ETUDE DE LA DISTRIBUTION ELECTRIQUE

PARTIE B
ETUDE DE LA DISTRIBUTION ELECTRIQUE
■ Etude de la protection des personnes : régime de neutre.
■ Détermination du courant de court circuit.
■ Dimensionnement du câble de la cogénération.
Ce dossier est constitué :
- 7 pages numérotées de B1 à B7 [Questionnement et Réponses]
- 5 pages numérotées de DT B1 à DT B5 [Documents techniques]
B1
BI Etude de la protection des personnes : Régime de neutre.
Pour cette partie B on fait référence aux schémas SYNOPTIQUE COURANTS FORTS.
(Voir partie présentation).
Le local est de type local humide.
Le régime de neutre (ou Schéma de Liaison à la Terre) mis en œuvre dans cette installation est le régime
TT :
- Au secondaire du transformateur le neutre est relié à une prise de terre Rn de résistance 22Ω.
- Coté utilisation toutes les masses métalliques, notamment celle de l’armoire pompe filtration 1, sont
reliées à une prise de terre Ru de résistance 22Ω.
B.I.1. - Quels sont les principales caractéristiques (avantages, inconvénients…) de ce régime de Neutre ?
Un défaut franc (résistance de défaut Rd=0Ω.) se produit au niveau de l’armoire pompe filtration 1, c'est-àdire qu’une des phases de son câble d’alimentation rentre en contact avec la masse métallique de l’armoire.
B.I.2. Tracer le schéma équivalent du circuit parcouru par le courant de défaut Id. Placez sur ce schéma la
tension de contact Uc, la masse métallique de l’armoire et la terre.
En combien de temps ce défaut devra-t-il être éliminé ? (Voir DT B1).
B.I.3. Calculez le courant de défaut Id .
B2
B.I.4. Le déclencheur différentiel de D11 a-t-il été bien choisi ? (Justifiez votre réponse).
B.I.5. A partir de quelle tension de défaut Uc D11 déclenchera-t-il ? A quelle valeur de la résistance de
défaut Rd cela correspondrait-il ?
B.I.6. Dans le cas présent (Rd=0) la sélectivité des déclencheurs différentiels de D11 de l’armoire AGBT et
du disjoncteur Masterpact de l’armoire AGBT est-elle assurée ? (Justifiez votre réponse).
B3
BII Calcul du courant de court-circuit.
On souhaite déterminer le courant de court-circuit triphasé en différents points du circuit
transformateur de distribution à l’armoire de pompe de filtration 1.
Ces points sont les suivants :
Point A Æ juste en aval du disjoncteur MASTERPACT de l’armoire AGBT.
Point B Æ juste en aval du disjoncteur D11 de l’armoire TGBT.
Point C Æ à l’extrémité du câble à l’armoire de pompe de filtration 1.
allant du
B.II.1. Pour quelle(s) raison(s) est-il nécessaire de connaître le courant de court-circuit dans une installation
électrique ?
B.II.2. Calculez, en vous aidant du tableau proposé ci-dessous, l’intensité de court-circuit aux points A, B et
C.
Les données sont les suivantes :
- la puissance de court circuit Pcc du réseau amont est de 250MVA ;
- On néglige l’impédance des jeux de barre de l’armoire AGBT et de l’armoire TGBT ;
- On néglige la résistance des pôles des disjoncteurs, la réactance d’un pole est de 0.15mΩ ;
- La résistivité du cuire est de 22, 5 mΩ .mm²/m ;
- La résistivité de l’aluminium est de 36 mΩ .mm²/m ;
- La réactance des câbles unipolaires est de 0,15mΩ/m par conducteur à diviser par le nombre de
conducteurs en parallèle ;
- La réactance des câbles tripolaires est de 0.08mΩ/m par conducteur, à diviser par le nombre de
conducteurs en parallèle ;
- On néglige la présence de l’INTERPACT de l’armoire TGBT.
Rappel
Icctri =
U 20
3 . ΣR 2 + ΣX 2
B4
Schéma
Partie de l’installation
Résistances (mΩ)
Réseau amont
Transformateur
Câble de liaison
Transformateur / AGBT
A
Disjoncteur AGBT
4x1250A
Cable de liaison
AGBT / TGBT
B
Disjoncteur TGBT D12
4x400A
Câble de liaison
TGBT/ Armoire Pompe
Filtration 1
C
Courant de court-circuit au point A
Courant de court-circuit au point B
B5
Réactances (mΩ)
Courant de court-circuit au point C
B.II.3. Quel devra être le pouvoir de coupure du disjoncteur MASTERPACT de l’armoire AGBT ?
Quel devra être le pouvoir de coupure du disjoncteur D11 de l’armoire TGBT ?
BIII Dimensionnement du câble de la cogénération.
On souhaite vérifier si la section du câble de la cogénération (câble reliant l’alternateur au jeu de barres de
l’armoire TGBT) a été correctement choisie.
Ce câble est un câble unipolaire (mono conducteur), dont l’isolant est du PVC. Il est posé sur une échelle à
câble, la température ambiante peut atteindre 35°C et en fonctionnement normal le facteur de puissance est
au pire égal à 0,93. (CF DT PR2)
Rappel :
- In≥Ib et I’z = In/K avec In=courant nominal du dispositif de protection de la
canalisation, Ib : courant d’emploi de la canalisation,
I’z : intensité fictive admissible, et
K=K1xK2xK3.
B.III.1. Déterminer la section du câble et comparez-la avec la section effectivement installée. (Vous
détaillerez toutes les étapes de votre démarche)
Que constatez-vous ?
B6
B.III.2. Nous constatons que le câble reliant l’armoire AGBT à l’armoire TGBT à une section de 4x240mm²
par phase et que le câble en sortie de transformateur, qui pourtant véhicule une intensité plus importante, a
une section plus faible (4x185mm² par phase).
Quel est l’élément (ou quels sont les éléments) qui peuvent justifier cet état de fait ?
B7
Selon la tension nominale V0 entre phase et neutre, le temps de coupure maximal des dispositifs assurant
la protection des personnes (en cas de défaut entre une partie active et une masse ou un conducteur de
protection) , doit respecter les valeurs données dans le tableau ci-dessous.
Tableau 41A – Temps de coupure maximal (en secondes) pour les circuits
terminaux.
(Norme NF C 15-100)
Temps de coupure
(s)
Schéma TN ou IT
Schéma TT
50 V< V0 ≤ 120 V
alternatif continu
0,8
0,3
5
5
120 V< V0 ≤ 230 V
alternatif continu
0,4
0,2
230 V< V0 ≤ 400 V
alternatif continu
5
0,4
0,2
0,07
0,4
0,2
V0 > 400 V
alternatif continu
0,1
0,04
0,1
0,1
Les temps de coupure ci-dessus sont satisfaits notamment par les dispositifs différentiels non volontairement
retardés ou, lorsque V0 est inférieure ou égale à 230V, de type S.
En pratique les temps de coupure des dispositifs de protection ne sont à prendre en considération que si ces
dispositifs sont de fusibles ou des disjoncteurs dont le déclenchement est retardé.
Lorsque la protection est assurée par d’autres types de disjoncteurs il suffit de vérifier que le courant de
défaut est au moins égal au plus petit courant assurant le fonctionnement instantané du disjoncteur.
Tableau I : Impédance du réseau amont ramenée au secondaire du transformateur :
Pcc
Uo
Ra (mΩ)
Xa (mΩ)
250 MVA
237
0,033
0,222
410
0,100
0,700
500 MVA
237
0,017
0,111
410
0,050
0,350
Tableau II : Impédance d'un transformateur :
Tension
U20
=237V
Puissance
Ucc
Rtr
Xtr
Ztr
(KVA)
(%)
(mΩ)
(mΩ)
(mΩ)
25
4
59,7
60
84,6
50
4
23,5
35,2
42,3
100
4
11,79
19,13
22,47
160
4
5,15
13,06
14,04
200
4
3,8
9,87
10,6
250
4
2,92
8,50
8,99
315
4
2,21
6,78
7,13
400
4
1,614
5,38
5,62
500
4
1,235
4,32
4,49
630
4
0,92
3,45
3,57
800
4,5
0,895
3,03
3,16
1000
5,5
0,68
3,01
3,09
1250
1600
2000
DT B1
U20
=410V
Ucc
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4,5
5
5,5
6
6,5
Rtr
(mΩ)
179
70,3
35,30
15,63
11,4
8,93
6,81
5,03
3,90
2,95
2,88
2,24
1,813
1,389
1,124
Xtr
(mΩ)
183
107
57,23
39,02
29,9
25,37
20,22
16,04
12,87
10,25
9
8,10
7,16
6,14
5,34
Ztr
(mΩ)
256
128
67,24
42,03
32
26,90
21,34
16,81
13,45
10,67
9,45
8,405
7,39
6,30
5,46
Détermination section des conducteurs (Merlin Gerin 1/4)
(Détermination de la section des canalisations non enterrées)
DT B2
Détermination section des conducteurs (Merlin Gerin 2/4)
(Détermination de la section des canalisations non enterrées)
DT B3
Détermination section des conducteurs (Merlin Gerin 3/4)
(Détermination de la section des canalisations non enterrées)
Détermination de la section minimale
DT B4
Détermination section des conducteurs (Merlin Gerin 4/4)
(Détermination de la section des canalisations non enterrées)
Chute de tension dans un circuit
DT B5