U( ) 3. N d ordre : 2014-Elec 00 Rév. : 4 Classement : Forum Electrotechnique Emetteur : J.M BEAUSSY Date : 16/01/2014 Page : 1/7. BILAN de PUISSANCE

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1 BILN de UISSNCE N d ordre : 04-Elec 00 Rév. : 4 Date : 6/0/04 age : /7 I RESENTTION GENERLE I. Objectifs Dimensionner la ou les sources d énergie (Transformateurs, Groupes électrogène, Onduleurs.) Calculer le courant d emploi circulant dans les circuits terminaux et de distribution. Dimensionner la capacité des batteries de condensateurs. Opter pour une puissance souscrite vis à vis du fournisseur d énergie électrique. I. Méthodes Utilisées Le bilan de puissance est en fait un bilan de courant car c'est la somme algébrique des courants et des puissances apparentes qui est consommée au niveau de chaque équipement jusqu à la source. Cette méthode est approximative par rapport à un bilan de puissances effectué suivant la méthode de BOUCHEROT qui consiste à comptabiliser d une part les puissances actives et d autre part les puissances réactives mais offre l'avantage de dimensionner l'installation par excès. Dans ce type de calcul la précision n'est pas recherchée puisqu'on affecte, aux circuits terminaux et principaux des facteurs de correction (ku, ks et ke) très approximatifs. Tous calculs faits en utilisant les deux méthodes, les écarts ne sont pas significatifs. L exemple résolu en fin de cette note illustre mes propos précédents. ar contre la méthode qui consisterait à tout additionner serait anti-économique. I. Description des facteurs de correction I.. Facteur d'utilisation (ku) : Caractérise le taux d'utilisation de la charge en fonction du temps. Il est utilisé pour déterminer le courant circulant dans les circuits amont et dimensionner la source. ar contre, il n'est pas pris en compte dans le choix de la protection contre les surintensités du circuit et les caractéristiques de la canalisation. L application de ce coefficient nécessite la parfaite connaissance du fonctionnement des récepteurs. Voir le dessin N. En l absence de données précises, en ce qui concerne la force motrice, un coefficient de 0,8 peut être appliqué. I.. Facteur de simultanéité ou de foisonnement (ks) : Caractérise les conditions d exploitation de l installation notamment pour les moteurs et les prises de courant. Il nécessite donc une connaissance détaillée de l installation. Il est utilisé pour le choix du jeu de barres ou de la Canalisation Electrique réfabriquée (CE) auquel il est affecté, pour déterminer le courant circulant dans les circuits amont, et pour dimensionner la source. I.. Facteur tenant compte des prévisions d extension (ke) : II ermet de prendre en compte les évolutions prévisibles de l installation. RESUME et FORMULIRE II. Courant d emploi Formules générales Circuits terminaux Moteurs asynchrones triphasés Moteurs synchrones triphasés Moteurs biphasés Moteurs monophasés Circuits biphasés Circuits monophasés Circuits principaux u ( kw ) Ib( ) = U( ) cosϕ u ( kw ) Ib( ) = U( ) cosϕ u ( kw ) Ib( ) = V( ) cosϕ u( kw ) Ib( ) = U( ) cosϕ u( kw ) Ib( ) = V( ) cosϕ Ib ( ) : Courant d emploi - U ( ) : Tension composée - V ( ) : Tension simple Ib( ) = ΣI( ) ks ke avec S n( ) Ib ( ) = U( ) où u( kw ) Ib ( ) = U( ) cosϕ Tableau N C:\Users\JM BEUSSY\Desktop\Commentaires Bilan de uissance-forum.doc

2 BILN de UISSNCE N d ordre : 04-Elec 00 Rév. : 4 Date : 6/0/04 age : /7 ku : Coefficient d utilisation - ks : Coefficient de simultanéité - ke : Coefficient d extension u( kw ) : uissance utile - S n( ) : uissance apparente - Cos ρ : Facteur de puissance - : Rendement Notes importantes : II.. Les formules ne doivent être utilisées uniquement pour établir le bilan de puissance.. our déterminer la section de la canalisation relative aux circuits terminaux, il ne faut pas tenir compte du coefficient ku.. Ne pas oublier de faire intervenir le rendement dans le cas des appareils d éclairage. Ordre de grandeur des coefficients ku, ks et ke Ces valeurs sont issues de quelques normes en vigueur. Elles sont données à titre indicatif. Elles sont le fruit de l expérience. Elles peuvent être utilisées en, l absence de toute valeur plus précise. Facteurs d utilisation Facteurs de simultanéité Guide pratique UTE C 5-05 Norme NFC 6-40 Norme NFC 4-00/ Utilisations ku Nombre de circuits ks () Nombre de circuits Force Motrice 0,75 à et 0,9 4 Eclairage 4 et 5 0,8 5 à 9 0,75 ks Facteur d extension ke Chauffage 6 à 9 0,7 0 à 4 0,56 C 0, à 0, () > 0 0,6 5 à 9 0,48 Ventilation 0 à 4 0,4 Climatisation 5 à 9 0,40, à, (5) Froid 0 à 4 0,8 scenseurs et Monte charges (4) Moteur le + puissant 5 à 9 0,7 Moteur suivant 0,75 40 à 49 0,6 utres moteurs 0,6 > 50 0,4 Tableau N L application de ce coefficient nécessite la connaissance parfaite du fonctionnement du ou des récepteurs. () Ce facteur peut-être différent, il peut être imposé par le maître d ouvrage. () Dans les installations industrielles, ce facteur peut être plus élevé. Id (4) Le courant d emploi à prendre en compte pour chaque moteur est égal à : Ib = In + (5) Ce coefficient peut être plus élevé. En l absence de tout autre renseignement, les valeurs ci-dessus peuvent être retenues. II. Installations d éclairage our établir un bilan de puissance, il est nécessaire de prendre en compte la consommation des ballasts. Facteurs de puissance courants (Valeurs courantes). Le tableau ci-dessous donne les ordres de grandeurs des et des récepteurs courants. Récepteurs Force motrice Moteurs asynchrones à vide 0,7 Chargé à 5% 0,55 Chargé à 50% 0,7 Chargé à 75% 0,80 () Chargé à 00% 0,85 () Four à résistance Lampes à incandescences Lampes fluo compactes Tubes fluorescents à ballasts ferromagnétiques non compensés Tubes fluorescents à ballasts ferromagnétiques compensés Lampes fluorescences à ballast électronique unitaire (W) Ballast (%) () 8 à 6 5 0,5 0,9 8 à 6 5 0,9 0,9 8 à ,9 0,95 C:\Users\JM BEUSSY\Desktop\Commentaires Bilan de uissance-forum.doc

3 BILN de UISSNCE N d ordre : 04-Elec 00 Rév. : 4 Date : 6/0/04 age : /7 Récepteurs Force motrice () Four à induction compensé 0,85 0,9 Four à chauffage électrique 0,85 Récepteurs Force motrice Redresseur de puissance à thyristors. () 0,4 à 0,8 0,9 Machine à souder à résistances 0,8 à 0,9 oste à souder statique monophasé Lampes à incandescences Lampes fluo compactes Fluo compacte à ballast électronique externe Lampes à vapeur de mercure H compensé 0,5 0,75 Lampes à iodure métallique oste à souder rotatif 0,7 à 0,9 0,8 Lampes à vapeur de sodium H Suite du tableau précédent unitaire (W) Ballast (%) () 5 à 6 5 0,95 0,9 500 à à à ,85 0,95 0 0,85 0,9 0 0,85 0,9 Fours à arc 0,8 0,8 Lampes à vapeur de sodium B 8 à ,85 0,8 oste statique (transfo redresseur) 0,7 à 0,9 0,7 Lampes à incandescence Lampes halogènes TBT 5 à à 000 sans objet sans objet Tableau N Ces valeurs sont données à titre indicatif et peuvent être utilisées en l absence de tout autre renseignement. () Les rendements des moteurs électriques et des appareils d éclairage sont donnés dans les documents constructeurs. II.4 Choix de la puissance nominale du transformateur partir du courant d emploi total I total( ) (déterminé précédemment), calculer la puissance d utilisation «n» ou «Sn» en que la source (transformateur) devra fournir. On précise : S ( ) = U( ) Itotal ( ) ke avec : S ( ) : uissance apparente en I total( ) : Courant d emploi total en U ( ) : Tension nominale entre phases du transformateur = 0,4 k : Coefficient d extension. Ici nous prendrons k =, e e Information : Sauf exception le coefficient k =, est compris entre, et, qui permet de tenir e compte d une croissance normale des besoins en énergie (extension possible). En toute rigueur un coefficient d extension devrait être pris en considération à chaque stade de la distribution, il peut être plus élevé. Choisir la puissance nominale normalisée (n ou Sn en ) du transformateur. C:\Users\JM BEUSSY\Desktop\Commentaires Bilan de uissance-forum.doc

4 BILN de UISSNCE N d ordre : 04-Elec 00 Rév. : 4 Date : 6/0/04 age : 4/7 III Illustration des tableaux précédents. U( V ) Ib( ) = ΣIb( ) ks ke Tableau de distribution u( kw ) Ib ( ) = U( ) cosϕ u ( kw ) Ib( ) = U( ) cosϕ u( kw ) Ib ( ) = k u U( ) u4( kw ) Ib 4 ( ) = k 4 u U( ) cosϕ u( kw ) Ib ( ) = U( ) cosϕ u( kw ) Ib ( ) = U( ) M Force Motrice u( kw ) Ib ( ) = U( ) cosϕ Chauffage Eclairage u4( kw ) Ib4 ( ) = U( ) cosϕ M Force Motrice Commentaires : Formule à utiliser pour les circuits principaux (indice ) Formule à utiliser pour les circuits terminaux (indice ) Dessin N En procédant ainsi, vous obtenez un résultat par excès. En réalité, vous n avez pas le droit d additionner des courants dont les arguments ne sont pas identiques. Cette méthode «approximative» ne permet de déterminer le facteur de puissance au niveau du tableau de distribution. En toute rigueur, pour chaque circuit, vous devez calculer : C:\Users\JM BEUSSY\Desktop\Commentaires Bilan de uissance-forum.doc

5 BILN de UISSNCE N d ordre : 04-Elec 00 Rév. : 4 Date : 6/0/04 age : 5/7 ( kw ) = Σabs ( kw ) ( ) ( r ) = ΣQabs( r ) ( ) Q S ( ) ) = ( Σabs ) + ( ΣQabs ) ( ) S( ) Ib( ) = U( ) Ib( ) = Ib( 4) ks ke ( 4) IV Transformateur de puissance Comptage BT Tgϕ ramenée au primaire (tenir compte du facteur 0,09) soit : uissance nominale du transformateur en Tgϕ ( à atteindre) = 0,4 0,09 = 0, UISSNCE en r de la COMENSTION Transformateur fonctionnant à à vide Charge 75% Charge 00% , Tableau N 4 Note : En comptage HT, le coefficient (0,09 ou 0, selon l âge du transformateur) n est pas appliqué. our éviter cette pénalité complémentaire en comptage BT, elle doit être située directement dans la cellule du transformateur et raccordée directement aux bornes du transformateur sans interposition d appareillage électrique (interrupteur, disjoncteur ou autre.) C:\Users\JM BEUSSY\Desktop\Commentaires Bilan de uissance-forum.doc

6 BILN de UISSNCE N d ordre : 04-Elec 00 Rév. : 4 Date : 6/0/04 age : 6/7 Justification du coefficient d utilisation ku H=40m limentation électrique ompe centrifuge absorbée =,6kW N = 900tr/mn Dessiné par JMB uissance utile sur le bout d'arbre du moteur uissance absorbée par la pompe Moteur aynchrone ompe = 7kW utile normalisée N = 750tr / mn Ib = 0,4 Q Hp d utile = U I cos ϕ absorbée = ks 67 pompe uissance apparente ( Vitesse de synchronisme) 7 = 7,56 0,8 0,9 pplication : Q = 5m / h ( débit) Hp = 40m ( hauteur différentielle) d =,5 ( densité) pompe = 0,5 ( donnée constructeur ) aborbée = 4,05kW ks = en toute rigueur le coefficient d'utilisation est de: abs 4,05 ku = = = 0,9 utile 7 Il est à noter que parfois certains constructeurs prennent des coefficients de sécurité de l'ordre de, selon les installations et les types de matériels Dessin N C:\Users\JM BEUSSY\Desktop\Commentaires Bilan de uissance-forum.doc

7 BILN de UISSNCE N d ordre : 04-Elec 00 Rév. : 4 Date : 6/0/04 age : 7/7 V pplication C:\Users\JM BEUSSY\Desktop\Commentaires Bilan de uissance-forum.doc