Electricité
Réseaux de transport et de distribution
Electricité

L'énergie électrique doit être envoyée du centre de production au consommateurs: c'est le réseau de transport et de distribution.
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Le réseau électrique est composé d'une partie réseau de transport et d'une partie réseau de distribution. Il ya a une partie haute tension, une partie moyenne tension (qu'on appelle maintenant haute tension A, tandis que la vraie haute tension devient haute tension B), et une partie basse tension.

L'énergie est transportée par un réseau triphasé qui a comme avantage que la puissance instantanée est constante: quand la tension diminue sur une phase, elle augmente proportionellement sur les autres phases. Sur le réseau monophasé il y a une pulsation de la puissance transmise au double de la fréquence du réseau; c'est une des raisons pour laquelle le monophasé n'est pas utilisé dès que les puissances deviennent plus élevées.

La tension sur le réseau haute tension est standardisé, mais cela n'est pas le cas pour le réseau moyenne tension. On ne transforme pas la haute tension directement en basse tension, mais on passe par des tensions intermédiaires dont le nombre est limité pour réduire les pertes.

La tension de l'alternateur dans la centrale électrique est augmentée jusqu'à la tension du réseau de transport (150, 220 ou 360kV). Le réseau de transport forme la colonne vertébrale de la distribution de l'électricité. Les générateurs moins puissants sont directement connectés au réseau moyenne tension (grands panneaux photo-voltaïques, parc d'éoliennes à terre, cogénération,...)

La haute tension est réduite à la moyenne tension pour la distribution. On retrouve les tensions de 70kV, 36kV, 11kV et 6kV. Il n'y a pas de standardisation car la tension utilisée est historique. Cela couterait trop cher de remplacer tous les transformateurs sur une ligne de distribution.

Les gros consommateurs sont directement connectés au réseau moyenne tension et disposent de leur propre cabine de transformation (réseau de 36kV, 11kV ou 6kV).

Entre la centrale électrique et l'utilisateur final, on retrouve donc plusieurs transformateurs: un transformateur qui va augmenter la tension de l'alternateur à la tension du réseau de transport et puis plusieurs transformateurs qui vont graduellement réduire la tension. Les pertes engendrées par cette suite de transformateurs est limitée, car le rendement d'un transformateur est de plus de 99%. Le rendement total (quand on tient compte des pertes dans les cables) est meilleur quand on utilise plusieurs transformateurs, une cascade de tensions est par exemple 70kV, 36kV, 6kV et puis 400/230V.

A droite une facture d'électricité qui mentionne les frais de transport et de distribution (en plus des nombreuses et diverses taxes). Le gestionnaire du réseau de transport est indépendant du gestionnaire du réseau de distribution.

Stabilisation en tension du réseau

Le réglage s'effectue à plusieurs niveaux sur plusieurs points du réseau.
  1. Il y a tout d'abord le reglage primaire au niveau du générateur. Il agit via l'excitation de l'alternateur. Si l'alternateur est surexité, il va produire de la puissance réactive, ce qui a comme effet d'augmenter la tension du réseau. La correction est très rapide et dépend des caractéristiques du générateur: moins d'une seconde.

  2. Il y a ensuite une correction secondaire où on compare la tension effective dans un "nœud pilote" par rapport à la tension de consigne. Le nœud pilote est choisi de telle façon que sa tension soit représentative de celle de la zone correspondante. La correction apportée au générateur est la moyenne des différentes zones. Le temps de réponse est d'une minute pour éviter l'instabilité du réseau.

  3. Il y a également une correction sur le réseau de distribution via un régleur en charge ou survolteur-dévolteur (OLTC: on load tap changer). La correction s'effectue dans le transformateur qui relie le réseau de transport (ou de répartition) au réseau de distribution.

    Un régleur en charge possède 17 prises (8 à la hausse et 8 à la baisse) avec des pas de 0.625% et permet de faire varier la tension en aval de ±5%. Le changement de prise ne se fait que si la valeur mesurée diffère suffisamment de la valeur de consigne et la commutation ne se fait qu'au bout d'une minute pour éviter les manœuvres excessives. Si nécessaire, les changements suivants sont effectués au bout de 10 secondes pour éviter les variations trop importantes.

Carte interactive de tout le réseau électrique

Une carte interactive du réseau électrique se trouve ici (transport, répartition et distribution à 36kV et plus). Il y a une information supplémentaire sur chaque mœud du réseau: cliquez dessus et vous avez l'information complémentaire. Quelques exemples interessants:
  • on voit les cables marins des éoliennes en Mer du Nord avec l'emplacement des différents sites de production (seconde photo).

  • le cable 380kV qui connecte la cascade de Coo au réseau de transport. La cascade de Coo permet d'absorber la production d'une tranche de centrale nucléaire quand la demande est faible (pompage) et elle remet l'énergie sur le réseau en cas de pics de consommation (turbinage).

  • La base militaire de Zeebruges dispose de sa propre cabine de transformation avec arrivée à 36kV.

  • La carte reprend également les réseaux HVDC (haut voltage continu) en rouge. On voit sur la carte la ligne qui relie la Belgique à la Grande Bretagne. Pour de telles distances, une ligne à courant continu est recommandée. De plus, le réseau de la Grande Bretagne n'est pas synchronisé avec le réseau continental (ce qui oblige à passer par du continu).

Et pour finir à droite une image de radar qui montre les sites d'éoliennes en mer du nord près du port de Zeebrugge.

Entretemps d'autres parcs ont été rajoutés (cela se voit sur l'image radar plus récente que la capture d'écran de la carte interactive).

Le réseau qui est venu s'ajouter est le réseau néerlandais Borssele Alpha situé à l'est des él-oliennes belges.

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