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Electricité Industrielle Chapitre I :Conception d’une installation BT I. Méthod

Electricité Industrielle Chapitre I :Conception d’une installation BT I. Méthodologie I.1. Marche à suivre L’étude et la conception d’une installation basse tension (BT) doivent :  Garantir à son utilisateur que l’installation répond parfaitement à ses besoins.  Respecter les normes et applications en vigueur. Une concertation entre l’utilisateur et l’installateur (bureau d’études) doit aboutir à un accord commun sur les options de base les plus judicieuses à savoir :  Détermination de la puissance du transformateur MT/BT de l’installation.  Choix du régime de neutre.  Elaboration de la distribution BT tel que : implantation du poste et des tableaux de distribution, séparation des circuits, distribution on non du neutre,…  Choix des enveloppes (armoires et coffrets), et de l’appareillage  Choix d’éventuelles sources de secours ou de sécurité.  Mode de compensation de l’énergie réactive si besoin. Avant d’aboutir à un choix sur l’installation, certaines contraintes doivent être prises en considération telles que : - Les impératifs de continuité de service - Les caractéristiques de l’environnement - La présence ou pas d’un service d’entretien compétent - Les caractéristiques des récepteurs - La puissance de l’installation à court et moyen terme. A B C D dresser la liste des récepteurs avec leur répartition géographique établir un diagramme de distribution faire la somme des puissances actives et réactives analyser avec l’utilisateur les impératifs de la continuité de service et les possibilités d’entretien on en déduit :  emplacement du poste  emplacement des tableaux de distribution  cheminement des câbles on en déduit :  puissance des sources (transfo, source de secours et/ou sécutité)  puissance des batteries de compensation  intensité véhiculée pour chaque circuit on en déduit :  le régime de neutre  choix de technologie de tableau  choix des câbles et appareillage I.2. Puissance du transformateur MT/BT Dans une installation BT, il n’est pas préconisé que tous les récepteurs fonctionnent tous ensemble, ni même en pleins charge. De ce fait, il n’est pas nécessaire ni même souhaitable que la puissance du transformateur soit égale à la somme des puissances des récepteurs installés. Y.CHABANE Page 1 Electricité Industrielle Chapitre I :Conception d’une installation BT Par contre, une croissance des besoins en énergie dans le temps est à envisager. La puissance du transformateur doit se définir donc en tenant compte de cette croissance à travers un coefficient (facteur) de puissance moyen. La détermination de la puissance installée doit tenir en compte les facteurs suivants : - Un coefficient d’utilisation Ku qui traduit le fait que les récepteurs ne sont pas à pleine charge - Un coefficient de simultanéité Ks qui traduit le fait que les récepteurs ne fonctionnent pas tous en même temps - Un coefficient d’augmentation prévisible Ka Et la puissance du transformateur à installer est Ptranfo tel que : cos installée transfo u s a P P K K K ϕ ≥ × × × Ptranfo en KVA Pinstallée en KW Exemple : I.3. Installation de sécurité et alimentation de remplacement I.3.1. Installation de sécurité Certaines installations comportent des équipements dont le fonctionnement est impératif pour la protection des personnes tel que - l’éclairage de sécurité. - Les alarmes - Les suppresseurs incendie - Les équipements de désenfumage Dans ce cas, une ou plusieurs sources de sécurité doivent être prévues si il y’a absence la tension de la source. Le choix de la source de sécurité doit prendre en considération plusieurs paramètres dont on peut citer :  La puissance nécessaire à secourir.  L’autonomie minimale à assurer  L’état (sous tension, ou hors tension) des installations de sécurité en fonctionnement normal I.3.2. Alimentation de remplacement Lorsque le fonctionnement de certains équipement doit être assuré dans une installation électrique même en cas d’absence de la tension normale, on sera amené à prévoir une source de remplacement sur laquelle ces récepteurs peuvent être commutés (figure 1). Y.CHABANE Page 2 Electricité Industrielle Chapitre I :Conception d’une installation BT Figure 1 : alimentation de remplacement par groupe électrogène Les centres de calcul (alimentation des serveurs, ordinateurs, ..etc.) représentent un type de matériel dont l’interruption de l’alimentation n’est pas recommandée, on utilise dans ce cas une source de remplacement statique sans coupure via des onduleurs. I.4. Régime de neutre Il caractérise la position du point neutre du secondaire d’un transformateur par rapport à la terre. Position qui va par la suite conditionner le choix des protections contre les défauts d’isolement (les contacts indirects). En BT, il existe à ce jour trois différents types de schémas de liaison à la terre SLT (figure 2) : 1) Schéma TT : neutre relié à la terre. 2) Schéma TN : mise au neutre 3) Schéma IT : neutre isolé ou impédant Rn Ru Rn Ru Ru PE N Schéma TT Schéma TN Schéma IT Figure 2 : Différents schémas régime de neutre I.5. Elaboration de la distribution BT I.5.1. Implantation du poste et des tableaux de distribution D’une façon générale, on implantera le poste MT/BT le plus prés possible du centre de gravité des points de consommation d’énergie. C’est la solution la plus économique étant donné qu’elle optimise la longueur et la sections des câbles BT. ² MT BT Circuits non prioritaires Circuits prioritaires Dispositif d’inversion de source G Y.CHABANE Page 3 Electricité Industrielle Chapitre I :Conception d’une installation BT I.5.2. Division en circuits La division d’une installation en plusieurs circuits permet :  D’isoler les conséquences d’un défaut au seul circuits concerné  De faciliter la recherche d’un défaut  De permettre les opérations d’entretien sur un circuit sans couper toute l’installation. Les deux modes d’installation le plus fréquemment utilisés sont détaillés dans le tableau 1 Tableau 1 : Les différents modes de distribution BT distribution radiale la plus employée, elle est systématiquement préconisée dans toute installation BT départs principaux niveau A A départs secondaires niveau B circuits terminaux niveauC B C avantages : seul le circuit en défaut est mis hors tension localisation facile de défaut opérations d’entretien sans coupure générale de toute l’installation inconvénient : un niveau au niveau A affecte les niveaux B et C distribution en peigne elle est sur tout utilisée pour les installations peu étendues de faible puissance A B Départ général Niveau A Circuits d’utilisation Niveau B avantages : sur un défaut autre qu’en A, coupure d’un seul circuit inconvénients les caractéristiques de l’appareillage de la protection au niveau B doivent être élevées. I.6. Choix de l’appareillage et des tableaux L’appareillage de distribution électrique est mis en œuvre pour remplir un certain nombre de fonctions électriques qui sont : protection, sectionnement et commande. I.7. Compensation de l’énergie réactive Toute installation électrique consomme : - une énergie active (P) transformée en chaleur ou en travail - une énergie réactive (Q) nécessaire à l’excitation magnétique des récepteurs (moteurs et transformateurs) Si l’énergie réactive est fournie par le distributeur (ce qui est souvent le cas), cette solution présente l’inconvénient d’une surfacturation à l’utilisateur si tg φ de son installation dépasse 0,6. De ce fait, il est préférable de prévoir à la conception, l’installation d’une armoire de compensation d’énergie réactive. Y.CHABANE Page 4 Electricité Industrielle Chapitre I :Conception d’une installation BT II. Caractéristiques des récepteurs La connaissance de la puissance absorbée par les récepteurs est nécessaire pour la détermination du transformateur. La connaissance de l’intensité des courants absorbés par les récepteurs, des courants nominaux des transformateurs et des pointes de courant est essentielle pour le choix de l’appareillage et des câbles. II.1. Moteurs asynchrones La puissance nominale (Pn) en kW ou puissance utile, correspond à la puissance mécanique disponible sur l’arbre. L’intensité absorbée Ia est donnée par les formules ci-après :  en triphasé : n a P I = 3×U×η×cosφ  en monophasé : n a P I = U×η×cosφ Le tableau 1 de l’annexe 1 indique, en fonction de la puissance nominale des moteurs, les intensités nominales typiques du courant moteur pour différentes valeurs de tension d'alimentation.  Intensité du courant de démarrage des moteurs Id  Moteurs à rotor à cage à démarrage direct Id=4,2 à 9In pour moteurs à 2 pôles, Id=4,2 à 7Id pour moteurs à plus de 2 pôles (en moyenne 6In)  Moteurs à rotor bobiné (à bagues) Id=1.5à3In en moyenne (il dépend généralement de la valeur des résistances rotoriques de démarrage). II.2. Appareils de chauffage et lampes à incandescence normales ou à halogène La puissance absorbée est généralement donnée par le fabricant, le tableau 2 de l’annexe 1 permet d’identifier directement sur tableau la valeur du courant absorbé. L’intensité du courant peut aussi être calculée à partir des formules ci-dessous :  en triphasé : n a P I = 3U  en monophasé : n a P I = U Remarque : Pour une lampe, la présence de gaz halogène permet d'avoir une source lumineuse plus concentrée. Le rendement est supérieur, la durée de vie doublée. à la mise sous tension, le filament froid est à l'origine de pointes de courant intenses et brèves. II.3. Appareils d’éclairage fluorescent II.3.1.1. Lampes ﬂuorescentes avec ballast La puissance indiquée sur la tube uploads/s3/ chap-1 5 .pdf