Solutions pour le contrôle de puissance, la sécurité et l

CAHIER TECHNIQUE
Solutions pour le contrôle de puissance,
la sécurité et l’efficacité énergétique
2014
2015
Cahier technique
2Cahier Technique 2014 - 2015
Sommaire
La distribution B.T.
Schémas des liaisons à la terre (S.L.T.) ������������������������������������������������������ 4
Tensions, surtensions �����������������������������������������������������������������������������������������������6
Qualité de l’énergie �����������������������������������������������������������������������������������������������������7
Amélioration de la qualité de l’énergie ����������������������������������������������������� 12
Infl uences externes ������������������������������������������������������������������������������������������������� 13
Courants de surcharge
Détermination du courant I2 ����������������������������������������������������������������������������� 14
Détermination du courant admissible Iz �������������������������������������������������� 15
Protection des canalisations
contre les surcharges par fusibles gG ����������������������������������������������������� 19
Courants de courts-circuits
Calcul du Icc d’une source �������������������������������������������������������������������������������� 20
Calcul du Icc d’une installation BT ������������������������������������������������������������� 21
Protection des canalisations ��������������������������������������������������������������������������� 26
Protection des canalisations par fusibles ���������������������������������������������� 27
Contacts directs et indirects
Protection contre les contacts directs ����������������������������������������������������� 28
Protection contre les contacts indirects ������������������������������������������������� 29
Protection contre les contacts indirects par fusibles ���������������������� 32
Protection contre les contacts indirects
par relais différentiel ������������������������������������������������������������������������������������������������ 33
Chutes de tension
Calcul de la chute de tension dans un câble
de longueur L �������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 34
Approche dite des “Sections économiques” ������������������������������������� 34
Appareils de coupure et de sectionnement
Normes produit NF EN 60947 et CEI 60947 ������������������������������������� 35
Normes d’installation CEI 60364 ou NF C 15100 �������������������������� 35
Choix d’un appareil de coupure ������������������������������������������������������������������� 38
Cas d’utilisation ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� 39
Limites d’utilisation�������������������������������������������������������������������������������������������������� 39
Protection fusible
Caractéristiques générales ������������������������������������������������������������������������������� 42
Limitation du courant de court-circuit ������������������������������������������������������ 48
Choix d’un fusible “gG” ou “aM” ������������������������������������������������������������������ 47
Protection des canalisations
contre les surcharges par fusibles gG ����������������������������������������������������� 48
Protection des canalisations par fusibles ���������������������������������������������� 47
Protection contre les contacts indirects
par fusibles �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 48
Courbes caractéristiques des fusibles
NF et NH de type gG �������������������������������������������������������������������������������������������� 49
Courbes caractéristiques des fusibles
NF et NH de type aM �������������������������������������������������������������������������������������������� 51
Choix d’un fusible UR ������������������������������������������������������������������������������������������� 53
Sélectivité ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 54
Contrôle et gestion de l’énergie
Introduction ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 58
Tari cation ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 58
Mesure des grandeurs électriques ������������������������������������������������������������� 59
Comptage d’énergie ��������������������������������������������������������������������������������������������� 59
Surveillance ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 60
Contrôle commande ���������������������������������������������������������������������������������������������� 60
Qualité de l’énergie ������������������������������������������������������������������������������������������������� 60
La communication industrielle
Communication analogique ����������������������������������������������������������������������������� 61
Communication numérique ������������������������������������������������������������������������������ 62
Le protocole JBUS / MODBUS ���������������������������������������������������������������������� 63
Le bus RS485 ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 66
Le protocole PROFIBUS ����������������������������������������������������������������������������������� 70
Mesure électrique
Équipage ferromagnétique ������������������������������������������������������������������������������� 72
Équipage magnéto-électrique ������������������������������������������������������������������������ 72
Équipage magnéto-électrique à redresseur ���������������������������������������� 72
Position d’utilisation ����������������������������������������������������������������������������������������������� 72
Utilisation de transformateurs de potentiel ������������������������������������������ 72
Convertisseur de puissance ���������������������������������������������������������������������������� 73
Classe de précision ������������������������������������������������������������������������������������������������ 73
Consommation des câbles en cuivre ������������������������������������������������������� 73
Transformateur de sommation ���������������������������������������������������������������������� 74
TI saturables����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 74
Adaptation des rapports de transformation ���������������������������������������� 74
3Cahier Technique 2014 - 2015
Sommaire
Protection numérique des réseaux
Généralités �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 75
Fonctions de protection �������������������������������������������������������������������������������������� 75
Courbes de protection à temps dépendant ��������������������������������������� 75
Relais de protection ����������������������������������������������������������������������������������������������� 75
Représentation des courbes ��������������������������������������������������������������������������� 75
Équation des courbes ������������������������������������������������������������������������������������������ 75
Protection du neutre ���������������������������������������������������������������������������������������������� 76
Protection “défaut terre” ������������������������������������������������������������������������������������� 76
Courbe de protection à temps indépendant �������������������������������������� 76
Protection retour de puissance ��������������������������������������������������������������������� 76
Choix du TI �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 76
Protection différentielle
Généralités �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 77
Dénitions ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 78
Applications ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 79
Mise en œuvre ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 82
Contrôle Permanent de l’Isolement
Généralités �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 86
Dénitions ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 87
Cas d’utilisation ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� 88
Raccordement des CPI ��������������������������������������������������������������������������������������� 91
Limiteur de surtension
Généralités �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 92
Inductance de limitation de courant ���������������������������������������������������������� 92
Niveau de protection effectif assuré
par un limiteur de surtension��������������������������������������������������������������������������� 92
Tensions nominales d’amorçage
à fréquence industrielle ���������������������������������������������������������������������������������������� 92
Branchement du LS et de l’inductance �������������������������������������������������� 92
Les parafoudres
Protection contre les surtensions transitoires ������������������������������������ 93
Surtensions dues à la foudre �������������������������������������������������������������������������� 95
Principales réglementations et normes ��������������������������������������������������� 96
Technologie ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 98
Constitution interne ��������������������������������������������������������������������������������������������� 100
Principales caractéristiques des parafoudres ��������������������������������� 100
Choix et implantation des parafoudres de tête ����������������������������� 101
Protection d’équipements et parafoudres de distribution
������������������ 103
Règles et choix des parafoudres �������������������������������������������������������������� 105
Mise en œuvre et maintenance ������������������������������������������������������������������ 106
Compensation de l’énergie réactive
Principe de la compensation ����������������������������������������������������������������������� 107
Calcul de la puissance des condensateurs �������������������������������������� 111
Choix d’une compensation pour une charge xe ����������������������� 112
Enveloppes
Effets thermiques �������������������������������������������������������������������������������������������������� 116
Calcul thermique des enveloppes������������������������������������������������������������ 115
Choix de la climatisation ���������������������������������������������������������������������������������� 116
Jeux de barres
Choix de la matière des barres ������������������������������������������������������������������ 117
Détermination de Icc crête en fonction de Icc efcace �������������������� 117
Effet thermique du court-circuit ����������������������������������������������������������������� 117
Couples électrochimiques ������������������������������������������������������������������������������ 117
Alimentations statiques sans interruption
(onduleurs)
Principe de fonctionnement �������������������������������������������������������������������������� 118
Communication ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 122
Cahier technique
Schémas des liaisons à la terre (S.L.T.)
Un schéma des liaisons à la terre ou “régime de neutre” dans un réseau BT, est défini par deux lettres :
La première définit la liaison à la terre du secondaire
du transformateur (très généralement le point-neutre)
raccordé à la terre T T raccordées à la terre
La deuxième définit la liaison à la terre des massesisolé de la terre I T raccordées à la terre
raccordé à la terre T N raccordées au neutre
TT : régime “Neutre à la terre”
L’utilisation de ce régime de neutre est imposé pour la distribution
publique BT en France.
En cas de défaut d’isolement, il y a coupure automatique de tout
ou partie de l’alimentation de l’ensemble des récepteurs.
La coupure est obligatoire au premier défaut.
L’ensemble des utilisations doit être équipé d’une protection
différentielle instantanée.
La protection différentielle peut être générale ou bien subdivisée,
en fonction des types et de l’importance de l’installation.
Ce régime se rencontre dans les cas suivants : domestique, petit
tertiaire, petits ateliers, établissements scolaires avec salle de
travaux pratiques, etc.
catec 004 b 1 fr cat
PE
L2
L3
N
L1
Masse
Prise de terre
de l’alimentation
TN : régime “Mise au neutre”
Ce principe de distribution est adapté aux installations admettant une coupure au premier défaut d’isolement.
La mise en œuvre et l’exploitation de ce type de réseau sont économiques, mais nécessitent une installation rigoureuse des circuits de
protection.
Les conducteurs du neutre (N) et de protection (PE) peuvent être confondus (TNC) ou séparés (TNS).
Schéma TNC
Le conducteur PEN (Protection et Neutre) ne doit
jamais être coupé. Les conducteurs PEN doivent avoir
une section supérieure ou égale à 10 mm2 en cuivre
et à 16 mm2 en aluminium et ne pas comprendre
d’installations mobiles (câbles souples).
catec 044 c 1 fr cat
NTSR
S
T
PEN
R
NON
OUI
iN
NTSR
OUI
NTSR
iN
catec 005 c 1 fr cat
L2
L3
PEN
L1
PEN
Canalisation fixe de section
≥ à 10 mm2 Cu
≥ à 16 mm2 Al
Masses
Prise de terre
de l’alimentation
La fonction “protection” du conducteur PEN est prépondérante à la fonction
“neutre”.
catec 001 b 1 fr cat
Prise de terre
de l’alimentation
Masse
L2
L3
N
PE
L1
Schéma TNS
Un réseau TNS peut être créé en aval d’un réseau TNC,
le contraire est interdit. Généralement, les conducteurs de
neutre en TNS sont sectionnés, pas protégés et leurs sections
sont obligatoirement au moins égales à celles des phases
correspondantes.
Schéma TNC-S
L’appellation schéma TNC-S désigne une distribution dans
laquelle les conducteurs neutres et conducteurs de protection
sont confondus dans une partie de l’installation et distincts dans le
reste de l’installation.
La distribution B.T.
4Cahier Technique 2014 - 2015
La distribution B.T.
IT : régime “Neutre isolé”
Ce régime de neutre est utilisé lorsque la coupure au premier défaut d’isolement est préjudiciable au bon fonctionnement d’une exploitation ou à
la sécurité des personnes.
Son exploitation impose la présence de personnel compétent sur le site pour intervenir rapidement lors de l’apparition du premier défaut
d’isolement, pour garantir la continuité d’exploitation avant que ne se développe un éventuel deuxième défaut qui, lui, provoquerait une coupure.
Un limiteur de surtension est obligatoire pour permettre l’écoulement des surtensions à la terre provenant de l’installation Haute Tension (claquage
transformateur HT / BT, manœuvres, foudre…).
La protection des personnes est assurée par :
- l’interconnexion et la mise à la terre des masses,
- la surveillance du premier défaut par CPI (Contrôleur Permanent d’Isolement),
- la coupure au deuxième défaut par les organes de protection contre les surintensités ou par les dispositifs différentiels.
Ce régime se rencontre par exemple dans les hôpitaux (salles d’opération) ou dans les circuits de sécurité (éclairage) et dans les industries où la
continuité d’exploitation est primordiale, ou lorsque le faible courant de défaut réduit considérablement les risques d’incendie ou d’explosion.
Schéma IT avec neutre distribué.
catec 003 c 1 fr cat
(1) Limiteur de surtension (en cas de transformateur HT/BT)
PE
L2
L3
N
L1
Prise de terre
de l'alimentation
CPI
(1)
Schéma IT sans neutre distribué.
catec 002 c 1 fr cat
L2
L3
L1
(1) Limiteur de surtension (en cas de transformateur HT/BT)
PEMasse
Prise de terre
de l'alimentation
CPI
(1)
5Cahier Technique 2014 - 2015
1 / 124 100%
La catégorie de ce document est-elle correcte?
Merci pour votre participation!

Faire une suggestion

Avez-vous trouvé des erreurs dans linterface ou les textes ? Ou savez-vous comment améliorer linterface utilisateur de StudyLib ? Nhésitez pas à envoyer vos suggestions. Cest très important pour nous !