Calcul des installations électriques

|ECODIAL 3 |
|Logiciel permettant l'étude de dimensionnement de réseau de |
|distribution | [pic]
Ecodial Calcul des installations électriques Ecodial permet de déterminer tous les cas d'extension, modification et
mise en conformité des installations électriques. Utilisé par les
organismes de contrôle, il est particulièrement adapté pour des
simulations multiples. Fonctionnalités ( Réalisation rapide du schéma unifilaire.
( Calcul du bilan de puissance.
( Visualisation des courbes disjoncteurs et des calculs de sections
des câbles.
( Choix des protections Icc maxi., Icc mini., R, X et valeurs de
réglages disjoncteurs.
( Chutes de tension.
( Protections différentielles.
( Guide dans le choix des produits.
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|Fonction alimenter (générer) |
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|Bilan de puissance - Choix du transformateur HTA/BT |
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|Vérification des calculs à l'aide du logiciel ECODIAL 3 | |Niveau : TERMINALE |Travail Dirigé |Durée : 3 h 30 |
|COMPETENCES ATTENDUES |
|Choisir la source d'alimentation |
|Valider le choix de la source à l'aide d'un logiciel de calcul |
|PREREQUIS |
|Réalisation de l'exemple guidé fourni avec le logiciel ECODIAL 3 (création de |
|l'affaire et renseignement des informations concernant le projet, réalisation |
|du schéma électrique unifilaire du réseau, bilan de puissance) |
|Lois générales de l'électricité. |
|Les machines électriques (transformateurs et moteurs asynchrones triphasés) |
|CONNAISSANCES NOUVELLES |
|Effectuer un bilan de puissance en toute autonomie |
|CONDITIONS D'ETUDE |
|PC + logiciel ECODIAL 3 |
|EVALUATION |5 |4 |3 |2 |1 |
|- Quantité de travail fourni | | | | | |
|- Initiative et autonomie | | | | | |
|- Organisation, mise en ?uvre, | | | | | |
|contrôle d'une activité de | | | | | |
|réalisation, de maintenance | | | | | |
|- Mobilisation des connaissances | | | | | |
|Appréciations : |
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1 - MISE EN SITUATION Détermination de la puissance optimale d'un transformateur HTA/BT ? Surdimensionner le transformateur entraîne un investissement excessif et
des pertes à vides inutiles. Mais la réduction des pertes en charge peut
être très importante. Sous-dimensionner le transformateur entraîne un fonctionnement quasi
permanent à pleine charge et souvent en surcharge avec des conséquences en
chaîne : ( rendement inférieur (c'est de 50 à 70 % de sa charge nominale qu'un
transformateur a le meilleur rendement) ;
( échauffement des enroulements entraînant l'ouverture des appareils
de protection et l'arrêt plus ou moins prolongé de l'installation ;
( vieillissement prématuré des isolants pouvant aller jusqu'à la mise
hors service du transformateur ; la norme CEI 354 signale qu'un
dépassement permanent de température du diélectrique de 6 °C réduit de
moitié la durée de vie des transformateurs immergés. Aussi, pour
définir la puissance optimale d'un transformateur, il est important de
connaître le cycle de fonctionnement saisonnier ou journalier de
l'installation alimentée : puissance appelée simultanément ou
alternativement par les récepteurs dont les facteurs de puissance
peuvent varier dans des proportions considérables d'un récepteur à
l'autre et selon l'utilisation. |Transformateur Alsthom 800 kVA - 20 kV |Transformateur Alsthom 400 kVA - 20 kV |
|/ 400 V |/ 400 V |
| | |
|[pic] |[pic] |
|Pour information : poste 90 kV / 20 kV |
|[pic] | 2 - PRESENTATION DE L 'INSTALLATION ETUDIEE La distribution radiale arborescente de l'énergie électrique BT d'une usine
est organisée de la façon suivante : ? Document de travail N° 1, page 9 (remarque : ce document est incomplet). . poste de transformation HTA/BT et TGBT (Tableau Général Basse
Tension) placés au centre de gravité des points de consommation
d'énergie ;
. TDSA (Tableau de Distribution Secondaire A) pour la force motrice et
les prises de courant de l'atelier de mécanique A ;
. TDSB (Tableau de Distribution Secondaire B) pour les fours, la force
motrice et les prises de courant de l'atelier de traitements
thermiques B ;
. TDSC (Tableau de Distribution Secondaire C) pour l'éclairage général
de l'usine. 3 - TRAVAIL DEMANDE Vous allez devoir au cours de cette activité, effectuer des calculs qui
vont permettrent de déterminer la puissance nominale du transformateur de
l'usine présentée précédemment (méthode de calcul utilisée par le logiciel
ECODIAL 3).
Vous allez par la suite comparer vos résultats à ceux trouvés par ECODIAL
3. Remarque : tous les calculs demandés devront être justifiés sur votre
compte rendu, les résultats de ces calculs seront à noter au fur et à
mesure de l'avancement de votre travail sur le document de travail N° 1.
3.1. - Bilan de puissance et choix du transformateur : calculs manuels
3.1.1. - Etude du Tableau de Distribution Secondaire TDSB ? Calculer les courants IaM21, IaM22 et IAM23 respectivement absorbés par
les moteurs M21, M22 et M23.
On précise :
M21 : Pn = 18,50 kW - cos ( = 0,85 - ( = 0,88 ;
M22 : Pn = 18,50 kW - cos ( = 0,85 - ( = 0,88 ;
M23 : Pn = 18,50 kW - cos ( = 0,85 - ( = 0,88 ;
les moteurs sont alimentés sous 400 V 3 ~.
? Documents techniques : ''moteurs asynchrones''. ( Calculer les courants d'emploi IbM21, IbM22 et IbM23.
On précise : IbM.. = IaM.. X Ku
? Documents techniques pour définition et valeur de Ku : ''puissance
d'utilisation d'une installation''.
Remarque : les courants d'emploi IbM21 à IbM23 sont à arrondir au
nombre entier inférieur (principe adopté par ECODIAL 3). ( Calculer les courants d'emploi IbL24 et IbL25 (circuits prises de
courant).
On donne : Ku = 0,4
Remarque : les courants d'emploi IbL24 et IbL25 sont à arrondir au
nombre entier inférieur (principe adopté par ECODIAL 3). ( Calculer le courant d'emploi IbB au niveau du TDSB.
On précise : IbB = ((IbL18àIbL25) . Ks
? Documents techniques pour définition et valeur de Ks : ''puissance
d'utilisation d'une installation''.
3.1.2. - Etude du Tableau de Distribution Secondaire TDSC ( Calculer le courant d'emploi IbC (remarque : une réflexion de votre part
s'impose).
? Documents techniques pour valeur de Ks : ''puissance d'utilisation
d'une installation''.
3.1.3. - Etude du Tableau Général Basse Tension TGBT ( Calculer le courant d'emploi total IbT.
Remarque : les courants d'emploi IbA à IbC sont à arrondir au nombre
entier inférieur (principe adopté par ECODIAL 3).
? Documents techniques pour valeur de Ks : ''puissance d'utilisation
d'une installation''.
3.1.4. - Choix de la puissance nominale du transformateur
( A partir du courant d'emploi total IbT (déterminé précédemment), calculer
la puissance d'utilisation Pu en kVA que la source (transformateur) devra
fournir.
On précise :
Pu = Un . IbT . (3 . c
avec :
Pu : puissance apparente en VA ;
IbT : courant d'emploi total en A ;
Un : tension nominale entre phases du transformateur
= 400 V ;
c : facteur de tension (variations de tension côté
HTA) = 1,05. ( Faire Pu majorée = Pu . Km avec Km = 1,5
Information : Km est un coefficient (valeur comprise entre 1,2 et 2)
qui permet de tenir compte d'une croissance normale des besoins en
énergie (extension possible). ( Choisir la puissance nominale normalisée (Pn en kVA) du transformateur.
? Documents techniques : ''puissances nominales normalisées des
transformateurs (en kVA)''. [pic]
3.2. - Bilan de puissance et choix du transformateur : calculs effectués à
l'aide du logiciel Ecodial 3 3.2.1 - Lancement de l'application
( Mettez l'ordinateur désigné par le Professeur sous tension.
( Double-cliquez l'icône de l'application Ecodial3. Après quelques
secondes, la fenêtre principale de l'application apparaît.
( Cliquez sur le bouton OK se trouvant sur la boîte de dialogue
Caractéristiques