[PDF] Etude et Conception dune Installation Electrique Industrielle

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UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA

Faculté des Sciences Appliquées

Département de Génie Electrique

Mémoire

MASTER ACADEMIQUE

Domaine : Sciences et technologies

Filière : Génie électrique

Spécialité : Electrotechnique Industrielle

Présenté par :

OUATOUAT Amar BENZAOUI Khaled Mohammed Said

Thème:

Industrielle

Soumis au jury composé de :

Mr Mr Mr Année universitaire 2019/2020 Naceur Sonia MCA Président UKM Ouargla Benaouadj Mahdi MCB Encadreur/rapporteur UKM Ouargla

Bouhadouza Boubakeur MAA Examinateur UKM Ouargla

Remerciements

Avant tout, nous remercions ALLAH le tout puissant, le miséricordieux, qui nous a donné la force et le courage pour achever cet modeste travail. Nous remercions tout particulièrement nos parents, pour leur soutien inconditionnel au cours de ces longues ann Nous tenons à remercier tous les enseignants du département " Génie Electrique », spécialement notre encadreur Monsieur travail de mémoire.

Nos sincères remerciements

les membres du jury, pour l'honneur qu'ils nous feront en participant au jugement de notre travail. Enfin, nous remercions vivement, toute personne qui nous a aidée, de près ou de loin, à élaborer et à réaliser ce mémoire.

Dédicaces

Ouatouat Amar

Je dédie ce mémoire

Aux être les plus chères dans ma vie : mes parents, mes toujours soutenu tout au long de ces langues années tout voir réussir dans mes études. moments inoubliables.

Dédicaces

Benzaoui Khaled Mohammed Said

Je dédie ce mémoire

A mes chers parents, que nulles dédicaces ne puissent exprimer mes sincères sentiments pour leur patience illimitée, leur encouragement contenu, leur aide, et témoignage de mon profond amour et respect pour leurs grands sacrifices. leur grand amour et soutien gratitude. A mon très cher neveu Karim (Kimo), chers amis :

Khaled, Hashani, Abdelhaq, Omar et Zohir.

Table des matières

Table des matières

Liste des figures

Liste des tableaux

Introduction générale 01

Chapitre I : Généralités sur les installations électriques industrielles I.1. Introduction 04

I.2. Les installations électriques 04

I.2.1. Domaines de tension 04

I.2.2. Exigences générales pour la conception électrique 04

I.3. Les sources électrique 05

I.4. Distribution de 05

I.5. Les tableaux électriques 06

I.5.1. Tableau de distribution 06

I.5.2. Types des tableaux de distribution 06

I.5.3. tableaux BT 06

I.5.3.1. Alimentation des tableaux BT avec une seule 06 I.5.3.2. Alimentation des tableaux BT par double alimentation sans couplage 07 I.5.3.3. Alimentation des tableaux BT par une double alimentation avec couplage 07

I.5.4. Subdivisions des charges 08

I.6. Fonctions de base de électrique 09

I.6.1. Le sectionnement 09

I.6.2. La commande 09

I.6.3. La protection 09

I.6.3.1. Rôle de la protection 09

I.6.3.2. Qualités fondamentales de la protection électrique 10 I.6.3.2.1. La sélectivité des protections 10

Table des matières

I.6.3.2.2. Différents moyens de vérification du niveau de sélectivité 11

I.6.3.2.3. La filiation 13

I.6.3.2.4. Protection contre les chocs électriques 13

I.7. Conclusion 14

Chapitre II : Méthodologie de calcul des sections des câbles

II.1. Introduction 16

II.2. Bilan de puissance 16

II.2.1. Le courant 16

II.2.2. Principe du choix de la section des câbles 17

II.3. Choix du dispositif de protection 18

II.3.1. Protection contre les surcharges 18

II.3.2. Protection contre les courts-circuits 18

II.4. Le courant admissible non corrigé 19

II.5. Intensité admissible dans une canalisation 20

II.5.1. une canalisation 20

II.5.2. des conducteurs 20

II.5.2.1. Cas des canalisations non enterrées 20

II.5.2.2. Cas des canalisations enterrées 23

II.5.3. Section du conducteur de protection et du neutre 26

II.5.4. Vérification de la chute de tension 27

II.5.5. Longueurs maximales des câbles pour la protection contre les contacts indirects 29

II.5.5.1. Protection par disjoncteur 29

II.5.5.2. Protection par fusible 31

II.5.6. Vérification des contraintes thermiques des conducteurs 31

II.6. Conclusion 32

Table des matières

Chapitre III : Programmation et application III.1. Introduction 34

III.2. Description de 34

III.3. Algorithmes et organigrammes 37

III.4. Programmation et application 43

III.4.1. Evolution du programme pour 01 43

III.4.2. Evolution du programme pour 02 45

III.4.3. Evolution du programme pour 03 45

III.4.4. Evolution du programme pour 04 52

III.4.5. Evolution du programme pour 05 55

III.4.6. Récapitulatif des résultats 56

III.4.7. Schéma unifilaire final 57

III.5. Conclusion 58

Conclusion générale 59

Références bibliographiques 61

Liste des figures

Liste des figures

Chapitre I : Généralités sur les installations électriques industrielles

Figure I.1 : La distribution radiale 05

Figure 1.2 : Alimentation des tableaux BT avec une seule source 07 Figure 1.3 : Alimentation des tableaux BT par double alimentation sans couplage 07 Figure I.4 : Alimentation des tableaux BT par une double alimentation avec couplage 08 Figure I.5 : Représentation des charges et sources 09

Figure I.6 : La sélectivité totale 10

Figure I.7 : La sélectivité partielle 11

Figure I.8 : La sélectivité ampèremétrique 12 Figure I.9 : La sélectivité chronométrique 12 Figure I.10 : Protection contre les contacts directs 13 Figure I.11 : Protection contre les contacts indirects 14 Chapitre II : Méthodologie de calcul des sections des câbles Figure II.1 : Protection contre les surintensités 19

Figure II.2 : Courbe de fusion fusible 31

Chapitre III : Programmation et application

Figure III.1 : Plan de 34

Figure III.2 : Calcul des courants 38

Figure III.3 : Détermination des courants admissibles non corrigé 39 Figure III.4 : Calcul des courants admissibles corrigés 40 Figure III.5 : Détermination de la section du conducteur 41

Figure III.6 : Calcul de chute de tension 42

Figure III.7 : Fenêtre pour le choix du type de la charge 43 Figure III.8 : Fenêtre pour le choix du type de protection 45 Figure III.9 : Fenêtre pour le choix du type de canalisation 45 Figure III.10 : Fenêtre pour le du conducteur 46 Figure III.11 : Fenêtre pour le choix de la disposition des câbles jointif 46 Figure III.12 : Fenêtre pour le choix du nombre de circuits ou câbles 47 multiconducteurs

Liste des figures

Figure III.13 : Fenêtre pour le choix du nombre de couches 47 Figure III.14 : Fenêtre pour le choix de la température ambiante 48 Figure III.15 : Fenêtre pour le choix du type 48 Figure III.16 : Fenêtre pour le choix du type de canalisation 49 Figure III.17 : Fenêtre pour le choix du type de mode de pose des câbles enterrés 49 Figure III.18 : Fenêtre pour le entre circuits 49 Figure III.19 : Fenêtre pour le choix du nombre de circuits ou câbles 50 multiconducteurs Figure III.20 : Fenêtre pour le choix du nombre de couches 50 Figure III.21 : Fenêtre pour le choix de la nature du sol 51 Figure III.22 : Fenêtre pour le choix de la température su sol 51 Figure III.23 : Fenêtre pour le choix du type 52 Figure III.24 : Fenêtre pour le choix du type de canalisation 52 Figure III.25 : Fenêtre pour le choix du type de la matière des conducteurs 53 Figure III.26 : Fenêtre pour le choix du type 53 Figure III.27 : Fenêtre pour le choix de la lettre de sélection 53 Figure III.28 : Fenêtre pour le choix du nombre des conducteurs chargés 53 Figure III.29 : Fenêtre pour le choix du type de canalisation 54 Figure III.30 : Fenêtre pour le choix du type de la matière des conducteurs 54 Figure III.31 : Fenêtre pour le choix du type 54 Figure III.32 : Fenêtre pour le choix du nombre des conducteurs chargés 55

Figure III.33 : Fenêtre pour le choix du 55

Figure III.34 : Fenêtre pour le choix de la disposition des câbles 56

Figure III.35 : Schéma unifilaire final 58

Liste des tableaux

Liste des tableaux

Chapitre I : Généralités sur les installations électriques industrielles

Tableau I.1 : Domaines de tension 04

Tableau I.2 : Avantages et inconvénients de la distribution radiale 06 Chapitre II : Méthodologie de calcul des sections des câbles

Tableau II.1 : 17

Tableau II.2 : 17

Tableau II.3 : Valeurs du facteur de simultanéité en fonction du nombre des 17 récepteurs Tableau II.4 : Détermination du courant admissible en fonction de type de protection 19 Tableau II.5 : Détermination de la lettre de sélection en fonction du mode de pose 21

Tableau II.6 : Le facteur de correction K1 21

Tableau II.7 : Le facteur de correction K2 21

Tableau II.8 : Le facteur de correction K3 22

Tableau II.9 : Sections des conducteurs pour les canalisations non enterrées 23

Tableau II.10 : Le facteur de correction K4 24

Tableau II.11 : Le facteur de correction K5 24

Tableau II.12 : Le facteur de correction K6 24

Tableau II.13 : Le facteur de correction K7 25

Tableau II.14 : Sections des conducteurs pour les canalisations enterrées 26 Tableau II.15 : Section du conducteur de protection 26 Tableau II.16 : Relations pour la détermination de la chute de tension 27 Tableau II. 17 : Réactance des conducteurs en fonction du type de câbles et son mode 28 de pose Tableau II.18 : Chutes de tension admissibles dans les installations BT 28 Tableau II.19 : Temps de coupure maximaux pour le schéma IT (deuxième défaut) 29 Tableau II.20 : Temps de coupure maximaux pour le schéma TN 29

Tableau II.21 : Valeurs du coefficient K 32

Liste des tableaux

Chapitre III : Programmation et application

Tableau III.1 : Forces motrices 35

Tableau III.2 : Eclairage de 35

Tableau III.3 : Chauffage des bureaux 36

Tableau III.4 : Eclairage des bureaux 36

Tableau III.5 : Eclairage du parking 36

Tableaux III.6 : (x, y) 44

Tableau III.7 : calibres des disjoncteurs 45

Tableau III.8 : Cas des canalisations non enterrées 56 Tableau III.9 : Cas des canalisations enterrées 57

Introduction générale

2

Introduction générale

le produit le plus consommé au niveau mondial. Elle est aussi parmi les causes majeures du développement économique et industriel que notre

monde connaît. Pour les réseaux électriques industriels (qui sont un prolongement naturel du

réseau de distribution), cela impose une architecture plus ou moins complexe suivant le

niveau de tension, de la puissance demandée et de la requise.

Il ns défauts et

perturbations. En outre, les perturbations de production sont souvent générées par une

chacun des éléments du réseau : transformateurs, câbles, lignes et tableaux électriques qui

présentent le point de passage indispensable du courant électrique. Un tableau électrique

pondra aux exigences essentielles

comme la continuité du service et la sécurité, nécessite une étude et conception bien précises.

électrique industrielle. Pour aboutir à cet objectif, nous avons divisé notre travail en trois

chapitres :

Chapitre 01 est consacré à la définition des différentes structures, caractéristiques,

Chapitre 02 est dédié à

électrique et les techniques de calcul de la section des câbles des canalisations en tenant

compte des différentes conditions (modes de pose des canalisations, température ambiante, nature du sol, etc.).

Chapitre 03

installation électrique industrielle. Enfin, nous clôturerons ce mémoire par une conclusion générale.

Chapitre I :

Généralités sur les

installations

électriques industrielles

Chapitre I Généralités sur les installations électriques industrielles 4

I.1. Introduction

I.2. Les installations électriques

Une installation électrique est un ensemble cohérent de circuits électriques et leurs st la législation.

I.2.1. Domaines de tension

Selon la norme NF C 15-100,

1 kV en courant alternatif et 1.5 kV en courant continu.

Tableau I.1 : Domaines de tension

Domaine de tension Tension nominale

Courant alternatif Courant continu

Très basse tension TBT

Basse tension BTA

BTB Dans une installation, lorsque deux domaines de tensions sont utilisés en voisinage, une séparation électrique et physique doit les isoler [1]. I.2.2. Exigences générales pour la conception électrique

Exigences architecturales : la la

connaissance de la fonction de chaque espace dans les plans. Exigences mécaniques : elle correspond à la connaissance de toutes les charges construction.

Exigences électriques : la

les équipements et les systèmes qui fonctionnent en TBT comme les caméras de surveillance. Chapitre I Généralités sur les installations électriques industrielles 5

I.3. électrique

pour

les implémentations à alimenter. Elles sont divisées en : sources normales, sources de secours

et sources sans interruption [2]. La source normale : la principale source électrique. Elle doit alimenter les totalités des charges et les autres besoins du site. La source de secours : elle doit alimenter, en BT ou MT, les charges à secourir afin de garantir la continuité de service. La source sans interruption (ASI) : elles représentent des interfaces installées entre le réseau et les charges sensibles. La source de secours depuis chaque TGBT fournit son énergie électrique aux ASI afin de garantir leur permanence.

I.4. électrique

La norme NF C 15-100 recommande que toute installation doive être devisée en plusieurs circuits afin de minimiser les utilisé. La distribution radiale est le mode de distribution le plus employé. Elle est conseillée systématiquement dans toute installation industrielle.

Figure I.1 : La distribution radiale

Chapitre I Généralités sur les installations électriques industrielles 6 Les avantages et inconvénients de ce type de distributions sont résumés dans le tableau I.2. Tableau I.2 : Avantages et inconvénients de la distribution radiale Avantages Inconvénients - Seul le circuit en défaut est mis hors service. - Localisation facile. - Il des opérations - Un défaut survenant au niveau départ principal affecte tous les départs secondaires du niveau 2 et la distribution terminale du niveau 3.

I.5. Les tableaux électriques

I.5.1. Tableaux de distribution

Ces tableaux présentent le installation BT.

installé. Chaque type de tableau de distribution doit être adapté à son application.

I.5.2. Types des tableaux de distribution

reillage à basse tension, se différencient selon le type

Tableau général basse tension (TGBT).

Tableau secondaire.

Tableau terminal.

Tableau de contrôle-commande.

I.5.3. BT

I.5.3.1. Alimentation des tableaux BT avec une seule source de réparation [3]. Chapitre I Généralités sur les installations électriques industrielles 7

Figure 1.2 :

I.5.3.2. Alimentation des tableaux BT par double alimentation sans couplage ation. En cas Figure 1.3 : Alimentation des tableaux BT par double alimentation sans couplage I.5.3.3. Alimentation des tableaux BT par une double alimentation avec couplage

Le tableau T1

est fermé et un seul transformateur alimente la totalité de T1. Chapitre I Généralités sur les installations électriques industrielles 8

Pour le tableau T2, il

départs. En fonctionnement normal, le disjoncteur de couplage D6 est ouvert et chaque source le disjoncteur de couplage D6 est utre source alimente la totalité de T2. Figure I.4 : Alimentation des tableaux BT par une double alimentation avec couplage

I.5.4. Subdivisions des charges

La classification des charges se fait en fonction de leurs importance et priorité en [4] : Charges normales " non-essentielles » : ce sont les charges alimentées par la source principale. Elles représentent les récepteurs les plus importants. Charges de secours " essentielle » : elles sont alimentées par les deux sources normale et de secours, et sont mises hors tension quelques secondes pendent le transfert entre les sources. Ces charges représentent une partie des récepteurs les plus importants. Charges sans interruption " sensible » : ces charges sont sensibles et ne doivent pas être mises hors tension soudainement. Elles sont alimentées par les deux sources normale et de ASI. Chapitre I Généralités sur les installations électriques industrielles 9

Figure I.5 :

I.6. Fonctions de basse de électrique

fonctions : le sectionnement, la commande et la protection.

I.6.1. Le sectionnement

Pour des raisons de sécurité, cette fonction est destinée à assurer la mise hors tension de toute ou partie électrique.

I.6.2. La commande

I.6.3. La protection

électrique, par exemple, traverse le corps humain, il y a un risque de mort. Par conséquence, Il

est nécessaire de protéger les personnes et biens contre de tels dangers.

I.6.3.1. Rôle de la protection

sécurité des personnes et des biens. Pour cela, elle doit assurer la protection contre : - Les surintensités (surcharge et court-circuit). Chapitre I Généralités sur les installations électriques industrielles 10 - et détérioration des isolants). Un système de protection doit répondre aux exigences suivantes : - Eliminer seule la partie affectée par un défaut. - Préserver la stabilité du réseau et la continuité de fonctionnement. - Avoir un comportement - Etre fiable. - Garantir la sécurité des personnes et des biens. I.6.3.2. Qualités fondamentales de la protection électrique

Une bonne protection électrique doit posséder les qualités suivantes : rapidité, sureté,

sécurité, fiabilité, sélectivité et disponibilité.

I.6.3.2.1. La sélectivité des protections

La sélectivité est une technique consiste à coordonner les protections de manière à ce

é améliore la continuité

[5] : a) La sélectivité totale

La sélectivité entre deux dispositifs de protection placés en série est dite totale lorsque

le dispositif de protection aval assure -circuit maximale protection amont.

Figure I.6 : La sélectivité totale

Chapitre I Généralités sur les installations électriques industrielles 11 b) La sélectivité partielle

La sélectivité entre deux dispositifs de protection placés en série est dite partielle

-delà de cequotesdbs_dbs30.pdfusesText_36

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