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Dossier principal Dossier à rendre avec la copie, comprenant le questionnement

Dossier principal Dossier à rendre avec la copie, comprenant le questionnement et tous les espaces nécessaires pour les réponses : Partie A - Distribution électrique pages 2 à 13 A1 Etude de l'alimentation du tableau DGF711 A2 Protection des personnes Partie B - Etude de la propulsion pages 14 à 29 B1 Moteur et onduleur B2 Transformateur B3 Transformateur et redresseur simplifié B4 Hacheur de freinage Partie C - Perturbations électromagnétiques pages 30 à 36 C1 Généralités C2 Etude d'un signal perturbateur C3 Perturbations sur la tension C4 Etude d'un filtre Barème Partie A - Distribution électrique sur 70 Partie B - Etude de la propulsion sur 70 Partie C - Perturbations électromagnétiques sur 60 Corrigé Dossier principal 1 Partie A - Distribution électrique L’installation étudiée, dont le schéma se trouve page 3 de la partie présentation, fonctionne en 60 Hz. Dans un soucis de simplification, on utilisera les données de la norme C15-105. A1 Etude de l’alimentation du tableau DGF711 Cette partie doit permettre de choisir le câble rep F711 entre le tableau principal TPTF et le tableau démarreur moteur DGF711 alimentant les auxiliaires de démarrage. Pour des raisons de mise en œuvre, le constructeur utilise uniquement des câbles multipolaire triphasés de type BFOU en cuivre de section maximum 3 X 120mm² mis en parallèle si nécessaire. ♦ Réseau triphasé sans neutre ♦ UR : tension entre phase 440V ♦ Ik3 courant de court-circuit triphasé symétrique : 70kA au niveau du TPTF ♦ L : longueur 40m ♦ Cos ϕ moyen 0,83 ♦ Température 45°C ♦ Pose groupée sur chemin de câble avec 10 autres câbles ♦ Tension limite du local UL : 25V A11 Calcul du courant maximum d’emploi IB du câble F711 A partir de la documentation (doc A2), calculer le courant IB. Tous les moteurs de l’installation doivent pouvoir fonctionner simultanément, le coefficient d’utilisation moyen est de 0,89 et le client demande une puissance pour extension future de 20%. Le cos ϕ de tous les récepteurs est considéré comme identique. IB : Σ I * Ku*Ke IB = 279*0,89*1,2 IB = 298 A A12 Choix de la protection On posera : In1 : courant nominal du moteur le plus puissant. IB : courant en ligne. In : intensité nominale du déclencheur. Ir et Im : les courants long retard et court retard du déclencheur. IP : courant de pointe dans le circuit. I’z : intensité corrigée admissible dans la canalisation. IZ : intensité admissible dans la canalisation choisie. A121 Enoncer les conditions de choix du disjoncteur (dispositif de coupure) Le disjoncteur doit avoir un pouvoir de coupure et un courant assigné suffisants (ICU ≥ IK3) et I assigné (In ≥ IB) A122 Enoncer les conditions de choix du dispositif de protection Le dispositif de protection doit laisser passer le courant IB : réglage long retard ( IR ≥ IB) et les pointes d’intensité : réglage IM ≥ IP, protéger le câble contre les surcharges, les courts-circuits (Ir ≤ IZ) et assurer la sélectivité. Corrigé partie A 2 A123 En utilisant la documentation (doc A8 à A12), choisir A1231 Le disjoncteur de protection de ce départ le mieux adapté. Le disjoncteur le mieux adapté est le NS 400L 3 pôles Son ICU sous 440V alternatif est de 130 kA pour un Ik3 de 70 kA. A1232 Son déclencheur à temporisation fixe. Le déclencheur à temporisation fixe STR23SE : 400 IN = 400A A1233 Donner les réglages minimums long retard et court retard en ampères. Pour le réglage court retard on prendra en compte le courant IB et le courant de démarrage du moteur le plus puissant (Id1 = 6*In1). Pour simplifier, on admettra que le moteur a un cos ϕ identique au démarrage et en charge Le réglage minimum Ir Ir = IB ⇒ réglage : IB = 298A Calcul du courant de pointe Ip=IB-In1+Id1 du moteur le plus puissant 298-80+80*6 = 698 A Le réglage minimum Im doit être de Ip = 698A A13 Choix de la canalisation Pour cette question on prendra IB = Ir = 315A A partir des contraintes de l’environnement, et à l’aide de la documentation doc A2 à A4 et A8 à A12 : A131 Avez-vous des arguments justifiant l’utilisation de câbles multiconducteur de section maximum 3X120 mm² L’utilisation de sections plus faibles permet de faciliter la mise en œuvre des câbles dans un environnement restreint et difficile d’accès. L’utilisation de câbles triphasés permet de s’assurer que les conducteurs appartenant à une même canalisation restent regroupés sur tout leur parcours malgré la présence de nombreux câbles sur le même support et de fréquents cloisonnements. Possibilité d’utiliser des entrées par presse étoupe dans les tableaux. A132 Déterminer les caractéristiques de la canalisation (section minimum et nombre de câbles multiconducteur). Pas de correction de température Kt = 1 Facteur de correction pour câbles groupés : groupement (plus de 6 câbles) Kg=0,85 Classe de température 85 °C I’z = 315/0,85 =371A D’après le tableau, colonne 3 conducteurs : section de 300mm² donc incompatible avec les exigences de pose. Utilisation de 2 câbles en parallèle soit pour un câble I’z2 = 371/2 =186A D’après le tableau la section nécessaire est de 95 mm² Soit une canalisation de 2 X (3 X 95 mm²) en cuivre. Corrigé partie A 3 A133 Calculer le courant maximum admissible IZ dans la canalisation en fonction de la section choisie et de l’environnement. L’intensité admissible dans la canalisation compte tenu du facteur de groupement (plus de 6 câbles) 0,85 est IZ = 193*2*0,85 = 328A A134 A partir du résultat précédent, calculer le réglage maximum du dispositif de protection long retard en fonction de In.. Le réglage maximum de la protection long retard sera de 328/400 = 0,82 In A135 En déduire les réglages Io et Ir les plus appropriés pour le déclencheur ainsi que l’intensité de réglage résultante. Les réglages du déclencheur Ir = 0,9 et Io = 0,9 ce qui nous donne 0,81In soit 324A A136 A quelle valeur faut-il régler le déclencheur court retard pour obtenir un seuil de déclenchement Im de 2800A. Le réglage du magnétique sera de 2800/324 = 8,6 Ir A14 Vérification de la chute de tension dans ce câble en régime permanent Pour cette question on prendra IB = 315A La chute de tension admissible dans ce tronçon d’installation est limitée à 1%. A partir des caractéristiques de la canalisation, des tableaux GA et GB du guide C15-105 (doc A6), A141 Calculer la chute de tension ∆u :       + = ∆ ϕ λ ϕ ρ sin * * cos s l * I * 3 u B l IB = 315A soit 315/2 pour chacun des 2 câbles en parallèle. D’après les tableaux GA et GB on doit prendre : ρ = 0,023 Ω mm² / m λ = 0, 08 mΩ / m soit 0, 00008 Ω / m Chute de tension ∆u :       + = ∆ ϕ λ ϕ ρ sin * * cos s l * I * 3 u B l       + = ∆ 558 , 0 * 40 * 00008 , 0 83 , 0 * 95 40 * 023 , 0 315/2 * 3 u = 2,68 V A142 Vérifier que cette chute de tension est conforme aux valeurs admissibles. 2,68 V représentent une chute de tension de 2,68*100/440 = 0,6% Cette chute de tension est compatible avec l’exigence de 1% Corrigé partie A 4 A143 En fonction des calculs précédents préciser les caractéristiques définitives de la canalisation. Calcul de l’impédance. On prendra dans ce cas : ρ0 = 0,01851 Ω mm² / m λ = 0,00008 Ω / m IKA=70kA Calcul de l’impédance de la canalisation )² X ( ² R Zc + = )² l ( )² s l ( Zc λ + ρ = calcul de l’impédance d’un câble ² ) 40 * 00008 , 0 ( )² 120 40 x 01851 , 0 ( Zc1 + = Zc1= 0,00694 Pour les 2 câbles en parallèle de la canalisation ZC = 0,00694/2 = 0,00347Ω Courant de court-circuit au niveau du tableau DGF711(IKB). Calcul de IK IK= U/ ZC IK= 440/0,00347 IK= 126,7 kA IKB= IKA* IKB/ (IKA+ IKB) IKB = 70*126/(70+126) IKB = 45 kA En fonction des calculs précédents la canalisation définitivement retenue peut être 2 X (3 X 95 mm²) en cuivre A15 Evaluation du courant de court-circuit maximal au tableau DGF 711 Calculer le courant maximal de court-circuit au niveau du tableau DGF711 en utilisant la méthode de composition du guide C15-105 §C2.2.1, (doc A5). On calculera d’abord Zc impédance de la canalisation à partir des tableaux GA et GB. On admettra une canalisation de 2 x (3 x 120 mm²). Corrigé partie A 5 A2 Protection des personnes Sur un navire la coque et l’ensemble de la structure métallique sont utilisés comme référence de potentiel et comme conducteur équipotentiel. Elles servent de conducteur PE en distribution et pour les circuits terminaux de uploads/s3/ sti-corrige.pdf