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École de technologie supérieure Trimestre : Hiver 2008 Département de génie éle

École de technologie supérieure Trimestre : Hiver 2008 Département de génie électrique Professeur : Pierre Jean Lagacé Préalable : ELE550 Crédits : 3 ELE652 ÉLECTRICITE INDUSTRIELLE Plan de cours DESCRIPTION SOMMAIRE Familiariser l'étudiant(e) avec la distribution électrique et les divers types de relais et de protection. Planification d’un système électrique industriel. Sécurité, fiabilité. Choix de la tension. Effets attribuables à la variation de tension. Protection des transformateurs, des moteurs, des câbles. Calcul des courants de faute. Composants symétriques. Mesure du facteur de puissance, normes relatives aux condensateurs. Harmoniques et transitoires. Coordination des relais, disjoncteurs et fusibles. Mise à la terre. Utilisation de l’ordinateur pour la conception et le calcul. Les séances de laboratoire orientées vers l’estimation des capacités des différentes composantes d’un système électrique industriel et de sa protection. OBJECTIFS Les objectifs de ce cours sont : − l’introduction à l’analyse et la planification des systèmes électriques industriels; − de se familiariser avec l’appareillage électrique industriel; − l’application des techniques d’analyse des réseaux électriques à des problèmes concrets. STRATÉGIE PÉDAGOGIQUE − Un (1) cours magistral par semaine. − Deux (2) heures par semaine de laboratoire. TRAVAUX À REMETTRE − Cinq (5) devoirs et six (6) rapports de laboratoire. − Les devoirs sont effectués sur une base individuelle. − Les rapports de laboratoire sont effectués par groupe de deux (2) étudiant(e)s. PLAGIAT ET FRAUDE Les clauses du « Chapitre 10 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de 1er cycle » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département de génie électrique. 2 de 3 ELE652 ÉLECTRICITÉ INDUSTRIELLE HIVER 2008 ÉVALUATION Travaux pratiques 20 % Laboratoires 20 % Examen mi-session 30 % - Date de l’examen : le lundi 18 février 2008 Examen final 30 % CONTENU (39 HEURES) 1. Introduction (3 heures) − Notion des systèmes électriques. Types de réseaux électriques. Classification des réseaux électriques. Représentation de la puissance électrique. 2. Circuits polyphasés équilibrés et déséquilibrés (6 heures) − Rappel des équations de base des systèmes électriques. Circuits triphasés équilibrés. Moteurs électriques et transformateurs. Circuits triphasés déséquilibrés : composantes symétriques. 3. Considération et calcul pratique des courants de défaut (9 heures) − Origines et conséquences des défauts. Types de défauts. But des calculs et des hypothèses simplificatrices. Méthode de calcul des courants de défaut (schéma équivalent en Ohm et par unité). 4. Protection (6 heures) − Notion de la protection dans les systèmes électriques. Normes. Fiabilité et sélectivité. Types de relais : surcourant, surtension instantanée, temporisée et à distance. Type de protection : surcourant, différentielle. Types de disjoncteurs, fusibles. Coordination de la protection. 5. Harmoniques et transitoires dans les réseaux électriques (6 heures) − Harmoniques et courants de court-circuit transitoires. Méthode X/R. 6. Sécurité et fiabilité des installations électriques (9 heures) − Dispositions du Code de l'électricité du Québec. Mise à la terre. Note : Tous les cours sont d'une durée de 3 heures 30 minutes par semaine. LABORATOIRES (24 HEURES) Représentation des transformateurs dans un système monophasé et triphasé (4 heures) − Détermination des paramètres des transformateurs à partir des tests en court-circuit et en circuit ouvert. Étudier le comportement des différentes connexions de transformateurs sous diverses conditions de charges. Courants de court-circuit dans les réseaux électriques (4 heures) − Effectuer les mesures en phase de courants et de potentiel dans un réseau en état de court-circuit. Valider les mesures à partir des valeurs théoriques en séquence et en phase. 3 de 3 ELE652 ÉLECTRICITÉ INDUSTRIELLE HIVER 2008 Courants de court-circuit dans un réseau triphasé suite à un défaut shunt (4 heures) − Étudier le comportement d'un réseau triphasé suite à un défaut de type shunt. Courants de court-circuit dans un réseau triphasé suite à un défaut série (4 heures) − Étudier le comportement d'un réseau triphasé suite à un défaut de type série. Mesure de la résistivité du sol (4 heures) − Mesurer et interpréter les valeurs de résistivité du sol pour une région à stratifications horizontales. Mesure de la résistance de mise à la terre (4 heures) − Mesurer la résistance de mise à la terre pour différents arrangements d'électrodes. Effectuer les mesures de profil de potentiel au voisinage des prises de terre. Calculer les résistances propres et mutuelles des différentes composantes d'une mise à la terre. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES Obligatoire Aucune référence obligatoire. Complémentaires GLOVER, J.D., SARMA, M.S., Power Systems Analysis and Design, 3rd Ed., Brooks/Cole Thomson Learning, 2002. ISBN 0-534-95367-0 BERGEN, A.R., Vittal, V., Power Systems Analysis, 2nd Ed., Upper Saddle River, N.J., Prentice Hall, 2000. ISBN 0-13-691990-1 GRAINGER, J.J., STEVENSON, W.D. Jr., Power System Analysis, New York, McGraw- Hill, 1994. ISBN 0-070-61293-5 SACCOMANNO, F., Electric Power System, Analysis and Control, IEEE Press, Wiley, 2003. ISBN 0-471-23439-7 BOSELA, T.R., Introduction to Electrical Power System Technology, Prentice Hall, 1997. ISBN 0-13-186537-4. KIMBARK, E.W., Direct Current Transmission. New York, J.-Wiley and Sons, 1971. ISBN 0-471-47580-7 WILDI, T., SYBILLE, G., Électrotechnique, 3e édition, Sainte-Foy, Les Presses de l'Université Laval, 2000. ISBN 2-7637-7593-4 MATLAB, The Learning Matlab 7, Matlab and Simulink Student Version, The MathWorks Inc., 1984-2004. ISBN 0-9755787-090000 SYBILLE, G., DESSAINT, L.A., CHAMPAGNE, R. and all., SimPower Systems Users Guide, The MathWorks Inc., 2005. uploads/Ingenierie_Lourd/ ele652.pdf