carriere de granulats dossier corrige

CARRIERE DE GRANULATS
DOSSIER CORRIGE
- Partie A : DISTRIBUTION ELECTRIQUE BASSE TENSION
- Sujet (documents à compléter)
pages DC 2/12 à DC 4/12
- Partie B : INSTALLATION ELECTRIQUE DES BUREAUX
- Sujet (documents à compléter)
pages DC 5/12 à DC 7/12
- Partie C : UNITE DE TRANSFORMATION MOBILE
- Sujet (documents à compléter)
pages DC 8/12 à DC 12/12
Session 2007
BEP DES MÉTIERS DE L’ÉLECTROTECHNIQUE
EP1 COMMUNICATION TECHNIQUE
CORRIGE
Durée 4 heures Coefficient 4
page DC 1/12
Partie A : DISTRIBUTION ELECTRIQUE BASSE TENSION
Un inverseur de source d’énergie (Q1, Q2) est à installer pour permettre l’alimentation de l’installation soit par
un transformateur, soit par un groupe de secours (groupe électrogène).
Vous devez vérifier la validité du choix opéré à l’aide du dossier technique (pages 2, 5 et 6).
A1 – TRANSFORMATEUR HT / BT :
Vérifier si les réglages du transformateur permettent d’obtenir la compatibilité entre celui-ci et le groupe de
secours (groupe électrogène).
/3
A1.1– D’après la plaque signalétique, préciser la tension nominale du primaire, la tension nominale du
secondaire et le courant secondaire de ce transformateur.
Tension primaire : 20 000 V
Tension secondaire : 400 V
/1
/1
/2
Puissance
/1
/8
/1
A1.2– Donner la puissance du transformateur d’après la plaque signalétique et préciser sa nature en cochant la
case correspondante.
Puissance : 250 kVA
/4
Courant secondaire : 352 A
Active
Réactive
Apparente
X
/1
A1.3– Donner la signification de Dyn11 mentionnée sur la plaque signalétique.
D
Enroulements primaires couplés en triangle
/1
y
Enroulements secondaires couplés en étoile
/1
n
Neutre sorti au secondaire
/1
11
Indice horaire de couplage
/1
A1.4 – Relever les caractéristiques électriques du transformateur et du groupe secours.
Groupe électrogène
Transformateur
Puissance
250 kVA
/1
250 kVA
/1
Tensions composées
400 V
/1
400 V
/1
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CORRIGE
Page DC 2/12
L’unité de transformation mobile de la carrière peut-elle fonctionner dans ses conditions nominales lorsqu’elle
est alimentée par le groupe de secours (entourer la bonne réponse) ?
OUI
NON
/2
Justifier :
Les sources « normale / secours » sont compatibles car :
- leurs tensions sont identiques
- leurs puissances sont identiques
/2
A2 – DISJONCTEUR Q1 :
L’entreprise souhaite conserver le disjoncteur Q1 de l’ancienne installation, on vous demande de vérifier si cela
est possible.
/7
A2.1 – Calculer le courant nominal du secondaire I2n de ce transformateur en POS 1.
Formule :
Secondaire
Application numérique :
S = U2*I2n*√3 d’où I2n = S / U2*√3
I2n = 250000 / 400*√3
/1
A2.3 – Compléter le tableau en identifiant les caractéristiques du disjoncteur Q1.
Données :
630 A
300 mA
60 ms
/2
/3
A2.2 – Rechercher sur le schéma le type du disjoncteur Q1 et en déduire son nombre de pôles.
Type : NS 630 N
Nombre de pôles : 4
/1
/6
I2n = 361 A
/3
/1
/2
Résultat :
Dénomination :
Courant assigné ou courant nominal
/2
Sensibilité du DDR
/2
Temporisation
/2
A2.4– Ce disjoncteur peut-il être conservé sachant que sa plage de réglage commence à 250 A (entourer la bonne
réponse) ?
OUI
/ 0,5
NON
Peut-il assurer la protection du transformateur sans réglages spécifiques (entourer la bonne réponse) ?
OUI
/ 0,5
NON
/1
Justifier :
Car le courant assigné du disjoncteur est de 630 A alors que le transformateur ne peut débiter qu’un
courant nominal de 361 A.
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CORRIGE
Page DC 3/12
A3 – GROUPE ELECTROGENE :
On vous demande de déterminer le nombre de jours minimum d’utilisation du groupe de secours.
/2
A3.1 – Déterminer les deux parties du groupe électrogène permettant d’obtenir une conversion d’énergie
mécanique en énergie électrique.
Production énergie mécanique
Moteur thermique
Production énergie électrique
Alternateur
/1
/2
/1
A3-2 – Spécifier les périodes de fonctionnement du groupe.
Pendant les jours rouges de l’option EJP
Et Pendant les coupures du réseau
/1
Donner le nombre de jours minimum de fonctionnement du groupe.
22 jours
/1
/1
A3.3 – Déterminer l’élément permettant d’obtenir l’alimentation de l’installation par le groupe électrogène.
Elément : Disjoncteur Q2
A4 – PROTECTION DES PERSONNES :
On vous demande de vérifier si la protection des personnes est assurée au regard des éléments de protection
prévus.
A4.1 – Identifier le type de schéma de liaison à la terre de cette installation et préciser la signification des lettres.
/6
1ère lettre :
Identification : TT
Signification
des lettres
/2
/4
2
ème
Neutre à la terre
/2
lettre : Masses reliées à la terre
/2
A4.2 – Pour ce type de schéma de liaison à la terre, donner les éléments qui assurent la protection des personnes.
Dispositif différentiel à courant résiduel (DDR)
Mise à la terre des masses
/2
Ces 2 conditions sont-elles satisfaites dans l’installation de la carrière (entourer la bonne réponse) ?
OUI
/2
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NON
Page DC 4/12
Partie B : INSTALLATION BUREAUX
Afin de réaliser la rénovation de l’installation électrique des bureaux, on vous demande de déterminer le
matériel nécessaire et réaliser les schémas développés correspondant au plan architectural à l’aide du dossier
technique (pages 2, 5 et 6) et du dossier ressources (pages 2 et 3).
B1 – TABLEAU DE REPARTITION DES BUREAUX :
/2
B1.1– Rechercher le repère du disjoncteur amont protégeant le tableau de répartition bureaux et préciser son
calibre.
Repère : Q5
Calibre : 63 A
/1
/1
/5
B1.2– Donner la référence complète du câble alimentant ce départ.
Référence : U1000 R02 V 3G25
–
Préciser la constitution de l’âme conductrice et la nature du métal de l’âme de ce câble.
Constitution
de l’âme
/4
/3
Souple
Rigide
X
Nature du
métal
/1
Cuivre
Aluminium
X
/1
B1.3– Donner la désignation de l’appareil de protection Q10 et quel doit être la sensibilité de son dispositif
différentiel ?
Désignation : : Interrupteur sectionneur différentiel
Calibre du DDR : 30 mA
/2
/2
/2
B1.4– Donner la section des départs « Eclairage et chauffe-eau ».
Eclairage : 1,5 mm²
Chauffe-eau : 2,5 mm²
/1
/1
/2
B1.5– Déterminer le calibre des disjoncteurs Q11, Q19.
Q11 : 16 A
Q19 : 20 A
/1
/1
/ 10
B1.6– Déterminer la puissance absorbée par les convecteurs, la section des départs «Chauffage secrétariats et
Chauffage sanitaire, laboratoire » et le calibre des protections.
Chauffage secrétariats
Puissance :
Chauffage sanitaire, laboratoire
1500 + 1500 = 3000 W
/3
Section :
2,5 mm²
/1
1,5 mm²
/1
Calibre :
20 A
/1
10 A
/1
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CORRIGE
1500 + 500 = 2000 W
/3
Page DC 5/12
B2 – ECLAIRAGE DES BUREAUX :
/ 27
B2.1– Etablir le schéma développé de l’éclairage des bureaux et de l’éclairage extérieur :
- en représentant les différents appareils,
- en notant le repère des appareils et précisant leurs calibres si nécessaires,
- en respectant la norme concernant les représentations schématiques,
- en ne dépassant pas 5 foyers lumineux par circuit terminal,
- en traitant dans l’ordre, le secrétariat 1, le secrétariat 2, les sanitaires, le laboratoire et
l’éclairage extérieur.
Remarque : L’éclairage extérieur est assuré par trois lampes halogènes d’une puissance
unitaire de 500 W. Celles-ci étant commandées par un détecteur de mouvement (CDM)
possédant un contact de sortie supportant au maximum une puissance de 1000 W, il est
impératif d’utiliser un contacteur bipolaire (K1). Le schéma développé concernant l’éclairage
extérieur est à compléter sur la page suivante.
/1
Ph
/1
Q11
16 A
/1
/1
/1
/1
S1
S2
/1
E1
Q11
/1
N PE
/1
E2
S3
/1
E3
S4
/1
E4
S5
/1
E5
S6
Suite du schéma développé page suivante
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CORRIGE
Page DC 6/12
PE
/1
/1
Q12 / 1
2A /1
Q12
/1
/1
L L N N
CDM
/1
/1
K1
E6
Q13
16 A
/1
/1
Q13
/1
E7 / 1
/1
E8 / 1
/1
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Page DC 7/12
Partie C : UNITE DE TRANSFORMATION MOBILE
L’utilisation de l’unité mobile présente des problèmes techniques qui perturbent la production. Il est donc
nécessaire, à l’aide du dossier technique (pages 6 à 14) et du dossier ressources (pages 4 et 5) de :
- mettre à jour les schémas électriques
- prévoir le remplacement du départ « moteur tapis T7 »
- déterminer les raisons du déclenchement du relais thermique du moteur du granulateur GN1 lors de
certains démarrages.
/8
C1 – GRAVILLONNEUR GV1 :
C1.1– Compléter le schéma de puissance du gravillonneur GV1 :
- en terminant le raccordement des couplages,
- en repérant les bornes du moteur et tous les éléments.
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
03-A24
03-B24
03-C24
/1
A
B
C
D
Q24
E
F
/1
/1
G
/1
KM4
H
R
/1
F4
U1
/1
I
KM5
V1
J
/1
W1
K
M4
/1
75 kW
K
L
L
M
M
N
Moteur Gravillonneur GV1
O
FOLIO 2
/2
C1.2– Préciser le type de démarrage utilisé et le type de moteur asynchrone triphasé nécessaire.
Type de
démarrage
Etoile / triangle
Rotorique
/1
X
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CORRIGE
Moteur
asynchrone 3~
Rotor en court -circuit
Rotor bobiné
/1
X
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/2
C1.3– Quels sont les avantages du démarrage rotorique ?
Limiter l’intensité de démarrage absorbée par le stator
Possibilité de démarrer à pleine charge.
/1
/1
/4
C1.4– Compléter le chronogramme ci-dessous en précisant la durée de la temporisation et repérant les KM.
KM4
1
0
KM5
1
0
M4
1
0
/1
/ 17
/1
2s
/1
/1
C2 – CIRCUIT DE COMMANDE DU TAPIS T7 ET DU GRANNULATEUR GN1 :
C2.1– Compléter le schéma de commande du tapis T7 (démarrage direct 1 sens) et du granulateur GN1
(démarrage étoile / triangle).
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
07-A3
Q30
/1
F10
/1
/1
Q29
ATU T7
KA62
Remarques :
-KM102 et KM103 :
0 ou 4.
-les indices des
contacts ne sont pas
évalués.
KA192
KA202
KA27
KA63
KA26
AT T7 / 1
B
/1
F9
AT GN1
/1
MA T7
KM131 KM132
/1
/1
/1
KM102
/1
KM10
KM13
NO
06-H17
06-H18
10-G21
NF
KM103
t = 2s
KM111
KM121
NO
NF
NO
06-H22 06-J21(2s)
06-J23(2s)
/1
NF
06-K23
E
F
I
/4
J
/1
K
KM12
KM11
D
H
KM101
MA GN1
C
G
/1
KM52
A
NO
NF
07-H2 06-K21
10-G19
07-L3
L
M
N
L
Marche Tapis T7
Y
Δ
Démarrage Granulateur Etoile / Triangle
FOLIO 6
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CORRIGE
Page DC 9/12
O
C3 – TAPIS T7 :
Déterminer les éléments de puissance (Q30, KM13, F10), le contacteur étant à vis étrier) et le sectionneur
comportant un contact de pré coupure.
/2
C3.1– Rechercher la puissance du moteur et préciser sa nature en cochant la case correspondante.
Puissance : 3 kW
/8
Puissance :
/1
Electrique
Mécanique
/9
/1
C3.2 – Compléter le tableau ci-dessous.
Repérages :
/2
x
Références
Q30 (sans poignée) :
/2
LS1-D2531A65
Taille et calibre cartouches fusibles:
/2
10 x 38 - 8A
KM13 :
/2
LC1 K0910B7
F10 :
/2
LR2-K0314
C3.3– Réglage du relais thermique F10 :
Déterminer l’intensité nominale absorbée et le réglage du relais thermique.
Type :
LS 100 L
Intensité :
6,5 A
/1
Calibrage
du réglage :
6,5 A
/1
C3.4– Représenter sur le plan ci-dessous la plaque à bornes du moteur M10 avec le repère des bornes, les
enroulements, les barrettes de couplage et l’alimentation.
Alimentation
/2
Couplage
/2
Bobinages
/2
Repère bornes
/3
L1
L2
L3
U1
V1
W1
W2
U2
V2
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CORRIGE
PE
Page DC 10/12
C4 – GRANULATEUR GN1 :
Pour limiter l’intensité absorbée par le moteur M9 au démarrage, on utilise un démarreur « Etoile /
triangle ».
Le relais thermique de ce moteur déclenchant lors de certains démarrages, vérifier le dimensionnement du
moteur en sachant que le couple résistant du grannulateur est de 200 Nm à pleine charge et le réglage de son
relais thermique (réglé actuellement à 40A).
/4
/7
C4.1– D’après la documentation du dossier ressources (page 5) compléter le tableau en précisant les valeurs.
Type :
LS 225 ST
Puissance utile :
37 kW
/1
Facteur de puissance :
0,84
/1
Rendement :
0,925
/1
Vitesse nominale :
1468 min-1
/1
C4.2– Calculer le couple nominale du moteur.
Formule :
Application numérique :
Pu = 2*Π*n*Tu d’où Tu = Pu / 2*Π*n
240,7 Nm
37000*60 / 2*Π*1468
/3
/3
/1
/2
Résultat :
C4.3– Le dimensionnement du moteur choisi est-il conforme (entourer la bonne réponse) ?
OUI
NON
/1
Justifier :
Le dimensionnement du moteur choisi est conforme car le couple nominale du moteur (240 Nm) est bien
supérieur au couple résistant du grannulateur (200 Nm).
/1
/6
C4.4– Calculer la puissance absorbée (Pa) par le moteur.
Formule :
Application numérique :
Pa = Pu / η
37000 / 0,925
40000 W
/2
/3
/1
/7
Résultat :
C4.5– Calculer le courant nominal du moteur (IN) lorsqu’il est alimenté sous une tension triphasée de 400V.
Formule :
Application numérique :
40000 / 400*√3*0,84
IN = Pa / U*√3*cosϕ
/1
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CORRIGE
/3
Résultat :
68,7 A
/3
Page DC 11/12
/6
C4.6– Déterminer le réglage du relais thermique F9.
Le relais thermique est traversé par le courant dans un enroulement du moteur (J).
Formule :
J = I / √3
/1
Application numérique :
68,7 / √3
/2
Résultat :
39,7 A
/2
Réglage du calibre du relais thermique F9 si on arrondi au demi ampère supérieur.
Réglage du calibre :
40 A
/1
C4.7– Si le dimensionnement du moteur et le réglage de son relais thermique sont correctes, quelles sont les
conditions de démarrage à respecter pour éviter les déclenchements du relais thermique pour ce type de
montage ?
/2
Avec un démarrage étoile triangle, le couple de démarrage est divisé par 3, lorsque le granulateur est
plein le moteur cale (ne se lance pas) et le relais thermique déclenche. Pour redémarrer, il faut vider le
granulateur, réarmer le relais thermique.
Le granulateur ne peut pas démarrer en charge.
C5 – AUTOMATISME :
En vue de remplacer la personne du service de maintenance, on vous demande de répondre au début du
questionnaire ci après.
/7
C5.1– Mettre sous forme d’équation logique la mémorisation du défaut T1.
/4
C5.2– Marche Tapis T1 en mode manuel:
- Le schéma réalisé pour cette marche est de type :
KA11 = ( ACQUIT .KA11) + F1 + ATUT 1
Type :
Marche prioritaire
Arrêt prioritaire
-
X
/1
Justifier votre réponse (par rapport à l’état des B.P« AT T1»et « MA T1»).
Lorsque que l’on appui simultanément sur les B.P« AT T1»et « MA T1»,,la bobine KM1 n’est pas
alimentée.
/3
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