Exercices sur les puissances - Académie de Poitiers
« 3 puissance 4 s’écrit » 3×4 34 43 N°2 5×5×5×5×5×5 s’écrit 55 65 56 N°3 (-10)2 est égal à -100 -20 100 N°4 -10 2 est égal à -100 -20 100 N°5
DIMENSIONNEMENT D’UNE INSTALLATION ÉLECTRIQUE BT
a Bilan de puissance 5 Choix des protections et calibres a Exercices d’application 6 Dimensionnement des conducteurs a Exercices d’application 7 Calcul de la chute de tension a Exercices d’application 8 Calcul des courants de courts-circuits (Icc) a Exercices d’application Dimensionnement d’une installation électrique BT
Outil de calcul des performances décollage et atterrissage
Bilan des performances à l’atterrissage 40 Météo (“Weather”) 40 ACARS 41 Recevoir des messages 41 Envoyer un message 42 Éditeur 42 CHAPITRE 5 - UTILISER TOPCAT 44 Calcul des performances de décollage 45 Calcul des performances d’atterrissage 46 CHAPITRE 6 - AVERTISSEMENTS ET REMERCIEMENTS 48 CHAPITRE 7 - ANNEXES 50
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DIFFUSION RESTREINTE
SOMMAIRE
1. Tour de table
2. Rappel et présentation du module
a. Domaines réglementaires et normatifs b. Rappel des SLT c. Méthodologie3. Formules et grandeurs électriques
a. Formules b. Coefficient (ku, ks et ke)4. Besoin en énergie
a. Bilan de puissance5. Choix des protections et calibres
a. Exercices d'application6. Dimensionnement des conducteurs
a. Exercices d'application7. Calcul de la chute de tension
a. Exercices d'application8. Calcul des courants de courts-circuits (Icc)
a. Exercices d'application2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT2
LP MEEDD
9. Sources et logiciels
10. Questions/suggestions
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PRÉSENTATION, PARCOURS SCOLAIRES/PROFESSIONNELS ET LIENS AVECL'ÉLECTRICITÉ1. Tour de table
2019/2020
Dimensionnement d'une installation électrique BT3LP MEEDD
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Ma présentation
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT4
LP MEEDD
• Abderahmen ALOUI - 27 ans • Parcours scolaires : • Bac STI en Génie électrotechnique au Lycée Paul Langevin • DUT GEII à l'université de Toulon (IUT)• Ecole d'ingénieur en électronique, électrique et informatique à l'ISEN/ITII en alternance (DCNS)
• Parcours professionnels :• 2012 à 2015 : Ingénieur en génie électrique en alternance au sein du groupe DCNS, à l'arsenal de Toulon
• 2015 à 2018 : Responsable technique en génie électrique au sein du groupe DCNS, à l'arsenal de Toulon
• 2018 à Aujourd'hui : Directeur d'essai au sein du groupe DCNS, à l'arsenal de Toulon • Exemples de projets : • Refonte du contrôle commande de 2 pompes de 1,5 MW chacune • Responsable de la maintenance de 2 groupes tournants de 5 MVA chacun • Etudes de conception des sources d'alimentation électriques des nouveaux sous-marins • Réalisation, contrôles et essais des sources pour les nouveaux sous-marins © Propriété Naval Group SA 2018Tous droits réservésDIFFUSION RESTREINTE
2. Rappel et présentation du module
2019/2020
Dimensionnement d'une installation électrique BT5LP MEEDD
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Domaines réglementaires et normatifs
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT6
LP MEEDD
Le module est porté sur le dimensionnement d'une installation en BT (Basse Tension), ce qui implique que la plage de tension est comprise entre :0 et 1000 V.
Pour rappel, ci-dessous les domaines de tension :
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Domaines réglementaires et normatifs
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT7
LP MEEDD
Il existe deux types de texte régissant les règles à prendre en compte dans le dimensionnement d'une installation électrique en BT :Les textes réglementaires
Les textes normatifs.
Les principaux en BT sont :
NF C 15-100 / CEI 60364 (série) : Installations électriques à basse tension ; UTE C 18-510 : Recueil d'instructions de sécurité électrique pour les ouvrages ; NF C 15-105 : Détermination des sections de conducteurs et choix des dispositifs de protection ;Code du travail.
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Domaines réglementaires et normatifs
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT8
LP MEEDD
En France, les tensions utilisées sont normalisées sous la fréquence 50 Hz.Les principales sont :
En monophasé : 12V, 24V, 48V, 120V, 230V ;
En triphasé : 400V et 690V.
Exemple des limites d'application des normes :
HT BTO : Point de raccordement du poste au réseau HTA.A : Appareil de sectionnement HTA.D : Dispositif de protection HTA.C : Comptage.S : Dispositif de sectionnementT : Transformateur HTA/BT.
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Rappel des SLT
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT9
LP MEEDD
Le SLT " Schéma de Liaison à la Terre » en BT caractérise le mode de raccordement à la terre
du secondaire du transformateur HT/BT et les manières de mettre à la terre les masses de l'installation.L'objectif de ces schémas est d'empêcher qu'à la suite d'un défaut d'isolement (phase/terre), une
personne puisse se trouver soumise à une tension de contact supérieure à UL= 50 V (25 V pour
un local humide et 12 V pour un local immergé) pendant un temps tel qu'il puisse en résulter des
dommages organiques. Les temps sont imposés par la norme CEI 60364-4-41 dans les conditions suivantes : A noter, pour les circuits de distribution, dans tous les cas les temps de coupure doivent être inférieurs à 5 s. © Propriété Naval Group SA 2018Tous droits réservésDIFFUSION RESTREINTE
Rappel des SLT
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT10
LP MEEDD
Le choix du SLT est à faire lors de la conception, en fonction des besoins et contraintes.A savoir, que certains SLT sont exigés et d'autres interdit en fonction des risques/utilisations. Par
exemple, le " IT » est imposé pour les hôpitaux et le " TNC » interdit pour les installations
comportant des risques incendies et/ou explosions. L'identification des types de schémas est ainsi définie au moyen de 2 lettres : la première pour le raccordement du neutre du transformateur HT/BT (2 cas possibles) : "T» pour " raccordé » à la terre ; "I» pour " isolé » de la terre. © Propriété Naval Group SA 2018Tous droits réservésDIFFUSION RESTREINTE
Rappel des SLT
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT11
LP MEEDD
la deuxième pour le type de raccordement des masses d'utilisation (2 cas possibles) : "T» pour " raccordé directement » à la terre ;"N» pour " raccordé au neutre » à l'origine de l'installation, lequel est raccordé à la terre.
La combinaison de ces deux lettres donne 3 configurations possibles : "TT» : neutre du transformateur T et masse T ; "TN» : neutre du transformateur T et masse N ; "IT» : neutre du transformateur I et masse T. © Propriété Naval Group SA 2018Tous droits réservésDIFFUSION RESTREINTE
Rappel des SLT - " TT »
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT12
LP MEEDD
Dans ce type de schéma toutes les masses destinées à être protégées par un même dispositif de coupure
doivent être reliées au même système de mise à la terre. Le point neutre de chaque source est relié à une
terre distincte de celle des masses.La coupure automatique en schéma TT s'obtient lors du 1erdéfautpar un dispositif différentiel résiduel (DDR) de sensibilité :
Exemple :La résistance de la prise de terre du neutre R nest de 10 Ω. La résistance de la prise de terre des masses d'utilisation RAest de 20 Ω.
L'intensité de défaut d'isolement interne du moteur I dest 230/30 = 7,7 A.La tension de contact U
c= I dx RA= 154 V : tension de défaut dangereuse car
> 50 V.Le seuil maximal de déclenchement du DDR, I
2,5 A. La tension dangereuse sera éliminée par un DDR classique
(ex. : IΔn= 300 mA) en moins de 30 ms.
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Rappel des SLT - " IT »
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT13
LP MEEDD
L'installation est soit " isolée de la terre » ou un point de l'alimentation, généralement le neutre, est mis à la terre à travers une
impédance " neutre impédant ». A noter, que cette impédance est généralement nommée " Zn » et égale à 1500 Ω. Elle sert à
réduire les variations de potentiel entre réseau et terre ayant pour origine des perturbations venant de la HT.
Les masses des récepteurs sont mises à la terre :soit ensemble (interconnectées par un conducteur de protection PE et collectivement mises à la terre à la borne principale),
soit individuellement ou par groupes (mises à la terre à des prises de terre différentes). Pour ce cas, il faut installer un DDR
pour chaque groupe, le réglage est identique à celui utilisé pour le SLT en " TT ». En schéma IT, on souhaite que la coupure automatique n'intervienne pas lors du premier défaut. Pour ce faire, la NF C 15-100, partie 537-3, recommande fortement la recherche de 1 erdéfaut, via l'utilisation d'un "C.P. I »(ContrôleurPermanent d'Isolement).Le CPI permettra donc de signaler le 1erdéfaut.Cas au 1erdéfaut :
Le premier défaut implique donc une tension de contact très faible (< 3V majoritairement), ce qui est inférieur à la valeur UL de 50 V.20Ω
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Rappel des SLT - " IT »
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT14
LP MEEDD
A l'apparition d'un deuxième défaut à la terre, soit sur une autre phase ou soit sur le conducteur neutre, une coupure rapide de l'alimentation est obligatoire
par la protection contre les surintensités (magnétique du disjoncteur ou fusible).Dans ce cas, on obtient un court-circuit entre deux phases actives (phase/phase ou phase/neutre) via l'interconnexion des masses. Aucune résistance de terre ne se situe
sur le chemin du courant de défaut, ce qui implique un valeur de défaut très importante (du fait de la faible résistance linéique des câbles).
Il est démontré que dans le cas le plus défavorable l'impédance de boucle de défaut est le double de l'impédance de boucle du circuit à protéger. De ce fait, il est
nécessaire de doubler l'impédance de boucle du circuit pour calculer le niveau du courant de deuxième défaut présumé et le réglage de son dispositif de protection contre
les surintensités.Cas au 2nd défaut :
Avec neutre :
Sans neutre :
Le second défaut implique donc une surintensité importante, ce qui doit faire déclencher les protections (magnétique si disjoncteur ou fusible).
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Rappel des SLT - " IT »
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT15
LP MEEDD
En résumé, la mise en oeuvre d'un schéma de liaison à la terre "IT» nécessite : L'installation d'un CPI qui permet de signaler le 1 erdéfaut (signal sonore ou visuel) ;La recherche et la localisation du 1
erdéfaut par une équipe compétente du service compétent ;Le premier défaut est maîtrisé car la tension de contact " Uc » est très faible, donc pas de
déclenchementLa protection contre les surtensions provenant de la HT par l'installation d'un limiteur de surtension ;
Lors du 2
nd défaut, c'est la protection contre les surintensités qui permet de couper le circuit impliqué. © Propriété Naval Group SA 2018Tous droits réservésDIFFUSION RESTREINTE
Rappel des SLT - " TN»
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT16
LP MEEDD
Dans le schéma TN,
un point de l'alimentation, généralement le neutre, est mis à la terre à la borne principale,
les masses sont mises à la terre à la borne principale au moyen des conducteurs de protection (PE).
La manière dont le conducteur neutre est mis à la terre, dépend du type de SLT à mettre en oeuvre :
schéma TN-S, schéma TN-C ou schéma TN-C-S slide suivante.Dans tous les types de schéma TN, un défaut d'isolement est équivalent à un court-circuit phase neutre. Le niveau élevé des courants de défaut permet
d'utiliser les dispositifs de protection contre les surintensités pour assurer la protection des personnes contre les contacts indirects. Cependant pendant le
temps, très court, avant coupure, la tension de contact peut atteindre des valeurs excédant 50% de la tension phase neutre (soit 115V, si Rpe=Rph).
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Rappel des SLT - " TN»
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT17
LP MEEDD
Nota : le schéma TN, selon les normes CEI 60364 et NF C 15-100, comporte plusieurs sous-schémas :
"TN-C» : si les conducteurs du neutre N et du PE sont confondus (PEN) ; "TN-S» : si les conducteurs du neutre N et du PE sont distincts ; "TN-C-S» : utilisation d'un TN-S en aval d'un TN-C, (l'inverse est interdit).Attention, il faut savoir :
En schéma "TN-C», le conducteur PEN, neutre et PE confondus, ne doit jamais être coupé.En schéma "TN-S», comme dans les autres schémas, le conducteur PE ne doit jamais être coupé.
mm² Alu ou pour des câbles souples. © Propriété Naval Group SA 2018Tous droits réservésDIFFUSION RESTREINTE
Rappel des SLT - Résumé
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT18
LP MEEDD
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Exercices sur les SLT
2019/2020
Dimensionnement d'une installation électrique BT19LP MEEDD
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Méthodologie
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT20
LP MEEDD
L'étude d'une installation électrique en BT consiste à déterminer précisément : La puissance nécessaire au(x) source(s) d'énergie(s) (transformateurs, GE, etc...) ; Les canalisations (natures et sections des câbles ou jeux de barres) ; Les protections électriques et réglages associées (disjoncteurs ou fusibles). Chaque ensemble constitué par la canalisation et sa protection doit répondre simultanément aux conditions suivantes : Véhiculer le courant d'emploi permanent et ses éventuelles pointes transitoires ; Ne pas générer de chutes de tension susceptibles de nuire au fonctionnement de certains récepteurs, exemple : démarrage d'un moteur qui entraîne une chute de tension importante. © Propriété Naval Group SA 2018Tous droits réservésDIFFUSION RESTREINTE
Méthodologie
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT21
LP MEEDD
La méthodologie est formalisé comme suit :
Bilan de puissance
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3. Formules et grandeurs électriques
2019/2020
Dimensionnement d'une installation électrique BT22LP MEEDD
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Formules
2019/2020Dimensionnement d'une installation électrique BT23
LP MEEDD
Afin de dimensionner un installation, il est primordial de faire son inventaire des puissances électriques. L'inventaire des puissances réellement consommée par chaque récepteur permet d'établir : la puissance d'utilisation qui détermine le contrat de fourniture en énergie ; le dimensionnement du transformateur MT / BT, si existant (en prenant en compte les extensions de charges prévisionnelles ;les niveaux de charge pour chaque tableau de distribution.C'est ce qu'on appelle, faire un bilan de puissance
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