00 GET J. 0626-D DISTRIBUTION ELECTRIQUE DOSSIER B Ce dossier contient les documents suivants : Ø Présentation : .................................................................. page B1 Ø Travail demandé : ........................................................... pages B2 à B4 Ø Documentation technique : ............................................. pages B5 à B17 - B1 - Présentation L'installation est alimentée à partir d'un transformateur HTA / BTA privé 630kVA 20kV / 410V triphasé. Le réseau amont a une puissance de court circuit de 500MVA. Le schéma des liaisons à la terre utilisé est le type TNC depuis le transformateur jusqu'aux armoires électriques, puis de type TNS depuis les armoires électriques jusqu'aux récepteurs. But de l'étude L'étude qui vous est proposée porte sur les fonctions alimenter, distribuer et protéger les matériels et les personnes. Généralités ........................................................................................................partie B1 Calcul du courant assigné..................................................................................partie B2 Calcul de la section des conducteurs.................................................................partie B3 Calcul des courants de court-circuit..................................................................partie B4 Vérification de la chute de tension en ligne ......................................................partie B5 Vérification de la longueur maximale de câble ................................................partie B6 Vérification des protections ..............................................................................partie B7 Toutes les réponses sont à apporter dans le cahier réponses pages DR B1 à DR B4 Méthodologie : Logigramme du choix de la section des canalisations et du dispositif de protection selon le "GUIDE DE L'INSTALLATION ELECTRIQUE " de SCHNEIDER Electric. Réseau amont ou aval Puissance apparente à véhiculer Puissance de court-circuit à l'origine du circuit Courant d'emploi Courant de court-circuit IB ICC Courant assigné du dispositif de protection Pouvoir de coupure du dispositif de protection IN Choix du dispositif de protection Conditions d'installation Pdc Choix du dispositif de protection Section des conducteurs de la canalisation Vérification de la chute de tension maximale Schéma IT ou TN Vérification de la longueur maximale de la canalisation Schéma TT Détermination de la section des conducteurs Vérification éventuelle de la contrainte thermique Confirmation du choix de la section de la canalisation et de sa protection - B2 - Travail demandé B1 : Généralités : B1.1 : Préciser quels types d'appareils interviennent dans la protection contre les contacts indirects dans ce schéma des liaisons à la terre (TN), justifier votre réponse. B1.2 : Quelles sont les conditions que doivent respecter les dispositifs de protection permettant d'assurer la protection des personnes et des matériels ? B2 : Calcul du courant assigné : (doc. Tech. B2) Pour le calcul du courant assigné, on prendra en compte uniquement les récepteurs énumérés ci-dessous : ØMoteur treuil : 45kW ............................ku : 1 ØMoteur réfrigérant : 0,55kW .....................ku : 1 ØMoteur arrimage (×12) : 1,5kW ...........ku : 1 ØMoteur pompe monophasée : 0,5kW.........ku : 1 Les coefficients ku sont pris = 1 pour des raisons de sécurité. Le coefficient de simultanéité en aval du disjoncteur 10DJ1 est : ks = 1. B2.1 : Calculer la valeur du courant d'emploi IB (présenter vos résultats sous forme de tableau). B2.2 : Choisir la valeur du courant assigné IN correspondant au calibre du disjoncteur. B3 : Calcul de la section des conducteurs : (doc. Tech. B3) Les caractéristiques de l'installation sont les suivantes : - La distance séparant le transformateur du container est de 150 m. - La canalisation est en câble multipolaire, âme en aluminium enrobée de polyéthylène réticulé PR. - La canalisation est enterrée sous fourreau dans un terrain normal. - La température du sol est de 25°C. - L'installation est protégée par un disjoncteur C161N dont la courbe de déclenchement est donnée dans le dossier technique. B3.1 : Déterminer la section minimale des conducteurs (Ph et PEN) alimentant le container. B4 : Calcul des courants de court-circuit : (doc. Tech. B4 et B7) La connaissance des intensités de court-circuit (Icc) aux différents points d'une installation est indispensable pour la conception d'un réseau. On néglige le jeu de barre de liaison transformateur / disjoncteur 10DJ1. B4.1 : Calculer la valeur du courant présumé de court-circuit pouvant survenir en aval de 10QG1. (présenter vos résultats sous forme de tableau). B4.2 : Vérifier que la protection de l'installation convient (pouvoir de coupure et temps de déclenchement) pour la valeur trouvée du courant présumé de court-circuit au niveau des fusibles du sectionneur 10QG1 et du disjoncteur 10DJ1. B4.3 : Conclure sur le choix des dispositifs de protection. B4.4 : Y a t'il une solution pouvant garantir une sélectivité ? - B3 - B5 : Vérification de la chute de tension en ligne : (doc. Tech. B5) La connaissance de la chute de tension est importante afin de s'assurer que les pertes en ligne ne sont pas importantes. B5.1 : Calculer la chute de tension aux bornes de la canalisation. B5.2 : Quelle conclusion pouvez-vous en tirer ? B6 : Vérification de la longueur maximale de câble : (doc. Tech. B6 et B7) B6.1 : Quelle longueur maximale de câble peut-on installer à partir du disjoncteur 10DJ1 ? B6.2 : Conclure sur le choix du dispositif de protection en fonction de la longueur réellement installée. B7 : Vérification des protections : (doc. Tech. B7) Compte tenu de ses caractéristiques, le container est assimilé à un local humide. En cas d'apparition d'un défaut d'isolement franc sur le moteur du treuil : B7.1 : Calculer la valeur du courant de défaut. B7.2 : Déterminer les temps de déclenchement des dispositifs de protection. B7.3 : Quel est l'appareil qui assure réellement la protection des personnes ? - B4 - EDF Document technique DT B1 Schéma électrique d'installation du ballon captif 5500 630 KVA Prim. 20 kV±2,5% Sec.410V à vide Couplage Dyn 11 Neutre sorti Diélectrique : huile Relais DGPT2 ALSTHOM Local transformateur Poste sériels TN 13PC3 CONTAINER AEROPHILE Coffret 13A1 TGBT B1OO 1000A PEN 13 QM1 2,5A 4A I> Disjoncteur Merlin Gerin C161N-160A 35 kA 10 DJ1 2,52 ≈ Départs divers Câble d'alimentation du ballon Long. : 150 m PEN P=3kW U=400V I=6,3A BATTERIE M 3∼ Secours Ultime 24KM2 10 QM1 2,5A 4A 12FU1 2AgF 11FU1 200A 86A URG 10 QG1 200AgF 25 I> 13DJ1 I> 2 25 2,52 P=0,5kW U=230V I=3A Pompe à eau 4 11FU2 42KM1 1AgF 252 4 DEHN port (Y) 2 2,52 41KM1 M ∼ 2,52 12 QM1 1,6A 2,5A 2 24KM1 ∼ 12VDC = 12FU3 10AgF 2,52 K10A 30mA TREUIL P=45kW U=400V I=81A 14DJ2 14DJ4 10A 300mA 10A 300mA K10A 30mA 2,52 12FU3 10AgF 2,52 2,52 16 QM1 2,5A 4A 2,52 18 QM4 2,5A 4A I> I> 27KM7 26KM1 29KM2 29KM1 2,52 2,52 DEHN bridge DIGISTART M 3∼ 14DJ1 M 3∼ 4 DEHN guard (Y) P=0,55kW U=400V I=1,6A Réfrigérant 13PC1 Energie de secours 13PC2 252 Alimentation secteur SECOURS Prise d'alimentation du ventilateur Alimentation secourue SECOURS ULTIME M 3∼ P=1,5kW U=400V I=3,75A Moteur arrimage P=1,5kW U=400V I=3,75A Moteur arrimage ×12 - B5 - M 3∼ Document technique DT B2 Extrait du Guide de l'installation électrique "SCHNEIDER Electric" Puissance d'une installation Puissance d'utilisation Tous les récepteurs ne sont pas utilisés forcément à pleine charge ni en même temps. Les facteurs ku et ks permettent de déterminer la puissance d'utilisation maximale qui sert à dimensionner l'installation. Facteur d'utilisation maximale (ku) Le régime de fonctionnement normal d'un récepteur peut être tel que sa puissance utilisée soit inférieure à sa puissance nominale installée, d'où la notion de facteur d'utilisation. Le facteur d'utilisation s'applique individuellement à chaque récepteur. Ceci se vérifie pour des récepteurs à moteur susceptibles de fonctionner en dessous de leur pleine charge. Dans une installation industrielle, ce facteur peut-être estimé en moyenne à 0,75 pour les moteurs. Pour l'éclairage et le chauffage, il sera toujours égal à 1. Pour les prises de courant, tout dépend de leur destination. Facteur de simultanéité (ks). Tous les récepteurs installés ne fonctionnent pas simultanément. C'est pourquoi, il est permis d'appliquer aux différents ensembles de récepteurs (ou de circuits) des facteurs de simultanéité. Le facteur de simultanéité s'applique à chaque regroupement de récepteur (exemple au niveau d'un tableau terminal, d'un tableau divisionnaire, d'une armoire…). La détermination de ces facteurs de simultanéité implique la connaissance détaillée de l'installation et de ses conditions d'exploitation. On ne peut donc pas donner des valeurs précises applicables à tous les cas. Les normes NF C 14-100, NF C 63-410 et le guide UTE C 15-105 donnent cependant des indications sur ce facteur. Tableau B2-1 : Facteur de simultanéité pour armoire de distribution. Nombres Facteur de de circuits simultanéité Ensembles entièrement testés 2 et 3 0,9 4 et 5 6à9 10 et plus Ensembles partiellement testés choisir dans tous les cas 0,8 0,7 0,6 1 Facteur de simultanéité pour les armoires de distribution La norme NF C 63-410 (ensembles d'appareillage à basse tension) comporte le tableau B2-1. Il s'applique à une armoire de distribution regroupant plusieurs circuits où les indications relatives aux conditions de charge font défaut. Si l'armoire est composée principalement de circuits d'éclairage, il est prudent de majorer ces facteurs. Facteur de simultanéité en fonction de l'utilisation Le guide UTE C 15-105 a pour titre : "Méthode simplifiée pour la détermination des sections de conducteurs et choix des dispositifs de protection". Il propose des facteurs de simultanéité pour les applications fréquentes. Les plus courants sont indiqués dans le tableau B2-2 Tableau B2-2 : Facteur de simultanéité pour armoire de distribution. Utilisation Facteur de simultanéité Eclairage 1 Chauffage et conditionnement de l'air 1 Prise de courant 0,1 à 0,2 (1) Ascenseurs (2) et monte charge - pour moteur le plus puissant 1 - pour le moteur suivant 0,75 - pour les autres 0,60 (1) Dans certains cas, notamment les installations industrielles, ce facteur peut être plus élevé. (2) Le courant à prendre en considération est égal au courant nominal du moteur, majoré du tiers du courant de démarrage. Calibre normalisé des disjoncteurs : 15 , 20 , 25 , 32 , 40 , 50 , 63 , 70 , 80 , 100 , 125 , 160 , 200 , 250 , 320 , 400 , 500 , 630 , 800 , etc… -B6- Document technique DT B2 Extrait du Guide de l'installation électrique "SCHNEIDER Electric" Puissance et intensité absorbée par les moteurs asynchrones Sans compensation d'énergie réactive Puissance Rendt Cos ϕ Puis. Intensité absorbée pour tension nominale à Pn à Pn abs. mono. Triphasée Pn Pa 220V 220V 380V 440V 500V kW ch % (KVA) A A A A A 0,37 0,5 64 0,73 0,79 3,6 1,8 1,03 0,99 0,91 0,55 0,75 68 0,75 1,1 4,7 2,75 1,6 1,36 1,21 0,75 1 72 0,75 1,4 6 3,5 2 1,68 1,5 1,1 1,5 75 0,79 1,9 8,5 4,4 2,6 2,37 2 1,5 2 78 0,80 2,4 12 6,1 3,5 3,06 2,6 2,2 3 79 0,80 3,5 16 8,7 5 4,42 3,8 3 4 81 0,80 4,6 21 11,5 6,6 5,77 5 3,7 5 82 0,80 5,6 25 13,5 7,7 7,1 5,9 4 5,5 82 0,80 6,1 26 14,5 8,5 7,9 6,5 5,5 7,5 84 0,83 7,9 35 20 11,5 10,4 9 7,5 10 85 0,83 10,6 47 27 15,5 13,7 12 9 12 86 0,85 12,3 32 18,5 16,9 13,9 10 13,5 86 0,85 13,7 35 20 17,9 15 11 15 87 0,86 14,7 39 22 20,1 18,4 15 20 88 0,86 19,8 52 30 26,5 23 18,5 25 89 0,86 24,2 64 37 32,8 28,5 22 30 89 0,86 28,7 75 44 39 33 25 35 89 0,86 33 85 52 45,3 39,4 30 40 89 0,86 39 103 60 51,5 45 33 45 90 0,86 43 113 68 58 50 37 50 90 0,86 48 126 72 64 55 40 54 91 0,86 51 134 79 67 60 45 60 91 0,86 57 150 85 76 65 51 70 91 0,86 65 170 98 83 75 55 75 92 0,86 70 182 105 90 80 59 80 92 0,87 74 195 112 97 85 63 85 92 0,87 79 203 117 109 89 75 100 92 0,87 94 240 138 125 105 80 110 92 0,87 100 260 147 131 112 90 125 92 0,87 112 295 170 146 129 100 136 92 0,87 125 325 188 162 143 110 150 93 0,87 136 356 205 178 156 129 175 93 0,87 159 420 242 209 184 132 180 94 0,87 161 425 245 215 187 140 190 94 0,87 171 450 260 227 200 147 200 94 0,87 180 472 273 236 207 150 205 94 0,87 183 483 280 246 210 160 220 94 0,87 196 520 300 256 220 180 245 94 0,87 220 578 333 289 254 185 250 94 0,87 226 795 342 295 263 200 270 94 0,88 242 626 370 321 281 220 300 94 0,88 266 700 408 353 310 250 340 94 0,88 302 800 460 401 360 257 350 94 0,88 311 826 475 412 365 280 380 95 0,88 335 900 510 450 400 295 400 95 0,88 353 948 546 473 416 300 410 95 0,88 359 980 565 481 420 315 430 95 0,88 377 990 584 505 445 335 450 95 0,88 401 1100 620 518 472 355 480 95 0,88 425 1150 636 549 500 375 500 95 0,88 449 1180 670 575 527 400 545 95 0,88 478 1250 710 611 540 425 580 95 0,88 508 1330 760 650 574 445 600 95 0,88 532 1400 790 680 595 450 610 95 0,88 538 1410 800 690 608 475 645 95 0,88 568 1490 850 730 645 500 680 95 0,88 598 1570 900 780 680 530 720 95 0,88 634 1660 950 825 720 560 760 95 0,88 670 1760 1000 870 760 600 810 95 0,88 718 1880 1090 920 830 660V A 0,6 0,9 1,1 1,5 2 2,8 3,8 4,4 4,9 6,6 8,9 10,6 11,5 14 17,3 21,3 25,4 30,3 34,6 39 42 44 49 57 61 66 69 82 86 98 107 118 135 140 145 152 159 170 190 200 215 235 274 280 305 320 325 337 365 370 395 410 445 455 460 485 515 545 575 630 Avec compensation d'énergie réactive Cos ϕ Puis. Puis. Intensité absorbée pour tension à Pn cond. abs. mono. Triphasée Pa 220V 220V 380V 440V 500V (kvar) KVA A A A A A 0,93 0,31 0,62 2,8 1,4 0,8 0,77 0,71 0,93 0,39 0,87 3,8 2,2 1,3 1,1 1 0,93 0,48 1,1 4,8 2,8 1,6 1,3 1,2 0,93 0,53 1,6 7,2 3,7 2,2 2 1,7 0,93 0,67 2,1 10,3 5,2 3 2,6 2,2 0,93 0,99 3 13,7 7,5 4,3 3,8 3,3 0,93 1,31 4 18 9,9 5,7 5 4,3 0,93 1,59 4,8 22 11,6 6,6 6,1 5,1 0,93 1,74 5,2 22 12,5 7,3 6,8 5,6 0,93 1,80 7 31 17,8 10,3 9,3 8 0,93 2,44 9,5 42 24 13,8 12,2 10,7 0,93 2,4 11,3 29 16,9 15,4 12,7 0,93 2,6 12,5 32 18 16,4 13,7 0,93 2,50 13,6 36 20 19 17 0,93 3,37 18,3 48 28 25 21 0,93 4,12 22,4 59 34 30 26 0,93 4,89 26,6 69 41 36 31 0,93 5,57 30 79 48 42 36 0,93 6,68 36 95 55 48 42 0,93 7,25 39 104 63 54 46 0,93 8,12 44 117 67 59 51 0,93 8,72 47 124 73 62 55 0,93 9,71 53 139 79 70 60 0,93 11,10 60 157 91 77 69 0,93 11,89 64 168 97 83 74 0,93 10,98 69 182 105 91 80 0,93 11,66 74 190 109 102 83 0,93 13,89 88 225 129 117 98 0,93 14,92 93 243 138 123 105 0,93 16,80 105 276 159 137 121 0,93 18,69 117 304 176 152 134 0,93 20,24 127 333 192 167 146 0,93 23,84 149 393 226 196 172 0,93 24 151 398 229 201 175 0,93 25,55 160 421 243 212 187 0,93 26,75 168 442 255 221 194 0,93 27,26 172 452 262 230 196 0,93 29,15 183 486 281 239 206 0,93 32,76 206 541 312 270 238 0,93 33,79 212 557 320 276 246 0,93 30,78 229 592 350 304 266 0,93 33,81 252 662 386 334 293 0,93 38,44 286 757 435 379 341 0,93 39,45 294 782 449 390 345 0,93 42,63 317 852 483 426 378 0,93 44,80 334 897 517 448 394 0,93 45,66 339 927 535 455 397 0,93 47,98 356 937 553 478 421 0,93 51 379 1041 587 490 447 0,93 54 402 1088 602 519 473 0,93 57,1 424 1117 634 544 499 0,93 60,84 453 1183 672 578 511 0,93 64,60 481 1258 719 615 543 0,93 67,63 504 1325 748 643 563 0,93 68,50 509 1334 757 653 575 0,93 70,40 538 1410 804 691 610 0,93 72,26 566 1486 852 738 643 0,93 80,64 600 1571 899 781 681 0,93 85,12 634 1665 946 823 719 0,93 91,33 679 1779 1031 871 785 Tableau B2-3 : Puissance et intensité absorbée par les moteurs asynchrones Ces valeurs sont indicatives, elles peuvent varier suivant le type de moteur et le constructeur. -B7- 660V A 0,47 0,72 0,88 1,3 1,7 2,4 3,3 3,8 4,2 5,9 7,9 9,7 10,5 13 16 20 23 28 32 36 39 41 45 53 56 62 65 77 80 92 100 110 126 131 136 142 149 159 178 187 203 222 259 265 289 303 306 319 336 350 374 388 420 431 435 459 487 516 544 596 Document technique DT B2 Extrait du Guide de l'installation électrique "SCHNEIDER Electric" Détermination pratique du courant d'emploi Exemple d'estimation des puissances Utilisation Atelier Tour A N°1 N°2 N°3 N°4 Perceuse N°1 N°1 5 prises 10/16A 30 fluos Puissance Facteur Puissance Facteur dePuissance Facteur dePuissance Facteur dePuissance absorbée d'utilisation d'utilisationsimulta- d'utilisation simulta- d'utilisation simulta- d'utilisation kVA maxi. maxi kVA néité kVA néité kVA néité kVA 5 5 5 5 2 2 18 3 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 1 1 4 Coffret divisionnaire 4 4 0,75 14,4 Armoire 4 d'atelier A 1,6 1,6 18,9 Armoire 0,9 générale 18 0,2 3,6 3 1 3 Atelier Compresseur B 3 prises 10/16A 10 fluos 15 10,6 1 0,8 1 1 12 10,6 1 12 Armoire 4,3 d'atelier B 15,6 0,9 1 1 0,4 1 BT HT 65 0,9 Atelier Ventilateur C Fours N°1 N°2 N°1 N°2 5 prises 10/16A 20 fluos 2,5 2,5 15 15 18 2 1 1 1 1 1 1 2,5 Coffret Armoire divisionnaire d'atelier C 2,5 15 35 37,5 1 0,9 15 18 0,28 5 2 1 2 er 1 niveau ème 2 niveau ème 3 niveau Pour la détermination des canalisations, le courant d'emploi découle directement de la puissance d'utilisation en Pu triphasé : IB = . 400 3 -B8- Document technique DT B3 Extrait du Guide de l'installation électrique "SCHNEIDER Electric" Détermination pratique de la section minimale d'une canalisation Logigramme de la détermination de la section d'une canalisation Intensité d'emploi Conditions d'installations des conducteurs IB Détermination de l'intensité assignée In du dispositif de protection, prise juste supérieur à l'intensité d'emploi In ≥ IB In Détermination des coefficients K et de la lettre de sélection Choix d'un courant admissible Iz pour la canalisation, qui correspond à une section de conducteur que le dispositif de protection saura protéger. Disjoncteur Fusible Iz = 1,31×In si In ≤ 10 A* Iz = 1,21×In si In > 10 A et In ≤ 25 A* Iz = 1,10×In si In > 25 A Iz = In* IZ1 IZ2 Détermination de section S des conducteurs de la canalisation, susceptibles de vérifier IZ 1 ou IZ2 à l'aide du courant équivalent I'Z qui prend en compte l'influence du coefficient K (I'Z = IZ/K), de la lettre de sélection et de la nature du revêtement isolant des conducteurs. I'Z S1 * ou juste supérieur I'Z S2 Vérification des autres conditions requises Les tableaux qui suivent dans cette section permettent de déterminer la section des conducteurs de phase d'un circuit pour véhiculer l'intensité souhaitée. Pour obtenir des conducteurs de phase il faut : § Déterminer une méthode de référence désignée par une lettre de sélection qui prend en compte : - Le type de circuit (monophasé, triphasé, etc.) et - Le mode de pose, puis § Déterminer le coefficient K du circuit considéré qui résume les influences ci-dessous : - Le mode de pose, - Le groupement des circuits, - La température ambiante. -B9- Document technique DT B3 Extrait du Guide de l'installation électrique "SCHNEIDER Electric" Détermination pratique de la section minimale d'une canalisation Détermination de la section des canalisations enterrées Pour les canalisations enterrées, la valeur du coefficient K caractérisant les conditions d'installation s'obtient à partir des coefficients suivants : K4 × K5 × K6 × K7 = K qui dépendent des conditions de leur installation. Le facteur K4 mesure l'influence du mode de pose. Le facteur K5 mesure l'influence mutuelle des circuits placés côte à côte. Le facteur K6 mesure l'influence de la nature du sol. Le facteur K7 mesure l'influence de la température du sol. Les valeurs de ces différents coefficients sont données dans les tableaux B3-1 à B3-4 qui suivent. Facteur de correction K4 Le facteur de correction K4 mesure l'influence du mode de pose. Cas d'installation K4 Pose sous fourreaux, conduits ou 0,8 profilés Autres cas 1 Tableau B3-1 : Facteur de correction K4 lié au mode de pose. Facteur de correction K6 Ce facteur prend en compte la nature du sol et s'applique aux canalisations enterrées. Nature du sol K6 Terrain très humide 1,21 humide 1,13 normal 1,05 sec 1 très sec 0,86 Tableau B3-3 : Facteur de correction K6 pour la nature du sol. Facteur de correction K5 Le facteur de correction K5 mesure l'influence mutuelle des circuits placés côte à côte. Une pose est jointive lorsque L, distance entre 2 conducteurs, est inférieure au double du diamètre d'un conducteur. Disposition des Facteur de correction K5 câbles jointifs Nombre de cicuits ou de câbles multiconducteurs 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 Enterrés 1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 0,41 0,38 Tableau B3-2 : Facteur de correction K5 pour groupement de plusieurs circuits en une couche. Lorsque les câbles sont disposés en plusieurs couches, multiplier K5 par 0,8 pour 2 couches, par 0,73 pour 3 couches, ou par 0,70 pour 4 ou 5 couches. Facteur de correction K7 Le facteur prend en compte l'influence de la température du sol lorsqu'elle est différente de 20°C. Température du sol Isolation °C Polychlorure de vinyle Polyethylène réticulé (PR) (PVC) Éthylène propylène (EPR) 10 1,10 1,07 15 1,05 1,04 20 1,00 1,00 25 0,95 0,96 30 0,89 0,93 35 0,84 0,89 40 0,77 0,85 45 0,71 0,80 50 0,63 0,76 55 0,55 0,71 60 0,45 0,65 Tableau B3-4 : Facteur de correction K7 pour les températures du sol. - B 10 - Document technique DT B3 Extrait du Guide de l'installation électrique "SCHNEIDER Electric" Détermination pratique de la section minimale d'une canalisation Détermination de la section minimale Connaissant IZ et K, les sections correspondantes sont données par le tableau B3-5 ci-dessous. Isolant et nombre de conducteurs chargés Caoutchouc ou PVC Butyle ou PR ou éthylène PR 3 conducteurs 2 conducteurs 3 conducteurs 2 conducteurs Sections 1,5 26 32 31 37 cuivre 2,5 34 42 41 48 (mm2) 4 44 54 53 63 6 56 67 66 80 10 74 90 87 104 16 96 116 113 136 25 123 148 144 173 35 147 178 174 208 50 174 211 206 247 70 216 261 254 304 95 256 308 301 360 120 290 351 343 410 150 328 397 387 463 185 367 445 434 518 240 424 514 501 598 300 480 581 565 677 Sections 10 57 68 67 80 aluminium 16 74 88 87 104 (mm2) 25 94 114 111 133 35 114 137 134 160 50 134 161 160 188 70 167 200 197 233 95 197 237 234 275 120 224 270 266 314 150 254 304 300 359 185 285 343 337 398 240 328 396 388 458 300 371 447 440 520 Tableau B3-5 : Cas d'une canalisation enterrée : détermination de la section minimale en fonction du type de conducteur et de l'intensité fictive I'Z (équivalente à l'intensité admissible IZ divisée par le coefficient K). Section des conducteurs de phase SPH Cu Alu Méthode ≤ 16 ≤ 16 simple 25 25,35 35 > 35 > 35 Méthode Quelconque adiabatique Section du conducteur SPE Section du conducteur SPEN SPE = SPH SPE = 16 § En présence de protection SPEN = SPH avec mécanique : S = (I√t)/k mini 102 Cu, 162 Alu SPEN = SPH/2 à SPH avec § Sans protection mécanique mais avec protection contre la corrosion mini 162 Cu, 252 Alu 2 par la gaine mini 16 pour Cu ou SPE = SPH/2 SPE = (I√t)/k Section des conducteurs de terre (entre la prise de terre et la borne principale) acier galvanisé § Sans protection mécanique et sans protection contre la corrosion 2 2 mini 25 pour Cu nu et 50 pour acier galvanisé Tableau B3-6 : Sections minimales des conducteurs de protection et conducteur de terre. - B 11 - Document technique DT B4 Extrait du Guide de l'installation électrique "SCHNEIDER Electric" Calcul des courants de court-circuit Les règles pratiques et calculs simplifiés ci-après sont une approximation suffisante pour le calcul de l'Icc dans la grande majorité des cas. 1. Courant de court-circuit triphasé au secondaire d'un transformateur HT/BT Puissance du Ucc en % Pour les transformateurs de distribution (norme NF C transformateur Tension secondaire à vide 52-113), Ucc a les valeurs normalisées données par (kVA) 410V 237V le tableau B4-1. 50 à 630 4% 4% 800 4,5 % 5% 1000 5 % 5,5 % Le tableau B4-2 qui suit donne l'Icc au secondaire 1250 5,5 % 6% d'un transformateur HT/BT en tenant compte de l'impédance d'un réseau amont de 500 MVA de 1600 6% 6,5 % puissance de court-circuit. 2000 6,5 % 7% 2500 7% 7,5 % 3150 7% 7,5 % Tableau B4-1 : Valeurs usuelles de Ucc en fonction de la puissance du transformateur et de la tension BT. 237V In (A) Icc (A) 410V In (A) Icc (A) Puissance du transformateur en kVA 16 25 40 50 63 80 100 160 250 39 973 61 1521 97 2431 122 3038 153 3825 195 4853 244 6060 390 9667 609 767 974 1218 1535 1949 2436 15038 18887 23887 29708 37197 41821 42739 23 563 35 879 56 1405 70 1756 89 2210 113 2805 141 3503 225 5588 352 8692 315 400 500 630 800 1000 444 563 704 887 1127 1408 10917 13806 17173 21501 24175 27080 Tableau B4-2 : Icc triphasé aux bornes du transformateur HT/BT alimenté par un réseau 500 MVA. 2. Courant de court-circuit triphasé en tout point d'une installation BT Dans une installation triphasée, Icc tri en un point du réseau est donné par la formule : Icc tri = U20 (en A). 3ZT U20 = tension entre phases à vide au secondaire d'un transformateur HT/BT (en V). ZT = impédance totale par phase du réseau en amont du défaut (en Ω). Méthode de calcul de ZT Chaque constituant d'un réseau (réseau HT, transformateur, câble, disjoncteur, barres…) se caractérise par une impédance Z composée d'un élément résistant (R) et d'un élément inductif (X) appelé réactance. X, R et Z s'expriment en ohms. La méthode consiste à décomposer le réseau en tronçons et à calculer, pour chacun d'eux les R et X, puis à les additionner arithmétiquement mais séparément : RT = ∑ R XT = ∑ X. Connaissant RT et XT, on obtient Z T = R2T + X 2T . Détermination des impédances d'un réseau Réseau amont La puissance de court-circuit du réseau HT (Pcc) est donnée par le distributeur d'énergie (EDF). L'impédance du réseau amont ramenée au secondaire du transformateur HT/BT vaut : Za = U202 / Pcc Le tableau B4-3 donne les valeurs de Ra et de Xa pour des puissances de court-circuit les plus fréquentes (250 MVA et 500MVA). - B 12 - PCC 250 MVA U20 (V) Ra (mΩ) Xa (mΩ) 237 0,033 0,222 410 0,1 0,700 500 MVA 237 0,017 0,111 410 0,050 0,350 Tableau B4-3 : Impédance du réseau amont ramené au secondaire du transformateur HT/BT. Document technique DT B4 Extrait du Guide de l'installation électrique "SCHNEIDER Electric" Calcul des courants de court-circuit Transformateurs Tension U20 = 237V U20 = 410V Puissance Ucc Rt Xt Zt Ucc Rt Xt (kVA) % % (mΩ) (mΩ) (mΩ) (mΩ) (mΩ) 100 4 11,79 19,13 22,47 4 35,30 57,23 160 4 5,15 13,06 14,04 4 15,63 39,02 250 4 2,92 8,50 8,99 4 8,93 25,37 315 4 2,21 6,78 7,13 4 6,81 20,22 400 4 1,614 5,38 5,62 4 5,03 16,04 500 4 1,235 4,32 4,49 4 3,90 12,87 630 4 0,92 3,45 3,57 4 2,95 10,25 800 4,5 0,895 3,03 3,16 4,5 2,88 9 1000 5,5 0,68 3,01 3,09 5 2,24 8,10 1250 1,813 7,16 1600 1,389 6,14 2000 1,124 5,34 Tableau B4-4 : Impédance, résistance et réactance d'un transformateur. Tableau récapitulatif Eléments considérés Réseau amont Tableau B4-2 Résistance R Ra ≈ 0,15 Xa Zt (mΩ) 67,24 42,03 26,90 21,34 16,81 13,45 10,67 9,45 8,405 7,39 6,30 5,46 Réactance X Xa ≈ Za = U 220 Pcc Transformateur Tableau B4-3 Rt = Disjoncteur ou sectionneur négligeable Xd = 0,15 mΩ Canalisation ρ×L S Négligeable pour S>200 mm2 ρ×L Rb = S Xc = 0,08 mΩ/m Xt= Z 2t − R 2t et Zt = Rc = Jeux de barre Moteurs Courant de courtcircuit Pcu 3 × In 2 M Icc tri = Xd = 0,15 mΩ/m U20 3 R 2T + X 2T Tableau B4-5 : Récapitulation des impédances des différents éléments d'un réseau BT. P : puissance nominale du transformateur en VA. U20 : tension entre phases à vide au secondaire du transformateur HT/BT en volt. Pcc : puissance de court-circuit du réseau amont en VA. Pcu : pertes cuivre du transformateur en VA. Ucc : tension de court-circuit en %. ρ : résistivité à la température normale des conducteurs en service. ρ = 22,5 mΩ.mm2/m pour le cuivre. ρ = 36 mΩ.mm2/m pour l'aluminium. - B 13 - U 220 × Ucc P Document technique DT B5 Extrait du Guide de l'installation électrique "SCHNEIDER Electric" Calcul de la chute de tension Limite maximale de la chute de tension La norme NFC 15-100 impose que la chute de tension entre l'origine de l'installation BT et tout point d'utilisation n'excède pas les valeurs du tableau B5-1 ci-après. Chute de tension maximale entre l'origine de l'installation BT et l'utilisation Eclairage Autres usages (force motrice) Alimentation par le réseau BT de 3% 5% distribution publique Alimentation par poste privé HT/BT 6% 8% Tableau B5-1 : limite maximale de la chute de tension. Calcul de la chute de tension en ligne en régime permanent X : réactance linéique d'un conducteur en Ω/km ; X est Le tableau B5-2 ci-après donne les formules négligeable pour les câbles de section inférieure à usuelles qui permettent de calculer la chute de 50 mm2. En l'absence d'autre indication on prendra tension dans un circuit donné par km de longueur. X = 0,08 Ω/km. ϕ : déphasage du courant sur la tension dans le circuit IB : courant d'emploi en ampère. considéré ; généralement : L : longueur du câble en km. § Eclairage : cos ϕ = 1. R : résistance linéaire d'un conducteur en Ω/km. § Force motrice : 2 22,5 Ωmm /km - En démarrage : cos ϕ = 0,35. R= pour le cuivre. 2 - En service normal : cos ϕ = 0,5. S (section en mm ) Un : tension nominale entre phases. 2 36 Ω mm /km Vn : tension nominale entre phase et neutre. R= pour l'aluminium. 2 Pour les canalisations préfabriquées, la résistance R et S (section en mm ) la réactance X sont indiquées par le constructeur. Circuit Chute de tension En volt Ä U = 2 × IB × L × (R × cosϕ + X × sinϕ ) En % Monophasé : deux phases 100 × ∆U Un Monophasé : phase et neutre Ä U = 2 × IB × L × (R × cosϕ + X × sinϕ ) 100 × ∆U Un Triphasé équilibré : trois phases 100 × ∆U Ä U = 3 × IB × L × (R × cosϕ + X × sinϕ ) (avec ou sans neutre) Un Tableau B5-2 : Formules de calcul de chute de tension. - B 14 - Document technique DT B6 Extrait du Guide de l'installation électrique "SCHNEIDER" Longueur maximale de canalisations Principe de calcul de longueur de câble par la méthode conventionnelle Elle consiste à appliquer la loi d'ohm au seul départ concerné en faisant l'hypothèse que la tension entre phase en défaut et le PE (ou PEN) reste supérieur à 80% de la tension simple nominale. Ce coefficient prend en compte forfaitairement l'ensemble des impédances amont. En BT lorsque le conducteur de protection chemine à coté des conducteurs de phase correspondants, il est possible de négliger les réactances des conducteurs devant leur résistance ; cette approximation est considérée comme admissible jusqu'à des sections de 120 mm2. 0,8 × U0 × S PH La longueur maximale d'un circuit en schéma TN est donnée par la formule : Lmax = dans laquelle : ρ × (1 + m ) × Ia Lmax : longueur maximale en mètre. Ia : courant (A) de fonctionnement du déclencheur U0 : tension simple. magnétique du disjoncteur. m : SPH/SPE avec SPH : section des phases en mm2. ρ : résistivité à la température de fonctionnement SPE : section du conducteur de protection en mm2. normal. -3 2 ρ = 22,5 10 Ω mm /m pour le cuivre. ρ = 36 10-3 Ω mm2/m pour l'aluminium. Document technique DT B7 Caractéristique des dispositifs de protection Courbe de déclenchement du disjoncteur C161N ( Doc. MERLIN GERIN) - B 15 - Document technique DT B7 Caractéristique des dispositifs de protection - B 16 - 400 500 630 800 1000 1200 315 100 125 160 200 250 80 8 10 12 16 20 26 32 36 40 50 63 6 4 Courbes de fusion des fusibles types gl ( Doc. LEGRAND) Document technique DT B7 Vérification des protections Si la protection est assurée par un disjoncteur, il suffit de vérifier que le courant de défaut dépasse le seuil de déclenchement instantané ou le seuil de courant de retard (Im) : 0,8 × U 0 〉 Im avec : ZS U0 : tension simple. ZS : impédance de la boucle de défaut. Courbes de sécurité pour tensions alternatives (d'après NF C 15-100§481.1.2) Temps (s) 25V 10 9 8 7 6 5 50V 4 3 2 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 10 12 20 30 40 50 60 70 90100120 - B 17 - 200 300 400 500 Tension de contact (V)