Protection spécifique des installations électriques des prosommateurs
Lorsque des sources locales destinées à l'autoconsommation sont intégrées à une installation électrique, certains points spécifiques doivent être pris en compte concernant les appareils de protection, en particulier ceux décrits ci-dessous.
Protection contre les chocs électriques dans les installations électriques du prosommateur îlotables
Comme nous l'avons déjà vu, les mesures de protection contre les chocs électriques au sein de l'installation dépendent du raccordement au réseau de distribution. Une installation destinée à être utilisée hors réseau (îlotable) nécessite la prise de mesures supplémentaires pour garantir un fonctionnement sûr dans ce mode :
- choix du type de mise à la terre du système pour le mode îlot,
- adaptation et vérification de l'efficacité de la mesure de protection par déconnexion automatique de l'alimentation, en particulier lorsque le courant de défaut à la terre est faible par rapport au fonctionnement en réseau.
La norme IEC 60364-8-82 2022 introduit la possibilité d'installer un dispositif de commutation dans la liaison entre le neutre et la mise à la terre : un appareil de commutation pour conducteur de référencement du système.
Remarque : Le conducteur reliant un système d'alimentation basse tension à la terre (généralement le neutre dans un système triphasé à courant alternatif) selon le type de mise à la terre du système n'était pas spécifiquement décrit dans la norme IEC 60364-1 – il était considéré par défaut comme un conducteur PE ou un PEN. Ce conducteur est désormais défini comme « conducteur de référencement du système ». En outre, un appareil de commutation peut y être inséré, ce qui n'est pas possible avec un conducteur PE.
Le tableau 1 de la norme IEC 60364-8-82 décrit les types possibles de mise à la terre du système pour les installations électriques du prosommateur sans séparation électrique.
| Type de mise à la terre du système CA en mode déconnecté du réseau | Type de mise à la terre du système CA en mode îlot | Mode îlot possible O/N | Besoin d'un appareil de commutation |
|---|---|---|---|
| TT | TT | O | O |
| TN-S | O | O | |
| IT | O | N - mais besoin de démarrer un suivi de l'isolement ou une commutation sur point de neutre artificiel | |
| TN-S | TT | O | O |
| TN-S | O | O - sauf si la liaison neutre-terre est du côté charge | |
| IT | O | N - mais besoin de démarrer un suivi de l'isolement ou une commutation sur point de neutre artificiel | |
| TN-C-S | TT | N | |
| TN-S | O | O | |
| TN-C-S | O | N - mais besoin d'une électrode de mise à la terre locale | |
| IT | N | ||
| TN-C | TT | N | |
| TN | N | ||
| IT | N | ||
| IT | TT | O | O |
| TN-S | O | O | |
| IT | O | N |
- Ce tableau concerne une installation Caen alternatif 3P + neutre.
Les paragraphes suivants présentent quelques exemples et conseils sur les différentes façons de mettre en œuvre une installation électrique du prosommateur îlotable.
- Lorsqu'une PEI îlotable est connectée à un réseau de distribution BT, la flexibilité est moindre, car le type de mise à la terre du système doit correspondre aux exigences du mode connecté au réseau.
- Protection par déconnexion automatique de l'alimentation dans une PEI îlotable avec séparation électrique du réseau de distribution, des solutions simples peuvent être mises en œuvre.
Protection par déconnexion automatique de l'alimentation dans une PEI îlotable sans séparation électrique du réseau de distribution
La manière la plus simple de créer une liaison de neutre locale à la terre pour les prosommateurs alimentés par des services publics BT en TNS ou TT consiste à ajouter un SDFI 3P+N (ou P+N pour une installation monophasée) combiné à un appareil de commutation unipolaire pour le conducteur de référencement du système, comme illustré ci-dessous :
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[a] Source PV locale SDFI [2a] L'appareil de commutation pour passage en réseau séparé (SDFI) doit commuter les phases et le neutre (4P). |
Dans certains cas, il peut être pertinent d'utiliser un transformateur BT / BT séparé avec une source triphasée sans neutre. Ce transformateur est alors utilisé pour créer un neutre local à la terre et gérer les charges déséquilibrées.
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[a] Source PV locale L'appareil de commutation pour passage en réseau séparé (SDFI) [2a] et le conducteur de référencement du système (SRCSD) [2b] doivent commuter les phases et le neutre (4P). |
Avantages :
- Connexion permanente neutre à la terre au niveau du transformateur BT / BT.
- Équipement de commutation standard 4P/4P et 3P/3P.
- Système de stockage de l'énergie sans transformateur.
- Possibilité d'utiliser un seul transformateur pour plusieurs systèmes de stockage de l'énergie.
- Pas d'interconnexion du neutre entre les sources locales et le réseau de distribution lorsque le réseau est connecté (Certaines réglementations nationales interdisent le raccordement de sources 3P+N au réseau de distribution BT, comme la norme NFC 15-400).
Cette architecture peut même être optimisée par l'utilisation d'un point de neutre artificiel à la place du transformateur BT / BT :
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[a] Source PV locale L'appareil de commutation pour passage en réseau séparé (SDFI) [2a] et le conducteur de référencement du système (SRCSD) [2b] doivent commuter les phases et le neutre (4P). |
Avantages :
- Connexion permanente entre le neutre et la terre au niveau du point de neutre artificiel.
- Équipement de commutation standard 4P/4P.
- Système de stockage de l'énergie 3P sans neutre.
- Courant de défaut à la terre indépendant du nombre de sources locales connectées.
- Pas d'interconnexion du neutre entre les sources locales et le réseau de distribution lorsque le réseau est connecté (Certaines réglementations nationales interdisent le raccordement de sources 3P+N au réseau de distribution BT, comme la norme NFC 15-400).
Le point de neutre artificiel garantit l'alimentation d'une charge déséquilibrée. Il doit donc être dimensionné en conséquence.
Un tel système, conforme à la norme IEC 60364-4-41, est un système de type IT, mais la mesure de protection contre les chocs électriques peut rester la déconnexion dès le premier défaut grâce à la protection par dispositif différentiel résiduel (DDR).
Protection par déconnexion automatique de l'alimentation dans une PEI îlotable avec séparation électrique du réseau de distribution
Lorsque l'installation du prosommateur est raccordée au réseau de distribution via un transformateur HT / BT, le point de neutre du transformateur peut être mis à la terre comme dans une installation classique. La solution du paragraphe précédent est alors valable
Il est également possible d'établir une seule connexion permanente entre le neutre et la terre au niveau du tableau électrique (et dans ce cas, pas du côté transformateur du SDFI (2) et le SDFI doit déconnecter tous les conducteurs sous tension, y compris le neutre) comme suit :
|
[a] Source PV locale Si le mode îlot intentionnel (avec transformateur MT/BT sous tension) est susceptible de durer un certain temps, un contrôleur permanent d'isolement peut être activé côté transformateur [3]. |
Avantages :
- Simplicité.
- Un seul point de connexion du système à la terre clairement identifié et facile à vérifier.
- Aucun besoin d'un appareil de commutation pour les conducteurs de référencement du système.
- Pas d'interconnexion du neutre entre les sources locales et le réseau de distribution lorsque le réseau est connecté (Certaines réglementations nationales interdisent le raccordement de sources 3P+N au réseau de distribution BT, comme la norme NFC 15-400).
Inconvénient :
- En mode îlot, le secondaire du transformateur MT / BT se trouve en système IT. Dans ce mode de fonctionnement, où le transformateur MT / BT est censé rester sous tension pendant un certain temps, un contrôleur permanent d'isolement peut être activé côté transformateur.
Emplacement de la protection contre les surintensités du système photovoltaïque
Pour éliminer les défauts électriques sur l'installation photovoltaïque, un dispositif de protection contre les surintensités doit être placé au point de raccordement de l'installation photovoltaïque à l'installation électrique du bâtiment. Il est essentiel d'intégrer la protection contre les surintensités à cet endroit précis, afin d'éviter le déclenchement du disjoncteur principal en cas de défaut dans l'alimentation photovoltaïque.
Pour garantir le bon fonctionnement de l'installation électrique, cette protection contre les surintensités doit être coordonnée avec le disjoncteur général afin d'assurer la sélectivité.
Cette sélectivité peut ne pas être si facile à obtenir, en particulier lorsque la capacité de production photovoltaïque est équivalente ou supérieure à la puissance installée du bâtiment. Dans ce cas, le disjoncteur situé à l'arrivée de l'installation photovoltaïque a le même calibre ou un calibre supérieur à celui du disjoncteur général. Les options possibles pour garantir la sélectivité entre les deux disjoncteurs sont donc les suivantes :
- surdimensionner le disjoncteur général,
- diviser l'installation photovoltaïque en systèmes plus petits, ou
- envisager une sélectivité chronométrique pour les applications supérieures à 630 ampères.
Isolement et commutation du système d'alimentation électrique photovoltaïque
Comme décrit au paragraphe précédent, un dispositif de déconnexion CA doit être installé au niveau du tableau électrique local afin d'isoler le système photovoltaïque du reste de l'installation électrique pendant la maintenance. De plus, une fonction d'isolement doit être prévue pour les onduleurs photovoltaïques (par des moyens de déconnexion), tant du côté CA que du côté CC.
Emplacement de la protection contre les surintensités pour le système de stockage d'énergie
Les règles qui s'appliquent à l'onduleur photovoltaïque valent également pour le système de stockage de l'énergie (ESS), mais un dispositif de protection contre les surintensités est nécessaire en plus entre les batteries et l'onduleur.
Isolement et commutation pour le système de stockage de l'énergie
Les règles qui s'appliquent à l'onduleur photovoltaïque valent également pour le système de stockage de l'énergie (ESS).
