Projet Basse Tension Station de relèvement des eaux usées Toulouse

BTS Electrotechnique
STRASBOURG
Projet Basse Tension
Station de relèvement des eaux usées
Toulouse
Objectifs
L’objectif est de mener une étude complète d'installation électrique sur un support professionnel.
Cette étude inclura autant les choix technologiques que les schémas de principe et de réalisation. Elle
permettra aux étudiants de mobiliser les différents champs de connaissance spécifique au métier de
l'électrotechnique : énergies renouvelables, éclairage, chauffage industriel des bâtiments, gestion technique du
bâtiment, gestion d'énergie, bilan de puissance, choix de canalisation, calcul de courant de court-circuit, choix
d'appareillage, protection des personnes ...
Le but est d'intégrer progressivement une démarche professionnelle qui demande recherche et initiative
personnelle.
Cahier des charges
Il est proposé de reprendre le support de la « Station de relèvement des eaux usées des Argoulets à
Toulouse ».
Il a l'avantage de fournir les plans du génie civil (plans architectes) permettant d'entrer dans une représentation
réelle de l'installation.
La rédaction du cahier des charges est inspirée de la rédaction d'un CCTP professionnel.
Les caractéristiques du matériel existant sont regroupées par thèmes.
Caractéristiques mécaniques :
●La vis :
✗Longueur de la vis : L = 12,24 m
✗Pas de la vis : p = 640 mm
✗Inclinaison de la vis : alpha = 35°
✗Diamètre extérieur de la vis : De = 1900 mm
✗Diamètre intérieur de la vis : Di = 966 mm
✗Débit max d'une vis : QM = 680 l/s
✗Volume élémentaire d'eau contenu dans un pas de la vis : Ve = 0,868 m3
✗Rendement de la vis (tenant compte des fuites entre la vis et son auge et des turbulences dues
au brassage du fluide) : v = 0,65
✗Masse volumique des eaux usées : Rho = 1 kg/dm3
●Le réducteur :
✗Rapport : k = 31,5
✗Rendement réducteur : r = 0,97
●Poulies – courroies :
✗Diamètre des poulies motrice et réceptrice : Dp = 450 mm
✗Rendement poulies-courroie : pc = 0,95
Caractéristiques des récepteurs de puissance:
●Les moteurs de vis :
✗Moteur d'entraînement de chaque vis : Leroy Somer Type LS 280 MD 400V. (Voir site
http://www.leroy-somer.com/catalogueindustrie2005/1_MotAC/A02_LS-tri/Cadres.html)
✗Durée maximale du démarrage d'une vis, en direct : 3 s.
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✗Coefficient d'utilisation : ku = 0,9 (appliquer le coefficient d'utilisation à la puissance active et
à la puissance réactive).
✗Les 3 moteurs peuvent fonctionner simultanément (en marche manuelle forcée).
●Démarreur électronique
✗Durée de rampe : 10 s
✗Limitation du courant pendant le démarrage : 3 In
✗Durée maximale de démarrage : 30 s
✗Protection thermique du moteur validée
✗Protection surpuissance : si P > 1,1.Pn
✗Surveillance de la marche à vide de la vis : détection sous puissance si P < 0,2.Pn
✗Affectation relais K2 : contact fermé pendant le démarrage, le fonctionnement nominal et le
ralentissement
✗Reprise à la volée sur micro coupure Arrêt progressif, temps d'arrêt : 10 s
✗Contrôle du sens de rotation du moteur
✗Les autres paramètres conserveront le réglage usine.
●Le pont roulant en salle des machines :
✗Puissance apparente totale : S = 22 kVA
✗Coefficient d'utilisation : ku = 0,8 (appliquer le coefficient d'utilisation à la puissance active et
à la puissance réactive).
✗Facteur de puissance global : cos = 0,83
Orientation générale de l'étude
La ville de Toulouse souhaite rationnaliser la gestion des différents sites de traitement des eaux qui sont de son
ressort.
●La station de relèvement transmettra donc au poste central de supervision (lieu d'implantation de la
GTC) les données d'exploitation via le protocole TCP/IP (Internet).
●La station de relèvement pourra aussi être pilotée depuis le poste de supervision (GTC) durant les
week-end et les jours fériés.
Profitant de cette phase d'extension de 2 à 3 vis, tel que décrit dans la présentation de l'avant-projet, il est
demandé une réalisation qui intègre les économies d'énergie à tous les niveaux, ainsi que la mise en oeuvre,
autant que possible, des énergies renouvelables.
Pour les énergies renouvelables une étude spécifique sera menée, pour apprécier le retour d'investissement par
rapport à une installation tout électrique.
Alimentation électrique de la station
La station est alimentée par un poste préfabriqué HTA/BT Biosco 8 situé en limite de propriété(Voir Catalogue
HTA/BT sur le site Electrotechnique à l'onglet « Post-bac » / « Planning Chantier – Projet » / « Devoir à la
maison »). Un des 3 départs alimente la station de relèvement. Les 2 autres départs alimentent des habitations
voisines.
La distance du poste HTA/BT au TGBT de la station de relèvement est de 115 m. (Cf. Ne pas tenir compte des
25 m définie dans la description de l'avant-projet)
Liaison Poste d'alimentation – TGBT de la station de relèvement
Liaison BTA entre le disjoncteur du poste d'alimentation et le disjoncteur général du TGBT est réalisée par des
câbles du type U-1000 (A)R2V de caractéristiques suivantes :
●tension nominale : 1000 V
●âme : cuivre ou aluminium (suivant le choix de canalisation)
●enveloppe isolante des conducteurs : polyéthylène réticulé (PR)
●revêtement d’assemblage : gaine élastoplastique polychlorure de vinyle (PVC)
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●gaine de protection extérieure : A prévoir suivant le mode de pose !
●couleur gaine extérieure : noire
CHEMINEMENTS
Tous les cheminements principaux figurant sur les plans ainsi que les cheminements secondaires non
représentés mais nécessaires à la réalisation de la prestation sont dû par le présent lot.
Cheminement en tranchée sous caniveaux préfabriqués :
●Les caniveaux préfabriqués sont posés sur béton maigre afin de permettre le raccordement correct
des éléments. Si la qualité du terrain le permet, le fond de fouille peut être simplement nivelé, les
caniveaux sont alors posés sur un lit de sable.
●Après la pose des câbles on effectue le remplissage des caniveaux avec du sable fin, ensuite le
remblaiement de la tranchée avec de la terre tamisée sur 0,40 mètre au-dessus des dalles de
fermeture des caniveaux, le grillage avertisseur et le remblai final.
Tout autre mode de pose dans le respect des normes et des techniques actuelles est possible.
TGBT de la station de relèvement
GENERALITES
Le tableau électrique principal du site est situé dans le local avec la mention « Poste de livraison » sur les plans
architectes.
Le TGBT est conforme à la norme NF EN 60439-1 avec fourniture du procès verbal des essais types et
individuels.
FONCTIONNEMENT
Le tableau électrique principal alimente les tableaux divisionnaires du site et les alimentations forces de fortes
puissances.
Les tableaux divisionnaires et/ou coffrets sont à définir dans la phase étude !
PRESTATIONS A REALISER
Fourniture, pose et raccordement des tableaux réalisés conformément aux spécifications ci-dessous et schémas
joints.
Le présent lot doit le tableau prêt à fonctionner comprenant entre autres :
●tout l’appareillage nécessaire, les fils, l’enveloppe, les accessoires de connexion (bornes, bornier)
●la mise en place et raccordement
●le repérage
●les éléments de compensation d’énergie réactive
PRESCRIPTIONS COMPLEMENTAIRES BUREAU D’ETUDES
●Les tableaux sont des ensembles d’appareillages construits et montés sous forme d’équipements
intégrés (ensembles de série).
●La réalisation du TGBT permet un contrôle par thermographie infrarouge.
●Les tableaux sont dimensionnés largement pour permettre un montage aéré. Une réserve en puissance
et en place de 30 % est prévue pour des départs supplémentaires. Cette réserve est répartie dans le
tableau.
●Le calibre des appareils de protection est largement dimensionné et leurs calibres correspondent à la
section des câbles à protéger.
●L’intensité nominale des appareils de protection est supérieure de 25 % au moins à l’intensité de
service suivant les calculs de section des câbles.
CARACTERISTIQUES DU MATERIEL
Généralités
●Le TGBT doit être livré prêt à fonctionner.
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●Les conducteurs de protections des circuits issus du tableau sont électriquement reliés entre eux au
moyen d'une barre de terre équipée de visserie avec cavaliers. Chaque conducteur de protection est
raccordé individuellement. Les portes sont reliées à cette barrette de terre par une tresse de cuivre.
●Les entrées de câbles se font soit par le haut, soit par le bas. Celles se faisant par le haut doivent
obligatoirement se faire par l'intermédiaire de presse-étoupe.
●Dans toutes les armoires de distribution, les pièces métalliques sous tension non isolées sont rendues
inaccessibles par des panneaux de protection isolants transparents. Cette protection s'applique
également à l'appareillage situé sur les portes des armoires.
●Le déplastronnage est rapide par quart de tour ou par vis.
●Les disjoncteurs modulaires et les disjoncteurs compacts seront montés dans des cellules différentes.
●Tous les départs de calibre inférieur à 63A doivent être ramenés sur bornes.
Enveloppe
L’enveloppe a les caractéristiques suivantes :
●matière : tôle d’acier 2 mm
●angles : arrondis
●revêtement anticorrosion : peinture époxy polyester > 60µ
●porte : pleine, fermeture double barres et clé
●charnières : invisible porte fermée et anticorrosion
●plastron : découpé et adapté aux appareils
●visserie : bichromatée
●montage : sur socle au sol
●teinte : RAL 7032, RAL 7035
●indice de service : IS 211
●forme : 2b
●Indice de protection : IP55 - IK07
Equipement intérieur
Le tableau TGBT est équipé de :
●une arrivée disjoncteur transformateur
●une centrale de mesures
●les disjoncteurs de protection des départs
●un parafoudres
Les appareils modulaires sont montés sur rails symétriques. Les appareils non modulaires sont montés sur
châssis ou platine.
Les unités de contrôle équipant les disjoncteurs ouverts sont de type électronique avec réglage Ir, Im, Tm en
face avant et assurant la sélectivité totale entre disjoncteurs ouverts et boîtiers moulés.
Ils sont de type DPX / NS ou équivalent pour les départs de puissance jusqu'à 1600A.
●Les calibres supérieurs à 250A sont débrochables sur principe débro-lift avec coulisse rigide
permettant le débrochage plastronné.
●Le pouvoir de coupure des disjoncteurs est adapté en fonction du courant de court circuit au niveau du
jeu de barres.
Repérage
●Le repérage obligatoire de chaque appareil (cf NF C 15-100, § 771-514) doit se trouver sur les produits
en face avant, protégé par un capot transparent.
●Chaque conducteur interne et extérieur à l'armoire comporte à chaque extrémité un repère type
imprimé par imprimante et placé sur support portes repères, et présentant une bonne lisibilité et
protection.
●Les câbles extérieurs à l'armoire disposent au niveau du bornier d'un repérage individuel par système
de repère de type imprimé et placé sur support portes repères, et présentant une bonne lisibilité et
protection.
Appareillage – contacts auxiliaires
●Tous les disjoncteurs sont équipés de contacts auxiliaires de position, câblé individuellement sur
bornier repéré pour raccordement sur la GTC (Gestion Technique Centralisée)
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Appareillage de mesure
●Les grandeurs électriques (telles que tension, courant, puissance, etc...) sont mesurées par des appareils
digitaux.
●Ces appareils de mesure sont installés :
* en tête de l'installation
●La fixation de ces appareils est réalisée :
* sur rail DIN
* encastrés, en façade d’enveloppe (porte, gaine, etc…)
●Les grandeurs électriques à mesurer sont : la tension simple, la tension composée, le courant par phase,
la fréquence, le facteur de puissance, la puissance active, la puissance réactive, la puissance apparente,
l'énergie active, l'énergie réactive, la puissance active moyenne, la puissance active moyenne max,
l’énergie électrique consommée en kWh, le taux d'harmoniques.
Equipement sur face avant
Sur la face avant des armoires on trouve :
●la commande de l'interrupteur général
●le voyant de signalisation "présence tension"
●les différents commutateurs de commande
●les voyants lumineux de signalisation
Tous les équipements sur face avant se trouvent entre 1m50 et 1m80 par rapport au sol fini.
Compensation énergie réactive
La compensation de l’énergie réactive est à définir en fonction l'ensemble de l'installation de la station de
relèvement !
CABLAGE
L’armoire comprend un ou plusieurs jeux de barres en cuivre usinés avec des taraudages à pas régulier
permettant le raccordement des fils par cosses. Ces jeux de barres sont prévus pour un échauffement maximum
de 50° Ils doivent résister sans dommage aux efforts électrodynamiques et thermiques dus aux courts-circuits.
Les appareils sont câblés en fil H07 V-K de section minimum 1,5 mm² pour la commande, 2,5 mm² minimum
pour le reste des fils.
Les arrêts d’urgence sont câblé en câble résistant au feu CR1 5G1,5 mm².
CHEMINEMENTS
●Les fils de câblage H07 V-K sont guidés par des colliers ou posés sous goulotte de câblage.
●Le jeu de barres principal est disposé à l'horizontal en haut des armoires et dimensionné pour véhiculer
toute la puissance. Les barres sont maintenues par des supports sur traverses aluminium pour empêcher
la formation de cadres magnétiques. Les jeux de barres sont fixés sur isolateurs adaptés et en nombre
suffisant.
●Les distances d'éloignement entre conducteurs et appareils sont augmentées en cas de cohabitation
avec des jeux de barres de très forte puissance. Elles correspondent à :
* 30 cm pour les appareils très peu sensibles (fusibles, inter non différentiels et connexions et
disjoncteurs de puissance),
* 50 cm pour les appareils peu sensibles (disjoncteurs divisionnaires y compris différentiels,
relais, contacteurs, transformateurs),
* 1 m pour les appareils sensibles (électroniques, appareils de mesure numériques, système à
bus, inter électroniques).
Cheminements principaux dans la station de relèvement
GENERALITES
La distribution principale du bâtiment est réalisée sur chemins de câbles, tubes et fourreaux suivants les cas.
FONCTIONNEMENT
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