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