Cours Calcul d'une liaison électrique aérienne

Introduction

Le dimensionnement d’une ligne aérienne dans le cadre d’un régime permanent se fait
en deux parties : choix de la section du conducteur et choix du gabarit des pylônes.
Le choix de la section du conducteur dépend de considérations électriques et
économiques tandis que le choix du gabarit des pylônes fait intervenir plutôt les aspects
mécaniques. Ces considérations ont déjà été abordées dans le cadre du calcul d'une liaison
souterraine.
Afin de choisir la section du câble, nous devons vérifier trois choses :
Quel est le courant nominal qui circule dans le câble ?
Supporte-t-il la puissance de court-circuit ?
La chute de tension est-elle bien inférieure à la limite ?
A partir d'un certain niveau de tension, nous devons aussi vérifier que l'effet couronne
ne devient pas trop important. Nous aboutissons ainsi à une section techniquement optimale
mais non normalisée. Il faut décider donc de prendre une section normalisée supérieure. Le
calcul des différents coûts de la ligne nous aide à choisir celle qui convient le mieux.

En réalité, il faudrait optimiser le coût global (câble + pylône) en tenant compte des contraintes techniques et des pertes. C'est alors un calcul plus complexe auquel nous ajoutons le choix du niveau de tension et la longueur de portée moyenne. Dans ce cas, nous avons recours à une simulation par ordinateur.

Très souvent, le niveau de tension est imposé1 et les longueurs de portée également (emplacement des pylônes imposé par la disponibilité du terrain). La démarche proposée permettra à l'étudiant de limiter le nombre de calculs à effectuer tout en incluant la majorité des critères et contraintes à respecter.

Rappels :
Les lignes assurent la continuité électrique entre deux noeuds du réseau et peuvent être classées selon les types suivants :
- lignes de grand transport : entre un centre de production et un centre de consommation ou un grand poste d’interconnexion ;
- lignes d’interconnexion : entre plusieurs régions ou plusieurs pays (secours mutuel) ;
- lignes de répartition : entre grands postes et petits postes ou gros clients nationaux de ;
- lignes de distribution : vers les consommateurs BT.
Les différentes classes de tension en courant alternatif sont définie, par le RGIE, de la manière décrite dans le tableau 6.1 (unités : Volts).

Les Supports
Nous devons d'abord déterminer le poids équivalent et l'angle d'inclinaison des chaînes de suspension des câbles en s’appuyant sur deux hypothèses ‘H1’ et ‘H2’ (respectivement été et hiver).

Nous déterminerons ensuite la portée critique que nous comparerons avec la portée moyenne.

En fonction du résultat de cette comparaison, nous déterminerons, parmi ‘H1’ et ‘H2’, quelles sont les conditions météorologiques qui imposent les contraintes mécaniques les plus importantes sur notre portée. Nous en tirerons alors la constante « a » de l'équation d'état (dite de Blondel). Une fois cette constante obtenue, nous pourrons déterminer la tension mécanique dans les câbles quel que soient les paramètres météorologiques.

Nous déterminerons ensuite la flèche maximale et la hauteur d'accrochage des conducteurs, la longueur de la chaîne de suspension et les distances phase/phase et phase/neutre.