Architecture HT/BT et postes de livraison
Comprendre l'architecture d'un poste de livraison HT/BT de data center, du raccordement au réseau public jusqu'aux transformateurs.
À retenir
- Un site en redondance 2N nécessite au moins deux postes de livraison alimentés par des départs distincts.
- La puissance du transformateur se calcule via S = P / cos(phi), avec une marge de 20-25 % sur la valeur nominale.
- Le courant de court-circuit disponible dépend de l'impédance du transformateur et détermine le pouvoir de coupure requis en aval.
- Toute extension (nouveau transformateur) impose de revérifier le pouvoir de coupure des disjoncteurs BT existants.
Du réseau public au poste de livraison
Un data center de taille moyenne à grande se raccorde généralement en haute tension (HTA, 15-33 kV selon les pays) via un ou plusieurs postes de livraison, plutôt qu'en basse tension directement, afin de limiter les pertes en ligne et de faciliter l'exploitation de puissances importantes (plusieurs MW).
Composants types d'un poste de livraison HTA
| Composant | Fonction | Point de vigilance |
|---|---|---|
| Cellules HTA (arrivée, comptage, protection, départ transfo) | Sectionnement et protection du réseau amont | Vérifier la coordination des protections avec le distributeur |
| Transformateurs HTA/BT | Abaissement de tension (ex. 20 kV vers 400 V) | Puissance nominale en kVA, technologie sèche recommandée en intérieur |
| TGBT (tableau général basse tension) | Distribution et protection en aval du transformateur | Point de mesure du courant de court-circuit disponible |
Point clé
un site visant une redondance électrique de niveau 2N doit disposer d'au moins deux postes de livraison alimentés par des départs distincts du réseau public, idéalement issus de deux postes sources différents pour éviter un point de défaillance commun en amont.
Dimensionnement du transformateur
La puissance apparente nécessaire se calcule à partir de la puissance active totale et du facteur de puissance visé :
S (kVA) = P (kW) / cos(phi)
Pour une charge IT de 800 kW avec un cos(phi) de 0,95, S = 800 / 0,95 = environ 842 kVA ; on retiendra un transformateur normalisé de 1000 kVA pour conserver une marge d'exploitation d'environ 15-20 %.
Attention
ne jamais dimensionner un transformateur à sa capacité nominale exacte ; une marge de 20 à 25 % permet d'absorber les pointes transitoires (démarrage de groupes froids, charge des batteries d'onduleur) sans déclenchement des protections thermiques.
Le courant de court-circuit disponible
Chaque transformateur impose, via son impédance de court-circuit (généralement 5 à 6 % pour un transformateur de distribution), un courant de court-circuit maximal en aval qui détermine le pouvoir de coupure minimal des disjoncteurs BT installés.
Icc (A) = S (kVA) / (racine(3) x U (kV) x Zcc)
Pour un transformateur 1000 kVA, 400 V, Zcc = 5 %, Icc atteint environ 28-29 kA côté BT.
Sur le terrain
un incident classique lors d'une extension de site consiste à ajouter un transformateur plus puissant sans revérifier le pouvoir de coupure des disjoncteurs BT existants en aval, qui peut devenir insuffisant face au nouveau courant de court-circuit disponible.
Redondance des postes de livraison
- Vérifier que chaque poste dispose d'une arrivée distincte du réseau de distribution public.
- S'assurer que les cellules de protection sont sélectives entre elles pour isoler un défaut sans couper l'ensemble du site.
- Documenter le schéma unifilaire à jour à chaque modification, avec les valeurs de court-circuit recalculées.
Astuce
demandez systématiquement au distributeur d'électricité une étude de sélectivité amont/aval et le courant de court-circuit disponible au point de livraison avant toute étude de dimensionnement interne — ces valeurs conditionnent tout le reste de l'architecture.