(Sous-épreuve E 5-2) Analyse et conception des solutions possibles

Brevet de Technicien Supérieur
MAINTENANCE INDUSTRIELLE
Session 2006
Analyse et conception des solutions possibles
de la gestion et/ou de la distribution
d'énergie électrique d'un moyen de production
(Sous épreuve E 5-2)
Corrigé
(4 pages)

BTS MAINTENANCE INDUSTRIELLE Session 2006
EPREUVE E5 Automatique et Génie électrique
(Sous-épreuve E 5-2) Analyse et conception des solutions possibles de la gestion et/ou
de la distribution d'énergie électrique d'un moyen de production
Q1.1
Choix d’un moteur à deux pôles.
Durée :
Document à consulter : DT 1
Répondre sur feuille de copie.
1.1.1 Moteur 2 pôles, vitesse nominale :
g
p
f
n 160
297001,0160
1
50 
tr/min (g) 1pt
Fréquence pour 1600 tr/min :
271600
2970
50 f
Hz 1pt
1.1.2 Couple C demandé au moteur.
CP
30n
1671
1600
30
280000 
P
C
N.m 1pt
1.1.3 D’après le document DT1, le rapport C/Cn = 1 1pt
1.1.4 Couple nominal Cn du moteur
1671
1
1671
1C
Cn
N.m 1pt
1.1.5 Type du moteur : Moteur 560 kW, type 3GCA 401 520 1pt
Q1.2
Choix d’un moteur à quatre pôles.
Durée :
Document à consulter : DT 1
Répondre sur feuille de copie.
1.2.1 Moteur 4 pôles, vitesse nominale :
g
p
f
n 160
148501,0160
2
50 
tr/min (g) 1pt
Fréquence pour 1600 tr/min :
541600
1485
50 f
Hz 1pt
1.2.2 Couple C demandé au moteur.
CP
30n
1671
1600
30
280000 
P
C
N.m 1pt
1.2.3 D’après le document DT1 le rapport C/Cn = 0,93 1pt
1.2.4 Couple nominal Cn du moteur
1797
93,0
1671
93,0  C
Cn
N.m 1pt
1.2.5 Type du moteur : Moteur 315 kW, type 3GCA 352 510 1pt
Q1.3
Choix définitif du moteur.
Durée :
Document à consulter : DT 1
Répondre sur feuille de copie.
1.3.1 Un avantage : pas de déclassement. 0,5pt
Les inconvénients : moteur surdimensionné en puissance, fonctionnement à demi charge, coût du
moteur, encombrement du moteur. 1pt
1.3.2 Un avantage : moteur utilisé à sa puissance nominale. 1pt
Un inconvénient : léger déclassement du couple. 0,5pt
1.3.3 Moteur définitivement retenu : Moteur 315 kW, type 3GCA 352 510 1pt

2. Remplacement du variateur.
Q2.1
Choix du variateur
Durée :
Document à consulter : DT2
Répondre sur feuille de copie.
2.1.1 Critères de choix : Puissance du moteur, tension du réseau, type de la charge entraînée,
(type de schéma de liaison à la terre). 2 pts
2.1.2 Donner la référence complète du variateur. ATV 68C 28N4 1 pt
Q2.2
Options nécessaires à l’installation du variateur.
Durée :
Document à consulter : DT2 ; DT3
Répondre sur feuille de copie.
2.2.1 L’inductance de ligne est-elle nécessaire ? OUI car l’impédance du réseau sur lequel est installé
le variateur est inférieure à 60 H, (DT2 : inductance de ligne) 1 pt
2.2.2 Le filtre additionnel d’entrée atténuateur de radio perturbation est-il nécessaire ? NON, ils sont
interdits dans le cas de réseaux IT. (DT : filtres additionnels) 1 pt
Q2.3
Protection du variateur.
Durée :
Documents à consulter : DT1 ; DT3 ; DT6 et DT7
Répondre sur feuille de copie.
2.3.1 Donner les principaux critères de choix du disjoncteur : Nb de pôles, courant assigné, tension du
réseau, pouvoir de coupure (commande, raccordement) 1,5 pts
2.3.2 Choisir le disjoncteur principal du variateur : 3 pôles, In moteur X 1,1 = 380 A, 400 V,
Icc = 47 kA : NS 400 H 2 pts
2.3.3 Donner les critères de choix du déclencheur : Tension réseau, calibre, seuil de déclenchement
à 1,1 In du moteur, Im à 1,5, Icc réglable à 2 et tm = 60 ms, nombre de pôles 3 pts
2.3.4 Choisir le déclencheur : STR 53 UE 400 1 pt
2.3.5 Donner les positions des molettes Io et Ir pour le réglage du déclencheur.
(DT5) 400 réglé à 380 A : 380 / 400 = 0,95 : Io = 1 et Ir = 0,95 2 pt
2.3.6 Donner les autres réglages du déclencheur imposés par le variateur : Im = 1,5, tm = 60 ms,
Iinstantané = 2 1,5 pts
Q2.4
Installation du variateur
Durée :
Documents à consulter :DT3 ; DT4 ; DT5
Répondre sur feuille de copie et sur feuille réponse. DR1
2.4.1 Quelle est l’utilité de mettre des câbles blindés entre le variateur et le moteur ? Limiter les
perturbations par les courants haute fréquence de fuite. 1 pt
2.4.2 Les normes de sécurité de cette installation imposent l’isolement du moteur. Comment est-elle réalisée
sur le schéma de puissance ? Par le contacteur KM1 placé en sortie du variateur sur le
schéma de puissance. 1 pt
2.4.3 Comment peut-on assurer la fonction de verrouillage du variateur tant que le contacteur KM1 n’est pas
fermé (voir DR1). Proposer une fonction permettant de réaliser cette fonction.
Par une entrée logique Dl qui sera programmée en fonction blocage (code 33),
elle sera commandée par un contact de km1. 2 pt
2.4.4 Voir DR1 2 pt
Q2.5
Schéma d’installation du variateur
Durée :
Documents à consulter : DT4 ; DT5 ; DR1
Répondre sur feuille réponse DR1.
2.5.1 Voir DR1 2 pts
2.5.2 Voir DR1 1 pt
2.5.3 Voir DR1 2 pts

Us
t
3. Protection des personnes et des biens. 7 points
Q3.1
Protection des personnes
4 points
Durée :
Document à consulter : DR1
Répondre sur feuille de copie.
3.1.1 Les arrêts d’urgence agissent sur le déclenchement du disjoncteur général en coupant
l’alimentation de la bobine à manque de tension. 1 pt
3.1.2 Les appareils qui doivent être installés en tête du réseau d’une installation avec un
schéma de liaison à la terre de type I T sont un contrôleur permanent d’isolement et un
limiteur de surtension de type éclateur. 1pt
3.1.3 Dans le cas d’un premier défaut d’isolement : La protection est assurée par la liaison à la
terre de toutes les masses conductrices et un courant de fuite très faible limité par le
neutre isolé. 1 pt
Dans le cas d’un deuxième défaut d’isolement : La protection des personnes est assurée par
le déclenchement des dispositifs de protection contre les courts-circuits provoqué par le
court-circuit du deuxième défaut. Une ou les deux machines sont ainsi isolées du réseau
en fonction de la sélectivité qu’il y a entre les deux dispositifs. 1 pt
Q3.2
Protection des biens
3 points
Durée :
Documents à consulter : DR1 ; DT2
Répondre sur feuille de copie.
3.2.1 Forme de la tension appliquée au moteur : 1 pt
3.2.2 Les conséquences sur le réseau sont : Perturbation des appareils sensibles, surcharge en
courant des conducteurs, risque de déclenchement intempestif des protections contre
les surintensités. 1 pt
3.2.3 Les inductances de ligne permettent de réduire le taux d’harmoniques de courant produit par
le variateur. 1 pt