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Qui fait autant avancer l’électricité ? Guide technique Merlin Gerin Moyenne te

Qui fait autant avancer l’électricité ? Guide technique Merlin Gerin Moyenne tension guide de conception MT Schneider Electric Industrie SA 0 Adresse postale F-38050 Grenoble cedex 9 Tél. : +33 (0)4 76 57 60 60 http://www.schneider-electric.com Les données techniques contenues dans ce guide sont transmises à titre d'information. De ce fait, la responsabilité de Schneider Electric Industries SA ne pourra être engagée en cas d'erreur ou d'omission dans le contenu de ce guide. Ce document a été imprimé sur du papier écologique. Publication : Schneider Electric Industries SA Création, réalisation : HeadLines ART86204 Rcs Nanterre B 954 503 439 Impression : 03/2000 AMTED300014FR AMTED300014FR_001_037. fm/1 Schneider Electric Gamme 0 Guide de conception But Présenter, aider au choix des équipements MT conformes aux normes. Donner les règles de conception pour dimensionner ou cal- culer un tableau MT. Comment ? En proposant des canevas de calcul simples et clairs pour guider pas à pas le concepteur. En montrant des exemples concrets de calculs. En fournissant les informations sur les unités de mesure et normes internationales. En comparant les normes internationales. En résumé Ce guide vous aide à effectuer les calculs nécessaires à la définition et au dimensionnement des matériels et vous donne les informations utiles pour vous permettre de concevoir votre tableau MT. Ce guide est un catalogue de savoir-faire technique au service de tout concepteur d'équipement moyenne tension. AMTED300014FR_001_037. fm/2 Schneider Electric Gamme 0 AMTED300014FR_001_037. fm/3 Schneider Electric Gamme Sommaire général Guide de conception MT Présentation 5 Equipements préfabriqués sous enveloppe métallique 5 Tension 6 Courant 8 Fréquence 9 Fonctions de l'appareillage 9 Différents types d'enveloppes 10 Régles de conception 11 Puissance de court-circuit 11 Courants de court-circuit 12 Transformateur 13 Générateur synchrones 14 Moteur asynchrone 14 Aide mémoire 15 Exemple de calcul en triphasé 17 Calcul des jeux de barres 21 La tenue thermique 24 La tenue électrodynamique 27 Exemple de calcul d'un jeu de barres 31 Tenue diélectrique 38 La rigidité diélectrique du milieu 38 La forme des pièces 39 La distance entre les pièces 39 Degré de protection 41 Le code IP 41 Le code IK 43 Définition d'appareillage 45 Disjoncteur moyenne tension 45 Transformateur de courant 54 Transformateur de tension 61 Déclassements 64 Unités de mesure 67 Noms et symboles des unités de mesure SI 67 Unités de base 67 Grandeurs et unités courantes 67 Correspondance entre unités anglo-saxonnes et unités du système internationnal (SI) 69 Normes 71 Les normes citées 71 Comparatif CEI-ANSI 72 Références 81 Références à la documentation Schneider Electric 81 Index 83 AMTED300014FR_001_037. fm/4 Schneider Electric Gamme 0 AMTED300014FR_001_037. fm/5 Schneider Electric Gamme 0Equipements préfabriqués sous enveloppe métallique Introduction Pour concevoir une cellule moyenne tension, vous avez besoin de connaître les grandeurs de base suivantes : # La tension # Le courant # La fréquence # La puissance de court-circuit. La tension, l’intensité assignée et la fréquence d’utilisation sont souvent connues ou peuvent être définies aisément, mais comment calculer la puissance ou le courant de court-circuit en un point donné d’une installation ? Connaître la puissance de court-circuit d’un réseau permet de choisir les différents éléments du tableau qui devront résister à des échauffements importants et aux contraintes électrodynamiques. La connaissance de la tension (kV) permettra de définir la tenue diélectrique des éléments. Exemple : disjoncteurs, isolateurs, TC. Le sectionnement, la commande et la protection des réseaux électriques se fait par l’intermédiaire de l’appareillage. # Les appareillages sous enveloppe métallique sont subdivisés en trois types : 5 blindé 5 compartimenté 5 bloc. Pour commencer, quelques informations indispensables sur les tableaux MT ! Il est fait référence à la Commission Electrique Internationale (CEI). Présentation AMTED300014FR_001_037. fm/6 Schneider Electric Gamme 0Equipements préfabriqués sous enveloppe métallique Tension Tension de service U (kV) Elle est appliquée aux bornes du matériel. Tension assignée Ur (kV) Connue précédemment sous le terme tension nominale, elle est la valeur efficace maximale de la tension que le matériel peut supporter en service normal. La tension assignée est toujours supérieure à la tension de service et, est associée à un niveau d’isolement. Niveau d’isolement Ud (kV eff. 1 mn) et Up (kV crête) Il fixe la tenue diélectrique des matériels aux surtensions de manœuvre et aux chocs de foudre. # Ud : les surtensions d’origines internes accompagnent toute modification intervenant dans un circuit : ouverture ou fermeture d’un circuit, claquage ou contournement d’un isolant, etc… Elle est simulée en laboratoire par la tension de tenue à la fréquence industrielle pendant une minute. # Up : les surtensions d’origines externes ou atmosphériques se produisent lorsque la foudre tombe sur la ligne ou à proximité. L’onde de tension qui en résulte est simulée en laboratoire et est appelée onde de choc de foudre. Nota : la CEI 694 fixe dans son article 4 les différentes valeurs de tension et dans son article 6 les conditions d’essais diélectriques. Exemple : # Tension de service : 20 kV # Tension assignée : 24 kV # Tension de tenue à fréquence industrielle 50 Hz 1 mn : 50 kV eff. # Tension de tenue à l’onde de choc 1,2/50 µs : 125 kV crête Présentation . AMTED300014FR_001_037. fm/7 Schneider Electric Gamme 0Equipements préfabriqués sous enveloppe métallique Normes Sauf cas spécial, les matériels MERLIN GERIN sont conformes à la liste 2 du tableau série 1 des CEI 60 071 et 60 298. Tension assignée Tenue à l’onde de choc 1,2/50 µs 50 Hz Tenue à fréquence industrielle Tension de service les plus usuelles kV eff. kV crête 1 minute kV eff. kV eff. liste 1 liste 2 7,2 40 60 20 3,3 à 6,6 12 60 75 28 10 à 11 17,5 75 95 38 13,8 à 15 24 95 125 50 20 à 22 36 145 170 70 25,8 à 36 Les niveaux d’isolement s’appliquent à des appareillages sous enveloppe métallique pour une altitude inférieure à 1 000 mètres, 20 °C, 11 g/m3 d’humidité et une pression de 1 013 mbar. Au-delà, un déclassement est à considérer. A chaque niveau d’isolement correspond une distance dans l’air qui garantit la tenue du matériel sans certificat d’essai. Tension assignée kV eff. Tenue à l’onde de choc 1,2/50 µs kV crête Distance/masse dans l’air cm 7,2 60 10 12 75 12 17,5 95 16 24 125 22 36 170 32 tenue diélectrique onde de choc U t Um 0,5 Um 0 1,2 µs 50 µs 20 28 38 50 70 7,2 12 17,5 24 36 75 60 95 125 170 Tensions normalisées CEI tension assignée Ud Ur Up tenue diélectrique 50 Hz 1 mm Présentation AMTED300014FR_001_037. fm/8 Schneider Electric Gamme 0Equipements préfabriqués sous enveloppe métallique Courant Courant assigné en service continu : Ir (A) Il est la valeur efficace du courant qu’un matériel peut supporter fermé, sans dépasser l’échauffement permis par les normes. Le tableau ci-dessous rappelle les échauffements autorisés par le CEI en fonction de la nature des contacts. Courant assigné en service continu : Nature de l’organe du matériau Valeurs maximales Température max. du conducteur (0 C) Echauffement max. = t0. max. - 40 0C contacts dans l’air cuivre ou alliage de cuivre nu 75 35 argentés ou nickelés 105 65 étamés 90 50 raccords par boulons ou dispositifs équivalents cuivre nu, alliage de cuivre nu ou alliage d’aluminium 90 50 argentés ou nickelés 115 75 étamés 105 65 Nota : les courants assignés usuellement utilisés par Merlin Gerin sont : 400, 630, 1 250, 2 500 et 3 150 A. Intensité de service : I (A) Elle est calculée d’après les consommations des appareils raccordés au circuit considéré. C'est l'intensité traversant réellement le matériel. Si nous ne disposons pas des éléments de calcul, le client doit nous communiquer sa valeur. L’intensité de service peut-être calculée lorsque l’on connaît la puissance des récepteurs. Exemples : # Un tableau avec un départ moteur de 630 kW et un départ transformateur de 1 250 kVA sous 5,5 kV de tension de service. 5 calcul de l’intensité de service du départ transformateur : Puissance apparente : 5 calcul de l’intensité de service du départ moteur : cosϕ = facteur de puissance = 0,9 η = rendement du moteur = 0,9 S UI 3 = I S U 3 - - - - - - - - - - - 1250 5 5 1 732 , • , - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 130A = = = I P U 3 ϕη cos - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - = 630 5 5 1 732 0 9 0 9 , • , • , • , - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - uploads/Industriel/ xguide-conception-mt.pdf