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BAC Pro ELEEC Session Épreuve : E2 Dossier Technique Page DT 1 Baccalauréat Pro

BAC Pro ELEEC Session Épreuve : E2 Dossier Technique Page DT 1 Baccalauréat Professionnel Électrotechnique, énergie et équipements communicants DOSSIER TECHNIQUE DESCRIPTIF TECHNIQUE DU SYSTÈME ÉTUDIÉ ……………………... DT3 à DT6 DOSSIER RESSOURCES - DOCUMENTS CONSTRUCTEURS …………. DT8 à DT47 ÉPREUVE E2 Étude d’un ouvrage BAC Pro ELEEC Session Épreuve : E2 Dossier Technique Page DT 2 Baccalauréat Professionnel Électrotechnique, énergie et équipements communicants DESCRIPTIF TECHNIQUE DU SYSTÈME ÉTUDIÉ PRÉSENTATION DE L’USINE ……………..……………….………………. DT3 à DT6 ÉPREUVE E2 Étude d’un ouvrage BAC Pro ELEEC Session Épreuve : E2 Dossier Technique Page DT 3 PRÉSENTATION Une ville française est alimentée en eau potable par l’intermédiaire d’une société comportant plusieurs usines situées en périphérie. Cette société produit et transporte chaque jour les 650 000 m3 d’eau consommée par les habitants et les 350 000 m3 d’eau utilisée par les industriels. L’eau provient pour moitié de réserve souterraine, et l’autre moitié est produite à partir d’eau de rivière potabilisée. Les usines permettent la distribution en eau potable de la ville basse par l’intermédiaire du réseau haut. Puis, chaque usine alimente différents quartiers situés aux alentours du centre. L’usine principale s’occupe également de la gestion d’eau du quartier « Le Pivert » et de la future extension (nouveau quartier). Quartier « Les Hirondelles » Quartier « Le Pivert » Réseau haut AQUEDUC NOUVEAU QUARTIER Usine principale Usine OUEST Réservoir Alimentation en eau de la ville basse par gravité VILLE BASSE (centre ville) Usine EST Quartier « Le Rouge Gorge » BAC Pro ELEEC Session Épreuve : E2 Dossier Technique Page DT 4 Schéma de principe de distribution de l’eau de l’usine principale : L’eau est acheminée par l’aqueduc et se déverse naturellement dans le réservoir. Les groupes motopompes A1 à A4 sont chargés de relever l’eau du réservoir vers le réseau haut. Le réseau haut permet d’alimenter la ville basse par gravité. En effet, la ville se situant plus bas que le réseau haut l’écoulement de l’eau se fera naturellement vers les habitations. Cette usine se charge aussi de l’alimentation de l’eau pour le quartier « Le Pivert ». Pour permettre la distribution de l’eau dans ce quartier, on utilise des groupes surpresseurs. L’intérêt de ces surpresseurs est d’acheminer l’eau dans les quartiers se situant au-dessus du réseau haut tout en maintenant une pression constante de 3 bars chez le consommateur. Cette usine est constituée de : - 4 groupes électropompes (G.E.P.) A1 à A4 entraînés par des moteurs asynchrones de 145 kW. G.E.P. A1 et A3 : groupes prioritaires G.E.P. A2 et A4 : groupes de secours (fonctionnent en cas de défaillance ou de maintenance des groupes prioritaires) - 2 groupes surpresseurs (G.S.) S1 et S2 entraînés par des moteurs à courant continu de 150 kW. S1 : groupe prioritaire S2 : groupe de secours En fonctionnement normal, les groupes électropompes A1 et A3 démarrent et fonctionnent en tout ou rien suivant les besoins des consommateurs (critère débitmétrique). Le groupe surpresseur S1 permet de maintenir une pression constante (critère manométrique) dans le quartier « Le Pivert » par réglage de la vitesse réalisé par variateur. La gestion de l’installation est réalisée par des automates programmables qui permettent en cas de dysfonctionnement d’enclencher « les groupes de secours ». Les prévisions d’occupation du nouveau quartier obligent la ville à créer un nouveau réseau d’acheminement d’eau potable. Cette demande impose à l’entreprise la mise en place d’un nouveau groupe surpresseur. Notre étude portera sur ce projet. Arrivée de l’eau par aqueduc Alimentation ville basse par gravité Alimentation du quartier « Le Pivert » par surpresseurs Alimentation du nouveau quartier par surpresseurs RÉSERVOIR RÉSEAU HAUT 80 m 95 m 100 m 105 m Groupes électropompes (G.E.P.) A1 à A4 (moteur asynchrone) Groupes surpresseurs (G.S.) S3 et S4 (moteur à courant continu) Groupes surpresseurs (G.S.) S1 et S2 (moteur à courant continu) Vanne d’aspiration VA Vanne de refoulement VR VA VA VR VR PARTIE À ÉTUDIER BAC Pro ELEEC Session Épreuve : E2 Dossier Technique Page DT 5 S1 S3 S4 TR1 A1 A3 A4 Départ Réseau haut Retour Réseau haut Alimentation réservoir Alimentation réservoir Quartier le pivert Nouveau Quartier Chassis MAS A1 A2 Supervision S2 A2 API RESERVOIR ALIMENTE PAR L’AQUEDUC Condensateur TGBT Cellule HT Redresseur + Batterie Onduleur Chassis MCC S1 S2 Chassis MAS A3 A4 Chassis MCC S3 S4 Transformateur HT / BT TR2 Partie à étudier ORGANISATION DE L’USINE Plan de l'usine principale : BAC Pro ELEEC Session Épreuve : E2 Dossier Technique Page DT 6 Synoptique de l’étude : SUPERVISEUR S D 8 0 0 0 H P J 4 1 1 0 A P o C u v e S D 8 0 0 0 H P J 4 1 1 0 A P o C v e S D 8 0 0 0 H P J 4 1 1 0 A P o C u v e S D 8 0 0 0 H P J 4 1 1 0 A P o C v e S D 8 0 0 0 H P J 4 1 1 0 A P o C u v e A1 A3 A2 A4 S1 S2 VARIATEUR VARIATEUR S3 S4 VARIATEUR VARIATEUR Liaison série APRIL 2000 APRIL 2000 TSX 57 Premium ÉTUDIÉ EN PARTIE C ÉTUDIÉ EN PARTIE A ÉTUDIÉ EN PARTIE B Gestion des vannes G.E.P. Groupes principaux G.E.P. Groupes de secours G.S. pour Le quartier « Le Pivert » G.S. pour Le nouveau quartier Chargeur de batteries Onduleur APRIL 2000 APRIL 2000 BAC Pro ELEEC Session Épreuve : E2 Dossier Technique Page DT 7 Baccalauréat Professionnel Électrotechnique, énergie et équipements communicants DOSSIER RESSOURCES DOCUMENTS CONSTRUCTEURS CAHIER DES CHARGES DE LA NOUVELLE INSTALLATION ………. DT8 à DT16 DOCUMENTS CONSTRUCTEURS ………………………………………. DT17 à DT47 ÉPREUVE E2 Étude d’un ouvrage BAC Pro ELEEC Session Épreuve : E2 Dossier Technique Page DT 8 CAHIER DES CHARGES DE LA NOUVELLE INSTALLATION L’estimation de la consommation d’eau du nouveau quartier d’une journée dans le cas le plus défavorable, est donnée par le graphe suivant : Schéma de principe du nouveau groupe surpresseur : POMPE q (m3/h) t (h) 7h45 3h30 15h30 17h 2 600 1 500 0h 8h 16h 24h Réseau Haut MOTEUR η moteur η pompe O,6 Pa moteur Pu moteur Pa pompe Pu hydraulique GROUPE MOTOPOMPE Vers nouveau quartier POMPE BAC Pro ELEEC Session Épreuve : E2 Dossier Technique Page DT 9 La puissance hydraulique d’une installation de pompage tient compte de la densité du fluide à pomper ρ (kg/m3), de la gravité terrestre g (m/s²), de la hauteur manométrique (mCe*) et du débit q (m3/s). On rappelle la formule : Pu hydraulique (W) = ρ . g . h . q Avec ρ = 1000 kg / m3 pour l’eau g = 9,81 m / s² h = hauteur de colonne d’eau en mCe (voir schéma de principe de distribution de l’eau) q = débit maximal en m3/s (voir courbe d’estimation) *mCe : mètre de colonne d’eau (10 mCe = 1 bar) Raccordement du groupe surpresseur sur le variateur et l’automate : Quelle que soit la consommation en eau du nouveau quartier, la pression doit être maintenue en permanence à 3 bars. Cette pression est constante grâce au contrôle de la vitesse par l’intermédiaire du variateur et de l’automate. Cette variation de vitesse est gérée de la façon suivante : • Un automate programmable (A.P.I.) reçoit des informations provenant d’un capteur de pression (alimenté en 24V continu) dont la sortie est un signal 4-20 mA. Cette information est traitée par l’automate à l’aide d’un module d’entrées analogiques (entrée voie 0). • Le variateur reçoit sa consigne en 0-10 V provenant d’un module de sorties analogiques de l’automate (sortie voie 0). • L’image de la vitesse du moteur est donnée par une dynamo-tachymétrique (information tension). Cette image est envoyée au variateur. Ce signal est ensuite transmis du variateur vers le module d’entrées analogiques de l’automate (entrée voie 1) afin de permettre à l’automate de réaliser la régulation de pression. Capteur de pression 4-20 mA Variateur de vitesse 0-10 V S3 DT Module de sortie analogique Module entrée analogique A.P.I Image vitesse de la DT (0-10V) ALIMENTATION TRIPHASÉE BAC Pro ELEEC Session Épreuve : E2 Dossier Technique Page DT 10 Distribution de l’énergie : On souhaite vérifier la compatibilité de cette modification avec le matériel existant. Pour cela il est nécessaire de réaliser le bilan de puissance de l’installation, afin de valider la puissance du transformateur. Pour cette étude, on considère que la puissance utile du suppresseur alimentant le nouveau quartier est de 300 kW. On tiendra compte d’un coefficient de simultanéité au niveau des récepteurs de 0,65. Le transformateur sera prévu avec une réserve de 15 % d’extension (coefficient 1,15). Étant donné que les puissances des deux transformateurs TR1 et TR2 sont identiques, vous étudierez uniquement l’alimentation de TR1. Les conditions d’exploitation imposent qu’en cas de défaut du surpresseur, un groupe de secours de même puissance soit installé sur l’autre transformateur TR2. La supervision et la communication : La production et la distribution des eaux de l’usine uploads/Industriel/ surpresseur-examen.pdf