Postes Sources, Sous-stations et Centre de Répartition

Du début de l’électrification, en 1889, jusqu’à la structure du réseau actuel, l’alimentation électrique de Paris passe de systèmes indépendants à un réseau interconnecté et relié aux moyens de production nationaux.

La structure actuelle du réseau de transport à Paris est le résultat d’une longue évolution entamée à la fin du XIXe siècle. Les tensions de 3 000 V puis de 12 300 V sont désignées comme « haute tension » à la fin du XIXe et au début du XXe siècle. Il faut attendre le début des années 1920 pour voir apparaître les premières liaisons souterraines de 63 000 V, avec la construction de liaisons dont la fonction n’est plus la distribution directe d’énergie au consommateur mais l’interconnexion entre les différents centres de production.

Jusqu’en 1930, l’alimentation de Paris est uniquement assurée par les usines de la CPDE, qui ne sont pas connectées aux autres usines de la région par la boucle à 63 000 V. Les usines nord et sud-ouest de la compagnie atteignent leurs limites de production. Pour éviter la construction d’une troisième usine et assurer une meilleure qualité d’approvisionnement, mais aussi pour profiter de la fourniture d’électricité d’origine hydraulique, la CPDE décide, en 1930, de confier la distribution d’électricité destinée à la ville de Paris aux sociétés Électricité de Paris, Électricité de la Seine et Union d’Électricité. Les usines de la CPDE sont ainsi raccordées au vaste réseau d’interconnexion.

Deux postes de transformation 63 000 V / 12,3 000 V, disposés sur cette boucle à proximité des usines d’Issy-les-Moulineaux et Saint-Ouen, participent à l’alimentation de Paris par les échanges avec le réseau diphasé parisien de la CPDE. Deux liaisons 63 000 V, provenant de Charenton et Villejuif, pénètrent directement à l’intérieur de Paris jusqu’aux postes de Nation et Tolbiac, construits en 1929 et 1930.

Ces liaisons marquent le début de l’implantation de niveaux de tension, qualifiés aujourd’hui de haute tension, dans Paris intra-muros.

En 1957, d’autres postes d’alimentation 63 000 V sont créés à Paris, pour répondre à la croissance de la demande : Turgot dans le XVIIIe et Eylau dans le XVIe, alimentés respectivement par Ampère à Saint-Denis et Fallou à Gennevilliers. L’énergie est toujours puisée dans le réseau d’interconnexion à 63 000 V entourant Paris, lui-même alimenté par le réseau 225 000 V. Ces postes, à l’image de ceux de Tolbiac, Nation et Issy-les-Moulineaux, réalisent la transformation 63 000 V / 12 500 V et sont reliés aux sous-stations parisiennes.

Alimentation 400kV/225kV de Paris

Le Réseau Monophasé 3kV

C'est un réseau alternatif monophasé 3kV, qui a été créé en 1892, pour électrifier la partie Ouest de la rive droite et à partir de 1896 toute la rive gauche. Contrairement aux réseaux diphasés, le réseau monophasé est le réseau d'origine.

La distribution Monophasée est alimentée en première étape en 12kV depuis 4 postes sources.

Poste Source  Origine alimentation Transport  Tension d'alimentation  Nb et Puissance des transformateurs
Issy les moulineaux : Postes I  HARCOURT 225kV 1 x 100 MVA
Issy les moulineaux : Postes II ISSY LES MOULINEAUX 63kV 4 x 33,5 MVA
Eylau : Poste II FALLOU 63kV 2 x 33,5 MVA
Saint Ouen : Poste I AMPERE 63kV 4 x 33,5 MVA
Tolbiac : Poste I ARRIGHI 63kV 6 x 15,6 MVA / 3 x 33,5 MVA

Les postes-sources fournissent le courant diphasé 12kV à des sous-stations par des nappes de câbles analogues à ceux utilisés pour l'alimentation des centres  de répartition diphasés R.A.C et R.Z.D.

Les sous-stations ont pour rôle de transformer le courant diphasé 12kV en courant monophasé 3kV. La transfomation du courant se fait à l'aide transformateurs secs monohasé 13:3kV, de puissance unitaire de 3,2 ou 4,8 MVA, à refroidissement par air soufflé.

Les tranches de source des postes sources alimentent les tranches de source des sous-stations, 2 en général, appelées "Tranche avant" et tranche "Arrière". Cahque tranche est elle même divisée en phase 1 et phase 2, les transformateurs étant pris alternativement sur chacune des phases afin d'équilibrer les charges. On installe au maximum 3 transforamteurs en parallèle soit 3 x 2 = 6 par tranche, afin de limiter la puissance de court-circuit.

Chaque tranche possède des condensateurs d'amélioration du facteur de puissance (cosinus h), qui sont automatiquement retirés du circuit par une horloge la nuit et le dimanche afin d'éviter les surtensions.

Chaque sous-station comporte en plus, des départs abonnés 12kV répartis selon leur nombre, sur une ou plusieurs travées. Elles jouent, à ce point de vue, le rôle de cente de répartition. Une sous-station est pourvue  d'un équipement de manoeuvre afin de permettre l'exploitation normale et les dépannages.

Il y a 7 sous-stations : TERNES, MUETTE, LONGCHAMP, LAOS, PLAISANCE, SEVRES et VERLAINE.

Alimentation HTB des postes sources par radiales souterraines en 220kV

Distribution HTA 20kV en sortie des postes source 220/20kV

Le Réseau Alternatif Complémentaire (R.A.C)

C'est un réseau alternatif diphasé qui a été créé à partir de 1930 en complément de la distribution en courant continu, qui devenait insuffisante. Ce réseau a peu à peu remplacé le courant continu, dont le dernier îlot a été arrêté en 1968, sur une zone interressant le nord ouest et le centre de Paris côté rive droite.

Les poste sources diphasés desservant la zone R.A.C sont les suivants :

Poste Source  Origine alimentation Transport  Tension d'alimentation  Nb et Puissance des transformateurs
       
       
       
       
       

Les postes-sources fournissent le courant diphasé 12kV à des sous-stations par des nappes de câbles analogues à ceux utilisés pour l'alimentation des centre  de répartition diphasés R.A.C et R.Z.D.

Les Centres de Répartition R.A.C

Les centres de répartition assurent l'aiguillage à tension constante de l'énergie 12kV qu'ils reçoivent des postes sources. Pour raison de sécurité, chaque centre de répartition reçoit le courant de deux ou trois sources différentes, ou de tranches différentes d'une même source.  Le schéma de principe qui a été mis en oeuvre pour les centre de répartition R.A.C est de type "Triangulaire", avec trois alimentation différentes.

Par extension, chaque alimentation est appelée "Tranche de source". C'est en fait l'aboutissement de la nappe de câbles provenant d'une tranche de source d'un poste. Une tranche de sources d'un centre de répartition n'est alimentée que par un seule tranche de source d'un poste de transformation, mais la réciproque n'est pas vraie. Une tranche de source d'un poste peut avoir la puissance nécessaire pour alimenter plusieurs tranches, qui sont bien entendu, sitées dans des centres de répartition différents.

Un centre de répartition comporte un équipement de manoeuvre important, tel que système d'aiguillage et jeu de barres de secours afin de permettrel es dépannages.

Les câbles d'arrivée et de départ de courant 2kV sont des câbles à 4 conducteurs à papier imprégné. A la sortie des centres de répartition, le courant diphasé 12kV à deux destination à 2 destination différentes, l'artère de distribution et les abonnés moyenne tension.

La zone R.A.C possède 7 centres de répartition : PUTEAUX (1 et 2), MAGENTA, ABOUKIR, REPUBLIQUE, SAINT ANTOINE, TRINITE et VENDOME..

Alimentation HTB des postes sources par radiales souterraines en 220kV

Distribution HTA 20kV en sortie des postes source 220/20kV

Le Réseau Zone Diphasé (R.Z.D)

C'est un réseau alternatif diphasé qui a été créé à partir entre 1907 et 1914 sur la rive droite dans l'Est et le Nord de Paris pour améliorer l'alimentation de cette zone périphérique, qui était désservie jusqu'alors en continu. Le courant diphasé, le processus d'abaissement du niveau de tension, sa répartition et sa distribution sont identique au réseau R.A.C

Les poste sources diphasés desservant la zone R.A.C sont les suivants :

Poste Source  Origine alimentation Transport  Tension d'alimentation  Nb et Puissance des transformateurs
       
       
       
       
       

Les postes-sources fournissent le courant diphasé 12kV à des sous-stations par des nappes de câbles analogues à ceux utilisés pour l'alimentation des centre  de répartition diphasés R.A.C et R.Z.D.

Les Centres de Répartition R.Z.D

Les centre R.Z.D ne possèdent que 2 tranches de source, soit 4 travée en tout. Toutefois DEAUVILLE (1) et MENILMONTANT font exception et comportent 3 tranches et 6 travées conformément au schéma de principe présenté pour le réseau R.A.C. DOUDEAUVILLE (2) est un centre plus anciendoté d'une structure particulière, ils possède 3 tranches et 3 travées.

Le nombre de câbles d'alimentation 12kV des tranches de source des centres de répartition R.Z.D varie entre 3 et 8, ce qui donne des puissances disponible par tranche du même ordre que celles du réseau R.A.C.

La zone R.Z.D possède 5 centres de répartition : DOUDEAUVILLE (I et II), LAUMI7RE, MENILMONTANT, CHARONNE, DAUMESNIL.

Alimentation HTB des postes sources par radiales souterraines en 220kV

Alimentation HTB des postes sources par radiales souterraines en 220kV

Le Réseau Triphasé 20kV

Les réseaux R.A.C, R.Z.D et Monophasé décrit précédemment, sont des reésaux à puissance garantie et à distribution radiale. Le "Tranport" garanti la puissance livrée en HT aux postes sources diphasés en cas de première défaillance, grâce aux possibilités de reports des charges qu'ils possèdent. Le développement des réseaux 12kV et 3kV s'est effectué radialement à partir des centres de répartition et des sous-stations. On s'est aperçu que cette structure radiale était peu adaptée à la topographie urbain et se pr^était mal aux augmentation de puissance.

En effet, quand une artère R.A.C ou R.Z.D est saturée, il faut passer de nouveaux câbles dans le secteur angulaire occupé par celle-ci à partir du centre de répartition et remodeler l'alimentation du quartier interressé. Ceci se traduit par de nombreux et coûteux remaniements des câbes existants. La saturation des artères amène celle des centres de répartitio et la nécessité de créer de nouveaux centres qui s'insèrrent mal dans les secteurs désservis par les anciens. Il en est de même pour le monophasé 3kV.

Les résaux R.A.C, R.Z.D et Monophasé, devenant peu à peu insuffisants, il a fallu penser à assurer leur remplcement progressif par l'implantation du courant triphasé.

Alimentation HTB des postes sources par radiales souterraines en 220kV

Distribution HTA 20kV en sortie des postes source 220/20kV

Principes du réseau triphasé 20kV

Le réseau triphasé 20kV est un réseau basé sur la multiplication des postes source avec suppression de l'étage intermédiaire de répartition et sur l'utilisation d'artères de distribution plus adaptées à la topographie urbaine. Le "Transport" ne garantit plus la puissance, qui est ammenée par un seul câble 225kV, alimentant 3 postes sources pris dérivation. Les postes sources abaissent la tension à 20kV, niveau de tension normalisé sur le plan national. 

Chaque poste source ne possède qu'une seule tranche de source constituée par un transformateur de forte puissance, 100 MVA en principe, ce qui enlève la possibilité de report de tranches de sources à l'intérieur du poste source. Les dépannages s'effectuent au niveau de la tension abaissée 20kV par des reports sur les transformateurs des postes sources voisins alimentés par d'autres sources 225kV. Il est en effet, prévu à Paris trois couronnes concentriques de postes sources.

La normalisation des transformateurs de puissance HTB/HTA à 70 MVA pour l'ensemble de la France a conduit, à partir de des années 80, à l'installation de 2 transformateurs de 70 MVA par poste source afin de bénéficier d'une puissance suffisante, chaque transformateur fonctionnant séparément sur son demi-poste, avec toutefois possibilité de manoeuvre de dépannage.

Schémas de principe des postes sources 225/20 kV

Poste source 225/20kV -  BUTTES CHAUMONT - 1x100MVA

Poste source 225/20kV -  FOCH- 2x70MVA

Les artères de distribution triphasé 20kV

On a estimé qu'il était possible de grouper de manière satisfaisante et économique 8 artères autour d'un poste source triphasé.L'effacement d'un poste source de devant pas perturber la distribution d'électricité, il a été prévu :

  • - La possibilité d'alimenter les artères par les 2 extrémités,
  • - L'alimentation en régime "Normal" par chaque poste source de 4 artères surles 8 qui l'entourent,
  • - Une réserve de puissance permettant aux postes sources de secourir les postes sources voisins,

Comme indiqué sur le schéma  suivant, le poste source  A alimente 4 artères, les 4 autres sont dessrevies par les postes sources B et C qui encadrent A. On s'aperçoit que l'alimentation en secours des artères se fait toujours dans le sens longitudinal. C'est par raison de sécurité d'exploitation, puisque les postes sources placés sur la même couronne ne sont pas trinutaires de la même tranche d'alimentation 225kV. 

Si le poste source A est défaillant, on reporte symétriquement par manoeuvre 

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