Dimensionnement d`un câble d`alimentation

Dimensionnement
d'un câble
d'alimentation
H.B pour Melec
Mai2016
V1.0
Table des
matières
Objectifs
3
Introduction
4
I - Détermination de la section des conducteurs
5
1. Exercice : Données électriques ...................................................................................................... 5
2. Exercice : Détermination du mode de pose ................................................................................... 6
3. Facteurs de corrections (câbles aériens) ....................................................................................... 6
4. Exercice : Facteur de correction du mode de pose K1 ................................................................. 6
5. Exercice : Facteur de correction d'influence mutuelle K2 ............................................................ 7
6. Exercice : Facteur de correction fonction de la température et de l'isolant K3 ........................... 7
7. Exercice : Facteur de correction du neutre chargé Kn ................................................................. 7
8. Exercice : Facteur de correction dit de symétrie Ks .................................................................... 8
9. Exercice : Calcul du coefficient K ................................................................................................ 8
10. Exercice : Détermination de l'intensité fictive (Iz') .................................................................... 8
11. Exercice : Détermination de la section des câbles ...................................................................... 9
12. Cas de câble enterrés .................................................................................................................. 9
II - Chute de tension admissibles
10
1. Chute de tension en régime permanent ...................................................................................... 10
2. Exercice : Calcul de la chute de tension ..................................................................................... 11
3. Exercice : Vérification de la conformité de la chute de tension .................................................. 11
III - Fin
13
Ressources annexes
14
Objectifs
- Dimensionner le câble d'alimentation d'un aérocondenseur à l'armoire de commande.
Cette activité est extraite de l'épreuve E2 de Bacpro ELEEC de 2010
3
Introduction
Cette activité se déroule en deux temps :
Dimensionner la section du câble de liaison
Vérifier la conformité de la chute de tension
4
Détermination de la section des conducteurs
Détermination de la
section des
conducteurs
I
Exercice : Données électriques
5
Exercice : Détermination du mode de pose
6
Facteurs de corrections (câbles aériens)
6
Exercice : Facteur de correction du mode de pose K1
6
Exercice : Facteur de correction d'influence mutuelle K2
7
Exercice : Facteur de correction fonction de la température et de l'isolant
K3
7
Exercice : Facteur de correction du neutre chargé Kn
7
Exercice : Facteur de correction dit de symétrie Ks
8
Exercice : Calcul du coefficient K
8
Exercice : Détermination de l'intensité fictive (Iz')
8
Exercice : Détermination de la section des câbles
9
Cas de câble enterrés
9
L'objectif de cette activité est de déterminer la section du câble variateur-aérocondenseur
Ce câble en aluminium ayant une isolation en polyéthylène réticulé
Il sera installé seul dans un chemin de câble blindé non perforé d'une distance de 50m et que
la température pourra atteindre 60°C.
Ce chemin de câble n'est pas posé en plafond.
1. Exercice : Données électriques
Il faut dans un premier temps déterminer:
L'intensité nominale de la charge (In).
Le courant admissible dans la canalisation
d'alimentation (Iz)
Dans notre activité, le câble permet l'alimentation
d'un variateur de vitesse LS UMV 3301 75T et sa la
fréquence de découpage est fixée entre 1,7 et 2,5 kHz
Extrait de la documentation du variateur (cf.
Ext_doc_UMV3301.pdf)
Schéma TGBT
Intensité nominale moteur, In= 136.2 A
Courant admissible dans la canalisation (sortie variateur), Iz= 145 A
5
Détermination de la section des conducteurs
2. Exercice : Détermination du mode de pose
Il faut déterminer la lettre de sélection qui dépend
du conducteur utilisé et de son mode de pose.
Rappel des données de l'exercice: Schéma du
TGBT - p.14
*
Le câble est en aluminium ayant une isolation
en polyéthylène réticulé
Il sera installé seul dans un chemin de câble
blindé non perforé d'une distance de 50m et
que la température pourra atteindre 60°C.
Ce chemin de câble n'est pas posé en plafond.
Lettre de sélection
Lettre de sélection B
Lettre de sélection C
Lettre de sélection E
Lettre de sélection F
3. Facteurs de corrections (câbles aériens)
Après avoir déterminer la lettre de sélection qui dépend du conducteur utilisé et de son mode de
pose, il faut déterminer le coefficient K qui caractérise l'influence des différentes conditions
d'installation.(Documentation) (cf. SECTION CABLES.pdf)
K = K1 x K2 x K3 x Kn x Ks
K1 -> Facteur de correction du mode de pose
K2 -> Facteur de correction de l'influence mutuelle des circuits placés côte à côte
K3 -> Facteur de correction de la température ambiante
Kn -> Facteur de correction du neutre chargé
Ks -> Facteur de correction dit de symétrie
4. Exercice : Facteur de correction du mode de pose K1
Sélectionner dans le tableau ci-contre la valeur de
K1 :
Rappel des données connues:
Le câble est en aluminium ayant une isolation
en polyéthylène réticulé
Il sera installé seul dans un chemin de câble
blindé non perforé d'une distance de 50m et
que la température pourra atteindre 60°C.
Ce chemin de câble n'est pas posé en plafond.
La lettre de sélection du mode de pose est C
K1 = 1
6
Facteur de correction du mode de pose
Détermination de la section des conducteurs
5. Exercice : Facteur de correction d'influence mutuelle K2
Sélectionner dans le tableau ci-contre la valeur de
K2 :
Rappel des données connues:
Le câble est en aluminium ayant une isolation
en polyéthylène réticulé
Il sera installé seul dans un chemin de câble
blindé non perforé d'une distance de 50m et
que la température pourra atteindre 60°C.
Ce chemin de câble n'est pas posé en plafond.
La lettre de sélection du mode de pose est C
Facteur de correction du mode de pose k1= 1
Facteur de correction d'influence mutuelle
K2 = 1
6. Exercice : Facteur de correction fonction de la température
et de l'isolant K3
Sélectionner dans le tableau ci-contre la valeur de
K3 :
Rappel des données connues:
Le câble est en aluminium ayant une isolation
en polyéthylène réticulé
Il sera installé seul dans un chemin de câble
blindé non perforé d'une distance de 50m et
que la température pourra atteindre 60°C.
Ce chemin de câble n'est pas posé en plafond.
La lettre de sélection du mode de pose est C
Facteur de correction du mode de pose k1= 1
Facteur de correction d'influence mutuelle
k2= 1
Facteur de correction fonction de la
température et de la nature de l'isolant
K3 = 0.71
7. Exercice : Facteur de correction du neutre chargé Kn
Déterminer le coefficient K3 en vous aidant de la Documentation ressources pages A38 et A39 (cf.
SECTION CABLES.pdf)
Rappel des données connues:
Le câble est en aluminium ayant une isolation en polyéthylène réticulé
Il sera installé seul dans un chemin de câble blindé non perforé d'une distance de 50m et que
la température pourra atteindre 60°C.
Ce chemin de câble n'est pas posé en plafond.
La lettre de sélection du mode de pose est C
Facteur de correction du mode de pose K1= 1
Facteur de correction d'influence mutuelle K2= 1
Facteur de correction fonction de la température et de l'isolant K3 = 0.71
Kn = 1
7
Détermination de la section des conducteurs
8. Exercice : Facteur de correction dit de symétrie Ks
Déterminer le coefficient Ks qui précise le nombre
câbles en parallèle par phase (par défaut Ks= 1)
Ks = 1 pour 2 et 4 câbles par phase avec le
respect de la symétrie
Ks = 0,8 pour 2, 3 et 4 câbles par phase si
non respect de la symétrie.
Rappel des données connues:
Le câble est en aluminium ayant une isolation
en polyéthylène réticulé
Il sera installé seul dans un chemin de câble
blindé non perforé d'une distance de 50m et
que la température pourra atteindre 60°C.
Ce chemin de câble n'est pas posé en plafond.
La lettre de sélection du mode de pose est C
Facteur de correction du mode de pose K1=
1
Facteur de correction d'influence mutuelle
K2= 1
Facteur de correction fonction de la
température et de l'isolant K3 = 0.71
Facteur de correction du neutre chargé Kn=1
Schéma du TGBT - p.14
Cas où Ks = 1
*
Ks = 1
9. Exercice : Calcul du coefficient K
La valeur du coefficient K est de 0.71
10. Exercice : Détermination de l'intensité fictive (Iz')
Iz' est le courant admissible dans la canalisation en fonction des influences extérieures.
On le détermine en effectuant le calcule Iz'=Iz/K ou K est la multiplication de tous les facteurs de
correction vus au chapitre précédent
La valeur de Iz' est de 204 A (ne pas tenir compte des chiffres après la virgule)
8
Détermination de la section des conducteurs
11. Exercice : Détermination de la section des câbles
Déterminer la section
variateur-aérocondenseur
du
câble
d’alimentation
du
Ks = 1 pour 2 et 4 câbles par phase avec le respect
de la symétrie
Ks = 0,8 pour 2, 3 et 4 câbles par phase si non
respect de la symétrie.
Rappel des données connues:
Le câble est en aluminium ayant une isolation en
polyéthylène réticulé
Il sera installé seul dans un chemin de câble blindé
non perforé d'une distance de 50m et que la
température pourra atteindre 60°C.
Ce chemin de câble n'est pas posé en plafond.
La lettre de sélection du mode de pose est C
Facteur de correction du mode de pose K1= 1
Facteur de correction d'influence mutuelle K2= 1
Facteur de correction fonction de la température et
de l'isolant K3 = 0.71
Facteur de correction du neutre chargé Kn=1
Schéma du TGBT - p.14
Section minimale
*
La section minimale des conducteur doit être de 95 mm²
12. Cas de câble enterrés
Lorsqu'il s'agit d'un câble enterré, la lettre de sélection est D.
Ce coefficient K s'obtient en multipliant les facteurs de correction, K4, K5, K6, K7, Kn et Ks
(voir A40 et A41) (cf. SECTION CABLES.pdf)
9
Chute de tension admissibles
Chute de tension
admissibles
II
Chute de tension en régime permanent
10
Exercice : Calcul de la chute de tension
11
Exercice : Vérification de la conformité de la chute de tension
11
L'impédance d'un câble est faible mais non nulle : lorsqu'il est traversé par le courant de service, il y
a chute de tension entre son origine et son
extrémité.
Or le bon fonctionnement d'un récepteur (surtout un moteur) est conditionné par la valeur de la
tension à ses bornes.
Il est donc nécessaire de limiter les chutes de tension en ligne par un dimensionnement correct des
câbles d'alimentation.
1. Chute de tension en régime permanent
La chute de tension en ligne en régime permanent est à prendre en compte pour l'utilisation du
récepteur dans des conditions normales (limites fixées par les constructeurs des récepteurs).
Le tableau ci-contre donne les formules usuelles
pour le calcul de la chute de tension.
Formules de calcul de chute de tension
10
Chute de tension admissibles
Plus simplement, les tableaux ci-contre donnent
la chute de tension en % dans 100 m de câble,
en 400 V/50 Hz triphasé, en fonction de la
section du câble et du courant véhiculé (In du
récepteur).
Ces valeurs sont données pour un cos φ de 0,85
dans le cas d'un moteur et de 1 pour un
récepteur non inductif.
Ces tableaux peuvent être utilisés pour des
longueurs de câble L
100 m : il suffit
d'appliquer au résultat le coefficient L/100.
Chute de tension dans 100 m de câble en
400 V/50 Hz triphasé (%)
2. Exercice : Calcul de la chute de tension
Calculer la chute de tension générée par le câble
d'alimentation du variateur-aérocondenseur :
Caractéristiques du câble :
câble en aluminium d'une longueur de 50m
section 95 mm²
Courant absorbé de 136 A pour un Cos de
0.85
Chute de tension dans 100 m de câble en
400 V/50 Hz triphasé (%)
Le pourcentage de la chute de tension est de 2.4 % pour 100m soit 1.2 % pour 50m
La valeur de la chute de tension ∆U est donc de 4.8 V
3. Exercice : Vérification de la conformité de la chute de
tension
Cette chute de tension calculé précédemment est-elle conforme aux préconisations de la norme
sachant que l'entreprise est propriétaire de son poste de transformation , sachant que la chute de
tension en amont du variateur est de 3 %
11
Chute de tension admissibles
La norme NF C 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
ci-contre.
Chute de tension maximale
La limite tolérée par la norme est de 8 %
La chute de tension totale est de 4.2 %
La chute de tension est elle conforme à la norme ? OUI (Répondre par OUI ou NON)
12
Fin
Fin
III
C'est ici que ce termine cette activité.
13
Ressources annexes
Ressources annexes
> Schéma TGBT
14