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ue2a-pde ch6 - calcul icc

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UE2A-PDE
LP MEEDD
Calcul des courants de
Court-Circuit
1 - Contexte
2 – Principes des Méthodes utilisées
3 – Calcul des impédances des différents éléments
4 – Méthode de composition
5 – Filiation
6 – Exercice d’application
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2019/2020
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1 – Contexte :
Le calcul des courants de court-circuit aux différents points d’une installation
électrique est une phase déterminante dans l’étude de celle-ci. En effet, les
courants de CC impacteront directement le choix des appareillages de protection au
niveau :
• des pouvoirs de coupure
• des réglages / seuils de déclenchement
• de leur sélectivité / filiation
Les logiciels de CAO (Caneco, Ecodial) sont aujourd’hui largement utilisés par les
B.E pour réaliser ces calculs, et seront mis en œuvre durant les TP; néanmoins il
est fondamental pour tout électricien travaillant en B.E d’en connaître les
fondamentaux afin de comprendre les tenants et les aboutissants d’une étude, ainsi
que les éléments pouvant impacter sur les choix techniques.
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2 – Principe des Méthodes Utilisées :
Il existe plusieurs méthodes pour calculer les courants de circuits présumés** d’une
installation. On peut utiliser des tableaux fournis par les normes (NFC 15-100,
IEC…); ces derniers étant basés sur des calculs d’impédances préalablement
effectués pour l’ensemble des cas usuellement rencontrés.
Il s’agit donc de d’être capable de déterminer l’impédance, en un point d’une
installation, formée par les différents éléments rencontrés (câbles, transformateurs,
jeux de barres, appareils de protection), afin de pouvoir appliquer la loi d’ohm en ce
point pour obtenir la valeur du courant Icc présumé :
é
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é =
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∗
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Les différents éléments rencontrés par le courant de court-circuit sur son trajet,
depuis la source (poste HT/BT en général) jusqu’au défaut sont essentiellement
résistifs et/ou inductif.
Il convient donc de déterminer l’inductance totale et la résistance totale du défaut :
=∑
= ∑Ri
puis d’en déduire l’impédance résultante :
= √(
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2
+
2)
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3 – Calcul des Impédances :
A / Réseau HTA amont :
 L’impédance du réseau HT, vue côté BT, peut être obtenue auprès du
distributeur. Elle peut sinon être calculée à partir de la formule suivante :
=
×
2
•
: Impédance en mW
•
: facteur de charge à vide (valeur par défaut : 1,05)
• Un : Tension entre phases (côté BT, valeur par défaut : 400V)
•
: Puissance de CC du réseau HT en kVA. valeur par défaut : 500 MVA
 La réactance et l’inductance de ZQ sont réparties comme suit selon la norme
CEI :

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= ,
×
= ,
×
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B / Transformateurs :
 L’impédance du transformateur est calculée avec une formule similaire à la
précédente, mais qui fait également intervenir la tension de CC de celui-ci :
=
•
•
×
2
×
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: Impédance du transformateur en mW
: facteur de charge à vide du tr. (valeur par défaut : 1,05)
• Un : Tension entre phases (au secondaire, valeur par défaut : 400V)
•
: Puissance apparente du tr. En kVA
•
: Tension de court-circuit du tr. exprimée en % de la valeur nominale
 La résistance du transformateur est calculée via les pertes joules (ou pertes
=
« cuivre ») de celui-ci :
=
 On en déduit la réactance :
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C / Câbles :
 La résistance des conducteurs est déterminée en fonction de la résistivité du
matériau employé par la formule :
=
Les valeurs de résistivité (
20)
×
rencontrées à 20°C :
Cuivre
18,51 mW.mm2.m-1
Aluminium
29,41 mW.mm2.m-1
La résistivité évolue en fonction de la température selon la formule suivante :
=
20
(1 + 0,004 x ( - 20))
Valeur communément admises pour le calcul de Icc_MAX :
Cuivre
Aluminium
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22,5 mW.mm2.m-1
36 mW.mm2.m-1
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 La réactance des conducteurs dont la section S < 25 mm² peut être négligée,
dans le cas contraire :
= l×
Avec : l réactance linéique du conducteur, en mW.m-1
On prendra 0,08< l <0,13 selon le mode de pose des
conducteur(s) concerné(s).
D / Disjoncteurs :
 L’impédance des disjoncteurs est généralement négligée dans les calculs d’Icc.
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E / Jeu de barres :
 la résistance des jeux de barres se calcule de la même façon que pour une
liaison de type câble. Elle est cependant généralement plus faible (du fait des
sections et longueurs rencontrées pour un jeu de barres) et peut être négligée
lorsque S>240mm2 :
=
×
 La réactance est calculée à partir de la réactance linéique estimée à 0,15 mW/m
pour un jeu de barres en cuivre :
= 0,15 ∗
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4 – Filiation :
La Filiation est une technique qui permet d’utiliser un appareil de protection
possédant un pouvoir de coupure inférieur au courant de court-circuit
présumé maximum en son point d’installation (dérogation NF C 15-100, art.
434), à condition qu’un disjoncteur en amont limite la contrainte thermique à
la valeur des disjoncteurs placés en aval.
Cette association ou filiation entre
disjoncteurs ne peut être fournie
que par les constructeurs du matériel
concerné à l’aide de tableaux.
 Exemple d’association : le DPX250
limite Icc à23kA en aval, ce qui rend le
PdC du DX40Asuffisant.
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5 – Méthode de composition
Elle permet de déterminer rapidement (sans refaire les calculs) le courant
de court-circuit en un point d’une installation aval d’un conducteur lorsque
l’on connaît Icc_amont.
Cette méthode est basée sur l’utilisation de tableaux contenant des
valeurs pré-calculées couvrant la plupart des cas de figure rencontrés.
 Cf Annexes fournies séparément
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6 – Exercice d’application
On considère la partie d’une installation électrique
présentée ci-contre.
• Déterminer les courants de court-circuit aux points
M1, M2 et M3
• En utilisant la méthode de composition, comparez
la valeur Icc_M3 trouvée à partir de Icc_M2 à celle
calculée à la question précédente
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A0 : Pré-détermination des de R et X pour les transformateurs immergés
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A1 : Cas des transformateurs en parallèle
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A2 : Détermination Icc aval / Icc amont
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