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1 Pr . Yaya Dagal DariAPPAREILLAGES-SCHEMAS ÉLECTRIQUESL2-PEAPHOTOVOLTAIQUE_202

1 Pr . Yaya Dagal DariAPPAREILLAGES-SCHEMAS ÉLECTRIQUESL2-PEAPHOTOVOLTAIQUE_2021-2022 2 1. Objectifs du cours : L’objectif d’enseignement de ce module est d’étudier les différents appareillages (isolement, protection, commande, etc.) électriques, leurs technologies, leurs symboles et leurs schémas électriques de base; de réaliser les circuits des démarrages de certains moteurs; d’apprendre aux étudiants comment lire les notices techniques des appareillages électriques.OBJECTIFS OBJECTIFSPRE PRE--REQUISREQUIS 3 A la fin de ce module, l'étudiant doit être capable de : - Identifier l'appareillage électrique d'une installation industrielle ; - Savoir les dispositifs de protection d'une installation industrielle ; - Connaître les différents paramètres de choix d'un dispositif de protection ; - Choisir l'appareillage adéquat à la fonction de protection d’une installation ; - Savoir lire les notices techniques des appareillages. 2- Prérequis : • Lois d'électricité, • Mesures électriques.OBJECTIFS OBJECTIFSPRE PRE--REQUISREQUIS 1. Objectifs du cours : 4SOMMAIRE SOMMAIRE Introduction Chapitre 1: Généralités et Phénomènes électriques Chapitre 2: Normes et schémas électriques domestiques Chapitre 3 : Les appareils d’isolement Chapitre 4 : Les appareils de protection de circuit électrique Chapitre 5 : Les appareils de commande Chapitre 6 : Schémas de commande et de verrouillage de contacteur Chapitre 7 : Commande des machines électriques Chapitre 8 : Câblage électrique photovoltaïque et raccordement au réseau de distribution 5INTRODUCTION INTRODUCTION 6Introduction Introduction Un appareillage électrique est un ensemble de dispositifs de commande, de protection et de sécurité, capable de contrôler l'énergie électrique mise à la disposition des industriels ou des particuliers. Il permet d’obtenir de manière sûre et ininterrompue la protection et l’exploitation d’un réseau électrique. A chaque instant, il permet d’adapter, la structure du réseau aux besoins de ses utilisateurs, producteurs et consommateurs d’électricité, et de préserver, totalement ou partiellement, cette fonction en cas d’incident.Définition : Définition : 7 Le choix approprié lors de l'implantation d'un appareil est déterminé selon : La nature de courant ; La fonction d'un appareil électrique ; La tension de réseau : c'est la tension maximale d'utilisation ; Le courant nominal: c'est le calibre de l'appareil qui correspond au courant permanent maximal d'utilisation ; Le pouvoir de coupure: valeur du courant de court-circuit qu'un appareil est capable d'interrompre.Introduction IntroductionCritères de choix: Critères de choix: 8 L'appareillage électrique est classé selon les fonctions à assurer. Destinés à éviter que les matériels ne soient parcourus par des courants nuisibles à eux-mêmes et leur environnement, les dispositifs de protections doivent :  détecter les surintensités,  couper en charge le circuit. La mise en œuvre de la protection des installations électriques nécessite différents appareils dont les fonctions spécifiques doivent être parfaitement maîtrisées. La nature des dispositifs de protection dépend : du dutype typede deprotection protectionvisé visé: : protection contre les surcharges protection contre les court-circuits protection conjointe contre les surcharges et court-circuits de deleur leurcapacité capacitéà àassurer assurercette cetteprotection protection..Classification : Classification : Introduction Introduction 9 Protection contre les surcharges : Le bon fonctionnement d’un appareil de protection contre les surcharges exige une coordination entre la canalisation et le dispositif de protection . Protection contre les court- circuits : Tout appareil assurant la protection contre les court- circuits doit répondre aux conditions suivantes : sonson pouvoir de coupuredoit doitêtre êtreau aumoins moinségal égalau aucourant courantde decourt court--circuit,circuit, sonsontemps tempsde decoupure coupurene nedoit doitpas pasêtre êtresupérieur supérieurau autemps tempsde defusion fusiondes desconducteurs conducteurs..Caractéristiques: Caractéristiques: Introduction Introduction 10 N’importe quel système doit comporter au moins les cinq (5)fonctions qui sont décrites sur le schéma ci-contre . Entre le réseau et le ou les récepteurs, on retrouve toujours cinq fonctions (bleu). La fonction « Moduler » n’est pas imposée.Fonctions: Fonctions: Introduction Introduction 11Chap. I Chap. I--Généralités et phénomènes Généralités et phénomènes électriques électriques 12Matériaux Matériauxet Appareillage Electrique et Appareillage ElectriqueClassification des matériaux Classification des matériaux A propos des installations électriques, les matériaux utilisés sont les suivants : Les matériaux isolants ; Les matériaux conducteurs ; Les matériaux magnétiques. 13Matériaux Matériauxet Appareillage Electrique et Appareillage ElectriqueMatériaux isolants Matériaux isolants La résistance des matériaux dépend de la propriété suivante : Généralement la résistivité des matériaux isolants est très élevée, elle est de l'ordre de 106 [cm] On distingue trois états d'isolation : Isolation gazeuse ; Isolation liquide ; Isolation solide. 14 Les isolants solidesLes isolants solides Trois différents isolants solides qui se présentent : Isolants minéraux : comme le fibre de verre, le porcelaine et le mica...; Isolants organiques : comme le papier, le bois et le coton…; Isolants synthétique : comme le bakélite, le thermoplastique et le thermodurcissable… LesLesisolants isolantsliquides liquides On distingue deux sortes d'huiles : L'huile minérale qui présente le risque d'oxydation incendie ; L'huile lourde (synthétique) employé dans les transformateurs et les disjoncteurs de puissance. LesLesisolants isolantsgazeux gazeux Généralement les isolants gazeux sont utilisés dans les chambres de coupure de haute puissance. Les plus utilisés sont : L'air est le pus simple isolant gazeux ; L'hexafluorure de soufre (SF6) : c'est un gaz lourd et non toxique. Il est utilisé dans les disjoncteurs de haute tension.Matériaux Matériauxet Appareillage Electrique et Appareillage Electrique 15Matériaux Matériauxconducteurs conducteurs La résistance des matériaux est exprimée par la même relation que le paragraphe précédent : Ils sont caractérisés par sa faible résistivité, qui dépend du métal utilisé et qui est de l'ordre de 10-6 [cm] Le cuivre et l'aluminium sont les plus employés pour la fabrication des câbles et des appareils électriques. L'argent présente une bonne conductivité, il est moins utilisé et plus coûteux. Généralement, il est utilisé pour revêtement de certains contacts afin d'éviter toutes sortes d'oxydation.Matériaux Matériauxet Appareillage Electrique et Appareillage Electrique 16 Le cuivre et ses alliages Le cuivre est caractérisé par sa faible résistivité ρ=1,72.10-6 [cm], il est classé parmi les bons conducteurs électriques utilisés pour les câbles et les conducteurs de faible perte fer. Le Cuivre (Cu) pur est utilisé pour la réalisation des câbles, barres , bobinages et collecteurs…; On distingue les alliages suivants: Le laiton est un alliage de cuivre (Cu) et de zinc (Zn), sa résistivité ρ=6,4.10-6 [cm], Le bronze est un alliage de cuivre (Cu), d’aluminium (Al) et de plomb (Pb), sa résistivité ρ=15.10-6 [cm].Matériaux Matériauxet Appareillage Electrique et Appareillage Electrique 17 L’Aluminium et ses alliages L’aluminium est compté parmi les bons conducteurs ρ=2,8.10-6[cm], mais il est caractérisé par sa souplesse et sa flexibilité. C’est pour cette raison qu’on cherche à le durcir par un traitement thermique. L’Aluminium(Al) pur est conçu pour la fabrication des cages de moteurs asynchrones à rotor en court-circuit, et appareillages…; On distingue les alliages suivants: • Aluminium(Al) plus cuivre (Cu): ils servent à la fabrication de enroulements des machines tournantes , ainsi pour les câbles nus….; •Aluminium(Al) plus Magnésium (Mg) et Silicium (Si): on les utilises pour la fabrication des disjoncteurs et des carcasses des moteurs.Matériaux Matériauxet Appareillage Electrique et Appareillage Electrique 18 L’Argent et ses alliages Matériaux pour fusibles Matériaux pour fusibles Argent pur ρ=1,59.10-6 [cm]: utilisé pour les contacts inoxydables ; Argent (Ag) plus cadmium (Cd): présente une faible résistance de contact. Pour assurer la sécurité des personnes , on utilise des matériaux de faible résistivité et présentant une faible température de fusion. L’argent (Ag) pour les fusibles à haute tension; L’argent (Ag) plus le Plomb (Pb) pour les fusibles basse tension; L’aluminium (Al) pour les fusibles basse tension et faible calibre.Matériaux Matériauxet Appareillage Electrique et Appareillage Electrique 19 Les matériaux magnétiques sont très employées dans les circuits magnétiques des machines, qui assurent une transformation de l’énergie électrique ou mécanique. Ces matériaux possèdent une courbe d’aimantation de l’induction magnétique (B) en fonction du champ magnétique(H) , suivant la relation B=a.HMatériaux magnétiques Matériaux magnétiquesMatériaux Matériauxet Appareillage Electrique et Appareillage Electrique 20 Le problème de la protection des installations consiste : - à définir la nature des perturbations contre lesquels on doit se protéger, - puis à choisir l’appareil capable de les détecter et capable de les supprimer.PROBLÈME DE PROTECTION DES INSTALLATIONS PROBLÈME DE PROTECTION DES INSTALLATIONS Les principales perturbations sur une installation électrique se traduisent par : les surintensités ( surcharges ou court-circuits ) les surtensions les baisses et manques de tension. 21Echauffement Echauffementlent lentet etprogressif progressifentraînant entraînantla ladétérioration détériorationde del’installation l’installation.. EFFETSDisjoncteur Disjoncteur( (déclencheur déclencheurthermique thermique) )Relais Relaisthermique thermique MOYENS DE PROTECTIONAugmentation Augmentationbrutale brutalede dela latension tensiondue due: : à àde demauvaises mauvaisesmanœuvres manœuvres à àdes descontacts contactsaccidentels accidentelsavec avecla laHT HT à àdes desconditions conditionsatmosphériques atmosphériques CAUSESFormation Formationd’un d’unarc arcélectrique électriqueavec avecun unéchauffement échauffementtrès trèsimportant important.. EFFETSDisjoncteur Disjoncteur( (déclencheur déclencheurmagnétique magnétique) )Fusible FusibleRelais Relaismagnétique magnétique MOYENS DE PROTECTIONElévation Elévationbrutale brutaledu ducourant courantabsorbé absorbépar parle lecircuit circuitdue dueà àun uncontact contactélectrique électriqueentre entredeux deuxconducteurs conducteursde depolarités polaritésdifférentes différentes.. CAUSESClaquage Claquagede del’isolant l’isolantpouvant pouvantentraîner entraînerun uncourt court--circuitcircuit.. EFFETSLimiteur Limiteurde desurtension surtensionParafoudre ParafoudreRelais Relaisde desurtension surtension MOYENS DE PROTECTIONDéséquilibre Déséquilibred’un d’unréseau réseautriphasé triphasé(mauvaise (mauvaiserépartition répartitiondes descharges) charges).. CAUSESMauvais Mauvaisfonctionnement fonctionnementdes desrécepteurs récepteurs.. EFFETSRelais Relaisà àminimum minimumde detension tension MOYENS DE PROTECTION PERTURBATIONSSURCHARGES SURCHARGESSurabondance Surabondancemomentanée momentanéed’appareils d’appareilsd’utilisation d’utilisation..Sur Surune unepériode périodedonnée, donnée,l’énergie l’énergieconsommée consomméedépasse dépasseles lespossibilités possibilitésdu ducircuit circuit.. CAUSESCOURT COURT--CIRCUITS CIRCUITSSURTENSIONS SURTENSIONSBAISSE DE BAISSE DE TENSION TENSIONTABLEAU DES PERTURBATIONS TABLEAU DES PERTURBATIONS 22CONSÉQUENCES DES PERTURBATIONS CONSÉQUENCES DES PERTURBATIONSLes conséquences de ces perturbations sont multiples Les conséquences de ces perturbations uploads/Industriel/ dagal-schemas-electrique-licence-pea.pdf