DOCUMENT REPONSE NOM : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A1 (5.5) A2 (6.75) A3 (2.25) B1 (4.25) B2 (5) 40 20 Question n°1 : . . . . . / 1.25 Question n°18 : . . . . . / 0.75 Question n°2 : . . . . . / 0.75 + 1 Question n°19 : . . . . . / 1.75 Question n°3 : . . . . . / 1.5 Question n°20 : . . . . . / 1.5 Question n°21 : . . . . . / 0.5 B3 (6.5) Question n°4 : . . . . . / 0.75 Question n°5 : . . . . . / 0.25 Question n°22 : . . . . . / 0.5 Question n°6 : . . . . . / 1+0.75+1 Question n°23 : . . . . . / 0.5+1 Question n°7 : . . . . . / 1+1+0.5 Question n°24 : . . . . . / 0.75 Question n°8 : . . . . . / 0.75 Question n°25 : . . . . . / 0.5+0.5 Question n°9 : . . . . . / 0.75 Question n°26 : . . . . . / 1.5 Question n°10 : . . . . . / 1.25+1 Question n°27 : ...../3 Question n°11 : . . . . . / 0.5 Question n°28 : . . . . . / 0.75+0.25 Question n°12 : . . . . . / 0.5+0.75 Question n°29 : . . . . . / 0.5 Question n°13 : . . . . . / 1.5 Question n°30 : . . . . . / 0.5 Question n°14 : ...../1 Question n°31 : . . . . . / 0.5 Question n°15 : ...../1 Question n°32 : ...../1 Question n°16 : ...../3 Question n°17 : . . . . . / 0.5+0.5 B4 (3.25) C1 (3) C2 (3.5) B.T.S 2 ème année B.V. Lycée M. M. FOURCADE Gardanne DOCUMENT REPONSE Le C.H.U. du Haut-Lévêque Page 1 / 12 A1 BOUCLES ET CELLULES H.T.A. Question n°1 : Domaine HTB HTA BTB BTA TBT Valeur limite < Un < < Un < < Un < < Un < < Un < 50 000 V 1000 V 500 V 50 V /////// /////// 50 000 V 1000 V 500 V 50 V Question n°2 : . . . . . . . . . . . . . . . . . Simple dérivation ou en antenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Double dérivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Boucle ouverte ou coupure d’artère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Question n°2 : T1 15000 / 400 V T2 15000 / 400 V Schéma Départ n°1 Départ n°2 Départ n°3 Départ n°4 Question n°3 : Résistance RC : RC := 0,206 0,630 = 0,129.8 Réactance Xc : S R2 D 2 am a 3 2 am 13.82 3 2 d = 13.82 mm RC = . . 0.13 . . 150 2 17.41 L 0.05 0.2 Ln 10 3 13 . 82 a = 13.82 mm D = 13.82 mm am = 17.41 mm L = 0.235 10-3 H / km 0.924 LC := 0,235 10-3 0,630 = 0,148 10-3 H XC = LC = 0.148 10-3 2 50 L = 0.000235 H / km LC := 0.148 10-3 H XC = . . 0.046 . . B.T.S 2 ème année B.V. Lycée M. M. FOURCADE Gardanne DOCUMENT REPONSE Le C.H.U. du Haut-Lévêque Page 2 / 12 Question n°4 : Calculs aidant au choix des cellules Iassigné = 400 A Iassigné 400 A Uassignée 15 kV Uassignée = 24 kV ICC = 250 000 000 / (15 000 3) ICC = 9622 A ICC (cellules) = 12.5 kA Boucle « normal » Boucle « secours » Cellule d’arrivée IM – 400 – 24 – 12.5 IM – 400 – 24 – 12.5 Cellule de protection QM – 400 – 24 – 12.5 QM – 400 – 24 – 12.5 Cellule de départ IM – 400 – 24 – 12.5 IM – 400 – 24 – 12.5 Question n°5 : Sn = 1000 kVA et Un = 15 kV Calibre des fusibles « Soléfuse » 63 A A2 TRANSFORMATEURS TR1 ET TR2 Question n°6 : Signification du sigle O.N.A.N. : 1 ère LETTRE nature du diélectrique O 2 ème LETTRE mode de circulation du diélectrique Huile minérale N 3 ème LETTRE fluide de refroidissement naturel A 4 ème LETTRE mode de circulation du fluide air N naturel Signification du sigle D.G.P.T : 3 ème LETTRE 2 premières LETTRE DG Dégagement gazeux P pression 4 ème LETTRE T température Fonctions du D.G.P.T : - Protection contre les défauts internes et les surintensités - Détection d’un dégagement gazeux et de la baisse du niveau du diélectrique - Détection de la pression interne - Détection de l’augmentation de la température B.T.S 2 ème année B.V. Lycée M. M. FOURCADE Gardanne DOCUMENT REPONSE Le C.H.U. du Haut-Lévêque Page 3 / 12 Question n°7 : Signification du symbole Dyn11 : 1 ère LETTRE D Enroulement H.T. (primaire) couplés en TRIANGLE y 2 ème LETTRE Enroulement B.T. (secondaire) couplés en ETOILE 3 ème LETTRE Neutre B.T. (secondaire) SORTI n 11 CHIFFRE Indice horaire (déphasage entre la H.T. et la B.T.) = 11 heure Schéma du couplage des enroulements à compléter : Intérêt de l’indice horaire : a b c A B C n La mise en parallèle de plusieurs transformateurs nécessite de connaître leurs groupes de couplage et donc l’indice horaire de chacun d’eux. Question n°8 : 410² 5 Ztr 1000 100 Ztr = . . 8.405 m . . Rtr 12.1 410² 10002 Rtr = . . 2.034 m . . Xtr ( Ztr 2 Rtr 2 ) Xtr = . . 8.155 m . . B.T.S 2 ème année B.V. Lycée M. M. FOURCADE Gardanne DOCUMENT REPONSE Le C.H.U. du Haut-Lévêque Page 4 / 12 Question n°9 : I 2n 1000000 410 3 I2n = 1408 A U 3 1408 2.034 103 0.8 8.155 103 0.6 U 15.9 100 400 U(V) = . . 15.90 V . . U(%) = . . 3.97 % . . A3 FUSIBLES H.T.A. Question n°10 : HC : H2V : H: . . . . Caractérise les ouvrages du domaine H.T., C: . . . . Indique le titulaire peut procéder à des consignations. H: . . . . Caractérise les ouvrages du domaine H.T., 2: . . . . Désigne un chargé de travaux, V: . . . . Indique qu’il peut travailler au voisinage de pièces nues sous tension. . . . . . . Séparation de l’ouvrage des sources de tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Condamnation, en position d’ouverture, des organes de séparation . . . . . . . . . . . . . . . . Identification de l’ouvrage sur le lieu de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V.A.T. suivie, dans les cas prévus, de la mise à la terre et en court-circuit . . . . . B1 PROTECTION DES PERSONNES : Schéma des liaisons à la terre Question n°11 : . . . . . . . . . . . . . . Contact indirect : contact avec une masse mise accidentellement sous tension à la suite d’un défaut d’isolement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............................................................................ Question n°12 : I : . . . . Neutre du transformateur isolé de la terre ou impédant par rapport à la terre. . . T : . . . . Masses d’utilisation directement raccordées à la terre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Une impédance de l’ordre de 1000 à 2000 du transformateur et la terre. Cette impédance sert à fixer le potentiel du réseau par rapport à la terre. Elle diminue le niveau des surtensions mais augmente légèrement le courant de premier défaut. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............................................................................ B.T.S 2 ème année B.V. Lycée M. M. FOURCADE Gardanne DOCUMENT REPONSE Le C.H.U. du Haut-Lévêque Page 5 / 12 Question n°13 : Contrôleur permanent d’isolement : . . . . . . . . Le C.P.I. surveille la valeur de la résistance d’isolement du réseau. Il fonctionne sur le principe de l’injection entre le réseau et la terre d’un courant alternatif basse fréquence ou continu dont il mesure la valeur ; si celle-ci passe au dessus d’un seuil préétabli, le C.P.I. signale le défaut. . . ..................................................................................... Localisateur de défaut : . . . . . . . . Ce dispositif permet d’effectuer la recherche du premier défaut d’isolement pour réparation. La solution consiste à injecter un courant identifiable (le générateur peut être le C.P.I. ), puis au moyen de capteurs associés à un amplificateur accordé à la fréquence du courant injecté, de localiser le défaut. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Limiteur de surtension : . . . . . . . . Limite les surtensions sur le réseau B.T., lors d’un claquage H.T. / B.T. dans le transformateur, de manoeuvres d’appareillage H.T. ou à la suite d’un coup de foudre. Il est raccordé entre un conducteur actif (souvent le neutre ) et la terre. Sa tension d’amorçage est adaptée à la tension du réseau. Lors d’un amorçage du limiteur, le réseau passe alors à neutre direct à la terre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Question n°14 : . . . . . . Installer un disjoncteur à réglage magnétique bas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Augmenter la section des conducteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Réaliser des liaisons équipotentielles supplémentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Installer un D.D.R. basse sensibilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B2 DISJONCTEUR « SOURCE » DN1, DS1 ET DS2 Question n°15 : DS1 et DS2 : . . . . . . . Le verrouillage mécanique entre DS1 et DS2 interdit la marche en parallèle des transformateurs TR1 et TR2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DN1 : . . . . . . . DN1 permet l’alimentation des départs “ normaux ” par TR1. . . . . . . . . . . ............................................................................ DS1 : . . . . . . . DS1 permet l’alimentation des départs “ secours ” par TR2. . . . . . . . . . . . . ............................................................................ DS2 : . . . . . . . DS2 permet l’alimentation des départs “ secours ” par TR1 lors d’un problème en amont de DS1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B.T.S 2 ème année B.V. Lycée M. M. FOURCADE Gardanne DOCUMENT REPONSE Le C.H.U. du Haut-Lévêque Page 6 / 12 Question n°16 : Réseau amont PCC = 250 000 kVA Boucle H.T.A. L = 630 m Câble = 150 mm2 R (m) X (m) RA 0.15 X A U 12 XA PCC XA = 900 m RA = 135 m RB 130 m X B 79 m RTamont RA R B X Tamont X A X B RTamont = 265 m XTamont = 979 m Total amont Total amont Vu du secondaire de TR1 U Ra RTamont 20 U1 2 U X a X Tamont 20 U1 Ra = 0.198 m 2 Xa = 0.731 m Transformateur TR1 100 kVA - 15 kV / 410V Ucc = 5 % Câble unipolaire L=8m Aluminium 4 300 mm2 / phase RC = 0.24 m TOTAL RTOTAL Ra RTR RC X TOTAL X a X TR X C RTOTAL = 2.44 m XTOTAL = 9.85 m au niveau de DN1 RTR 2 m RC L 4 S Pas de formule X TR 8.16 m X C 0.12 L XC = 0.96 m ZTOTAL = (2.44² + 9.85²) = 10.14 m ICC3 au niveau de DN1 I CC 3 U 20 = 23344 A = 23.34 kA ZTOTAL 3 Question n°17 : Pas de formule Disjoncteurs DN1 : I2n (transformateur) = Sn / ( U20 3 ) = 1408 A In (disjoncteur) = 1600 A ICC3 = 23,3 kA Référence du disjoncteur DN1 : . .M16 N1 . . PdC = 40 kA Protection long retard : réglage 1408 /1 600 = 0,88 I0 = . . 1 . . Ir = . . 0,88 . . B.T.S 2 ème année B.V. Lycée M. M. FOURCADE Gardanne DOCUMENT REPONSE Le C.H.U. du Haut-Lévêque Page 7 / 12 B3 ALIMENTATION DE LA CLIMATISATION DE L’AILE E Question n°18 : Calibre disjoncteur DN 123 : IB (dans le câble) = P / ( U2 3 cos ) IB = 32 000 / ( 400 3 0.8 ) = 57,7 A Calibre du disjoncteur DN 123 = 63 A Calibre du disjoncteur DN123 : . .63 A . . Question n°19 : Câble multipolaire sur chemin de câbles Facteur de correction k1 : E Facteur de correction k2 : E, tablette perforée, 4 circuits Facteur de correction k3 : 40°C et isolation PR Courant équivalent dans le câble : Iz’ = Calibre / ( k1 k2 k3 ) = 63 / 0,7 = 90 A. Section minimale des conducteurs : E, PR3, Alu, 90 A (98 A) lettre E k1 = 1 k2 = 0,77 k3 = 0,91 Iz’ = 90 A S = 25 mm2 Lettre K1 K2 K3 IZ I’Z S E 1 0.77 0.91 63 A 89.9 A 25 mm² Question n°20 : R L R S X = 0,08 L U (dans le câble) = 36 115 25 Rcâble = . . 165,6 m . . X = 0,08 115 3 57.7 165.6 103 0.8 9.2 103 0.6 Xcâble = . . 9,2 m . . U (dans le câble) = . . 13,8 V . . U (totale depuis origine installation BT) = 0,8 V + 13,8 V = 14,6 V U / U = ( 14,6 100 ) / 400 U totale = . . 14,6 V . . U % = . . 3,65 % . . . . . . . . . . Cette valeur est inférieure aux 8 % tolérés par la norme, la section déterminée convient. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Question n°21 : Résistance totale : Réactance totale : Impédance totale : Courant de court-circuit : RT = 2,6 m XT = 10,85 m ZT = (RT² + XT² ) = 11.16 m ICC3 = U20 / ( ZT 3 ) = 410 / ( 11.16 3 ) = 21211 A ICC3 = . . 21.21 kA . . Question n°22 : I CC 1 0.8 236 165.6 10 3 2 ICC1 = . . 570 A . . B.T.S 2 ème année B.V. Lycée M. M. FOURCADE Gardanne DOCUMENT REPONSE Le C.H.U. du Haut-Lévêque Page 8 / 12 Question n°23 : A la question n°18 nous avons déterminé le calibre de DN123 : 63 A On peut prendre un C 60 N (4 Pôles) qui a un Icu de 10 kA < ICC3 = 21,21 kA Mais le C 60 N utilisé en filiation avec NS 250 N a un Icu de 25 kA > 21,21 kA Référence du disjoncteur DN 123 : . . C 60 N . . Le disjoncteur C 60 N peut est équipé d’un déclencheur magnétothermique courbe B, C ou D: Courbe B Courbe C Courbe D déclenchement Im entre 3 et 5 Ir déclenchement Im entre 5 et 10 Ir déclenchement Im entre 10 et 14 Ir Calcul du déclenchement le plus défavorable : Courbe B : Im = 3 63 = 189 A et Im = 10 63 = 315 A. Courbe C : Im = 5 63 = 315 A et Im = 10 63 = 630 A. Courbe D : Im = 10 63 = 630 A et Im = 14 63 = 882 A. Le disjoncteur doit déclencher pour un courant de court-circuit monophasé de 570 A, donc seule la courbe C convient. Courbe de déclenchement : . . Courbe C . . Question n°24 : - La suppression de la surfacturation d’énergie réactive du 1er novembre au 31 mars. . . . ............................................................................ - Une augmentation de la puissance active disponible au secondaire du transformateur. . ............................................................................ - Diminution de la section des câbles, diminution des pertes en ligne. . . . . . . . . . . . . . . . . . ............................................................................ Question n°25 : Condensateurs “fixes” : Des condensateurs de puissance constante s’utilisent aux bornes du T.G.B.T., sur jeu de barres, aux bornes de récepteurs inductifs dans le cas où la fluctuation de la charge est faible. Cette solution est retenue quand la puissance des condensateurs est inférieure à 15 % de la puissance du transformateur. Batterie de condensateurs à régulation automatique : Des batteries de condensateurs divisées en gradins permettent d’ajuster en permanence la compensation. La valeur du cos est détectée par un relais varmétrique qui commande automatiquement l’enclenchement et le déclenchement des gradins en fonction de la charge et du cos désiré. Ce type d’équipement est utilisé aux bornes du T.G.B.T ou sur les “ gros ” départs dans le cas où la puissance consommée varie dans des proportions importantes. B.T.S 2 ème année B.V. Lycée M. M. FOURCADE Gardanne DOCUMENT REPONSE Le C.H.U. du Haut-Lévêque Page 9 / 12 Question n°26 : Qavant = P tan Qavant = 544 0.6197 Qavant = 337.14 kVAR Qcondo = 100 kVAR tan après = Qaprès / P tan après = 0.4359 cos après = 0.9167 Qavant = 337.14 kVAR Qaprès = 237.14 kVAR av = 0.85 ap = 0.85 P = 544 kW Le cos EDF 0.9284 et le cos après = 0.9167. Cette compensation est donc insuffisante. C2 FONCTIONNEMENT INTERNE DE L’A.S.I. : Question n°28 : Nom du montage : Schéma . . . Pont PD3 tout thyristor . . . . QUESTION n°29 : Umoy 3 2 U cos cos Umoy 3 2 U Umoy = 431 V cos 431 3 2 400 cos 0.7978 (431 V) = . . 37.07° . . cos 0.5997 (324 V) = . . 53.14° . . Umoy = 324 V cos 324 3 2 400 QUESTION n°30 : Capacité de la batterie : . . 320 Ah . . QUESTION n°31 : Q(Ah) = In(A) t(h) Q(Ah) = 527 0.166 = 87.8 Ah Capacité après 10 minutes : . . 87.8 Ah . . QUESTION n°32 : B.T.S 2 ème année B.V. Lycée M. M. FOURCADE Gardanne DOCUMENT REPONSE Le C.H.U. du Haut-Lévêque Page 10 / 12 C1 RACCORDEMENT DE L’ONDULEUR : Schéma de principe unifilaire de l’A.S.I. entre les distributions «Normale» et «Secours» en B.T. et le jeu de barre «Onduleur» Rôle des principaux sous ensembles fonctionnels de l’ASI représentés à la page précédente. Sectionneur d’isolement de l’ASI Transformateurs qui assure l'adaptation de tension et l’isolement galvanique Transformateurs qui assurent l’isolement galvanique entre réseaux amont et aval de l’onduleur Redresseur de la tension du réseau en tension continue pour alimenter la batterie et l’onduleur Batterie d’accumulateurs qui stocke l’énergie électrique pour alimenter l’onduleur en cas de perturbations ou de coupure du réseau O: Onduleur qui transforme la tension continue en tension alternative triphasée CS : Contacteur statique ou interrupteur de transfert qui alimente la charge instantanément en cas de surcharge ou d’arrêt de l’onduleur Q3BP : Sectionneur de by-pass manoeuvré manuellement qui permet d’isoler l’ASI pour sa maintenance Q1 : T1 : T2 : R: B: B.T.S 2 ème année B.V. Lycée M. M. FOURCADE Gardanne DOCUMENT REPONSE Le C.H.U. du Haut-Lévêque Page 11 / 12 Question n°27 : Cas n°1 Cas n°2 Présence des réseaux 1 et 2 Absence des réseaux 1 et 2 Cas n°3 Cas n°4 Surcharge utilisation supérieure à 150 % Opération de maintenance de l’ASI B.T.S 2 ème année B.V. Lycée M. M. FOURCADE Gardanne DOCUMENT REPONSE Le C.H.U. du Haut-Lévêque Page 12 / 12