Rapport de Stage ONE

UNIVERSITE CADI AYYAD FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MARRAKECH

Département de Physique Appliquée Filinre d’ I nag near d'état en

S systems Electriques

et T élécommunications (

ISET)

RAPPORT DE STAGE

Pertes techniques au niveau du poste source CHOUITER (Départ AIT OURIR)

Réalisé à

:

Effectué par :

Office National d’Electricité (O.N.E) Aite Driss Youness El Adi Adam

Sous la direction de :

H. AIT HAMOU

(ONE – Marrakech)

Année Universitaire 2009 /2010

Rapport de stage

Remerciements

Nous tenons vivement à exprimer notre profonde reconnaissance à Monsieur Le Directeur R gional de l’Office National de l’Electricité de Marrakech qui a accepté de nous accorder ce stage. Nous exprimons notre sincère gratitude à Monsieur Hamad AIT HAMOU et à Monsieur Amine TABASSAMET qui ont suivi rigoureusement la progression de notre stage, et n’ont épargné aucun effort pour mettre

notre disposition tout ce dont on

besoin pour

réussir notre stage. Nous tenons aussi

remercier l’ quipe de service conduit régional au sain de l’office

national de l’électricité de Marrakech, et les équipes du service technique, spécialement. Enfin, Mr. AIT BEN MOUSSA, Mr. HANAOUI et tous les agents de l’office national de l’ lectricit , ainsi tous ceux qui ont contribué de prés ou de loin à la réussite de ce travail, trouvent ici l’expression de nos vifs remerciements.

2

Rapport de stage

SOMMAIRE Introduction

4

Chapitre I : Présentation générale de l’organisme d’accueil ONE I. Présentation de l’office national d’électricité

6

7

II. Présentation de la Division Régionale de Marrakech (Tensift) 7 III Présentation de la division d’exploitation et distribution

8

Chapitre II : Généralités sur les protections est les OCR dans un

11

réseau MT I. Introduction

12

II. Les composants du réseau MT

12

Chapitre III : Les pertes dans le réseau MT

17

I. Les pertes techniques II. Les pertes non techniques (Commerciale) III. Méthode de calcul de taux de perte

18 19 20

CONCLUSION

24

ANNEXE

25

GLOSSAIRE

28

3

Rapport de stage

Introduction

4

Rapport de stage Le réseau électrique est un ensemble d’éléments générateurs, récepteurs, reliés par des conducteurs d’une manière plus ou moins complexe. Il est aussi d fini comme tant un ensemble de conducteurs comportant des prises de courant reliées en permanence à des sources maintenant entre leurs bornes une différence de potentiel pratiquement constante.

Le réseau électrique comporte les unités de production qui sont chargées de fournir l’énergie et les r seaux de distribution pour livrer l’énergie aux utilisateurs. Comme dans tous les systèmes qui existent, on se trouve toujours face à des contraintes, l’acheminement d'électricité sur le réseau de transport génère des pertes d’énergie. C’est dans ce cadre que la division d’exploitation et distribution de l’office national de L'électricité nous a demandé de faire un calcul des pertes techniques au nivéeau du réseau de distribution MT, pour déterminer le taux de perte et procédé à des améliorations pour le diminué.

Le présent rapport est structuré en trois chapitres. Le premier chapitre est consacré à la pr sentation de l’organisme où on a effectué notre stage, l’office national de l’électricité . Le deuxième est consacré

une description

générale du réseau de distribution MT. Le calcul des pertes dans le réseau de distribution d’électricité MT est détaillé dans le troisième chapitre.

5

Rapport de stage

Chapitre I Présentation de l’Office National de l’Electricité

6

Rapport de stage

I. PRESENTATION DE L’OFFICE NATIONAL D’ELECTRICITE L’office national de l’électricité

(ONE) est un Etablissement public à caractère

industriel et commercial crée par Dahir en août 1963, sa mission est de satisfaire la demande en électricité du Maroc aux meilleures conditions de coût et de qualité de service. Pour satisfaire la demande d'énergie électrique au moindre coût et avec une meilleure qualité de service, l'ONE a mis en œuvre une stratégie visant

renforcer son rôle de vecteur

important de développement : - La recherche du kWh le moins cher, - La diversification des sources d'approvisionnement, - La mise en valeur des ressources nationales, - L'intégration régionale. Les droits et obligations de l’ONE sont d finis dans un cahier de charge approuvée par décret en 1974, lequel définit les conditions techniques, administratives et financières relatives

l’exploitation des ouvrages de production, transport et distribution de l’électricité .

Ainsi, la production et le transport de l'énergie électrique sur le territoire national sont assurés, depuis 1963, par l’ONE plac sous la tutelle administrative et technique du Ministère de l'Energie et des Mines.

II. PRESENTATION DE LA DIVISION REGIONALE DE MARRAKECH (TENSIFT) La direction régionale de Tensift (DRT) s’ tend sur une superficie de 64 456 Km², et recouvre six provinces et préfectures : Marrakech, Ouarzazate, Zagora, Essaouira, Chichaoua et El Haouz. Le découplage administratif de la région est donné sur le tableau N° 1. Tableau 1: Le découpage administratif de la DRT Provinces et Préfectures Communes Rurales Municipalités Marrakech

13

4

Chichaoua

33

2

El Haouz

38

1

Ouarzazate

33

4

Zagora

22

2

Essaouira

52

5

7

Rapport de stage

Les infrastructures relevant de la DRT sont résumés dans le tableau N° 2. Tableau 2 : L'infrastructure de la DRT Eléments du réseau MT TOTAL DRT Postes sources HT/MT (60/22KV) 16 Postes MT/MT (22/5.5KV) 1 Nombre de départs MT issus des postes sources 56 Longueur MT aérienne en Km 8369 Longueur MT souterraine en Km 288 Nombre de postes MT/BT distribution 3 597 Nombre de postes MT/BT Client 1 943

La figure 1 repr ésente le territoire de la Direction Régionale de Marrakech (Tensift)

Fig. 1 : Territoire de la DRT

8

Rapport de stage La figure 2 donne l’organigramme de la direction régionale de Marrakech.

Fig. 2 : Organigramme de la division régionale Marrakech

III. PRESENTATION DE LA DIVISION D’EXPLOITATION ET DISTRIBUTION La division d’exploitation et distribution est constituée d’un service de conduite régionale et des agences de distribution.

III.1. Le Service de Conduite Régionale Le Service de Conduite Régionale (SCR) a pour mission La conduite et la téléconduite, dans les meilleures conditions d’économie et de sécurité, du r seau de distribution, la maintenance préventive et curative ainsi qu’au développement du réseau de Distribution alimentant la Direction Régionale de Marrakech. Le SCR service assure l’ensemble les taches suivantes : - Conduite et télé-conduite du réseau de Distribution 24/24 h et 7/7j : La conduite de réseau est effectues par quatre dispacheurs qui travaillent 24/24, En cas d’incident le dispacheur effectue le premier essai du départ déclenché à partir du DCR, si ce dernier est négatif, il avise l’équipe de permanence pour intervenir le plus vite possible.

9

Rapport de stage

- Mise à jour des schémas du réseau : La mise

jour des schémas de r seau se fait en collaboration avec les chefs d’équipes

et les exploitants chaque 3 mois. -

Calcul des réglages des protections.

Le calcul des réglages des protections d’un logiciel appel

IRD (Inventaire R seau

Distribution), qui permet d’effectuer l’inventaire des équipements du r seau de distribution dans le but d’en rationaliser l’exploitation et la planification.

III.2. Les Agences de Distribution (AD) Les AD ont pour missions principales : - La gestion et l’exploitation du réseau MT, des postes sources HT/MT et du réseau BT, - La maintenance du réseau MT et postes sources HT/MT et du réseau BT, - L’amélioration de la qualité du service par la r duction du nombre d’incidents, - La réduction de la dur e d’intervention et des coupures programmées.

10

Rapport de stage

Chapitre II Généralités sur le réseau MT

11

Rapport de stage

I. INTRODUCTION Depuis les centrales de production, l’énergie électrique est acheminée jusqu’aux consommateurs par le réseau électrique schématisé sur la figure 3.

Fig. 3 : schéma d’un réseau électrique Le r seau de distribution MT de l’ONE est un r seau de type radial d boucl . Ce r seau sert

acheminer de l’électricité du réseau de transport aux points de consommation.

Les constituants d’un R seau de distribution sont comme suit : - Les postes HT/MT : Comporte un transformateur abaisseur de tension HT/MT qui permet d’avoir une tension de sortie de 22kV, sa puissance est dimensionnée suivant le besoin du client. - Les lignes MT : Permet le transport de l’énergie aux différents postes de distribution (Postes Clients MT et Postes ONED). - Les postes MT/BT : Sont les postes dans lesquels est effectuée la transformation de la tension MT à la tension d’utilisation BT. -

Les Lignes BT :

Ce r seau permet d’alimenter un nombre très élevé de consommateurs correspondant au domaine domestique.

II. LES COMPOSANTS DU RESEAU MT II.1. Poste source HT/MT Dans un réseau de distribution, le poste source HT/MT a un rôle important pour la fonction de distribution d'électricité. Il compote un jeu de barre 60kV alimenté par des départs

12

Rapport de stage

60kV, les transformateurs HT/MT sont alimentés par le jeu de barre 60kV on transitant par un disjoncteur de transformateur, les transformateurs délivre une tension de 22kV au niveau de jeu de barre MT où dérive les départs MT. La figure 4 représente le schéma synoptique du poste source HT/MT.

Fig. 4 : schéma synoptique de poste source CHOUITER Pour assurer le bon fonctionnement du poste source, ce dernier est dot d’un ensemble de protection pour protéger l’ l ment principale du poste, qui est le transformateur HT/MT. Le transformateur est soumis à deux types de défaut : -

Les défauts internes liés directement au transformateur. Pour faire face à ces défauts on installe les protections suivantes : - Protection Masse

Cuve : Cette protection surveille l’isolement de la cuve

par rapport à la terre en détectant le courant qui transite sur la seule liaison reliant la cuve du transformateur

la terre par l’intermédiaire du transformateur de

courant. - Protection Buccholz : Cette protection se base sur la détection du dégagement gazeux provoqué par la décomposition de l’huile d’isolement des enroulements,

13

Rapport de stage

suite

la survenue d’un défaut

l’intérieur du transformateur qui provoque un arc

électrique. - Contrôle de la température : effectué par une sonde thermostatique. - Protection contre le manque de la circulation d’huile : surveille le fonctionnement des pompes de la circulation d’huile de refroidissement. - Les défauts externes dans le réseau que le transformateur alimente : Pour faire face à ces défauts on installe une protection transformateur qui protège contre les défauts polyphasés et surcharge, elle est constituée par des relais de phase alimentés par des TC brushings installés sur les bornes de sortie moyenne tension du transformateur. II.2. Réseau MT Les principales catégories de tension MT de l’ONE distribution au Maroc sont, le réseau 22 kV et 5,5 kV. Les lignes à 22 kV de distribution

sont prépondérantes, elles

s’ tendent sur des dizaines, voire des centaines de kilomètres, et sont à structure arborescente radiale. Les réseaux MT aériens sont majoritaires en zone rurale, où la structure arborescente prédomine largement. Par contre en zone urbaine les contraintes d'encombrement, d'esthétique et de sécurité conduisent à une utilisation massive des câbles souterrains. Ces lignes sont protégées par des disjoncteurs MT au niveau des postes sources et des organes de coupure de réseau. La figure 4 représente le schéma d’un r seau de distribution MT.

14

Rapport de stage

Fig. 4 : Schéma du réseau de distribution MT Pour assurer la sécurité des équipements et du personnel qui exploite le réseau MT, des protections suivantes ont était mise en place : - Protection départ MT qui est assurée par : - Deux relais de phase qui permettent de protéger la ligne contre les défauts polyphasés et les surcharges qui peuvent l’affect e. Ils sont réglés en fonction de la charge maximale transitée et de la tenue du conducteur de la ligne. - Un relais homopolaire alimenté par le courant résiduel résultant de la somme des trois courants qui transitent sur les trois phases. - Protection terre résistante : Ces protections permettent de traiter les défauts à la terre qui ne sont pas détectés par les protections à maximum de courant. Il est assuré par un relai alimenté par le courant résiduel résultant de la somme des trois courants qui transitent sur les trois phases en utilisent un TC tore. En plus des protections au niveau des départs, des organes de coupure de réseau (OCR) sont installés, on site : - Disjoncteur Réenclencheur au Réseau : Le DRR est un appareil qui assure les fonctionnalités classiques d’un disjoncteur, il est aussi manœuvrable à distance avec un coffret de communication et contrôle.

15

Rapport de stage

- Interrupteur Aérien Télécommandé à creux de tension (IAT-CT) : est un interrupteur a rien MT automatique t l command qui permet d’isoler les zones d'défectueuses du réseau sans nuire à la continuité du service des autres zones saines.

II.3. Poste MT/BT Pour alimenter les abonnés on utilise : - Les postes ONE de Distribution (ONED) : L’ électricité est mise

la disposition des clients BT par des branchements sur le r seau BT, la

tension d’utilisation est assure par des transformateurs MT/BT, situ s

proximité des points

de livraison de l’énergie aux clients BT afin de minimiser les chutes de tension. - les postes Clients : Les postes clients sont de m me type que les postes ONED, ils sont équipés d’un comptage pour mesurer l’énergie fournie au client. Il existe plusieurs type des postes MT/BT, on sites par exemple : - Postes Maçonnés Haut, - Postes Sur poteau, - Postes Cabines Métalliques, - Postes Mobiles.

16

Rapport de stage

Chapitre III Les pertes dans le réseau MT

17

Rapport de stage Dans toutes les activités on se trouve toujours face surgissent, ne permettent pas d’atteindre

des contraintes qui, lorsqu’elles

100% l’objectif vis. Bien qu’il existe souvent des

moyens pour réduire leur risque d’arriver, on n’arrive jamais à les éliminer totalement. Dans ce même ordre d’id e, les responsables des réseaux électriques font face à des contraintes majeures. Ces contraintes viennent de toutes sortes, que ce soit au niveau de la production, du transport et/ou de la distribution de l’énergie électrique. En général, les contraintes les plus marquantes ou encore les plus perceptibles sont les pertes. Il existe plusieurs types de perte suivant leurs provenances, parmi ces pertes on trouve les pertes au niveau de réseau MT, et elles sont de deux types : - Les pertes techniques, - Les pertes non techniques (Commerciales). I. LES PERTES TECHNIQUES Les pertes techniques sont celles qui proviennent à partir des éléments constitutifs du réseau. Par exemple, des joints mal ajustés au niveau des conducteurs, des isolateurs cassés, mais aussi les pertes par effet joule dans les lignes. Le réseau de distribution MT est constitué des niveaux techniques suivants : - Poste source HT/MT, - Réseau de distribution MT, - Postes MT/BT, - Réseau de distribution BT Chacun de ces niveaux génèrent une proportion des pertes techniques qu’il faut déterminer. I.1. Pertes du poste source : Dans un poste source on constate des pertes au niveau du transformateur HT/MT, le jeu de barre et les câbles de connexion, comme les câbles et les jeux de barres ont des faibles longueurs on les néglige, donc le calcul des pertes dans le poste source ce résume au calcul des pertes au niveau de transformateurs. Les pertes de transformateur sont les pertes fer et les pertes à effet joule : - Pertes fer : sont les pertes à vide. - Pertes à effet joule : sont les pertes à court circuit. On plus des pertes transformateur une partie de l’énergie est utilisée pour aliment les la partie auxiliaire de poste source (éclairage, protections, disjoncteurs, …)

18

Rapport de stage

I.2. Pertes de réseau MT : Sont les pertes à effet joule dans les lignes de transport d’énergie, dans une ligne triphasé les pertes à effet joules sont données par : P

=3. R. I 2

r es

Pour calculer les pertes de réseau de distribution MT, il nous faut le courant qui transite chaque tronçon de la ligne MT, et sa résistance qui est déterminée par le type de câble utilisé et sa longueur. Donc les pertes de réseau seront la somme des pertes à effet de joule dans chaque tronçon qui le constitue. I.3. Pertes de transformateur HT/BT : C’est la somme des pertes au niveau des transformateur HT/MT qui existe dans le réseau de distribution. I.4. Pertes réseau BT : C’est la somme des pertes

effet joule au niveau de réseau de distribution BT.

II. LES PERTES NON TECHNIQUES (COMMERCIALES) Les pertes non techniques représentent l’énergie consommée non enregistrée. C’est la différence entre l’énergie injectée au réseau de distribution et l’énergie effectivement facturée, les origines de ces pertes ne sont pas toujours évidentes et ne peuvent être mesurées, parmi c’est origines on trouve : - vol d’électricité : des clients soutirent l’énergie électrique du réseau de distribution d’une manier illégale. - anomalie de compteur : il est dû au mauvais fonctionnement du compteur à cause du vieillissement, ou un trafic au niveau de son réglage. - erreur de relevé et/ou de saisie : le relevé se fait manuellement par des agents parfois non qualifiés, ce qui provoque des erreurs de relevé, ainsi que des erreurs de saisie au niveau de l’agence commerciale peuvent se produire.

19

Rapport de stage

III. METHODE DE CALCUL DE TAUX DE PERTE Le taux de perte dans un réseau de distribution nous renseigne sur la partie de la puissance qui a été perdue et non facturée sur le client. Le taux de perte est donné par la relation : Pachète perte

Pvendue

Pachète

Pour le calcul du taux de perte par départ, on va utiliser des relevés d’achat et de vente sur une année glissante, donc au niveau de calcul on va négliger des pertes techniques suivantes : - les pertes du poste source. - les pertes relatives à la basse tension (poste MT/BT, réseau BT) : La valeur de taux de perte qui est exigée par l’Office Nationale d’Electricité comprise entre 6% et 8%, cette valeur doit correspondre au taux de pertes dû au réseau de distribution, pour cela il faut calculer ce taux. I.1. Les achat sur une année glissante : Le relevé des achats est réalisé chaque fin de moins au niveau de poste source, par l’intermédiaire des compteurs installés au niveau du transformateur est chaque départ MT. La figure 5 présente l’emplacement des compteurs.

Fig. 1 : Emplacement des compteurs du poste source Pour contrôler la fiabilité de relevé des achats on vérifie que : - la puissance enregistrée au niveau du compteur principale doit être égale à la somme des puissances enregistrées dans les compteurs de chaque départ.

20

est

Rapport de stage

- la puissance enregistrée au niveau du compteur principale est égale à celle dans de compteur de secours. I.2. Les ventes sur une année glissante : Le relevé des ventes est prélevé par l’agence commerciale avec un décalage inférieur ou égal à 15 jours, vue le grand nombre de client, et parfois on procède par une estimation de la consommation d’un certains nombre de clients. Pour le calcul de taux de perte, on utilise le relevé sur une année pour diminuer l’influence de retard au niveau de prélèvement de la consommation des clients. I.3. Calcul du taux de perte du réseau MT : Pour le calcule de taux de perte du réseau MT, on a besoin de connaitre le courant qui transite dans chaque tronçon de ligne et la résistance de ce dernier. Comme le réseau de distribution est assez complexe, on va procède par une modélisation du réseau pour simplifié les calculs et afin d’approcher le taux de pertes avec un faible écart. Pour la modélisation du réseau MT, on procède par un regroupement des postes MT/BT les plus proche qui se trouve dans le même tronçon de ligne dans un seul poste MT/BT avec une puissance installée égale à la somme des puissances installées dans les postes qu’on a regroupés. Cette modélisation est basée aussi sur le type et la section des câbles utilisés. Les deux figures ci-dessous représentent les schémas de réseau avant et après modélisation. Avant modélisation :

21

Rapport de stage

Après modélisation :

Après modélisation du réseau MT, gr ce

l’IRD on peut obtenir la longueur et le type

de chaque tronçon de la ligne et on peut déterminer sa résistance on utilisant le tableau qui comporte le coefficient de la résistance et la réactance par section du câble par Km (Voir Annexe I). Pour déterminer le courant appelé dans chaque tronçon, on a le courant maximal appelée dans le départ (Voir Annexe II) pour calculer la puissance appelée on a la relation suivante:

Papp

puis on calcule la puissance installée dans le réseau :

Pins

U .I . Pposte

par ces deux puissances on calcule le coefficient donner par coef : permettre de déterminer la puissance appelée par chaque poste : P

a p p / p o s te

de calculer le courant appelée par la relation : 3Iapp / poste

Papp / poste

3

Papp Pins

qui va nous

coef * P

in t/ p o s te

et

.

U.

Après détermination des courants appelés par chaque poste, on va connaitre les courants dans chaque tronçon qui nous permet de calculer la puissance dissipée par effet joule Pjoule / tr

3.R.( Iapp / poste )2 , la somme des puissances dissipées dans chaque tronçon donne

les pertes totales par effet joule dans le réseau Pjoule

Pjoule / tr .

22

Rapport de stage

Pour calculer le taux de perte sur une année glissante du réseau MT, on va calculer l’énergie dissipe par effet de joule sur une année par : E

jo u le

P

jo u le

.( 0 .3 * Nbr

h eu r e cr eu s e

0 . 6 * Nbr

h eu r e p lein e

1 * Nbr

h eu r e p o in t

) * 360

D’après les résultats de calcul, on peut déterminer le taux de perte technique sur une Année pour le réseau de distribution MT, il est donné par : Ejoule perte joule

Eachète

Ejoule : énergie dissipée par effet joule sur une année glissante en KWh Eachete : les achats sur une année glissante en KWh

23

Rapport de stage

Conclusion En étant l’une des grandes entreprises au Maroc, l’ONE a développé un programme qui assure un bon service avec un maximum de sécurité, pour transporte l’énergie électrique dans des meilleures conditions et avec le minimum de perte possible.

Pour améliorer la qualité de service et minimiser les pertes techniques dans le réseau, l’ONE a proc d par un calcule de taux de perte pour d terminer les d part critique et par le suite procède à des améliorations pour diminuer les pertes dans le réseau MT.

En plus des informations acquis durant ce stage concernant la constitution du réseau de distribution et les différentes tapes pour le transport de l’électricité, on a travaillé sur la méthode de détermination des pertes techniques dans le réseau de distribution MT. Ce stage représente une expérience bénéfique. En plus de l’enrichissement de nos connaissances techniques, il a été une occasion pour mieux connaître le milieu professionnel.

24

Rapport de stage

Annexes

25

Rapport de stage

Annexe I : Coefficient de la résistance et la réactance par section du câble par Km

26

Rapport de stage

Annexe II : Courbe de charge du départ dans une journée

27

Rapport de stage

Glossaire AD :Agences de Distribution. BT :Basse Tension. DRT :La Direction Régionale de Tensift. HT :Haut Tension. MT :Moyenne Tension. ONE : Office National de l’Electricité. IRD :Inventaire Réseau Distribution. TC : Transformateur de Courant. THT :Très Haut Tension.

28