guide puissance

DISTRIBUTION ET PUISSANCE JUSQU 4000 A

GUIDE PUISSANCE / 2007

INTRODUCTION 04Le dveloppement durable .................................................................................... 06

Les atouts du dveloppement durable 06Les mutations induites par le dveloppement durable 08

La gestion dun projet dans la dmarche dveloppement durable 10

LALIMENTATION EN ENERGIE 14Les conditions de distribution de lnergie ........................................................... 16

Les schmas de distribution HT 17Les schmas de distribution BT 18

Les modes de livraison 19Le point de livraison 21

Les normes 24Les rgimes de neutre en haute tension 25

La liaison des masses haute tension 26La qualit et perturbations de lalimentation 28

La compensation du facteur de puissance 35Les alimentations ................................................................................................... 38

Alimentation principale 39Alimentation de remplacement 39

Alimentation pour service de scurit 40Alimentation auxiliaire 41

Les sources ............................................................................................................. 42Les transformateurs HTA/BT 42

Les groupes lectrognes 47Les onduleurs 50

Les batteries 51

LA PROTECTION DES PERSONNES ET DES BIENS 52Les dangers lectriques......................................................................................... 54

Le risque de choc lectrique 54Les rgles de constructions des ensembles 68

Le risque de brlures 78Lexposition aux champs lectromagntiques 79

Les surintensits 82Le risque de surtensions 83

Les interrupteurs et baisses de tension 87Lincendie................................................................................................................. 88

Le risque dincendie 88Les principes de protection 96

Les prcautions vis--vis de lincendie 114La foudre ................................................................................................................. 128

Les mcanismes de la foudre 128Les effets de la foudre 130

La protection contre les effets de la foudre 133Les perturbations lectromagntiques................................................................. 144

La compatibilit lectromagntique 144Principes de protection contre les perturbations lectromagntiques 147

Prcautions de constructions des ensembles contres les perturbations lectromagntiques 156Influences de lenvironnement, dgradation et corrosion ................................... 164

Les conditions denvironnement 164La corrosion 183

Conception et choix des enveloppes 202Les contraintes mcaniques .................................................................................. 214Surchauffement et gestion thermique ................................................................ 220

Le risque de surchauffement 220Le bilan thermique 223

Les dispositifs de refroidissement 230

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LES SCHEMAS DE LIAISON A LA TERRE 236Les diffrents schmas de liaison la terre......................................................... 238

Le schma TT (neutre la terre) 238Le schma TN (mise au neutre) 241

Le schma IT (neutre isol ou impdant) 245Llotage ................................................................................................................... 248

Alimentation par un mme transformateur 248Alimentation par un transformateur spcifique 251

Les schmas de liaison la terre des groupes lectrognes .............................. 254Le choix du schma de liaison la terre ............................................................... 256

Comparaison des diffrents schmas de liaison la terre 256Schma de liaison la terre et CEM 259

Structure du rseau de protection......................................................................... 262Dfinitions 264

DIMENSIONNEMENT DES CONDUCTEURS ET DES PROTECTIONS 266La protection contre les surcharges ...................................................................... 268

Dtermination du courant rel demploi IB 268Dtermination de la section des conducteurs 269

Dispositifs de protection contre les surcharges 281La vrification des chutes de tension .................................................................... 282La protection contre les courts-circuits ................................................................ 286

Pouvoir de coupure 286Vrification des contraintes thermiques admissibles par les conducteurs 287

Vrification des longueurs maximales protges 290La protection contre les contacts indirects ........................................................... 294

Cas du schma TT 295Cas du schma TN 295Cas du schma IT 297

Vrification des longueurs maximales protges 298Solutions lorsque les conditions de dclenchement ne sont pas remplies 303

Estimation des courts-circuits et exemple de calcul............................................ 304Valeur de court-circuit lorigine de linstallation 304

Valeur de court-circuit en un point quelconque 308Exemple de calcul 311

LES APPAREILS DE COUPURE ET DE PROTECTION 314Les disjoncteurs...................................................................................................... 316

Les diffrentes technologies utilises 316Les caractristiques des disjoncteurs 318

Les courbes de dclenchement 320La limitation 322

Les disjoncteurs ouverts DMX ............................................................................... 324La gamme DMX 325

Les units de protection lectroniques 327Les caractristiques techniques 330

Les auxiliaires de commande 332Les auxiliaires de signalisation 334

Les dispositifs de scurit et de cadenassage 334Les inverseurs de sources 335Le raccordement des DMX 336

Courbes de fonctionnement et de limitation 338

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Les disjoncteurs de puissance DPX ....................................................................... 340La gamme DPX 340

Caractristiques des DPX 342Les dclencheurs 344

Le montage, laccessorisation et le raccordement des DPX 346Les blocs diffrentiels lectroniques adaptables 355

Les utilisations particulieres 356Courbes de fonctionnement 358

Courbes de limitation 360Les disjoncteurs modulaires DX Lexic .................................................................. 362

La gamme modulaire Lexic 362Caractristiques des DX 364

Auxiliarisation et motorisation des DX 366Raccordement des DX 367

Utilisations particulires 368Courbes de fonctionnement 369

Les interrupteurs sectionneurs Legrand.............................................................. 370Interrupteurs-sectionneur coupure pleinement apparente 370

Interrupteurs-sectionneur coupure visible 371Interrupteurs-sectionneur dclenchement libre 373

Lassociation des dispositifs de protection............................................................ 374Association des disjoncteurs DNX, DX, et DPX 376

Association des cartouches fusibles et des disjoncteurs DX 380Association disjoncteurs-interrupteurs 380

La slectivit des dispositifs de protection ........................................................... 382Les diffrentiels...................................................................................................... 392

Constitution des diffrentiels 392Les appareils dispositif diffrentiel 394

La slectivit des diffrentiels 400La ncessit de la classe II 400

Les parafoudres ...................................................................................................... 402Technologies des parafoudres 402

Caractristiques et typologie des parafoudres 403Mode commun et mode diffrentiel 406

Localisation des parafoudres 407Choix des parafoudres 408

Raccordement des parafoudres 412Les longueurs protges 417

Coordination des parafoudres 418Dconnexion des parafoudres en fin de vie 419

Parafoudres de proximit 420Protection des lignes tlphoniques 420

LES FONCTIONS DEXPLOITATION 422La consignation des ouvrages et quipements ..................................................... 424

Les oprations de consignation 424Les dfinitions (vocabulaire dusage) 426

Schmas-type avec procdures de verrouillage 430Interventions sur les quipements 434

La motorisation et linversion de sources ............................................................. 436Commandes motorises 436

Inverseurs des sources 437Botier dautomatisme 438

La coupure et larrt durgence, le sectionnement............................................... 440La coupure durgence 440

Larrt durgence 444Le sectionnement 446

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LA REPARTITION ET LE CABLAGE 448Le dimensionnement des jeux de barres .............................................................. 450

Dtermination de la section utile des barres 450Dtermination des distances entre supports 455

Effets magntiques associs aux jeux de barres 462Vrification des caractristiques disolement 465

Les rpartiteurs Legrand ....................................................................................... 468Les rgles normatives 468

Les caractristiques des rpartiteurs 469Les diffrents rpartiteurs 474

Lquilibrage des phases 480La rpartition optimise XL-Part........................................................................... 484

La rpartition XL-Part la range 485La rpartition XL-Part verticale 488

Les conducteurs...................................................................................................... 492Choix et utilisation des cbles et conducteurs 492

Sections des conducteurs de cblage interne dans les ensembles 499Les barres souples 501

LES ENVELOPPES ET LA CERTIFICATION DES ENSEMBLES 502Les coffrets et armoires XL3.................................................................................. 504

Coffrets XL3 160 505Coffrets et armoires XL3 400 507Coffrets et armoires XL3 800 509

Armoires XL3 4000 512Les sparations linterieur dun ensemble ........................................................ 516La certification des ensembles .............................................................................. 520

Les rgles normatives 520Les essais de type 521

Les essais de construction 523Les essais individuels 524

Marquage et indications 524

LES PRODUITS 526Les disjoncteurs et les interrupteurs DMX ........................................................... 526Les disjoncteurs et les interrupteurs DPX ............................................................ 528Les interrupteurs-sectionneurs Vistop et DPX-IS................................................ 532Les interrupteurs, disjoncteurs et diffrentiels Lexic ......................................... 534Les cartouches fusibles et les coupe-circuits....................................................... 538Les rpartiteurs, les supports jeux de barres et XL-Part .................................... 542Les coffrets, XL3 160 ............................................................................................... 548Les coffrets, les armoires et les quipements XL3 400 ........................................ 550Les coffrets, les armoires et les quipements XL3 800 ........................................ 554Les armoires et les quipements XL3 4000 ........................................................... 558Les accessoires de cblage .................................................................................... 567Les prises industrielles.......................................................................................... 568

INDEX 574

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Le dveloppement durable . . . . p. 6

Introduction

LE PROJET

Dans les prcdentes ditions de ce guide, Legrand vous a propos un document, vritable rfrencedans le mtier, qui atteste de sonengagement offrir la fois lessolutions techniques les mieuxadaptes et les meilleurs services.Cette volont na pas change et cetterelation tisse entre nous va encorese resserrer. Mais notre mondebouge ; chaque jour un peu plus, nous prenons conscience que notredevenir tiendra en grande partie de nos comportements individuels et collectifs. Et il sagit bien l dune nouvelledonne aux multiples facettes ; les questions sont difficiles, les rponses sans cesse adapter. Notre mtier ny chappe pas.

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presque traditionnelles sajoutent maintenant dautres systmes : climatisation, scurisation,communication, tlgestion Le btiment nergie positive, qui devra gnrerplus quil ne consommera, sera aliment par dessources dnergie diversifies et adaptatives etrequerra des rseaux dair et de fluides pilots avec prcision, des asservissements exacts aux conditions et aux utilisations du moment. Quelle que soit la destination des btiments, indus-triels, tertiaires ou rsidentiels, une mme approchetendra vers ce mme objectif dconomie.Tous les projets doivent dsormais viser un impactminimal sur lenvironnement et la diminution des nergies consommes. Il faudra implicitement sinscrire dans cette perspective en sachant dvelopper des rponses originales et inventives et des solutions techniques adaptes.Et dans ce nouveau dfi qui nous concerne tous,Legrand sera vos cts.

De nouveaux outils de valorisation et de certification(HQE, labels nergtiques), de nouvelles rglemen-tations (RT2005, certificats d'conomie d'nergie,diagnostics nergtiques...), des directives (dchets,substances dangereuses) enrichissent chaque jour le panel de rfrentiels prendre en compte. Dans cette complexit grandissante, la gestion dun projet douvrage doit dornavant sinscrire dans une logique de minimisation des impacts envi-ronnementaux quengendrent toutes ses phases devie : sa conception, sa construction, son exploitation,sa gestion, sa maintenance, jusqu sa dconstruc-tion et la remise en tat du site. Les installations lectriques sont dj au cur de cette dmarche : tout en conservant un maximum de scurit et de fiabilit, le matriel jouera une partprpondrante dans la gestion et la matrise de laconsommation de lnergie, tout en se proccupantde l'impact des matriaux employs pour la fabrication des appareils et des conducteurs.Aux fonctions de chauffage, clairage et force motrice

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Le dveloppement durable

Incitation relle du march, volont dimplication des acteurs conomiques ; au-del des invitables dbats et dune vision que certains estiment trop limite des aspectsphysiques (couche dozone, dsertification, diversit biologique), la notion mme de dveloppement durable nen marque pas moins une relle prise de conscience de la place de lhomme dans la socit, de ses atteintes fortement prjudiciables laplante qui lhberge et de sa responsabilit vis--vis des gnrations futures.

LES ATOUTS DU DEVELOPPEMENT DURABLE

Le dveloppement durable suppose des approchesplus coopratives. Les entreprises au premier rangdesquelles les socits internationales commeLegrand ont un rle important dans le transfert et ladiffusion de techniques environnementales de pointe.A lappui, les Directives Europennes sur la limitationde certaines substances nocives (RoHS : Restrictionof Hazardous Substances), sur la consommation desproduits lectriques (directive EUP : Energy UsingProduct) ou sur la rcupration des dchets (DEEE :Dchets d'Equipements Electriques et Electroniques)sont autant doutils qui poussent adopter denouvelles pratiques plus respectueuses de la santet de lenvironnement. Si le rle des facteurs cono-miques est prpondrant dans la recherche dunemeilleure rgulation du commerce mondial, nul nenie aujourdhui que la mondialisation soit aussi envi-ronnementale.Tous les acteurs qui sengagent dans ce processusgagnent une respectabilit qui se traduit naturelle-ment en avantage concurrentiel.

Legrand, avec les acteurs de la filire lectrique a formalis son engagement travers une charte inter-professionnelle :Cette dmarche vise amliorer et promouvoir les filires de reprise, dlimination et de valorisation des D.E.E.E..

Depuis plus de 20 ans, Legrand propose par exemple une offre fin de vie pour les BAES (Blocs Autonomes dEclairage de Scurit).

Au-del de la vision environnementale, la notion de dveloppement durable, cestavant tout la relation de ce dveloppementavec lhomme dans la socit.Le dveloppement durable doit aussi intgrer :- les aspects de libre-arbitre (identit,responsabilit, diversit)- les aspects sociaux (quit, solidarit, scurit, ducation)- les aspects organisationnels (processus de dcisions, information, bonne gouver-nance)- les aspects politiques (relation avecles institutions)

- les aspects conomiques (vision longterme, attentes du march, notion de servi-ces, financement, fiscalit, internalisationdes cots de pollution, certification).

LES ATOUTS DU DEVELOPPEMENT DURABLE

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Au mme titre que les piles et accumulateurs, lessystmes frigorifiques ou bien les vhicules horsd'usage (VHU), les quipements lectriques et lectro-niques reprsentent un gisement de dchets sensiblespar leur toxicit et proccupant par leur volume.Au niveau communautaire, deux textes spcifiques ontt adopts le mme jour. Ils ont t publis au JOUE(Journal Officiel de lUnion Europenne) N L037du 13/02/2003. Ils sont tlchargeables sur le site :http://eur-lex.europa.eu

- La directive 2002/95/CE relative la Limitation delutilisation de certaines Substances Dangereuses danscertains Equipements Electriques et Electroniques(directive LSD) communment nomme en anglaisRoHS pour Reduction of Hazardous Substances.Elle impose llimination la source de certains l-ments chimiques qui sont particulirement critiquesdans la phase de gestion des dchets ou qui sont rpu-

tes toxiques ou cotoxiques : le plomb, le cadmium, le mercure, le chrome hexavalent et deux retardantsfeu broms PBB et BPDE. Grce cela, les possibilitsde recyclage devraient tre amliores et lincidencesanitaire sur les travailleurs des industries du recy-clage limite.

- La directive 2002/96/CE relative aux DchetsdEquipements Electriques et Electroniques (directiveDEEE) ou en anglais WEEE (Waste of Electrical andElectronic Equipments) concerne la gestion de certainsDEEE. Les diffrentes filires de collecte, recyclage etvalorisation sont en train de se mettre en place.Ces deux directives ont t transposes en droit fran-ais par le dcret dapplication 2005-829 du 20 juillet2005 relatif la composition des quipements lec-triques et lectroniques et llimination des dchetsissus de ces quipements.

Les directives europennes RoHS et DEEE

Legrand, bien que ses produits et systmessoient peu concerns, va au-del de sesobligations rglementaires et a dcid desubstituer dans ses produits, les substancesvises par la RoHS.

Plus d'infos sur www.legrand.fr

^ La disparition de la couleur jaune des traitements desurface signe la suppression du chrome hexavalentutilis sous forme de chromates. Ce composanttoxique est dsormais interdit par la directive RoHS

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Le dveloppement durable (suite)

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LES MUTATIONS INDUITES PAR LE DEVELOPPEMENT DURABLE

Le Pacte mondial est caractris par 10 grands principes :1. Soutenir et respecter la protection interna-tionale des droits de l'homme de leur sphred'influence2. Etre sr que l'entreprise ne se rende pascomplice de violations des droits de l'homme3. Respecter la libert d'association et dereconnatre le droit la ngociation collective4. Eliminer toutes formes de travail forc ou punitif5. Abolir rellement le travail des enfants6. Eliminer toute forme de discrimination(dans le recrutement ou l'affectation des postes)7. Adopter une approche de prcaution face aux dfis environnementaux8. Mener des initiatives pour promouvoir unemeilleure responsabilit environnementale9. Encourager le dveloppement et la diffu-sion de technologies respectueuse de l'envi-ronnement10. Lutter contre la corruption

Evolutions technologiques, recomposition dumarch, maintien de lquilibre financier, et delquilibre social chahutent quotidiennement lesentreprises et pourtant lconomie de dveloppe-ment durable doit porter sur une vision longterme. De nouvelles formes dorganisation mergent,des fonctions et des mtiers se crent. Les muta-tions engendres par le dveloppement durableimposent un engagement fort et novateur de la partdes entreprises, d'o l'adhsion de Legrand auPacte mondiale en 2006. Cet engagement marquesa volont d'accompagner et de promouvoir ledploiement au plan mondial de valeurs environne-mentales, sociales et socitales qui font partie int-grantes de son modle de dveloppement.La gestion des impacts sur lenvironnement intro-duit des concepts de management environnemen-tal, dcologie industrielle, de transition du produitvers le service, de dmantlement en fin de vie. De nouvelles notions, qui ne sont pas que des motset qui sous-tendent de vraies consquences entermes de produits, de consommation dnergie,dutilisation de matires premires, mergent.La gestion des ressources humaines et du social ausens large doit tablir de nouvelles rgles de fonc-tionnement et dquilibre : responsabilisation tousles niveaux, management intgr, prise en comptede la diversit, adhsion et participation des sala-ris, formation continue, recomposition des profilsde postes et des trajectoires professionnelles Enfin la relation au territoire qui touche la foisau dveloppement local (la ville, les gens, le cadrede vie, les services), la gestion des risques (lesrisques naturels, technologiques, les effluents), la relation la chose publique (les institutions, la politique damnagement), au bien-tre despopulations (lemploi, lquilibre social) devient unevritable partie prenante dans la vie de lentreprise. Un ensemble de donnes complexe quil faut appr-hender lchelle de la commune comme celle de la nation et maintenant lchelle du villageplantaire.

^ La production industrielle n'est pas incompatible avec laprservation de l'eau. Exemple : sites de Legrand en Normandie,consommation deau rduite de 58%

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LES MUTATIONS INDUITES PAR LE DEVELOPPEMENT DURABLE

Legrand dveloppe ses produits de faon minimiser leur impact environnemental chaque phase de leur cycle de vie :

- Choix des matriaux et composants,

- Procds de fabrication,

- Distribution (transport et emballage),

- Consommation dnergie,

- Traitement en fin de vie.

Plus d'infos sur www.legrand.fr

La conception et la production dquipements qui facili-tent le dmantlement, la rutilisation ou le recyclage de leurs composants et matriaux, sont encouragespar les directives RoHS et DEEE et demain par l'EUP.Des matriaux nouveaux vont apparatre. Ils ferontappel des sources naturelles moins polluantes etrenouvelables. Cela ncessitera aussi un effort dadap-tation : aspects et prix de ces matriaux remettrontcertainement en cause quelques standards auxquelsnous nous tions tous habitus. Outre une augmenta-tion sans prcdent des cots, lenvole de la consom-mation mondiale de mtaux a fait resurgir le spectre dela pnurie. Cest aussi par lco-conception quon

pourra rduire les quantits de matires premiresutilises ou en utiliser de nouvelles. Des outils ont tcrs pour juger de la pertinence des choix effectusmais force est de constater que les donnes sont extr-mement complexes. La rduction de matire premirepeut par exemple avoir un impact positif la conception(bilan carbone, gestion de la ressource) mais si cest audtriment de la consommation de lappareil durant savie, le bilan global nest pas aussi vertueux. Il faut aussiajouter ces rflexions, les contraintes trs nergivo-res des transports et de tous les flux logistiques. Lechantier de lco-efficience est ouvert dans la concep-tion des produits et cest l lessentiel

Lco-conception

< Station de traitement des effluentsde la ligne de traitement de surface des armoires Altis :zro rejet dans l'environnement

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LA GESTION DUN PROJET DANS LA DEMARCHEDEVELOPPEMENT DURABLE

La mission des diffrents acteurs : (architecte, bureaudtudes, constructeur, exploitant ou chef dtablisse-ment) est de retenir et dutiliser les meilleures solu-tions techniques. Les objectifs de dveloppementdurable ncessitent une remise en cause profonde de la manire mme daborder les problmes et denvisager leurs solutions.Lanalyse au sens du dveloppement durable, cestdabord une rflexion systmique qui, par dfinition,envisage tous les lments concourant un projet de manire globale.Ensuite, tout en gardant cette vision de linterdpen-dance des diffrentes composantes et bien souvent de leur opposition, il faut analyser chaque critre dansune approche mthodologique de question/rponse.Une dmarche o lexprience est essentielle et quidoit, et cest souvent plus difficile, amener en perma-nence reformuler le besoin, remonter lintentionqui la prsid. Le dveloppement durable implique de dployer une autre approche, dajouter unenouvelle priorit, lcologie, dans la recherche dunnouvel quilibre solution/cot.

La prise en compte des contraintes environnementales

nexclut pas une recherche esthtique >

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LA GESTION DUN PROJET DANS LA DEMARCHE DEVELOPPEMENT DURABLE

- Harmonie du btiment avec son environnement : voisinage, gestion de la parcelle, cadre agrable, rduction des risques de nuisance-Choix intgr des procds et produits de construction :durabilit des btiments, volution prvisible de lusage,nature des matriaux - Chantier faible nuisance : gestion des dchets dechantier, rduction du bruit, information des riverains- Gestion de lnergie : optimisation de la demande,recours aux nergies propres, opportunits nerg-tiques locales (rseau vapeur), maximalisation desapports gratuits (soleil)- Gestion de leau : utilisation stricte de leau potable,recours aux eaux non potables, assainissement des eauxuses, gestion des eaux pluviales, sensibilisation desutilisateurs- Gestion des dchets dactivit : adaptation aux modesde collecte, comportement des usagers et des personnels,nuisance des dchets, traitement des dchets- Gestion de lentretien et de la maintenance : optimisation des besoins, procds de gestion technique, tenue de registres de maintenance

Dautres lments directement lis la construction ont la fois un impact humain direct et un impact environnemental, ils touchent au confort et la sant.- Confort hygrothermique : mode de chauffage, vitessede lair, homognit des ambiances, zonages, programmation en fonction de loccupation- Confort acoustique : isolation acoustique, bruits dimpacts, les effets sur le voisinage minimiss- Confort visuel : relation avec lextrieur, optimisationde lclairage naturel, clairage artificiel optimis- Confort olfactif : rduction des sources dodeurs, ventilation- Qualit sanitaire des espaces : limitation des nuisanceslectromagntiques, conditions dhygine spcifiques - Qualit de lair : garantie dune ventilation efficace,matrise des sources de pollution- Qualit de leau : protection du rseau collectif, traitement des eaux et des rejets, gestion des risqueslis une ventuelle pollution

Impacts environnementaux

La HQE : haute qualitenvironnementaleCe vocable a dabord dsign une dmarche globaleavant de devenir une marque dpose. La Haute QualitEnvironnementale vise lintgration dans le bti desprincipes de dveloppement durable. Un projet de construction HQE est apprhend sousl'angle du cot global ; il tient compte la fois de l'in-vestissement et du fonctionnement. Il peut faire lobjetdun travail largi aux aspects sociaux au travers desplans durbanisme, des associations de riverains, desprojets locaux (agenda 21).Le principe de base est de satisfaire des cibles. Lexemple dclin dans lencadr ci-dessous donne

une illustration (limite) de ces cibles en phase de cons-truction : cible dco-construction, cible dco-gestion,cible de sant, cible de confortBien entendu, les autres phases de la vie de louvrageen question (exploitation, volution et maintenance,dconstruction et remise en tat du site) font lobjetdune approche similaire.

Maintenant oprationnelle pour les immeubles de bureaux et les btiments d'enseignement, la marque :

atteste que les oprations certifies sont programmes,conues et ralises en conformit avec les exigencesdu rfrentiel de certification.

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Ce que Legrand vous apporte par rapport la HQE

< Source vidente de gains nergtiques et environnementaux, la dmarche HQEdoit aussi concilier esthtique et fonctionnalit

Les fiches PEP : ProfilEnvironnemental Produit,vritable outil daide au choix dans votre dmarche de qualit environnementale. Ces co-dclarationsdcrivent pour un produit ou une catgorie de produits :- les caractristiques environnementales,- Limpact sur lenvironnementtout au long du cycle de vie(matriaux, fabrication, distri-bution, utilisation, fin de vie).

LA GESTION DUN PROJET DANS LA DEMARCHE DEVELOPPEMENT DURABLE

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Les rglementations thermiquesRT 2000 et RT 2005Par larrt du 29 novembre 2000, la rglementationfranaise relative aux caractristiques thermiquesdes btiments en application de larticle R111-20 du Code de la Construction devenait obligatoire pourles btiments nouveaux et les parties nouvelles debtiments sous lappellation de RT 2000. Elle anticipait en cela la directive europenne2002/91/CE publie en janvier 2003 dite DirectivePerformance nergtique des btiments.Le but de cette premire rglementation tait de limiter les consommations dnergie en rfrence des valeurs prdtermines auxquelles le matredouvrage devait apporter la preuve de la conformit.Le calcul se faisait en fonction des donnes clima-tiques conventionnelles en cumulant les quantitsdnergie consommes par le chauffage, la climatisa-tion, la production deau chaude et lclairage. Les apports solaires et les dbits de ventilation taientgalement considrs.

Depuis le 1er septembre 2006, la RT 2005 est entreen vigueur. Dans la droite ligne de la RT 2000, elle vaplus loin en termes dobjectif (15%) de rduction desconsommations dnergie. La conception bioclima-tique (orientation cardinale, apport et protectionsolaires) est valorise dans cette mme logique de rduction nergtique.Les consommations de refroidissement doivent aussitre intgres mais en contrepartie, le texte encou-rage lutilisation de matriaux dont linertie favorise le confort dt.Elle conserve par ailleurs le principe de la compensa-tion entre les postes pour satisfaire un objectifglobal. Le recours des nergies renouvelables estvaloris dans les systmes de rfrence. Sans doutele sera-t-il plus encore dans la prochaine RT prvuepour 2010

Les quelques actions trs concrtes que nous venonsdvoquer montrent quune vritable prise de cons-cience a eu lieu tous les niveaux. Le dveloppementdurable, l environnementalement correct sontentrs dans nos modes de pense et daction.

TROIS AXES DE DEPLOIEMENT :la production, les produits, les utilisations.

- Legrand, sest engag ds 1996 pour intgrer le management de lenvironnement dans ses sitesindustriels. La grande majorit de ceux-ci sontaujourdhui certifis ISO 14001.

- Les produits dvelopps par Legrand suivent des axes de conception raisonne o les aspectscologiques et de recyclabilit sont recherchs pour permettre de rduire limpact du produit sur lenvironnement durant tout son cycle de vie. Dans cette dmarche, nos clients doivent pouvoirdisposer de toutes les informations pertinentes(composition, consommation, fin de vie) afin de travailler en vritables partenaires vis--vis de ces questions environnementales.

- Enfin la volont du groupe Legrand est de continuer dvelopper des solutions innovantes (pilotage intelligent de lclairage, gestion du chauffage,domotique) qui puissent aider la conception dinstallations consommant moins dnergie, mieuxgres et plus respectueuses de lenvironnement.

Lengagement de Legrand pour lenvironnement

In One by Legrand : une gamme dappareillage aux fonctionsavances pour la gestion de lclairage, des volets roulants,du chauffage

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Les conditions de distribution de lnergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 16

Les alimentations . . . . . . . . . . . . . . p. 38

Les sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 42

Lalimentationen nergie

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Bien raliser, cest avant tout bien penser, et cestade, il est indispensable de raliser des tudesprliminaires :- valuation des utilisations et des charges lectriques- bilan nergtique global intgrant toutes les nergies- tude topologique des lieux (dimensions, circulation)- critres dexploitation (continuit, qualit)- cahier des charges spcifiques (installations classes)- constitution du dossier de branchement- tude normative et rglementaire.Un travail qui ne simprovise pas et qui ncessitelintervention de professionnels qualifis.

Crer la liaison entre le distributeur et le client, entre le producteur et le consommateur,entre le rseau public dnergie haute tension et linstallation basse tension : tel est le butpremier de linterface quest la tte dinstallation. Une frontire nvralgique oconvergent trois lments majeurs : lnergie et ses conditions de livraison, larchitecturedes alimentations et les sources qui les constituent.

Au-del des critres incontournables de scurit (ERP) et de continuit (industrie,hospitalier), des exigences complmen-taires apparaissent : besoin de qualit lectrique des nouvelles technologies(informatique, internet, data center),prservation de lenvironnement (nergiesrenouvelables), ouverture des marchs(concurrence des contrats) Autant dlments cruciaux considrer ds le dbut dun projet.

I . B / L A L I M E N T A T I O N E N E N E R G I E

Les conditions de distribution de lnergie

Llectricit est une nergie la fois souple et adaptable mais elle est difficilementstockable, alors que la consommation des clients et la concidence de la demandesont constamment variables. Ces exigences ncessitent la permanence du transport et la mise disposition de lnergie par un rseau de distribution : - haute tension pour les fortes puissances et les longues distances- basse tension pour les moyennes et faibles puissances et les courtes distances

16

Les rseaux de distribution ontcomme point de dpart les postessources. Ces postes comportent destransformateurs abaisseurs HTB/HTA partir desquels la haute tension estdistribue entre 5 kV et 33 kV (souvent20 kV). La haute tension est distribueen 3 phases, sans neutre. Les mat-riels HT actuellement utiliss sontdonc de conception triphase. La mise la terre du point neutre HT est assu-re travers une rsistance ou unebobine de point neutre qui limite lecourant en cas de dfaut phase-terre.En aval des transformateursHTB/HTA, la partie HT des postessources est constitue de matrieldbrochable comportant des cellulesarrive, couplage et dpart. A partir des dparts on ralise desschmas dalimentation de typesantenne, boucle ou double drivation.

RN

HTB/HTAHTB/HTA

RN

Terre TerreA A

C

D D D D D D

Schma de principe de la distribution haute tension

Domaines de tensionValeur de la tension nominale Un (V)

Courant alternatif Courant continu

Trs basse tension TBT Un 50 Un 120

Basse tension BTBTA 50 < Un 500 120 < Un 750

BTB 500 < Un 1 000 750 < Un 1 500

Haute tension HTHTA 1 000 < Un 50 000 1 500 < Un 75 000

HTB Un > 50 000 Un > 75 000

A : ArriveC : Couplage

D : DpartRN : Rsistance ou bobine de point neutre

LES SCHEMAS DE DISTRIBUTION HT

LE P

RO

JET

17

LES SCHEMAS DE DISTRIBUTION HT

d

HTA/BT HTA/BT

F

D

A

d FA

Poste source

Schma de distribution en antenne

A1

D1

D2 A2

dPoste source

F

A1 A2

d

F

A1 A2

d

F

HTA/BT HTA/BT HTA/BT

Schma de distribution en boucle (coupure dartre)

A1 A2 A1 A2

HTA/BT HTA/BT

d

F

d

F

D1

D2

Poste source

Schma de distribution en double drivation (ou double antenne)

Il est principalement utilis dansles zones rurales, en rseau arien.En cas de dfaut sur un tronon decble ou dans un poste, les utilisa-teurs sont privs dalimentation le temps de la rparation.

D : Dpart poste sourceA : Arrive de lantenned : Dpart vers transformateur HTA/BTF : Protection amont du transformateur (fusible HT)

Il est utilis en zone urbaine ou en siteindustriel tendu et a lavantage delimiter le temps de non-alimentationdes utilisateurs situs sur la boucle.En cas de dfaut sur un tronon decble ou dans un poste, on isole letronon en dfaut par louverture des 2 appareils qui lencadrent et on ralimente la boucle en refermantle disjoncteur. Le dfaut se localisevisuellement par un indicateur lumi-neux install lextrieur du poste de transformation.

D1, D2 : Dparts poste sourceA1, A2 : Arrives/dparts de la boucled : Dpart vers transformateur HTA/BTF : Protection amont du transformateur (fusible HT)

Il est utilis pour assurer unecontinuit de service optimale.En cas de dfaut sur lune des lignes, lalimentation de labonn est permute sur la seconde. D1, D2 : Dparts poste source

A1, A2 : Arrives (avec verrouillage mcanique)d : Dpart vers transformateur HTA/BTF : Protection amont du transformateur (fusible HT)


Les conditions de distribution de lnergie (suite)

18

LES SCHEMAS DE DISTRIBUTION BT

Branchement aro-souterrain

Rseauarien

Rseau souterrain

Coupe-circuitprincipal debranchementcollectif

TransformateurHTA/BT

Tlinformation Tlreport

> 30 m

Branchement puissance surveille

Branchement puissance limitetype 2

Branchement puissance limitetype 1

HN 62-S-19(1) HN 62-S-82(1)

HN 62-S-81(1)

Branchements individuels

Coffret debranchement

extrieur

Embase detlreport

Coupe-circuitde pied de colonnec/c principal collectif

Distributeurd'tage

HN 62-S-16(1)

HN 62-S-13(1)

Appareil deprotection

Comptage

Branchements collectifs

(1) Spcification EDF

(1) Spcification EDF

LES SCHEMAS DE DISTRIBUTION BTLES MODES DE LIVRAISON

LE P

RO

JET

19

LES MODES DE LIVRAISON

400 V 400 V

400 V 230 V 230 V

Ph1 ou L1 ou R

230 V

230 V 230 V

230 V 131 V 131 V

131 V

Ph2 ou L2 ou S

Ph3 ou L3 ou T

N

Ph1 ou L1 ou R

Ph2 ou L2 ou S

Ph3 ou L3 ou T

N

Rseaux de distribution BT normaliss en France

Livraison HTEn France, pour les puissances suprieures 250 kVA,le distributeur dnergie fournit une alimentation dite de 2e catgorie comprise entre 5 kV et 33 kV (gnralement 20 kV). Dans certains cas (indpen-dance vis--vis du rseau BT), ce type d'alimentationpeut tre fourni pour une puissance moins importante.Les gros consommateurs sont aliments destensions suprieures (90 kV ou plus).La livraison HT offre :- le libre choix du rgime de neutre BT (schma de liaison la terre)- une tarification adaptable- une possibilit dvolution de la puissance.En revanche, le client est propritaire du posteHT/BT : le cot dinvestissement et lentretien sont sa charge. Le type de poste et sa localisation sontchoisis conjointement par le distributeur et le client(dossier de branchement). Le client na accs qu lapartie BT et linterrupteur HT.Le type de tarification propos fait lobjet dun contrat.Le distributeur propose un certain nombre doptionspermettant lutilisateur dadapter la tarification son utilisation.

Livraison BTEn France, le rseau de distribution publique BT (EDF ou rgies) est en gnral du type triphas 50 Hzavec neutre distribu. Ce type dalimentation seraprvu lorsque la puissance nexcde pas 250 kVA et lorsque linstallation ne risque pas de perturber le rseau de distribution publique.La livraison BT offre :- un large choix de tarification en fonction de lutilisation- des cots dinvestissement et dentretien rduits.En revanche elle implique :- lobligation du rgime du neutre la terre :schma TT (sauf applications particulires avecaccord du distributeur, voir NF C 14-100)- une volution de puissance limite.Le branchement est constitu par les canalisationsqui amnent le courant du rseau lintrieur desproprits desservies. Deux types de tarifs sontproposs :- Tarif bleu : puissance infrieure ou gale 36 kVA(branchement monophas jusqu 18 kVA et branche-ment triphas jusqu 36 kVA)- Tarif jaune : puissance comprise entre 36 kVA et 250 kVA (branchement triphas).Pour chaque tarif, le distributeur propose un certainnombre doptions permettant lutilisateur dadapterla tarification son utilisation.



20

Le distributeur national EDF propose de nombreux typesde contrats adapts lutilisation et la puissance maisdans tous les cas il est conseill de contacter le servicelocal, au plus tt du projet, pour dfinir les conditions de tarification (consommation) et les caractristiques de livraison (tablissement dun dossier de branchement).

Installations de 1re catgorie Tarif type bleu (< 36 kVA) - clients domestiques, agricoles, professionnels, services communaux :- option base : abonnement annuel selon puissance +consommation (kWh)- option heures creuses : abonnement annuel selon puissance + consommations diffrencies heures pleines/heures creuses (8 heures)- option tempo : abonnement annuel + consommationsdiffrencies heures pleines + heures creuses + tarification en jours bleus (300 jours), blancs (43 jours) et rouges (22 jours)- contrats adapts lclairage public ou des fournitu-res spcifiques (utilisations longues, tlamplification)- tarifications des moyens de production autonomes non connects au rseau (photovoltaque, olien, micro-centrale).

Tarif type jaune (< 250 kVA) - clients professionnels, artisans, commerces :- option base : prime fixe annuelle + consommationsdiffrencies heures pleines/heures creuses et t/hiver, coefficient de puissance rduite

(dnivele) et calcul des dpassements (comptagelectronique)- option EJP : principe identique avec coefficients diffrents et pointe mobile.

Installations de 2e catgorie Tarif vert - clients industriels, tertiaires, forteconsommation :- A5 base : prime annuelle fixe + consommations diffrencies heures de pointe, heures pleines/heurescreuses, t/hiver. Coefficients de puissance rduite en fonction des dures dutilisation. Calcul des dpassements et facturation de lnergie ractive- A5 EJP : principe identique, avec coefficients de puissance rduite diffrents. Diffrenciation hiver(pointes mobiles/heures dhiver) et t (heurespleines/heures creuses)- A8 base : tarification plus complexe avec heures depointe, heures pleines et heures creuses dhiver, dt et de demi-saison- A8 EJP : coefficients rducteurs diffrents et pointemobile en hiver (22 priodes de 18 heures)- Modulable : pointe mobile en hiver, demi-saison et saison creuse- B avec option base, EJP ou modulable : tarificationproche de A8 pour plus fortes puissances.

Tarification la puissance - gros consommateurs :- Tarif A, B ou C : calcul de majoration ou de minoration.Livraison en HTA, HTB, 225 kV, 400 kV.

La tarification

La norme EN 50160 dfinit latension comme la valeurprsente au point de fournituremesure sur un intervalle detemps donn.Dans des conditions normalesdexploitation, pour chaquepriode dune semaine, 95 %des valeurs efficaces moyen-nes sur 10 minutes doiventtre comprises dans la plage :Un 10 %.

115 V 230 V

230 V

115 V

115 V115 V

Ph1

N

Ph2

Diphas 5 conducteurs

Phases

Biphas 3 conducteurs

115 V 230 V

115 VN

Rseaux encore existants

LES MODES DE LIVRAISONLE POINT DE LIVRAISON

LE P

RO

JET

21

Le distributeur assure lexploitation des ouvrages dont il a la concession conformmentau cahier des charges. Il peut pour les besoinsdexploitation intervenir dans le poste client. Le client assure pour sa part lexploitation des installations prives dont il a lusage.

LE POINT DE LIVRAISON

Le point de livraison constitue la limite entre lesouvrages de distribution et les installations prives du client. On parle aussi de limite de concession.

Interrupteur sectionneur arien

Point de livraison : ancrage de la ligne HT

Transformateur HTA/BT

Comptage

Disjoncteur

Disjoncteur

Alimentation HT jusqu 160 kVA (tarif vert) :poste sur poteau

Interrupteur sectionneur

Point de livraison : ancragede la ligne HT ou extrmitdu cble aro-souterrain


Comptage

Disjoncteur

Alimentation HT jusqu 250 kVA (tarif vert) :poste simplifi prfabriqu sous enveloppe

^ Poste de livraison HT avec sectionnement et protection

< Postesur poteau



22

Interrupteur sectionneur

Fusible

Point de livraison : ancrage de la ligne HT ou extrmit du cble HT


Interverrouillage

Comptage

Appareil de protection

Alimentation HT comptage sur la basse tension

Postes de livraison tablis lintrieur desbtiments et postes semi-enterrs prfabri-qus sous enveloppe (jusqu 1 000 kVA).Sauf cas particulier, les postes sont comp-tage basse tension lorsquils comportent unseul transformateur HTA/BT dont le courantsecondaire nexcde pas 2 000 A (1 250 kVAsous 410 V triphas).La disposition et le nombre des interrupteurssectionneurs de tte pourront tre modifisselon le type de raccordement : direct, doubledrivation ou coupure dartre.Des interverrouillages permettent la mise enscurit pour les interventions (voir page 422).

Point de livraison : ancrage de la ligne HT ou extrmit du cble HT

Comptage

Appareil(s) de protection

Transformateur(s) HTA/BT

Alimentation HT comptage sur la haute tension

Postes de livraison tablis lintrieur des btiments.Comme prcdemment la disposition et lenombre des interrupteurs sectionneurs de ttepourront varier selon le type de raccordement :direct, double drivation ou coupure dartre.Des interverrouillages permettent la mise enscurit pour les interventions.

LE POINT DE LIVRAISON

LE P

RO

JET

23

d

Poste de distribution publique

Drivation sur le rseau

Coffret coupe-circuit principal individuel lextrieur des btiments

Tableau client

Protection

Comptage

Disjoncteur de branchement

Point de livraison : borne aval du disjoncteur de branchement

Domaine public

Domaine priv

Alimentation BT jusqu 36 kVA (tarif type bleu) : branchement puissance limite

Branchement de type 1 : la distance (d) maximaleentre le raccordement au rseau et le point de livrai-son est denviron 30 m. Selon les cas, le branchementpeut tre arien, souterrain, ou aro-souterrain. Le panneau de comptage peut tre dispos en limite de proprit (pour laccs aux relevs) prs du coffretcoupe-circuit principal individuel.

Branchement de type 2 : le disjoncteur de branche-ment est report en limite de proprit (protection dela ligne). Une seconde protection ou une tlcom-mande sont installes au(x) point(s) dutilisation.Le disjoncteur de branchement ou AGCP (AppareilGnral de Commande et de Protection) doit coupertous les ples (neutre et phases) et tre conforme laNF C 62-411. Il est normalement de type instantan (G)ou slectif (S). Lutilisation dun appareil non diffren-tiel ncessite laccord du distributeur.

Poste de distribution publique

Drivation sur le rseau

Coffret de branchement

Tableau de comptage

Tlreport

Appareil de sectionnement

Point de livraison : borne aval du sectionneur

Appareil gnral de commandeet de protection (AGCP)

Domaine public

Domaine priv

Alimentation BT de 36 250 kVA (tarif type jaune) : branchement puissance surveille

Les architectures de ce branchement peuvent diffrerselon les conditions. Le sectionnement peut tre effectu au niveau du coffret de branchement. Le coffret de branchement peut lui-mme se trouver en limite de proprit ou associ au tableau de comptage dans un local technique (coffret HN 62-S-19).Lappareil gnral (AGCP) est un appareil de typeindustriel (DPX AB) dont les caractristiques de fonctionnement sont coordonnes avec les protectionsdu distributeur (fusibles 125, 200, 250 ou 400 A).



24

LES NORMES

Les installations de branchement sont rglementes par des textes lgislatifs et desnormes auxquels il conviendra de se reporterpour connatre les exigences et dispositionsexactes propres chaque application, on citeraentre autres :- norme NF C 13-200 : installations lectriques haute tension- norme NF C 13-100 : postes de livraisontablis lintrieur dun btiment et alimentspar un rseau de distribution publique de 2e catgorie- norme NF C 13-101 : postes de livraison semi-enterrs prfabriqus sous enveloppe,aliments par un rseau de distributionpublique de 2e catgorie- norme NF C 13-102 : postes de livraisonsimplifis prfabriqus sous enveloppe,aliments par un rseau de distributionpublique de 2e catgorie- norme NF C 13-103 : postes de livraison sur poteau, aliments par un rseau de distribution publique de 2e catgorie- norme NF C 14-100 : installations de branchement de 1re catgorie, comprises entrele rseau de distribution publique et lorigine des installations intrieures- norme NF C 15-100 : installations lectriques basse tension- arrt du 2 avril 1991 : conditions techniquesauxquelles doivent satisfaire les distributionsdnergie lectrique- dcret du 14 novembre 1988 : protection destravailleurs dans les tablissements utilisantlnergie lectrique (voir article 53 faisant obli-gation au chef dtablissement de faire proc-der, avant mise en uvre puis priodiquement, une vrification par un organisme agr).

Dans tous les cas dinstallation nouvelle ou dvolution importante dinstallations existantes, laccord du distributeur dnergie est ncessaire. La ralisation dun dossier de branchement permet de matriser la ralisation du dbut sa fin : tude technique,contrle en cours de travaux, rception et remise douvrage.

LES NORMESLES REGIMES DE NEUTRE EN HAUTE TENSION

LE P

RO

JET

25

LES REGIMES DE NEUTRE EN HAUTE TENSION

Comme pour les installations BT, il convient de situerle rseau haute tension (point neutre) par rapport aupotentiel de la terre. Selon les caractristiques decette liaison (directe, rsistive, inductive) et la valeurde la prise de terre, les valeurs de dfaut (courants,surtensions) seront diffrentes.

Courant de dfaut faible mais surtensions non coules.Utilis dans lindustrie (< 15 kV).

Neutre isol

Limite les courants de dfauts et les surtensions, mais ncessite de matriser la valeur de prise de terre.Utilis dans le domaine HTA, rseaux ariens et souterrains.

Neutre rsistant

La bobine de compensation (dite aussi dextinction oude Petersen) permet de compenser par son inductanceLn les capacits du rseau Cr : diminution des courantsde dfaut si Ln et Cr accords, risque plus lev desurtension, possibilit de compensation active perma-nente par calculateur.Utilis dans le domaine HTA souterrain.

Neutre impdant

La liaison directe la terre limine les surtensionsmais le courant de dfaut est lev.Utilis sur les rseaux HTB longues et trs longuesdistances.

Neutre la terre

L1

N

ZL

L2

L3

ZL

ZL

N

Zn

L1

L2

L3

ZL

ZL

ZL

N

LnCr

L1

L2

L3

ZL

ZL

ZL

N

L1

L2

L3

ZL

ZL

ZL

ZL = Impdance de la ligne :






26

LA LIAISON DES MASSES HAUTE TENSION

Indpendamment du rgime de neutre propre aurseau haute tension (de la responsabilit du distribu-teur), il importe de fixer les modalits de liaison desmasses haute tension la terre.Dans la pratique, il sagira des masses du poste de livraison HT par rapport aux mises la terre du neutre et des masses du rseau BT.La liaison de ces masses HT est dfinie par une lettre complmentaire ajoute aux dsignations habituellesTT, TN et IT (voir page 236) :- R, les masses HT sont relies avec la mise la terre du neutre et la mise la terre des masses BT- N, les masses HT sont relies avec la mise la terre du neutre mais pas avec les masses BT- S, les masses HT sont spares des mises la terre du neutre et des masses BT.Il rsulte six combinaisons possibles entre rgime de neutre BT et situations des masses HT.

Schmas TNR et ITRDans ces schmas, le conducteur des masses HT estreli lectriquement la borne principale de terreunique et commune toute linstallation. La borneprincipale de terre est relie la liaison quipotentielle

Tout dfaut disolement dans le schma TNR se traduit par un court-circuit phase-neutre. Le calcul du courant minimal est ncessairepour vrifier ladaptation des protectionscontre les surintensits.Le conducteur de protection doit cheminer proximit des conducteurs actifs.

PE ou PEN

Masses BT

Masses du poste HTHTA/BT

321

Rt

Schma TNR

Masses BT

Masses du poste HT

3N

Z

RtPE

21

HTA/BT

Schma ITR

gnrale. En cas dalimentation dautres btimentsproches, les liaisons quipotentielles principales de chaque btiment seront relies la liaisonquipotentielle gnrale (voir page 248).

LA LIAISON DES MASSES HAUTE TENSION

LE P

RO

JET

27

Dans les schmas TTN et TTS, les courants de dfaut sont limits par plusieurs rsistances de prise de terreen srie et par linterconnexion des masses ces terres. Le risque dtablir un dfaut de valeur insuffisante sa dtection doit conduire lemploi de dtecteurs (tores diffrentiels sensibles aux courants homopolaires)entre le point neutre et la terre entranant la coupure au 1er dfaut.

Dans les schmas ITN et ITS, la non-coupure au 1er dfaut est autorise sous rserve que le courant dedfaut soit limit (rsistance Z ou couplage capacitif de linstallation par rapport la terre). La signalisation(contrleur permanent disolement), la recherche rapide et llimination du dfaut sont obligatoires(service comptent sur place).

Dans les schmas ITN et ITS, le courant de 1er dfaut est uniquement limit par limpdance capacitive de linstallation par rapport la terre. Linsertion dune impdance Z augmente donc la valeur du dfaut mais permet de limiter les surtensions transitoires. Dans la pratique, la valeur de limpdance Z sera prisegale environ la moiti de la valeur de limpdance capacitive de linstallation.

Schmas TTN et ITNDans ces schmas, les masses HT et les masses BTne sont pas lectriquement relies la mme prise de terre. Le schma TTN se rencontre en distributionpublique BT ou dans les installations tendues (btiments distants).

Schmas TTS et ITSDans ces schmas, les prises de terre des masses HT,du point neutre de lalimentation BT, et des massesBT sont spares. Ce schma est ncessit par desexigences de livraison loigne (stations, installationsen montagne).

PE

Masses BT

Masses du poste HT

3N

21

Rt1 Rt2

HTA/BT

Schma TTN

Masses BT

Masses du poste HT

3N

Z

Rt2Rt1

PE

21

HTA/BT

Schma ITN

PE

Masses BT

Masses du poste HT

3N

21

Rt1Rt0 Rt2

HTA/BT

Schma TTS

Masses BT

Masses du poste HT

3N

Z

Rt2Rt1Rt0PE

21

HTA/BT

Schma ITS



28

LA QUALITE ET LES PERTURBATIONS DE LALIMENTATION

Lnergie lectrique livre au client peut tre pertur-be : les caractristiques fondamentales (tension,frquence) peuvent sortir des tolrances. Des phno-mnes de distorsion, de superposition peuvent affecterle signal. Des phnomnes transitoires peuvent tresource de dysfonctionnement. Dans certains cas, ces perturbations sont inhrentes au rseau lui-mme(manuvres, foudre) alors que dans dautres ellessont la consquence de diverses utilisations qui crentdes variations importantes du courant consomm(enclenchements) ou modifient la forme de londe detension. Le dveloppement actuel de produits gnrantdes perturbations est corollaire celui des produitssensibles ces mmes perturbations (lectronique,informatique).

La frquence du signalElle doit tre de 50 Hz avec une tolrance de 1 %pendant 95 % dune semaine et de + 4 6 % pendantles 5 % restants.

Lamplitude de la tensionLa valeur normalise est de 230 V entre phase et neutre.

La qualit de lalimentation lectrique fait lobjet, entre autres, dune norme europenneEN 50160 qui stipule les limites admissibles de14 grandeurs ou phnomnes caractrisant ouaffectant le signal sinusodal 50 Hz. Basesur une approche statistique, elle est destine garantir un certain niveau de qualit enexploitation normale.

U

t

frquence (Hz) : f = 1/T 50 Hz, T = 20 ms

T : priode (s)

Frquence et priode

Model 7100350.0 V

Three Phase Delta 165.0 A

-350.0 V -165.0 A

0.0 A0.0 V

Waveshape Disturbance

2

4

6

Exemple de relev montrant des dcalages de frquence et des distorsions du signal

Les variations de la tension95 % des valeurs mesures pendant une semaine et moyennes sur 10 mn doivent se situer dans uneplage de 10 %, soit de 207 V 253 V.

Lamplitude des variations rapides de la tensionCes variations qui proviennent essentiellement des appels de courants des fortes charges nedevraient pas excder 5 10 % de la tension nomi-nale. Des relevs montrent que des baisses momentanes de 30 % sont tout fait possibles lenclenchement de rcepteurs comme les moteursou les transformateurs.


LE P

RO

JET

29

Model 7100300.0 V

Triphas toile50.0 A

0.0 V 0 sec

0.0 A600.00 ms

25.0 A150.0 V

Balise de valeurs RMS

30.00 ms/div

Exemple de relev de creux de tension

Model 7100300.0 V

Three Phase Wye 50.0 A

0.0 V 0 sec

0.0 A600.00ms

25.0 A150.0 V

RMS Sag Disturbance

30.00 ms / div

1V

Exemple de relev de coupure brve de la tension

La svrit du papillotementCette sensation, galement nomme flicker, se caractrise, comme son nom lindique, par desvariations de lumire qui peuvent tre gnantes au-del dun certain niveau. Une formule base sur le rapport des dures des diffrents niveauxdclairage permet de quantifier le niveau de flicker. Ce phnomne est surtout gnant pour les clairages incandescence, voire les crans de certains appareils. Il peut avoir pour cause des charges variations cycliques.

Les creux de tensionCeux-ci sont gnralement dus des dfauts surve-nant chez les utilisateurs, mais le plus souvent desincidents sur le rseau public. Leur nombre est trsvariable selon les conditions locales et ils nont gn-ralement pas une dure suprieure la seconde.

Les coupures brves de la tensionOn parle de coupure brve ou encore de microcoupurelorsque la valeur du signal tombe 0 V. Gnralement,la dure nexcde pas une seconde, bien quunecoupure de 1 mn soit encore considre comme brve!

Les coupures longues de la tensionCes valeurs ne sont bien sr pas quantifies puis-quelles dpendent dlments tout fait accidentels.Leur frquence est trs variable en fonction de larchitecture du rseau de distribution ou de lexpo-sition aux alas climatiques.

Les surtensions temporairesPouvant se produire aussi bien sur le rseau de distri-bution que chez lutilisateur, ce type de dfaut peuttre dvastateur car la tension fournie peut atteindreune valeur dangereuse pour les quipements. Le risque majeur est de retrouver une tension compo-se phase/phase la place dune tension phase/neutreen cas de rupture de neutre par exemple. Des dfautssur le rseau haute tension (chute de ligne) peuventgalement gnrer des surtensions ct basse tension.



30

Les surtensions transitoiresCes phnomnes sont trs variables. Ils sont essen-tiellement dus la foudre et aux manuvres sur lerseau. Leur temps de monte va de quelques micro-secondes quelques milli-secondes, de sorte que leurdomaine de frquence est lui-mme variable dequelques kHz plusieurs centaines de kHz.

Les dsquilibres de la tensionLes dsquilibres de tension sont provoqus par les charges monophases de forte puissance. Ils provoquent des composantes de courant inversesqui peuvent provoquer des couples de freinage et des chauffements des machines tournantes. Il est conseill de rpartir au mieux les charges sur les trois phases et de protger les installations par des dtecteurs appropris.La composante inverse de la tension dalimentation ne devrait pas excder 2 % de la composante directe.

U

tt

t : 5 ms

Onde typique de surtension de manuvre

Model 7100600.0 V

Monophas50.0 A

-600.0 V 0 sec

-50.0 A20.00 ms

0.0 A0.0 V

Implusion

1000.00 us/div

1V261.6+225.7-

Relev de surtension due un choc de foudre

Le rseau symtrique correspond lensemble des lments (impdances, fem, fcem et charges)supposs symtriques, cest--dire identiques surchaque phase; ne pas confondre avec lquilibragequi concerne lgalit des courants et des tensions.

Un systme triphas symtrique dsquilibr peuttre dcrit par trois systmes triphass quilibrs(reprsentation de Fortescue). Cette dcomposition sefait selon trois modes : direct, inverse, homopolaire.En cas de dfaut, surtension, court-circuit, affectantuniquement une des phases (ce qui est le plusfrquent), le rseau devient dissymtrique et il nepeut alors tre dcrit que par un systme rel, V et Ispars pour chaque phase, reprsente la partieconcerne.

La foudre tombant sur le rseau provoque dessurtensions qui sont transportes jusquaux utilisa-teurs malgr les protections mises en place par ledistributeur. Les rseaux souterrains, contrairementaux rseaux ariens, attnuent en grande partielonde de choc.

V3

V1

V2

V3d

V1dV2d

V2i V10

V20

V30V1iV3i

Systme dsquilibr

direct inverse homopolaire

Lutilisation des composantes symtriques


LE P

RO

JET

31

Les tensions harmoniquesDans les rseaux lectriques, il apparat que la formede londe de tension ou de courant nest pas purementsinusodale. Cette dformation est due la prsencedes charges ayant des caractristiques non-linaires.Ces charges absorbent des courants non-sinusodauxprovoquant ainsi une dformation de londe de tension.Londe dforme est mathmatiquement reprsentepar londe fondamentale la frquence de 50 Hz,sur laquelle se superpose un certain nombre dondessinusodales ayant chacune une frquence multiple de la frquence de londe fondamentale. Ces derniressont nommes ondes harmoniques. Elles sont identi-fies par leur rang (nombre entier) qui est le rapportentre leur frquence et la frquence fondamentale :

Elles sont dfinies par leur amplitude par rapport londe fondamentale.

Rang =harmoniquefondamentale

Pour quantifier et reprsenter ces phnomnes,on utilise un artifice mathmatique nommdcomposition en srie de Fourier quipermet de reprsenter nimporte quel signalpriodique sous la forme de la somme duneonde fondamentale et dondes additionnelles,les harmoniques, dont la frquence est multiplede la fondamentale.Il existe des harmoniques de rangs pairs et derangs impairs. Dans les rseaux lectriques,on rencontre couramment les harmoniques derang impair ; les harmoniques de rang pairsannulent en raison de la symtrie du signal.

Caractrisation de la dformationPlusieurs mesures sont utilises pour caractriser ladformation du signal. Les harmoniques peuvent treexprimes rang par rang, en tension ou en courant, enpourcentage de la valeur de la frquence fondamentaleou en valeur relle. La valeur la plus usite est le tauxde distorsion harmonique (TDH ou THD) qui est calcul partir de la somme de tous les rangs. Ce chiffreunique, donnant la mesure de linfluence thermique de lensemble des harmoniques, permet deffectuerdes comparaisons ou dvaluer limpact direct sur des rcepteurs.

A1 tant la valeur efficace du fondamental et Ai la valeurefficace de lharmonique de rang i.

THD = A22 + A32 + ...+ Ai2 + ...+ An2

A1

Lorsque la sinusode est dforme, il est essentiel de pouvoir mesurer des valeurs efficaces. En effet,certains appareils de mesure bon march ne fournis-sent que la valeur efficace du fondamental qui nereprsente pas limage de londe relle. Il est doncimportant dutiliser des appareils de technologie RMS

U

0t

Onde sinusodalefondamentale

Onde sinusodaleharmonique de rang 3

Onde relle dforme = onde fondamentale +harmonique de rang 3

Dformation due une harmonique de rang 3

100

80

50 100 150 200 250 300 350

60

40

20

0

Module (%)

Frquence(Hz)

Dcomposition spectrale dun signal en frquences

La mesure en prsence dharmoniques



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Les harmoniques de courant et les harmoniques de tensionLes ondes harmoniques sont de deux types : londe de courant et londe de tension. A lorigine, les appa-reils circuits non linaires dforment le courantfondamental et gnrent des courants harmoniques.Ces courants, circulant dans linstallation, traversentdes impdances et engendrent des tensions harmo-niques. Cest le taux de distorsion harmonique delonde de tension qui sera utilis pour dfinir le degrde pollution de linstallation. Par contre, cest lamesure du taux de distorsion de londe de courant quiest utilis pour dtecter les sources qui sont loriginede cette pollution.

Les lments gnrateurs dharmoniquesLa dformation du signal lectrique est due desnombreux types dappareils cits de manire nonexhaustive dans la liste ci-dessous.- Tous les appareils possdant une alimentationredresse monophase suivie dun dcoupage (rangs 3, 5, 7) : tlvisions, ordinateurs, fax, lampes ballast lectronique- Les gradateurs monophass utilisant la variation delangle de phase (rangs 3, 5, 7) : variateurs, rgula-teurs, dmarreurs...- Les quipements arc (rangs 3, 5) : fours, soudure...- Les redresseurs de puissance thyristors (rangs 5, 7) :alimentation de moteurs vitesse variable, de fours,donduleurs...- Les machines circuit magntique si celui-ci estsatur (rang 3) : transformateurs, moteurs- Les appareils dclairage arc contrl (rang 3) :lampes ballast lectromagntique, lampe vapeurhaute pression, tubes fluos...

Les consquences et effets des harmoniquesLa prsence dharmoniques dans linstallation a desconsquences lies aux valeurs de crte (claquagesdilectriques), aux valeurs efficaces (chauffementssupplmentaires) et au spectre en frquence (vibra-tions et usures mcaniques) des ondes de tension et de courant harmoniques.Les effets peuvent tre classs en deux types : leseffets instantans et court terme et les effets longterme. Ils ont tous deux un impact conomique surlexploitation de linstallation suite une dgradationdu rendement nergtique, la destruction de certainsappareils, au surdimensionnement de certains quipe-ments ainsi qu de probables pertes de production. A court terme, la prsence dharmoniques provoque,entre autres : - des dclenchements intempestifs des appareils de protection- des perturbations des systmes courants faibles et des systmes de commande et de rgulation- des vibrations et bruits anormaux dans les tableauxlectriques, les moteurs et les transformateurs- la destruction de condensateurs.

Model 7100350.0 V

Three Phase Delta 250.0 A

-350.0 V 0 sec

-250.0 A20.00 ms

0.0 A0.0 V

Snapshot Waveform

1000.00 us / div

2

Distorsion : THD = 11,53 %Odd = 11,52 %Even = 0,46 %Harmonics : 1 = 100,00 %

3 = 2,80 %5 = 10,48 %7 = 3,12 %9 = 1,92 %11 = 1,08 %13 = 0,43 %15 = 0,12 %17 = 0,39 %

19 = 0,23 %21 = 0,04 %23 = 0,13 %25 = 0,03 %27 = 0,03 %29 = 0,04 %31 = 0,06 %33 = 0,02 %35 = 0,04 %

37 = 0,02 %39 = 0,13 %41 = 0,03 %43 = 0,05 %45 = 0,00 %47 = 0,09 %49 = 0,02 %

Exemple de signal dform et relev de mesure des harmoniques

Lobservation loscilloscope montre bien un signaldform qui ne ressemble plus beaucoup une sinusode dans certains cas.


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A plus long terme, la prsence dharmoniques asurtout un effet thermique. La surcharge en courantprovoque des chauffements supplmentaires et par consquent un vieillissement prmatur des quipements. On constate particulirement :- un chauffement des transformateurs et machineslectriques suite aux pertes supplmentaires- un chauffement des conducteurs par augmentationdes pertes joule et dilectriques- la destruction de matriels (condensateurs, disjoncteurs).

Les harmoniques de rang 3Dans les installations dans lequel le neutre est distri-bu, la prsence dharmoniques de rang 3 et multiplesde 3 peut provoquer des surcharges importantes dansce conducteur.La valeur efficace du courant circulant dans le conduc-teur neutre, en fonction du degr de pollution enharmonique 3, peut devenir suprieur celle ducourant circulant dans les conducteurs de phase.Dans ce cas, il sera alors ncessaire de surdimension-ner le conducteur neutre en consquence et adapter la protection associe. La norme NF C 15-100 indique,

en fonction du pourcentage dharmonique 3, les coeffi-cients majorateurs appliquer sur la section duconducteur neutre (voir page 278).

ExempleSoit un circuit 3P+N, prvu pour 170 A, en schma TNS,dont le taux dharmoniques 3 est suprieur 33%.Lors du dimensionnement des cbles de phases, il fautprendre en compte le coefficient de rduction de 0,84(neutre charg, voir page 278). Cela impose unesection minimum de 70 mm2 par phase. Le conducteurde neutre sera dimensionn pour supporter un courant de 1,45 x 170 A = 247 A, soit une section de 95 mm2.Il faut donc choisir un disjoncteur capable de suppor-ter le courant susceptible de traverser le neutre :In appareil > IB neutre In = 250 AMais lappareil doit tre rgl en fonction du courantsusceptible de parcourir les phases :Ir > IB phases Ir > 170 A (et < 206 A, limite du cble).Un disjoncteur 250 A neutre coup non protg, rgl 0,7 convient donc pour cette application.

Dautres solutions, telles que lutilisation dun transformateur triangle/toile permet de limiterles propagations dharmoniques 3 dans linstallation.

L1

L2

L3

N

L1

L2

L3

N

Harmoniques de rang 3 dans le neutre

Les harmoniques de rang 3, tant en phase, sadditionnentdans le neutre

Les composantesfondamentalesdes 3 phasessannulent dansle neutre

Sans harmonique Avec harmoniquesde rang 3



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Les tensions interharmoniquesCe phnomne dsigne des composantes de frquencesitues entre les harmoniques. Elles sont dues auxconvertisseurs de frquence, aux onduleurs, auxmachines tournantes pilotes, aux appareils arc.Leur interaction peut provoquer des phnomnes de flicker, mais cest surtout vis--vis des signauxdinformation transmis sur le rseau quils doivent tre identifies et contrles.

Les signaux dinformation transmis sur le rseauLe rseau est utilis par le distributeur pour la transmission de commandes ou de mesures. Les frquences de ces signaux varient de quelquesdizaines dhertz plusieurs kilohertz.En revanche, le rseau ne doit pas tre utilis pour latransmission des signaux dinformation des installa-tions prives. Ceux-ci, dits courant porteur, utilisentdes frquences de lordre de quelques dizaines quelques centaines de kilohertz. Le niveau de tensionquelles peuvent gnrer sur le rseau est galementfix par la norme EN 50160.

Les moyens de correctionDans un premier temps, il est ncessaire dagir sur la structure de linstallation :- augmentation de la section du conducteur neutre- utilisation de protections adaptes- regroupement des charges polluantes (avec ven-tuellement une sparation de source)- utilisation de transformateurs bobinages spcifiques- raccordement des quipements sensibles distancedes charges polluantes- raccordement des charges polluantes sur la sourceprsentant limpdance la plus faible et le plus enamont possible (rduction de limpdance de ligne). Il est aussi ncessaire de sassurer que les batteriesde condensateurs ddies la compensation dufacteur de puissance ne puissent pas entrer en rso-nance (utilisation ventuelle dinductances anti-harmoniques places en srie) et de choisir un rgimede neutre favorable (viter le TNC).Lorsque que les mesures prcdemment cites nesuffisent pas, il faut alors recourir lutilisation de filtres passifs ou actifs.

A loppos des perturbations que sont lestransitoires, les surtensions, les micro-coupures... dont les effets directs ou rcipro-ques entre appareils sont la fois visibles etidentifiables, les harmoniques ont pour parti-cularit de ne pas montrer dinfluence localedirecte. Les harmoniques dsignent un phno-mne global o chaque utilisateur napportequune petite fraction des perturbations dgra-dant le rseau, mais dont les effets cumulssont de plus en plus importants.

LA QUALITE ET LES PERTURBATIONS DE LALIMENTATIONLA COMPENSATION DU FACTEUR DE PUISSANCE

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LA COMPENSATION DU FACTEUR DE PUISSANCE

La consommation dnergie ractive conduit surdi-mensionner les sources dnergie et les canalisationsdalimentation. Elle est facture par le distributeurdnergie.La prsence de charges inductives (moteurs, soudeu-ses, clairages) provoque une dgradation du cos .La puissance active P (en W), restitue sous forme detravail ou de chaleur est alors infrieure la puissance apparente S (en VA).

Diagramme des puissancesA noter quen terme de puissance, on utilise non pas le cosinus de langle mais plutt sa tangente, do :

La puissance ractive Q est exprime en VAr (voltam-pres ractifs).Les condensateurs utiliss pour la compensation sontgalement dsigns par leur puissance ractive enVAr, bien que leur valeur Q soit dorigine capacitive etdonc de sens inverse la valeur Q, dorigine inductive.

tan = QP

La puissance ractive Q constitue une consom-mation dnergie inutile. Elle ne sert rien !

Le facteur de puissance dsigne le cosinus de lcart angulaire, ou dphasage, entre les vecteurs reprsentant la tension et lintensit.

= 0 pour une charge purement rsistive (U et I en phase) = + 90 pour une charge purement inductive (I en retard sur U) = - 90 pour une charge purement capacitive (I en avance sur U)Le cosinus varie de 1 ( = 0) 0 ( = + 90 ou = - 90)

Inconvnients dun mauvais cos Dans lexemple ci-contre : 1 = 30 cos 1 = 0,86

2 = 60 cos 2 = 0,5Pour une mme intensit active Ia absorbe par un rcepteur, avec un cos de 0,5, le courant total en ligne sera suprieur (It2) celui quil serait (It1) avec un cos de 0,86.

La formule : en triphas montre que pour une mme puissance, lintensit est

proportionnelle la dgradation du cos . I est par exemple doubl si passe de 1 0,5.

I = P3 cosU

It1Ir1

Ia

It2Ir2

2

1

U

I

SQ

P

SQ

Q'

P

'

Diagrammes des puissances

tan pour Q avant correctiontan ' pour Q - Q aprs correctionQ = CU2 = 2fC : capacit en farads



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Linstallation de condensateurs peut se faire proxi-mit du rcepteur ayant un mauvais cos, loriginede linstallation ou en compromis par groupe decircuits, ou btiments, ou ateliers.Dans le premier cas, la batterie de condensateurs estadapte au rcepteur auquel elle est asservie. Sonfonctionnement peut tre non permanent (attention,une compensation trop importante peut gnrer dessurtensions). Elle est utilise pour les rcepteurs deforte consommation ou ceux pour lesquels la compen-sation est incorpore (tubes fluorescence).Le deuxime cas, le plus gnral, consiste en unecompensation moyenne sur lorigine de linstallation.Enfin, le branchement par groupe ou poste de rparti-tion permet de tenir compte de la simultanit desrcepteurs et dutiliser au mieux la puissance instal-le. Cette installation peut tre automatise par unrelais varmtrique qui couple les condensateurs enfonction des variations de charge.

Condensateurs en triangle

Distribution

Compensation moyenne sur lorigine de linstallation

Lamlioration du cosinus permet de dimi-nuer les pertes dans les installations et dviter la facturation dnergie ractive parle distributeur. Un cosinus correct permetde mieux disposer de lnergie disponible.Un transformateur de 1000 kVA ne peut dlivrer que 500 kW avec un cosinus de 0,5.

Linstallation de condensateurs de compensa-tion ncessite quelques prcautions :- des rsistances de dcharge doivent tre prvues- des condensateurs doivent tre coups si la charge est trop faible- les appareils de commande et de protectiondoivent tre surdimensionns en raison ducourant dappel (voir page ci-contre)- des inductances de choc peuvent treprvues en srie avec les condensateurs.

< Batterie de condensateurs en armoire, enclenchementautomatique par gradins

LA COMPENSATION DU FACTEUR DE PUISSANCE

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ExempleDtermination de la puissanceractive Q des batteries decondensateurs de compensation

A partir de la facturationOn calcule la valeur ncessaire par la formule :

tan est donne par le distributeur. Si elle est inf-rieure 0,4 (correspondant cos = 0,93) la compen-sation est inutile.

A partir des relevs de puissance faits sur une priodereprsentative t (1 semaine 1 mois)On calcule la tangente par la formule :

Wp : nergie active en kWhVAr Q : nergie ractive en kVArhLa puissance P (en kW) est obtenue en divisant lnergie par le temps (en heures) :

La puissance ractive de la batterie est calcule par la mme formule :

A partir de mesures du cosLa relation avec la tangente est donne par la formule :

La mme formule de calcul de Q est nouveau utilise.

A partir des valeurs thoriques des rcepteursCette mthode est gnralement appliquer pour les installations neuves.Elle consiste rpertorier tous les rcepteurs, leurpuissance et leur cosinus moyen. Pour chaquegroupe, la tangente est calcule ainsi que la puis-sance de compensation.

tan = 1cos 1

Q = P(tan 0,4)

P = Wpt

tan = WpVAr Q

Q = P(tan 0,4)

La puissance ractive totale Q de compensation installer est de 7,2 + 14,9 = 22 kVAr pouvant trearrondie 25 kVAr : valeur standard dans les gammesde condensateurs.

Rcepteur Puissance(kW) cos tanQ

(kVAr)

Eclairage incandescence 10 1 0

Eclairage fluorescence 12 0,85 0,62 7,2

Chauffage 30 0,95 0,33 inutile

Moteurs 16 0,6 1,33 14,9

Si les conditions de fonctionnement (dure, simulta-nit des charges), sont connues avec prcision, ilest possible dappliquer ce calcul des coefficients decorrection pour permettre une approche plus prcise(voir page 269 pour information).

Protection des batteries de condensateurs

Le calibre de lappareil de protection doit tre dter-min sur la base dun courant demploi rel (IB) majorpar le coefficient K :K = 2 pour Q < 25 kVArK = 1,8 pour Q < 50 kVArK = 1,7 pour Q < 100 kVArK = 1,5 pour Q > 100 kVAr

Q : puissance ractive de la batterie de condensateurs(en kVAr)U : tension nominale du rseau triphas

IB = Q x 1000 x K3U


Les alimentations

Le terme gnral dalimentation dsigne la fourniture de lnergie. Lalimentation, mais plus gnralement les alimentations, sont assures par des sources (rseau, batteries, groupes). Le raccordement de ces sources, devenues multiples, ncessite de vritables automatismes et complexifie dautant plus le schma de la tte dinstallation.

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Les alimentations ncessaires pourront tre dtermines partir des critres de dfinition delinstallation (rcepteurs, puissance, localisation)et des conditions dexploitation (sret, vacuationdu public, continuit).

On distingue :- l'alimentation principale- l'alimentation de remplacement- l'alimentation pour service de scurit- l'alimentation auxiliaire.

Alimentationde remplacement

(secours)

Alimentationde remplacement

(2e source)

Alimentationauxiliaire

Alimentationsans

interruption

Commande

Gestion des

sources

Circuits dlestsCircuits non prioritaires

Dlestage

Tableau gnral

Circuitssans interruption

Circuits de scurit

Alimentation pourservice de scurit

Tableau de scurit

Alimentationprincipale

Architecture gnrale type

ALIMENTATION PRINCIPALEALIMENTATION DE REMPLACEMENT

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Destine lalimentation perma-nente de linstallation, elle est engnral issue du rseau de distri-bution public. Le choix entre hauteou basse tension se fait en fonctionde la puissance ncessaire (voir page 19).

Destine remplacer lalimenta-tion principale, elle est utilise :- soit en cas de dfaillance(secours), pour maintenir lexploita-tion (hpitaux, informatique, proces-sus industriel, agro-alimentaire,applications militaires, grandes surfaces de distribution)- soit dans un but conomique en se substituant en tout ou partie lalimentation principale (option dlestage, bi-nergie, ner-gies renouvelables).

ALIMENTATION PRINCIPALE

ALIMENTATION DE REMPLACEMENT

Poste de livraison HTA Transformateur HTA/BT Tableau gnral BT

< Slection de la source :2 DMX eninverseur de sources en tte dun TGBT

^ 2 DPX en inverseur de sources sur la mmeplatine avec commandes motorises

Configuration classique dune alimentationprincipale de puissance >

Botiersdautomatisme

pour la commandedes inverseurs

de sources >


Les alimentations (suite)

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ALIMENTATION POUR SERVICE DE SECURITE

Destine maintenir lalimentation, elle fournit lnergie ncessaire pour garantir la mise en scuritdu site en cas de dfaillance de lalimentation princi-pale et/ou de remplacement.Le maintien de lalimentation est impos pour :- les installations de scurit devant fonctionner en cas dincendie (clairage minimal, signalisation,alarme et secours incendie,dsenfumage)- les autres installations de scurit telles que les tlcommandes, les tlcommunications, lesmatriels participant la scurit des personnes(ascenseur, balisage, bloc opratoire).Elles sont caractrises par leur mise en fonctionne-ment (automatique ou manuel) et leur autonomie.

^ Alimentations stabilises secourues en 12, 24 ou 48 V, autonomie 1 heure

^ Les coffrets dnergie Relergy assurent lalimentation lectrique de scurit (AES) des systmes de scurit incendie

^ Alimentations redresses, filtres, stabilises, transformateurs de commande et de signalisation : toutes les rponses au besoin dalimentation auxiliaire sont dans le catalogue Legrand

ALIMENTATION POUR SERVICE DE SECURITEALIMENTATION AUXILIAIRE

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ALIMENTATION AUXILIAIRE

Destine au fonctionnement des auxiliaires (circuitset appareils de commande et de signalisation), elle estfournie par une source distincte issue ou non de l'ali-mentation principale. Son indpendance procure une certaine scurit de fonctionnement de linstallation.Elle est souvent dune tension ou dune nature diff-rente de l'alimentation principale (exemple : TBTalternatif ou continu). Lorsquelle est secourue et qu'elle satisfait certains critres (puissance, autonomie, etc.) elle peut tre assimile une alimentation pour service de scurit.

Bien que leur usage soit le plus souventncessit par la scurit des personnes (TrsBasse Tension de Scurit) ou par des besoinsde tensions diffrentes, il est important derappeler que les alimentations Legrandcomportant un transformateur reprsententune solution simple et efficace pour limiter la propagation des perturbations lectroma-gntiques et assurer lalimentation dappa-reils sensibles.

< Alimentationdes auxiliairesadapte aux besoinsen tension et en puissance

Le besoin de sret dans la fourniture delnergie est de plus en plus lev (conceptHDHQ : Haute Disponibilit, Haute Qualit). Des technologies nouvelles (microturbines,piles combustibles, arognrateurs, cellulesphotovoltaques) permettent ou vont per-mettre court terme la production dnergieen complment du rseau principal de distribu-tion. Des concepts nouveaux darchitecturepermettront dexploiter au mieux les diffren-tes sources en sectorisant les applicationsselon des critres tels que : secours, scurit,interruptabilit, priorit, haute qualit


Les sources

Indpendamment de leur usage, les sources se distingent essentiellementpar leur puissance, leur autonomie, lorigine de leur nergie et leur cotdexploitation.

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Les transformateurs sont gnralement abaisseurs, etpermettent dalimenter des installations basse tension partir dun rseau haute tension. Il existe deux typesde transformateurs qui se distinguent par leur modede construction : les transformateurs immergs et les transformateurs secs.

Transformateurs immergsLe circuit magntique et les enroulements sontimmergs dans un dilectrique liquide qui assure lisolation et lvacuation des pertes calorifiques du transformateur. Ce liquide se dilate en fonction de la charge et de la temprature ambiante.Les PCB et TCB sont dsormais interdits, lhuile min-rale est gnralement utilise. Elle est inflammable et ncessite des mesures de protection contre les risques dincendie, dexplosion et de pollution.

Dilectrique

Air

Transformateurs respirants

LES TRANSFORMATEURS HTA/BT

Normes de construction pour les transformateurs immergs

Puissance de 50 2 500 kVA (25 kVA possible) :Tension primaire jusqu 36 kVTension secondaire jusqu 1,1 kVNF C 52-112-x, HD 428.x.S1 (x de 1 4)

Puissance > 2 500 kVA :Tension HTA suprieure 36 kVNF C 52-100, CEI 60076-x, HD 398-x (x de 1 5)

Un volume dair entrela surface de lhuile et le couvercle permet la dilatation du liquidesans risque de dbor-dement. Le transfor-mateur respire,mais lhumidit de lairse mlange lhuile etla rigidit dilectriquese dgrade.

Les protections les plus utilises sont le DGPT ou le DGPT2 : Dtecteur de Gaz, de Pression et deTemprature 1 ou 2 niveaux de dtection sur la temprature. Ce systme permet la coupure de la charge BT (1er niveau) puis de l'alimentation HT(2e niveau) lors d'une dfaillance lintrieur du trans-formateur. Un bac de rtention permet de rcuprer la totalit du liquide dilectrique.Des quatre types de transformateurs immergs :transformateurs respirants, transformateurs matelas de gaz, transformateurs avec conservateur et transformateurs remplissage intgral, seuls ces derniers sont actuellement installs.

LES TRANSFORMATEURS HTA/BT

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Transformateurs secsCe type de transformateur a l

guide puissance

Engineering