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Université de Montréal

Étude de préfaisabilité Rehaussement de la capacité électrique du bâtiment 555

Projet no. 55396-555

24 Mai 2018

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Université de Montréal Étude de faisabilité

Rehaussement de la capacité électrique du bâtiment 555 2293 - L03557 | 26 Mai 2018

Table des matières

1. Introduction ...................................................................................................... 1

1.1 Évaluation de la situation actuelle .................................................................................................................... 1

1.2 Alimentation électrique du pavillon 588 ........................................................................................................... 2

1.3 Les contraintes techniques ............................................................................................................................... 2

2. Présentation des scénarios ............................................................................. 3

2.1 Scénario 2 : Transformateur 25kV-600V propriété d’Hydro-Québec ............................................................. 6

2.1.1 Description ............................................................................................................................................... 6

2.1.2 Détails de réalisation ................................................................................................................................ 6

2.1.3 Estimation budgétaire (+/- 30%) .............................................................................................................. 6

2.1.4 Tarification électrique ............................................................................................................................... 6

2.1.5 Avantages ................................................................................................................................................ 7

2.1.6 Inconvénients ........................................................................................................................................... 7

3. Recommandations ......................................................................................... 13

Liste des annexes

ANNEXE A : Croquis des scénarios

ANNEXE B : Estimation des coûts de la solution recommandée (à venir avec rapport final)

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1. Introduction

Le bâtiment 555, propriété de l’Université de Montréal, localisé au 90 Avenue Vincent-

d'Indy à Montréal, connaît un accroissement de la demande en électricité et les

équipements de distribution de l’entrée électrique sont à la limite de leur capacité. L’entrée

électrique est raccordée au réseau 25 kV souterrain d’Hydro-Québec qui alimente le client

à 12.47 kV à partir d’un transformateur du socle 25kV-12.47kV de 1.5 MVA. Par ailleurs,

ce transformateur a atteint la fin de sa durée de vie utile et Hydro-Québec a annoncé ne

plus pouvoir assurer la relève de ce type de transformateur.

La direction des immeubles a mandaté CIMA + pour évaluer les scénarios possibles afin

de parer les contraintes précédemment mentionnées. Le présent document présente

l’évaluation de l’installation actuelle, les différents scénarios envisagés et ses

recommandations.

1.1 Évaluation de la situation actuelle

Hydro-Québec dessert le bâtiment 555 à partir de son réseau 25 kV souterrain. Un

transformateur sur socle de 1.5 MVA, propriété d’Hydro-Québec, rabaisse la tension à

12.47 kV. Le mesurage d’Hydro-Québec, ainsi que le mesurage du client sont installés

au secondaire de ce transformateur. Un appareillage à 12.47 kV situé à l’intérieur du

bâtiment, propriété du client, alimente deux transformateurs à sec de 12.47 kV-600 V, 1

/ 1.33 MVA. L’armoire de commutation et de mesurage 12.4kV est désuète et son

remplacement sera considéré dans les différents scénarios. Pour des raisons de fiabilités,

L’Université de Montréal désire maintenir une redondance au niveau des transformateurs

à sec, ce qui limite actuellement la charge du bâtiment à 1.33 MVA.

Lors d’une rencontre avec le client, le représentant d’Hydro-Québec a indiqué que le

branchement souterrain existant ne respecte pas les normes actuels d’Hydro-Québec. Il

sera donc requis de le mettre au norme lors de l’implantation du nouveau branchement.

Une analyse tarifaire a été produite par Hydro-Québec et est jointe en annexe B. Il est à

noter que cette analyse tient compte de la consommation existante alors que notre

analyse comprend les augmentations de charges.

Le type de charges du bâtiment 555 est majoritairement de l’éclairage, de la ventilation et

de la climatisation (Pointe en été). À court terme, la charge atteindra la capacité maximale

d’un des transformateurs (133%), voir même, insuffisantes puisque les appareils de

climatisation prévus être installées à l’été 2018 ne pourront pas être utilisés à pleine

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capacité en raison des limitations citées précédemment. À moyen et long terme, il y a une

possibilité d’accroissement supplémentaire des charges. Malheureusement, celle-ci est

difficile à chiffrer.

1.2 Alimentation électrique du pavillon 588

Le bâtiment 588 est également la propriété de l’Université de Montréal. Son réseau de

distribution électrique n’est actuellement pas raccordé au bâtiment 555. Le réseau actuel

du pavillon 588 est alimenté par Hydro-Québec à partir du poste Mont-Royal via trois

lignes de distribution souterraines fonctionnant à 25 kV. Ces lignes acheminent l’électricité

au poste de distribution principal et ceux-ci alimentent une banque de trois

transformateurs 25-12.4kV, de 10/13.3 MVA, raccordés en parallèle. La capacité et le

niveau de redondance du réseau sont limités par la capacité des barres omnibus à une

puissance de 26 MVA. Selon les relevés de facturation de l’année 2017, la demande

énergétique affichait des pointes dépassant 24 MVA. Le réseau est à toute fin pratique

saturé et ne pourrait pas desservir les besoins du pavillon 555 sans modifications. Avant

de pouvoir modifier la puissance du pavillon 588 dans le but d’alimenter le bâtiment 555,

un audit exhaustif des équipements et un plan d’action serait nécessaire, ce qui ne fait

pas partie du mandat actuel.

1.3 Les contraintes techniques

Les scénarios seront étudiés selon certaines contraintes techniques importantes, soit :

+ L’architecture de la salle électrique. La structure particulière de la salle complexifie la

modification des bus et limite la dimension de l’appareillage.

+ Le client désire conserver la redondance à partir des transformateurs 600 V ou du

centre de distribution 600 V, selon la solution choisie.

+ Il y a une possibilité d’interférence avec la construction du R.E.M, surtout pour les

scénarios impliquant la traversée de voie publique.

Il est à noter que le pavillon Marie-Victorin est en retrait des autres bâtiments constituant

le campus. Il est également à l’extérieur de l’arrondissement historique. De plus, l’adresse

civique pour le raccordement électrique est 90 Vincent d’Indy.

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2. Présentation des scénarios

La présente section présente les différents scénarios. Ceux-ci sont évalués sur différents

critères. Évidemment le coût est le premier critère d’évaluation. L’ensemble des solutions

sont estimés de façon budgétaire avec une précision de +/-30%. Afin de comparer les

coûts annuels des solutions, une consommation de référence est établie à 1.3 MVA, car

l’augmentation à court terme de la demande atteindra la capacité maximale d’un

transformateur. Une pointe de consommation de 1.5 MVA est utilisée comme référence

pour les différents scénarios. Étant donné la criticité d’un réseau électrique, la fiabilité et

la redondance du système sont à considérer, car il est important d’assurer une

alimentation sans interruption. Les avantages et inconvénients sont évalués selon les

besoins du client, chaque réalité étant différente.

L’entrée électrique doit alors être modifiée soit en se raccordant, comme dans le passé

au réseau d’Hydro-Québec ou en se recordant au réseau interne 12,4 kV de l’UdeM.

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2.1 Scénario 2 : Transformateur 25kV-600V propriété d’Hydro-Québec

2.1.1 Description

La solution 2 diffère de la solution 1 dans le sens que le transformateur utilisé sera la

propriété d’Hydro-Québec. Par conséquent, aucun transformateur de rechange n’est

nécessaire. Hydro-Québec assurera le support et le remplacement rapide en cas de bris

de celui-ci. Aussi, le mesurage de l’utilité sera installé à 600 V simplifiant le branchement

primaire, mais évitant du même coup de profiter du crédit de transformation. Avec le

niveau de charge projeté, la sélection de la puissance du transformateur se fera entre

1.5 MVA et 2.5 MVA.

La représentation schématique de ce scénario est présentée à l’annexe A (2293-

L03557A-S002).

2.1.2 Détails de réalisation

La solution prévoit l’utilisation d’un seul transformateur, propriété d’Hydro-Québec, qui

abaissera la tension de 25 kV à 600 V.

Une armoire de commutation 600 V intérieur remplacera l’armoire existante de 12.4KV.

Celle-ci comprendra le mesurage Hydro-Québec, le mesurage client ainsi que des

dispositifs de sectionnement.

Dans ce scénario, le courant de court-circuit résultant s’élève à un niveau supérieur de la

capacité des équipements 600 V. Le scénario prévoit des fusibles limiteurs afin d’abaisser

ce niveau de court-circuit à une valeur adéquate pour l’appareillage.

2.1.3 Estimation budgétaire (+/- 30%)

Le budget estimé pour l’implantation de cette solution s’élève à un total de 715 700 $

2.1.4 Tarification électrique

La tarification électrique de cette solution est en fonction du tarif M (2018). Celui-ci

implique que :

+ Les premiers 210000 kWh sont facturés à 0.0498 $/kWh

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+ L’excédent est facturé à 0.0369 $/kWh

+ La pointe de puissance est facturée à 14.58 $/kW

Le client ne bénéficiera d’aucun crédit. La simulation des coûts d’approvisionnement

électrique pour une utilisation précédemment établie s’élève à environ 647 000 $

annuellement.

2.1.5 Avantages

+ Entretien et opération des équipements à moyenne tension, incluant le

transformateur, demeurent sous la responsabilité d’Hydro-Québec.

+ Cette solution inclue le remplacement de l’appareillage moyenne tension existant.

+ Scénario le moins coûteux à l’installation.

2.1.6 Inconvénients

+ La solution n’intègre pas de transformateur de relève. En cas de bris, le service sera

interrompu, jusqu’à l’intervention d’Hydro-Québec.

+ Aucun rabais applicable au tarif H-Q.

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Récapitulatif des scénarios

UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL

REHAUSSEMENT CAPACITÉ ÉLECTRIQUE DU BÂTIMENT 555

ÉVALUATIONS SOMMAIRES DES SCÉNARIOS PROPOSÉS

Scénario #1 Scénario #2 Scénario #3 Scénario #4

Transformateur 25kV-600V Transformateur sur socle (TSS) Raccord. 12.4kV (CEPSUM),

1 transformateur

Raccord. 12.4kV (CEPSUM),

2 transformateur

Matériel et main-d'oeuvre

Boitier de sectionnement N/A

Armoire de commutation 25kV installé (ext.) N/A

Massif de câbles + câbles 29 600 $

Transformateur 25kV-600V, 2,5 MVA (2) N/A

Base de transformateur 20 900 $

Installation transformateur - $

Armoire de commutation 600V, 3 000 A 66 400 $

Installation Armoire 600Vca, 3 000A 24 600 $

Démantèlement 47 800 $

Alimentation temporaire 87 000 $

Transformateur 12.4kV-600V, 1,5 MVA N/A

Essais et mise en service 5 700 $

Frais connexes 129 700 $

H-Q

Travaux branchement par H-Q 304 000 $

Travaux démantèlement câble existant H-Q N/A

Coût d'implantation

715 700 $

Tarif H-Q Tarif M (2018) Tarif M (2018) Tarif LG (2017) Tarif LG (2017)

Tarif première tranche de 210 000 kwh ($/kWh) 0,0498 $

Tarif après 210 000 kwh ($/kWh) 0,0369 $

Tarif pointe de consommation ($/kW) 14,58 $

Rabais tension d'alimentation 15kV-50kV ($/kW) - $

Réajustement pour pertes de transformation ($/kW) - $

Autre données

consommation prévue (MVA) 1,3

Pointe de consommation prévue (MVA) 1,5

FP moyen 0,9

Calcul coûts d'exploitation

consommation mensuel projeté par UdeM (kWh): 854100

Puissance mensuel projeté par UdeM (kW): 1350

Coût de consommation ($/kWh mensuel): 34 225,29 $

Coût de puissance ($/kW mensuel): 19 683,00 $

Rabais tension d'alimentation ( mensuel): - $

Rajustement de transformation ( mensuel): - $

Coût de la consommation ($/kWh annuel): 410 703,48 $

Coût de la puissance ($/kW annuel): 236 196,00 $

Estimation final coût d'exploitation

Coût d'instalation: 715 700 $

Coût d'exploitation annuel: 646 899 $

Δ Coût d'expoitation annuel (pr/plus bas) - $

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3. Recommandations

Le scénario 2, branchement à basse tension standard avec un transformateur 25kV – 600

V propriété d’Hydro-Québec, nécessite un investissement mineur, est le plus facile à

implanter et entretenir puisqu’Hydro-Québec demeure responsable de l’équipement

moyenne tension et offre le service de remplacement en cas de bris d’équipement. En

prévoyant un massif de conduit pour une capacité ultime de 2,5 MVA, il serait tout à fait

possible de convertir éventuellement l’installation aux scénarios 3 ou 4 tout en valorisant

l’investissement du scénario 2.

Nous recommandons donc, à court terme, un raccordement à 600V, via un transformateur

25 kV-600 V sur socle, propriété d’Hydro-Québec. Parallèlement à cette implantation,

nous recommandons de conduire une étude approfondie du réseau électrique 12,4 kV de

l’UdeM dans le but de permettre le raccordement éventuel du bâtiment 555 à ce réseau.

L’UdeM pourrait alors se prévaloir d’une importante économie tarifaire en passant au tarif

LG pour le bâtiment 555 tel que pour les autres bâtiments.

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ANNEXE A

Croquis des scénario 2

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1 Université de Montréal Étude de faisabilité


ANNEXE B

Estimation des coûts de la solution recommandée

Université de Montréal

Pavillon Marie‐Victorin

Date:

ESTIMATION BUDGÉTAIRE

REMPLACEMENT ENTRÉE ÉLECTRIQUE

Projet 2293‐L03557A

2018‐05‐23

Matériaux et équipements Main d'œuvre

Description Qté Un. Prix unitaire Total Heures*Hommes Total TOTAL

Lot 1 ‐ Hydro‐Québec 259 000 $ 500 45 000 $ 304 000 $

Mise au norme câble de branchement 25 kV existant 1 lot 204 $ 259 000 $ 500 45 000 $ 304 000 $

Lot 2 ‐ Transformateur sur socle 15 620 $ 66 5 280 $ 20 900 $

Transformateur 2,5 MVA, 24940‐347/600V (Fourni et installé par Hydro‐Québec) 1 un ‐ $ ‐ $ 0 ‐ $ ‐ $

Socle de transformateur 1 un 15 000 $ 15 000 $ 40 3 200 $ 18 200 $

MALT ‐ Cuivre‐ 4/0AWG 50 m 2 $ 100 $ 16 1 280 $ 1 380 $

Raccord MALT soudé 12 un 25 $ 300 $ 6 480 $ 780 $

Tige de MALT 4 un 55 $ 220 $ 4 320 $ 540 $

Lot 3 ‐ Artère souterraine 9 440 $ 252 20 160 $ 29 600 $

Excavation et remplissage tranchée 10 m ‐ $ ‐ $ 56 4 480 $ 4 480 $

Sable Grade 1 (600mm) 2 Ti 120 $ 240 $ 8 640 $ 880 $

Massif de béton 12 m3 300 $ 3 600 $ 16 1 280 $ 4 880 $

Conduits 80 m 10 $ 800 $ 12 960 $ 1 760 $

Câble 1C750kCM Aluminium, RWU90, 1 kV 320 m 15 $ 4 800 $ 160 12 800 $ 17 600 $

Lot 5‐ Nouvelle armoire de branchement 70 600 $ 255 20 400 $ 91 000 $

Armoire 3000A, 600V, avec cellule de mesurage H‐Q 1 un 66 400 $ 66 400 $ 160 12 800 $ 79 200 $

Câble 4C750kCM Aluminium, Teck 1 kV 80 m 10 $ 800 $ 40 3 200 $ 4 000 $

Terminaisons cables et quincaillerie diverses 80 un 25 $ 2 000 $ 40 3 200 $ 5 200 $

Chemin de câble 36" 10 m 80 $ 800 $ 10 800 $ 1 600 $

MALT ‐ Cuivre‐ 4/0AWG 40 m 15 $ 600 $ 5 400 $ 1 000 $

Lot 6 ‐ Alimentation temporaire 85 480 $ 16 1 520 $ 87 000 $

Groupe électrogène 1,3 MVA, 1 semaine 1 un 16 200 $ 16 200 $ 0 ‐ $ 16 200 $

Frais d'entretien 24/24h, 7 jours 168 un 10 $ 1 680 $ 0 ‐ $ 1 680 $

Mobilisation/Démobilisation 1 m 2 600 $ 2 600 $ 16 1 520 $ 4 120 $

Carburant, 24 h/jour, 7 jours, .3$/kWh 1 lot 65 000 $ 65 000 $ ‐ $ 65 000 $

Lot 7 ‐ Démantèlement 30 200 $ 220 17 600 $ 47 800 $

Démantèlement transformateur 25/12,4 kV existant (Par Hydro‐Québec, inclus dans le lot 1) 1 un ‐ $ ‐ $ 0 ‐ $ ‐ $

Démantèlement socle existant 1 lot 5 000 $ 5 000 $ 60 4 800 $ 9 800 $

Démantèlement câble 12 kV 1 lot 1 200 $ 1 200 $ 32 2 560 $ 3 760 $

Location pelle, 1 semaine 1 lot 4 000 $ 4 000 $ 0 ‐ $ 4 000 $

Démantèlement transformateur 12,4kV/600V existant 2 lot 2 500 $ 5 000 $ 48 3 840 $ 8 840 $

Sciage de béton (Artère principale dans le bâtiment 1 lot 5 000 $ 5 000 $ 40 3 200 $ 8 200 $

Terrassement et paysagement (Réfection) 1 lot 10 000 $ 10 000 $ 40 3 200 $ 13 200 $

Lot 8‐ Essais et mises en service 2 020 $ 46 3 680 $ 5 700 $

Essais pré‐opérationnels 1 lot 1 520 $ 1 520 $ 34 2 720 $ 4 240 $

Mise en service 1 lot 500 $ 500 $ 12 960 $ 1 460 $

TOTAL TRAVAUX CONSTRUCTION 586 000 $

Frais administratifs, profits, gestion et connexes 129 700 $

TOTAL

715 700

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