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Lycée G. Monnerville Électrotechnique / Construction Électrique SÉRIE N° FONCTI

Lycée G. Monnerville Électrotechnique / Construction Électrique SÉRIE N° FONCTION DISTRIBUER L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE Détermination de la Chute de Tension dans une Canalisation Exercice N° 1 L’alimentation d’un hôtel est effectuée à partir du réseau public (230/400V). Travail demandé : a) Calculer ∆U2 en volts et en % en utilisant les formules,  document technique DT1. b) Préciser la valeur maximum admise pour ∆U1 en %. T HTA/BTA 230/400 V U1 = ? % U2 = ? % U3 = ? % ∆ ∆ ∆ - L = 25 m - S = 4 mm - Ib = 20 A - conducteurs en cuivre Disjoncteur de branchement Disjoncteur télécommandé Chauffage 2 Facteur de puissance = 1 Exercive N° 2 Dans un atelier de fabrication de dalles plastiques l’armoire électrique contenant tout l’appareillage (puissance, commande, signalisation, alarme, automate, Altivar) est située à environ 100 mètres des ventilateurs du Tunnel de stabilisation. Chaque moteur de ventilateur est alimenté à partir du bornier de puissance de l’armoire électrique, par un câble en cuivre de type U1000RO2V de longueur 100 mètres et de section 1,5 mm2. Les conditions d’exploitation sont telles que chaque moteur absorbe une intensité efficace de 11 A avec un facteur de puissance de 0,8. Travail demandé : a) Préciser la signification des symboles permettant de désigner ce câble. b) Vérifier que la chute de tension à l’extrémité de chaque câble est acceptable, sachant que pour avoir un fonctionnement correct des ventilateurs, la chute de tension dans le câble doit être inférieure à 5 % (vous devez effectuer ces calculs à partir du tableau simplifié,  document technique : DT1. c) Cette chute de tension est-elle correcte ? d) Conclusion relative à la section du câble. (Remarque : si la chute de tension est incorrecte, vous devez recommencer les calculs avec une section de conducteurs immédiatement supérieure et effectuer un nouveau contrôle).  mémotech (page 112) pour section nominale des conducteurs. Nom du fichier : 200833015.doc 28/12/2013 19:36:00 Page 1 Lycée G. Monnerville Électrotechnique / Construction Électrique SÉRIE N° Document Technique : DT1 Détermination de la chute de tension - 1 - Limite maximale de la chute de tension La norme NF C 15-100 impose que la chute de tension entre l’origine de l’installation BT et tout point d’utilisation n’excède pas les valeurs du tableau 4 ci-après . chute de tension maximale entre l’origine de l’installation BT et l’utilisation éclairage autres usages (force motrice) alimentation par le réseau BT de distribution publique 3 % 5 % alimentation par poste privé HT/BT 6 % 8 % Tableau 4 : limite maximale de la chute de tension Remarque : lorsque la chute de tension est supérieure aux valeurs du tableau 4 ci-dessus, il sera nécessaire d’augmenter la section de certains circuits jusqu’à ce que l’on arrive à des valeurs inférieures à ces limites. récepteur abonné BT abonné propriétaire du poste HT/BT 5% (1) 8% (1) (1) entre le point de raccordement de l'abonné BT et le récepteur fig. 1 : chute de tension maximale Nom du fichier : 200833015.doc 28/12/2013 19:36:00 Page 2 Lycée G. Monnerville Électrotechnique / Construction Électrique SÉRIE N° - 2 - Calcul de la chute de tension en ligne en régime permanent - 2.1 - Calcul par les formules Le tableau 5 ci-après donne les formules usuelles qui permettent de calculer la chute de tension dans un circuit donné par km de longueur. Si : IB : courant d’emploi en ampère L : longueur du câble en km R : résistance linéaire d’un conducteur en Ω/km R = 22,5%OMEGA .mm2/km S (section enmm2) pour le cuivre R = 36%OMEGA.mm2/km S (section enmm2) pour l’aluminium Nota : R est négligeable au delà d’une section de 500 mm2. X : réactance linéique d’un conducteur en Ω/km ; X est négligeable pour les câbles de section inférieure à 50 mm2. En l’absence d’autre indication on prendra X = 0,08 Ω/km . ϕ : déphasage du courant sur la tension dans le circuit considéré ; généralement :  éclairage : cos ϕ = 1  force motrice : en démarrage : cos ϕ = 0,35 en service normal : cos ϕ = 0,8 Un : tension nominale entre phases. Vn : tension nominale entre phase et neutre. Pour les canalisations préfabriquées, la résistance R et la réactance X sont indiquées par le constructeur. circuit chute de tension en volt en % monophasé : deux phases ∆U = 2 IB L (R cos ϕ + X sin ϕ) 100 ΔU Un monophasé : phase et neutre ∆U = 2 IB L (R cos ϕ + X sin ϕ) 100 ΔU Vn triphasé équilibré : trois phases (avec ou sans neutre) ΔU = √3 IB L( Rcos ϕ + X sin ϕ) 100 ΔU Un Tableau 5 : formules de calcul de la chute de tension - 2.2 - Calcul à partir d’un tableau simplifié Le tableau 6 page suivante donne, avec une bonne approximation, la chute de tension par km de câble pour un courant de 1 A en fonction :  du type d’utilisation : force motrice avec cos ϕ voisin de 0,8 ou éclairage avec cos ϕ voisin de 1 ;  du type de câble monophasé ou triphasé. La chute de tension s’écrit alors : ∆U (volts) = K . IB . L K : donné par le tableau, IB courant d’emploi en ampères, L : longueur du câble en km. La colonne ‘’force motrice cos ϕ = 0,35’’ du tableau 6 (page suivante) permet si nécessaire de faire un calcul de la chute de tension lors d’un démarrage de moteur (voir exemple page suivante). Nom du fichier : 200833015.doc 28/12/2013 19:36:00 Page 3 Lycée G. Monnerville Électrotechnique / Construction Électrique SÉRIE N° section en mm2 circuit monophasé circuit triphasé équilibré force motrice éclairage force motrice éclairage Cu Alu service normal cos ϕ = 0,8 démarrage cos ϕ = 0,35 cos ϕ = 1 service normal cos ϕ = 0,8 démarrage cos ϕ = 0,35 cos ϕ = 1 1,5 24 10,6 30 20 9,4 25 2,5 14,4 6,4 18 12 5,7 15 4 9,1 4,1 11,2 8 3,6 9,5 6 10 6,1 2,9 7,5 5,3 2,5 6,2 10 16 3,7 1,7 4,5 3,2 1,5 3,6 16 25 2,36 1,15 2,8 2,05 1 2,4 25 35 1,5 0,75 1,8 1,3 0,65 1,5 35 50 1,15 0,6 1,29 1 0,52 1,1 50 70 0,86 0,47 0,95 0,75 0,41 0,77 70 120 0,64 0,37 0,64 0,56 0,32 0,55 95 150 0,48 0,30 0,47 0,42 0,26 0,4 120 185 0,39 0,26 0,37 0,34 0,23 0,31 150 240 0,33 0,24 0,30 0,29 0,21 0,27 185 300 0,29 0,22 0,24 0,25 0,19 0,2 240 400 0,24 0,2 0,19 0,21 0,17 0,16 300 500 0,21 0,19 0,15 0,18 0,16 0,13 Tableau 6 : chute de tension ∆U en volts / ampère et / km dans un circuit - 2.3 - Exemple L’abonné est alimenté par un poste privé HT/BT. Un câble triphasé cuivre de 35 mm2, 50 m alimente un moteur 400 V consommant :  100 A sous cos ϕ = 0,8 en régime permanent ;  500 A (5In) sous cos ϕ = 0,35 au démarrage. La chute de tension à l’origine de la ligne est en régime normal (consommation totale distribuée par le tableau : 1000 A) de 10 V entre phases. Quelle est la chute de tension aux bornes du moteur :  en service normal ;  au démarrage ?  chute de tension en régime normal : ∆U% = 100 ∆U/Un Le tableau 6 indique 1 V/A/km. ∆U câble = 1 . 100 . 0,050 = 5 V ∆U total = 10 + 5 = 15 V soit : 15 V/400 V = 3,75 % valeur inférieure autorisé par la norme (8%)  chute de tension au démarrage : ∆U câble = 0,52 . 500 . 0,050 = 13 V La chute de tension au niveau du tableau de distribution est supérieure à 10 V du fait du courant de démarrage du moteur. En supposant que le courant dans la ligne d’alimentation du tableau est pendant le démarrage du moteur de : 900 + 500 = 1400 A. La chute de tension au niveau du tableau vaudra : ∆U tableau = 10 . 1400/1000 = 14 V ∆U total = 13 + 14 = 27 V soit : 27 V/400 V = 6,75 % ce qui est tout à fait acceptable pendant un démarrage. 1000 A 400 V 50 m / 35 mm Cu IB = 100 A (500 A au démarrage) 2 exemple 1 abonné alimenté par un poste privé HT/BT Nom du fichier : 200833015.doc 28/12/2013 19:36:00 Page 4 Lycée G. Monnerville Électrotechnique / Construction Électrique SÉRIE N° Correction Exercice N° 1 a) Calcul de ∆U2 en volts Circuit monophasé : phase et neutre Chute de tension en volts : ∆U2 = 2 . IB . L (R cos ϕ + X sin ϕ), X est à négliger ⇒ ∆U2 = 2 . IB . L . R uploads/s1/ exos-dimensionnement-chute-de-tension.pdf