(Le facteur de mise à la terre)

lambert.michelp@wanadoo.fr1.1.1 Le facteur de mise à la terre « F »Au point considéré, c’est le rapport entre l’impédance homopolaire et l’impédance dans le système direct.F = ZoZdIl caractérise le degré de mise à la terre du neutre du réseau. Zd étant généralement de petite valeur (quelquesohms), le rapport Zo sera d’autant plus grand que l’impédance de mise à la terre sera importante.ZdEn présence d’un déséquilibre homopolaire, le comportement du réseau dépend de ce facteur. La connaissancede ce rapport permet d’évaluer les contraintes diélectriques à la fréquence fondamentale ainsi que lesperformances du plan de protection.Profil de « F » le long d’une ligneConsidérons un réseau 20 kV affecté d’un court-circuit monophasé avec la terre. La résistance du défaut est fixéeà 5 Ω. La puissance de court-circuit de la source est de 200 MVA.Nous étudions la variation du facteur de mise à la terre le long d’une ligne aérienne. On représente le réseau parses impédances dans les systèmes direct, inverse et homopolaire. On examine son fonctionnement pour un neutrerelié directement à la terre et pour un neutre faiblement impédant (Zn = 12Ω).Nous relevons tout d’abord les valeurs du courant transitant par le défaut en fonction de sa position.Source 20 kV: Zd =Zi = 2j; Zo = 2jJdéfaut=f(Distance)Source 20 kV: Zd =Zi = 2j; Zo = 36jJdéfaut=f(Distance)2500900800Valeur du courant de défaut200015001000500Rd = 5 ΩValeur du courant de défaut700600500400300200100Rd = 5 Ω0A B C D E FLieu du défaut0A B C D E FLieu du défaut

lambert.michelp@wanadoo.frr r r rV 3 = a. Vd + a² .Vi + VoExaminons ce qui se passe pour un défaut monophasé affectant la phase 1 d’un réseau 20kV.La simulation montre que les phases 2 et 3 sont le siège d’une surtension. La tension V1 est égale,quant à elle, àla montée en potentiel de la prise de terre au lieu du défaut.Pour une faible résistance de défaut, Les surtensions dynamiques peuvent atteindre la valeur de la tensioncomposée (3) .La probabilité d’atteindre une telle valeur sera d’autant plus importante que l’impédance de mise à la terre duneutre sera grande.1.1.2.1 Etude qualitativea) L’impédance du point neutre est fixée à 1Ω.18000Impédance du neutre = 1 ΩLe défaut affectant la phase 1, la valeur de latension V 1 croît avec la résistance du défaut.Les tensions V 2 et V 3 décroissent avec larésistance du défaut.Les surtensions dynamiques se trouvent réduitespour une résistance de défaut supérieure à 5 ΩLes tensions V 1 , V 2 et V 3 n’excèdent pas lavaleur de la tension simple du réseau pour unevaleur Rdéfaut > 10 Ω.Tensions phases-terre (V)1600014000120001000080006000400020000V3V2V10 10 30Résistance du défaut(Ω)b) Examinons ce qui se passe si l’on fixe lavaleur de la résistance du défaut à 10 Ω et si l’onfait varier l’impédance de mise à la terre duneutre.Les surtensions dynamiques augmententfortement à partir d’une impédance de pointneutre de 5 Ω.2000018000160001400012000100008000600040002000000,250,51Résistance du défaut = 10 ΩTensions phases-terre (V)V3V2V11,523451040Impédance du neutre(Ω(Ω)803006009003 Dans certaines conditions, cette valeur peut même être dépassées.