Technologie et mise en œuvre
Protection des réseaux de transport et de répartition : présentation

Les réseaux électriques représentent des investissements considérables consentis par les Gestionnaires de Réseaux de Transport et de Distribution (GRT ou GRD) pour alimenter leurs clients dans les meilleures conditions de coût et de qualité de service. En France, le GRT est RTE (Réseau de Transport d'Électricité). Il gère principalement les réseaux HTB. Les réseaux publics de distribution (RPD) HTA et BT, qui, historiquement sont placés sous le régime de la concession, sont gérés par des GRD (Gestionnaire de réseaux de distribution au sens de la loi 2000-108). En France métropolitaine, ERDF (Électricité Réseau Distribution France) est le principal GRD, puisqu'il gère environ 95 % des réseaux publics de distribution. On notera toutefois que 170 ELD (Entreprises Locales de Distribution) assurent également cette fonction sur des territoires plus ou moins étendus, dont les réseaux pour des raisons historiques n'ont pas fait l'objet d'une nationalisation en 1946.

Pour des raisons techniques et économiques évidentes, il n'est pas possible de construire des réseaux exempts de défauts de fonctionnement ; ils sont, en particulier, exposés aux agressions naturelles comme la foudre. Les réseaux sont donc affectés de perturbations qui peuvent mettre en cause la pérennité du matériel et la qualité du service rendu et dont il faut chercher à minimiser les conséquences.

Tout défaut doit donc être identifié immédiatement afin d'isoler le plus rapidement possible du réseau sain l'ouvrage siège du défaut. C'est l'objet de la protection des réseaux.

La Commission électrotechnique internationale (CEI) définit la protection comme l'ensemble des dispositions destinées à détecter les défauts ou les autres situations anormales dans un réseau d'énergie, à permettre l'élimination des défauts, à mettre fin aux situations anormales et à lancer des ordres ou des signalisations.

La protection des différents réseaux (transport et interconnexion, distribution publique, distribution industrielle privée) fait l'objet de dossiers spécialisés. En préambule à ces dossiers, on rappelle ici les caractéristiques essentielles de ces réseaux en donnant des indications sur les défauts qui les affectent. On présente également les critères communs à tous les réseaux qui sont à prendre en considération lors de la conception de leur protection.

Tout ce qui suit ne concerne que la protection contre les courts-circuits et les défauts d'isolement. La protection contre les incidents affectant le fonctionnement d'ensemble du système Production-Transport-Consommation, tels que les surcharges, les pertes de synchronisme, les écroulements de tension, les baisses de fréquence, se trouve, dans le dossier Réseaux de transport et d'interconnexion : réglage et fonctionnement [D 4 090] .

Les autres dossiers sur la protection des réseaux sont les suivants :

• [D 4 801]  « Protection des réseaux de transport et de répartition contre les courts-circuits et les défauts d'isolement » ;

• [D 4 802]  « Protection des lignes et des câbles de transport et de répartition » ;

• [D 4 803]  « Protection des barres et transformateurs : apport des techniques numériques » ;

• [D 4 804]  « Réseaux de transport et de répartition : aspects Système et plans de protection » ;

• [D 4 805]  « Protection des réseaux de transport et de répartition » ;

• [D 4 810]  « Protection des réseaux à moyenne tension de distribution publique » ;

• [D 4 815]  « Protection des réseaux à basse tension de distribution publique » ;

• [D 4 820]  « Protection des installations industrielles et tertiaires ».

Ils concernent les réseaux à courants alternatifs triphasés.

Ces réseaux et les installations qui les constituent sont repérés par leur niveau de tension normalisé (en France, la publication applicable est l'UTE C18-510) :

• HTB : U_n > 50 kV ;

• HTA : 1 kV < U_n   50 kV ;

• BTB : 500 V < U_n   1 000 V ;

• BTA : 50 V < U_n   500 V ;

• TBT : U_n   50 V.

De plus, en France, la HTB se décompose de la manière suivante (décret n^o 2003-588 du 27 juin 2003) :

• HTB1 : 50 kV < U_n   130 kV ;

• HTB2 : 130 kV < U_n   350 kV ;

• HTB3 : 350 kV < U_n   500 kV.

Toutefois, par abus de langage, nous rencontrons fréquemment les anciennes appellations :

• très haute tension (THT) : supérieure à 200 kV ;

• haute tension (HT) : entre 35 et 200 kV ;

• moyenne tension (MT) : entre 1 et 35 kV ;

• basse tension (BT) : inférieure à 1 kV.

Les valeurs des tensions assignées (ou nominales) correspondant à chaque niveau, adoptées dans les différents pays, sont très diversifiées et trop nombreuses pour être toutes citées ; celles couramment utilisées en France, sont les suivantes :

400 kV ; 225 kV ; 90 kV ; 63 kV ; 20 kV et 15 kV ; 400 V ; 230 V.

On note qu'il existe encore des ouvrages 150 kV et 42 kV sur le territoire français, mais qui sont voués à disparaître au fur et à mesure du renouvellement du réseau.