Brevet de Technicien Supérieur MAINTENANCE INDUSTRIELLE. Session 2006

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1 Brevet de Technicien Supérieur MAINTENANCE INDUSTRIELLE Session 2006 Analyse et conception des solutions possibles de la gestion et/ou de la distribution d'énergie électrique d'un moyen de production (Sous épreuve E 5-2) CORRIGÉ (4 pages)

2 BTS MAINTENANCE INDUSTRIELLE Session 2006 EPREUVE E5 Automatique et Génie électrique (Sous-épreuve E 5-2) Analyse et conception des solutions possibles de la gestion et/ou de la distribution d'énergie électrique d'un moyen de production Q1.1 Choix d un moteur à deux pôles. Durée : Document à consulter : DT Moteur 2 pôles, vitesse nominale : n= 60 ( 1 g) 60 ( 1 0,01) 2970 f p 50 1 = tr/min (g) Fréquence pour 1600 tr/min : f = = Hz Couple C demandé au moteur. P =C ω ω = π n C = P = = ω π 1600 N.m D après le document DT1, le rapport C/Cn = Couple nominal Cn du moteur Cn = C = 1671= 1671 N.m Type du moteur : Moteur 560 kw, type 3GCA Q1.2 Choix d un moteur à quatre pôles. Durée : Document à consulter : DT Moteur 4 pôles, vitesse nominale : n= 60 ( 1 g) 60 ( 1 0,01) 1485 f p 50 2 = tr/min (g) Fréquence pour 1600 tr/min : f = Hz Couple C demandé au moteur. P =C ω ω = π n = = = ω π D après le document DT1 le rapport C/Cn = 0, Couple nominal Cn du moteur Cn = C = 1671 = 1797 N.m 0,93 0, Type du moteur : Moteur 315 kw, type 3GCA Q1.3 Choix définitif du moteur. Durée : Document à consulter : DT Un avantage : pas de déclassement. 0,5pt Les inconvénients : moteur surdimensionné en puissance, fonctionnement à demi charge, coût du moteur, encombrement du moteur Un avantage : moteur utilisé à sa puissance nominale. Un inconvénient : léger déclassement du couple Moteur définitivement retenu : Moteur 315 kw, type 3GCA ,5pt

3 2. Remplacement du variateur. Q2.1 Choix du variateur Durée : Document à consulter : DT Critères de choix : Puissance du moteur, tension du réseau, type de la charge entraînée, (type de schéma de liaison à la terre). 2 pts Donner la référence complète du variateur. ATV 68C 28N4 Q2.2 Options nécessaires à l installation du variateur. Durée : Document à consulter : DT2 ; DT L inductance de ligne est-elle nécessaire? OUI car l impédance du réseau sur lequel est installé le variateur est inférieure à 60 µh, (DT2 : inductance de ligne) Le filtre additionnel d entrée atténuateur de radio perturbation est-il nécessaire? NON, ils sont interdits dans le cas de réseaux IT. (DT : filtres additionnels) Q2.3 Protection du variateur. Durée : Documents à consulter : DT1 ; DT3 ; DT6 et DT Donner les principaux critères de choix du disjoncteur : Nb de pôles, courant assigné, tension du réseau, pouvoir de coupure (commande, raccordement) 1,5 pts Choisir le disjoncteur principal du variateur : 3 pôles, In moteur X 1,1 = 380 A, 400 V, Icc = 47 ka : NS 400 H 2 pts Donner les critères de choix du déclencheur : Tension réseau, calibre, seuil de déclenchement à 1,1 In du moteur, Im à 1,5, Icc réglable à 2 et tm = 60 ms, nombre de pôles 3 pts Choisir le déclencheur : STR 53 UE Donner les positions des molettes Io et Ir pour le réglage du déclencheur. (DT5) 400 réglé à 380 A : 380 / 400 = 0,95 : Io = 1 et Ir = 0, Donner les autres réglages du déclencheur imposés par le variateur : Im = 1,5, tm = 60 ms, I instantané = 2 1,5 pts Q2.4 Installation du variateur Durée : Documents à consulter :DT3 ; DT4 ; DT5 Répondre sur feuille de copie et sur feuille réponse. DR Quelle est l utilité de mettre des câbles blindés entre le variateur et le moteur? Limiter les perturbations par les courants haute fréquence de fuite Les normes de sécurité de cette installation imposent l isolement du moteur. Comment est-elle réalisée sur le schéma de puissance? Par le contacteur KM1 placé en sortie du variateur sur le schéma de puissance Comment peut-on assurer la fonction de verrouillage du variateur tant que le contacteur KM1 n est pas fermé (voir DR1). Proposer une fonction permettant de réaliser cette fonction. Par une entrée logique Dl qui sera programmée en fonction blocage (code 33), elle sera commandée par un contact de km Voir DR1 2 pt Q2.5 Schéma d installation du variateur Durée : Documents à consulter : DT4 ; DT5 ; DR Voir DR1 2 pts Voir DR Voir DR1 2 pts Répondre sur feuille réponse DR1. 2 pt 2 pt

4 3. Protection des personnes et des biens. 7 points Q3.1 Protection des personnes 4 points Durée : Document à consulter : DR Les arrêts d urgence agissent sur le déclenchement du disjoncteur général en coupant l alimentation de la bobine à manque de tension Les appareils qui doivent être installés en tête du réseau d une installation avec un schéma de liaison à la terre de type I T sont un contrôleur permanent d isolement et un limiteur de surtension de type éclateur Dans le cas d un premier défaut d isolement : La protection est assurée par la liaison à la terre de toutes les masses conductrices et un courant de fuite très faible limité par le neutre isolé. Dans le cas d un deuxième défaut d isolement : La protection des personnes est assurée par le déclenchement des dispositifs de protection contre les courts-circuits provoqué par le court-circuit du deuxième défaut. Une ou les deux machines sont ainsi isolées du réseau en fonction de la sélectivité qu il y a entre les deux dispositifs. Q3.2 Protection des biens 3 points Durée : Documents à consulter : DR1 ; DT Forme de la tension appliquée au moteur : Us Les conséquences sur le réseau sont : Perturbation des appareils sensibles, surcharge en courant des conducteurs, risque de déclenchement intempestif des protections contre les surintensités Les inductances de ligne permettent de réduire le taux d harmoniques de courant produit par le variateur.

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