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Postes Sources, Sous-stations et Centres 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.

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.

Schéma de principe sous-station 3kV -  LAOS

Le Postes Sources Diphasés

Les postes sources diphasés alimentent les deux réseaux diphasés 12kV (R.A.C et R.Z.D) et le réseau monophasé 3kV. Chaque poste n'est pas spécifique d'un réseau déterminé, mais peut, selon sa position géographique desservir un, deux ou trois réseaux.

Pour le 63kV, les câbles d'alimentation sont à papier imprégné (avec ou sans pression de gaz). Pour le 225kV, câbles sous tube acier à pression d'huile.

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
SAINT OUEN
(Ext de Paris) 
 AMPERE  225 kV  Poste I : 1 x 100 MVA
AMPERE 225 kV  Poste II : 1 x 100 MVA
AMPERE 63 kV  Poste II : 4 x 33,5 MVA
 EYLAU
(Hors zone RAC)
 ISSY - Poste  63 kV  Poste I : 4 x 31,25 MVA
 TOLBIAC
(Hors zone RAC)
ARRIGHI  63 kV   Poste I : 6 x 15,6 MVA et 3 x 33,5 MVA
NATION
(Hors zone RAC)
 CHARENTON  225 kV NATION I : 1 x 100 MVA 
 CHARENTON 63 kV NATION I 4 x 15,6 MVA 
 CHARENTON 63 kV  NATION II : 3 x 31,5 MVA
 TURGOT
(Hors zone RAC)
 AMPERE 63kV   Poste i : 4 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 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..

Schéma de principe alimentation 12kV réseau RAC

Détails artère 12kV réseau RAC / Raccordement sur réseau BT

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
SAINT OUEN
 AMPERE  225 kV  Poste I : 1 x 100 MVA
AMPERE 63 kV  Poste II : 4 x 33,5 MVA
NATION
 CHARENTON  225 kV NATION I : 1 x 100 MVA 
 CHARENTON 63 kV  NATION II : 3 x 31,5 MVA
 TURGOT
 AMPERE 63kV   Poste i : 4 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 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.

Schéma de principe alimentation 12kV réseau RZD

Détails artère 12kV réseau RZD / Raccordement sur réseau BT

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. 

Alimentation d'une artère HTA 20kV en schéma "Normal"

Alimentation d'une artère 20kV en schéma "Secours" (perte d'un ou deux postes sources)

Rédaction : Jean Michel Berthod
Source : Distribution de l'Electricité à Paris - Edmond Mathieu - 1974

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