis à partir d’une étude de cohérence mettanten scène la résistance de la prise de terre de référence, la puissance de court-circuit et le capacitif duréseau.Le concepteur s’attachera à prendre en compte les particularités et la vocation du réseau et se méfierades solutions toutes faites qui, par ailleurs, ont fait leurs preuves. Il étudiera ensuite le plan deprotection associé au régime de neutre en cohérence avec les obligations de qualité et de sécurité.20

lambert.michelp@orange.frLe 06/10/2009LA PRATIQUE DES REGIME DE NEUTRE8. L’ouvrage « La pratique des régimes de neutre »Utilisé aujourd’hui comme support de cours, il comporte les chapitres suivants:Chapitre 1 Les régimes de neutre et les déséquilibres homopolaires Rappel d’électrotechnique, les schémas équivalents, Les déséquilibres homopolaires, Les contraintes, La réglementation, Les régimes de neutre.Chapitre 2 La mise à la terre des neutres des réseaux d’énergie électrique Les dispositifs de mise à la terre des neutres, Les schémas de liaison à la terre, La gestion des neutres.Chapitre 3 Les régimes de neutre et les plans de protection associés La sélectivité d’un plan de protection, La sensibilité d’un plan de protection, Les protections à maximum d’intensité résiduelle, Les protections à maximum de tension résiduelle, Les protections à maximum de puissance résiduelle, Les protections à minimum d’impédance.Chapitre 4 L’exploitation des réseaux L’environnement réglementaire, Les prises de terre, Les référentiels d’exploitation.Chapitre 5 Les études de cas Les annexes Choix d’un régime de neutre sur un réseau insulaire, Choix des régimes de neutre sur un réseau industriel, La protection masse stator des groupes d’une centrale.21