structure d'une installation de distribution de l'énergie électrique

Click here to load reader

Post on 31-Dec-2016

227 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 1

    Distribution Basse Tension

    Structure dune installation de distribution de lnergie lectrique.

    Choix des protections lectriques dune installation.

    Choix de canalisations lectriques.

    Objectifs :

    justifier le choix des caractristiques dun disjoncteur choisir la section dun conducteur

    Pr-requis :

    lecture de schmas lectriques unifilaires

    Savoirs associs :

    lire et dcoder des notices de constructeurs.

  • 2

    Sommaire

    1. Disjoncteur Basse Tension (Disj B.T)

    1.1 Fonctions et caractristiques1.2 Types, domaines dapplications, courbes de dclenchement1.3 Prsentation de disjoncteurs1.4 Slectivit entre disjoncteurs1.5 Courbes de limitation

    2. Calcul de lintensit de court-circuit en un point dune installation

    2.1 Calcul du courant de court-circuit par la mthode des impdances2.2 Applications numriques

    3. Circuits lectriques : dtermination de la section des conducteurs

    3.1 Mthodologie3.2 Dfinitions : courant demploi, courant admissible, surintensit3.3 Dtermination pratique de la section minimale dune canalisation3.4 Dtermination de la chute de tension3.5 Tableaux rcapitulatifs3.6 Exercice dapplication

  • 3

    Une installation lectrique Basse Tension (B.T) est rgie par des textes classs en deuxcatgories :- les textes rglementaires (dcrets ou arrts) relatifs la protection des travailleurs dans les

    tablissements qui mettent en uvre des courants lectriques.- les textes normatifs (rgles de conception) : norme NFC-15-100.

    1. Disjoncteur Basse Tension

    1.1 Fonctions et caractristiques

    Un disjoncteur est un appareil mcanique de connexion capable dtablir, de supporter etdinterrompre un courant dans un circuit lectrique

    Constitution gnrale (cas dun disjoncteur bipolaire : 2 ples protgs).

    Un disjoncteur est capable dinterrompre un circuit quelqujusqu son pouvoir de coupure ultime : Icu exprim en

    Les dclencheurs sont de deux sortes :

    - les dclencheurs magnto-thermiques : en conditiosignificatif fonction de lintensit provoque le dclenchementmcanique : le bilame. En condition de court-circuit, (suprieure au courant de surcharge), le dclenchement est assucircuit magntique qui actionne un noyau.

    - les dclencheurs lectroniques dont lintrt est d- une plus grande prcision des seuils dedclenchement rglables selon lutilisation).

    E n v e lo p p ed e p ro te c t io n

    D isp o si ti fd a cc ro ch a g em c an iq u e

    L ia iso nm c an iq u e

    D c le n ch e u rth erm iq u e

    D c le n ch e u rm ag n tiq u e

    B o rn e d ec o n n ex io n

    S y m b o le

    Un disjoncteur protge linstallation : - contre les surchargthermique)

    - contre les courts-magntique)

    G n ra le m en t, o n n e rep r sen tep as le s d c len ch eu rs .Gnralement, on ne

    reprsente pas lesdclencheurs.

    e soit le courant qui le traverse kA (norme CEI.947-2).

    n de surcharge, lchauffement grce un lment thermo-partir dune certaine intensitr quasi instantanment par un

    obtenir : dclenchement (courbes de

    es (action du dclencheur

    circuits (action du dclencheur

  • 4

    - des possibilits dinformation locale ou distance. Le disjoncteur dispose de chambres de coupure dont le rle est de maintenir la tension

    darc une valeur convenable (voir cours sur larc lectrique).

    Caractristiques dun disjoncteur : un disjoncteur est caractris essentiellement par sonintensit nominale, sa tension nominale, son nombre de ples, son pouvoir de coupure, letype de dclencheur utilis et sa courbe de dclenchement.

    Exemple de schma unifilaire dune installation protge par disjoncteurs

    .

    .

    Rseau amont

    Disj A

    Disj B Disj C

    Rcepteur 1 Rcepteur 2

    * Disj A : Disjoncteur ttrapolaire (3 phases +neutre) ; calibre fonction de lintensit nominale durseau amont.* Disj. B : Disjoncteur bipolaire (phase + neutre) ;calibre fonction de lintensit nominale du rcepteur1.*Disj. C : Disjoncteur tripolaire (3 phases) ; calibrefonction de lintensit nominale du rcepteur 2.

    * La tension nominale de chaque disjoncteurcorrespond la tension entre 2 phases du rseauamont.

    * La courbe de dclenchement dun disjoncteur estfonction de la nature de la charge vue en aval decelui-ci.

    * Le pouvoir de coupure dun disjoncteur doit tresuprieur lintensit le traversant lors dun courtcircuit apparassant ses bornes.

  • 5

    1.2 Types, domaines dapplications, courbes de dclenchement

    Rappel : la principale fonction dun disjoncteur est dassurer la protection des circuits quilalimente. La protection des circuits doit tre assure contre :

    - les surcharges (dclencheur thermique bilame)- les courts-circuits (dclencheur magntique instantan ou retard).

    Courbe typique de dclenchement : elle reprsente la variation du temps de dclenchementdu disjoncteur en fonction du rapport I/In (ou multiple de In).

    Un courant suprieur In (I/In > 1) entraine le dclenchement du disjoncteur.

    Exemples :- I/In = 3 : la protection est assure par le dclencheur thermique

    (temps de dclenchement = t1)- I/In = 15 : la protection est assure par le dclencheur magntique

    (temps de dclenchement = t2)

    Selon le domaine dapplication du disjoncteur (sur charge rsistive, sur charge inductive,dclenchement instantan ou retard dsir), il existe diffrentes courbes dedclenchement. Parmi les plus employes, nous retiendrons la courbe B, la courbe C et lacourbe D.

    Courbe B

    t(s)

    Multip

    -

    -

    -

    t

    t1

    t2

    1 3 15 I/In

    Pouvoir decoupure

    : courbe dedclenchement thermique

    courbe de dclenchementmagntique

    I = intensit relle traversant le disjoncteurIn = calibre du disjoncteur

    Analyse de la courbeLlment thermique tolre :

    1,5 In durant 3 mn 2 In durant 30 s

    Llment magntique provoque la coupurepour 8 In au bout de 10 msFonctionnement du magntique : 3 5 fois InLe dclencheur courbe B est utilis lorsqueles longueurs des cbles sont importantes(protection des personnes avec schmas deliaisons la terre type IT ou TN).Le dclencheur courbe B est aussi utilis pourla protection des circuits rsistifs.

    le de In

  • 6

    Courbe C Courbe D

    Courbe MA : dclenchement 12 fois In sans dispositif thermique, le dclenchement estuniquement magntique (protection des dmarreurs des moteurs).

    Lintroduction de llectronique dans les disjoncteurs permet de raliser la protection et lasurveillance des rseaux B.T.Les units de contrle associes aux disjoncteurs ralisent les niveaux de protection suivants :

    - long retard LR (protection contre les surcharges).Ir (rglage du seuil de dclenchement du thermique) rglable de 0,4 1 fois I nominale dudisjoncteur.

    - Court retard CR (protection contre les courts-circuits).Im (rglage du seuil de dclenchement du magntique) rglable de 2,5 15 fois Ir selon letype de dclencheur.

    - Instantan : fixe ou rglable.

    Courbes types de dclencheurs lectronique

    Courbe type 1 Courbe type 2

    t(s)

    In

    t(s) t(s)

    In

    - protection des circuits fort appel decourant

    - fonctionnement du magntique : 5 10fois In

    - protection des circuits fort appel decourant

    - fonctionnement du magntique : 10 14fois In

  • 7

    Courbe type 1 : - protection contre les surcharges par dclenchement long retard (LR) rglable.- dclenchement instantan (seuil rglable) en cas de court circuit.

    Courbe type 2 : - protection contre les surcharges par dclenchement long retard (LR) rglable.- en cas de court circuit : dclenchement court retard (CR) rglable avec slectivit chronomtrique, dclenchement instantan haut seuil fixe.

    NOTA : pour ces types de disjoncteurs, la variation du temps t de dclenchement est donne enfonction du rapport I/Ir.

    1.3 Prsentation de disjoncteurs

    Disjoncteurs magnto-thermique

    En basse tension, les constructeurs les plus reprsentatifs sur le march franais sont : Legrand,Hager et Merlin-Grin.

  • 8

    Disjoncteurs avec dclencheur lectronique : disjoncteurs Masterpact M08-M10

    Unit de contrle : STR 28 D

  • 9

    1.4 Slectivit entre disjoncteurs

    Dfinition de la slectivit

    La slectivit peut tre : - ampremtrique- chronomtrique.

    Slectivit ampremtrique

    PdC1 : pouvoir de coupure du disjoncteur D1PdC2 : pouvoir de coupure de disjoncteur D2

    I dfaut = I1 : seul D2 souvreI dfaut = I2 : seul D2 souvre la slectivit est partielleI dfaut = I3 : D1 et D2 souvrent

    }

    Rseau amont

    Disj 1

    Disj 2 Disj 3

    Rcepteur 1 Rcepteur 2

    Dfaut

    Dans une installation lectrique, la continuit deservice est une ncessit (exemple : impratifs deproduction).

    Un dfaut survenant en un point quelconque delinstallation doit tre limin par le disjoncteurplac immdiatement en amont du dfaut.

    Exemple : un dfaut en aval de Disj 2 doit setraduire uniquement par louverture de Disj 2.

    La slectivit est totale si Disj 2 souvre et si Disj 1reste ferm.La slectivit est partielle si la condition note ci-dessus nest pas toujours respecte.

    D isj 1

    D isj 2D fau t

    t

    I

    D2 D1

    I1 I2 I3

    D1 et D2 : disjoncteurs rapides

    PdC2 PdC1

    D2 s ouvre seul

    D1 et D2 s ouvrent

  • 10

    La slectivit ampremtrique est dautant plus grande que lcart entre les calibres desdisjoncteurs D1 et D2 est important.

    Slectivit chronomtrique

    t

    I

    D2 D1

    I1 I2 I3

    D1 et D2 : disjoncteurs rapides

    I4

    I dfaut = I1 ou I2 ou I3 : seul D2 souvre.

    I dfaut = I4 : D1 et D2 souvrent, la slectivitest toujours partielle.

    La slectivit ampremtrique est amliorepar lutilisation dun disjonc

View more