ELE652 ÉLECTRICITÉ INDUSTRIELLE Préalable(s) : ELE550 PLAN DE COURS SESSION AUTOMNE 2013

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1 École de technologie supérieure Département de génie électrique Responsable(s) du cours : Pierre Jean Lagacé Crédits : 3 ELE652 ÉLECTRICITÉ INDUSTRIELLE Préalable(s) : ELE550 PLAN DE COURS SESSION AUTOMNE Coordonnées de l enseignant Groupe 01: Pierre Jean Lagacé 2. Descriptif officiel du cours Se familiariser 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. Séances de laboratoire orientées vers l'estimation des capacités des différentes composantes d'un système électrique industriel et de sa protection. 3. Objectifs spécifiques du cours 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. 4. Stratégies pédagogiques utilisées 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. Session automne 2013 ELE652 ÉLECTRICITÉ INDUSTRIELLE 1

2 5. Contenu du cours Date Contenus traités dans le cours 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. Total 39 Note : Tous les cours sont d'une durée de 3 heures 30 minutes par semaine. Session automne 2013 ELE652 ÉLECTRICITÉ INDUSTRIELLE 2

3 6. Laboratoires ou travaux pratiques Date Description Heures Représentation des transformateurs dans un système 4 heures monophasé et triphasé 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 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. 4 heures Courants de court-circuit dans un réseau triphasé suite à un 4 heures défaut shunt 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 4 heures défaut série 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. Total (24) 7. Utilisation d outils d ingénierie Logiciel Matlab 8. Évaluation Activité Description % Date de remise Travaux pratiques 20 % Laboratoires 20 % Examen mi-session 30 % 29 octobre 2013 Examen final 30 % Retard de remise d un travail 10 % de pénalité par jour de retard. 9. Documentation obligatoire Aucune référence obligatoire. Session automne 2013 ELE652 ÉLECTRICITÉ INDUSTRIELLE 3

4 10. Ouvrages de référence GLOVER, J.D., SARMA, M.S., OVERBYE, T.J., Power Systems Analysis and Design, 5 th Ed., Cengage Learning, ISBN Hydro-Québec TransÉnergie Technologies, SimPowerSystems 4, User s Guide, The MathWorks Inc., IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding, IEEE Power and Energy Society, ISBN X Code canadien de l électricité, ACNOR 2009, C22.1. BERGEN, A.R., Vittal, V., Power Systems Analysis, 2nd Ed., Upper Saddle River, N.J., Prentice Hall, ISBN GRAINGER, J.J., STEVENSON, W.D. Jr., Power System Analysis, New York, McGraw-Hill, ISBN WILDI, T., SYBILLE, G., Électrotechnique, 3e édition, Sainte-Foy, Les Presses de l'université Laval, ISBN MATLAB, Matlab and Simulink Student Version R2012a, The MathWorks Inc., , ISBN 13: Session automne 2013 ELE652 ÉLECTRICITÉ INDUSTRIELLE 4

5 ELE652 ÉLECTRICITÉ INDUSTRIELLE ANNEXE I 1. Caractéristiques du cours Responsable(s) du cours : Pierre Jean Lagacé Coordonnées de l enseignant : Groupe 01: Pierre Jean Lagacé Préalables : Profil T : ELE550 Crédits : 3 2. Descriptif officiel du cours Se familiariser 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. Séances de laboratoire orientées vers l'estimation des capacités des différentes composantes d'un système électrique industriel et de sa protection. 3. Répartition des unités d agrément du BCAPG Maths Sciences naturelles Études complémentaires Science du génie Conception en ingénierie Total 0,0 0,0 0,0 19,6 39,2 58,8 4. Qualités (Qx) et compétences (Cy) enseignées et ou évaluées - 5. Évaluation Absence à un examen Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l étudiant devra justifier son absence d un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non Session automne 2013 ELE652 ÉLECTRICITÉ INDUSTRIELLE 5

6 justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l attribution de la note zéro (0). Plagiat et fraude Les clauses du «Chapitre 10 : Plagiat et fraude» du «Règlement des études de 1 er cycle» s appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter la page Citer, pas plagier! Session automne 2013 ELE652 ÉLECTRICITÉ INDUSTRIELLE 6

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