DISTRIBUTION ÉLECTRIQUE

DISTRIBUTION ÉLECTRIQUE Dossier B Ce dossier contient les documents suivants : - Travail demandé :... pages B2 à B3. - Documentations techniques :... page B4 à B20. B 1

B1. ÉTUDE DE L ALIMENTATION HTA (DOCUMENT G3) À l'aide du schéma unifilaire de la distribution HT du Stade de France (dossier de présentation générale) : Travail demandé B1.1 Donner le type d alimentation du poste de livraison. B1.2 Donner le type de schéma d alimentation des postes satellites et préciser leur rôle. B1.3 Préciser le rôle des transformateurs associés aux groupes électrogènes (justifier votre réponse). B2. ÉTUDE DE L ALIMENTATION BTA DU TABLEAU DE DISTRIBUTION EC-EF1 (DOCUMENTS B4 ET B5) Travail demandé B2.1 Déterminer la section de la canalisation alimentant le tableau de distribution 1C-EF1 (Documents B6 et B7). On précise : - Facteur de simultanéité du tableau 1C-EF1 : K = 0,82. - Canalisation : câbles unipolaires âme en aluminium. - Isolation : polyéthylène Réticulé (PR). - Mode de pose : chemin de câble perforé, 6 circuits jointifs de F01 à F06. - Température 40 C. - S PEN = S PH / 2 (S PEN : section du conducteur PEN, S PH : section du conducteur de phase). B2.2 Déterminer la chute de tension en ligne et vérifier qu elle n excède pas la valeur imposée par la norme NFC 15-100 (8 %) (Document B8). B2.3 Un court-circuit se produit au niveau du tableau du départ 10. Donner la valeur de l intensité du courant de court-circuit I cc3 (Document B9). B2.4 Le départ 1C-EF1 est protégé par le disjoncteur F01 associé à un déclencheur électronique (Documents B10 à B13) : a) Choisir le disjoncteur F01 (avec déclencheur interchangeable) et vérifier si son pouvoir de coupure convient. b) Choisir le déclencheur électronique permettant d assurer une protection instantanée contre les court-circuits avec un seuil de déclenchement réglable. c) Donner la plage de réglage des seuils de protection contre les surcharges (long retard). d) Donner la plage de réglage des seuils de protection contre les courts-circuits (court retard). e) Donner la plage de réglage des seuils de protection contre les courts-circuits (instantanée). B 2

B2.5 Le départ 10 est protégé par le disjoncteur DJ10 associé à un déclencheur électronique (Documents B14 à B17): a) Choisir le disjoncteur DJ10 et vérifier si son pouvoir de coupure convient. b) Choisir le déclencheur électronique permettant d assurer une protection instantanée contre les courts-circuits avec un seuil de déclenchement réglable. Préciser son calibre. c) Donner la plage de réglage des seuils de protection contre les surcharges (long retard). d) Donner la plage de réglage des seuils de protection contre les courts-circuits (court retard). e) Donner la plage de réglage des seuils de protection contre les courts-circuits (instantanée) B2.6 Donner les réglages du déclencheur associé au disjoncteur F01 pour obtenir une sélectivité totale en cas de défaut au niveau du tableau de distribution 10 (I cc3 ). B3. Étude de l alimentation du Monte-Charge MC20 Le départ F12 du tableau TGBT1 "Courants" Poste satellite N/O alimente le Monte-Charge MC20. Schéma simplifié de l installation électrique du Monte-Charge MC20 : Jeu de barres JdB2 Réseau 237/410 V 50 Hz B A Phase 1 Phase 2 Phase 3 PEN F12 Disjoncteur NS 100 H Déclencheur TM 25 D UL = 50 V = 22,5 mž.mm 2/m (cuivre) Câble multipolaire 4 x 10 mm2 en cuivre U 1 000 R2V L = 168 m Monte-Charge MC20 B3.1 Quel est le régime de neutre de cette installation? B3.2 Quel est l avantage de ce régime de neutre? B3.3 Un défaut d isolement franc se produit entre la phase 1 et la carcasse du moteur MC20. Lors du défaut, on admet une chute de tension de 20 % entre les points A et B. a) Établir le schéma équivalent de la boucle de défaut. b) Calculer la valeur du courant de défaut Id et la tension de contact Uc. c) La protection des personnes est elle assurée? (justifier votre réponse). Si non, proposer une solution pour qu'elle le soit (Documents B18 à B20). B 3

Schéma unifilaire du TGBT1 "Courants" Poste satellite N/O TN TR 12 20 kv/410 V 1 600 kva Normal EDF Remplacement DJA1 1GA1 Icc1 = 30 ka PEN Jeu de barres JdB1 F01 F02 F03 F12 F18 PEN 4 Câbles aluminium unipolaires par phase U 1 000 R2V L = 220 m 1C-EX1 1C-EF2 Icc2 = 15 ka Monte-charge MC20 Jeu de barres JdB2 Tribune de presse Tableau de distribution 1C-EF1 DJ10 DJ11 DJ1C1 DJ2C1 DJ12 DJ1C2 DJ2C2 DJ13 DJ14 DJ15 DJ16 DJ1T2 DJ1T1 DJ1T3 PEN 11 1C1 2C1 12 1C2 2C2 13 14 15 16 1T2 1T1 1T3 Icc3 Câbles unipolaires en aluminium (3 x 2 x 185 mm2) U 1 000 R2V L = 15 m 10 B 4

Caractéristiques du tableau de distribution 1C-EF1 Repère du départ P (KW) Q (KVAR) Départ 10 221,6 166,2 Départ 11 15,2 11,4 Départ 12 15,2 11,4 Départ 13 64 48 Départ 14 232,8 174,6 Départ 15 155,2 116,4 Départ 16 27,2 20,4 Départ 1C1 11,2 8,4 Départ 2C1 14,4 10,8 Départ 1C2 16,8 12,8 Départ 2C2 12,8 9,6 Départ 1T1 11,2 8,4 Départ 1T2 43,2 32,4 Départ 1T3 14,4 10,8 B 5

Détermination des sections de câbles Voir Catalogue Distribution basse tension 98/99 Schneider, page : K32 B 6

Détermination des sections de câbles Voir Catalogue Distribution basse tension 98/99 Schneider, page : K33 B 7

Détermination de la chute de tension U Tableau simplifié Plus simplement, le tableau ci-après donne, avec une bonne approximation, la chute de tension par km de câble pour un courant de 1A en fonction : du type d'utilisation : force motrice avec cos voisin de 0,8 ou éclairage avec cos voisin de 1 ; du type de câble monophasé ou triphasé. La chute de tension dans un circuit s'écrit alors : avec U (volts) = K x I B x L K: donné par le tableau, I B : courant d'emploi en ampères, L: longueur du câble en km. La colonne "force motrice cos = 0,35" du tableau permet si nécessaire de faire un calcul de la chute de tension lors d'un démarrage de moteur. Circuit monophasé Circuit triphasé équilibré Force motrice Eclairage Force motrice Eclairage service normal démarrage service normal démarrage Cu Alu cos = 0,8 cos = 0,35 cos = 1 cos = 0,8 cos = 0,35 cos = 1 1.5 24 10.6 30 20 9,4 25 2.5 14,4 6.4 18 12 5,7 15 4 9,1 4,1 11,2 8 3,6 9,5 6 10 6,1 2,9 7,5 5,3 2,5 6,2 10 16 3,7 1,7 4,5 3,2 1,5 3,6 16 25 2,36 1,15 2,8 2,05 1 2,4 25 35 1,5 0,75 1,8 1,3 0,65 1,5 35 50 1,15 0,6 1,29 1 0,52 1,1 50 70 0,86 0,47 0,95 0,75 0,41 0,77 70 120 0,64 0,37 0,64 0,56 0,32 0,55 95 150 0,48 0,30 0,47 0,42 0,26 0,4 120 185 0,39 0,26 0,37 0,34 0,23 0,31 150 240 0.33 0,24 0,30 0,29 0,21 0,27 185 300 0,29 0,22 0,24 0,25 0,19 0,2 240 400 0,24 0,2 0,19 0,21 0,17 0,16 300 500 0,21 0,19 0,15 0,18 0,16 0,13 Chute de tension U en volts/ampère et /km dans un circuit. B 8

Détermination des courants de court-circuit Voir Catalogue Distribution basse tension 98/99 Schneider, pages : K41 et K42 B 9

Disjoncteurs Compact C801 à CM3200 Voir Catalogue Distribution basse tension 98/99 Schneider, pages : B16 et B17 B10

Déclencheurs électroniques STR25 à STR55 (pour Compact C801 à C1251) Voir Catalogue Distribution basse tension 98/99 Schneider, page : B24 B11

Déclencheurs électroniques STR25 à STR55 (pour Compact C801 à C1251) Voir Catalogue Distribution basse tension 98/99 Schneider, page : B25 B12

Déclencheurs électroniques STR25 à STR55 (pour Compact C801 à C1251) Voir Catalogue Distribution basse tension 98/99 Schneider, pages : B26 et B27 B13

Disjoncteurs Compact NS100 à NS630 Voir Catalogue Distribution basse tension 98/99 Schneider, pages : B14 et B15 B14

Déclencheurs électroniques STR23SE, STR53UE (pour Compact NS400 à NS630) Voir Catalogue Distribution basse tension 98/99 Schneider, page : B20 B15

Déclencheurs électroniques STR23SE, STR53UE (pour Compact NS400 à NS630) Voir Catalogue Distribution basse tension 98/99 Schneider, page : B21 B16

Déclencheurs électroniques STR23SE, STR53UE (pour Compact NS400 à NS630) Voir Catalogue Distribution basse tension 98/99 Schneider, page : B22 B17

Déclencheurs magnétothermiques TM (pour Compact NS100 à NS250) Voir Catalogue Distribution basse tension 98/99 Schneider, page : B18 B18

Déclencheurs magnétothermiques TM Courbes de déclenchement Voir Catalogue Distribution basse tension 98/99 Schneider, page : K282 B19

Courbes de sécurité pour tension alternatives temps (s) 10 9 8 7 6 5 4 3 UL = 50 V 2 UL = 25 V 1 0,8 0,6 0,9 0,7 0,5 0,4 0,3 0,2 0,10 0,08 0,06 0,09 0,07 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 10 12 20 30 50 70 100 40 60 80 300 500 200 400 90 Tension de contact (V) B20

Eléments de correction Partie B B.1.1/ Alimentation du poste de livraison : en double dérivation B.1.2/ Alimentation des postes satellites : en boucle, en coupure d artère de façon à assurer la continuité de service. B.1.3/ Le rôle des transformateurs associés aux groupes électrogènes est d élever la tension de 400V à 20 kv, du fait que les postes satellites sont alimentés en 20 kv. B.2.1/ P = 855,2 kw Q = 641,4 kvar S = P 2 Q 2 (855,2) 2 (641,2) 3 S 1069 10 I F01 = 1505,3A 3 U 3 410 10 I F01 = I F01 K S = 1505,3 0,82 = 1284,3A 2 1069kVA Câbles monoconducteurs sur chemin de câbles perforé : Lettre de sélection F Facteur de correction...k1 = 1 lettre F (autres cas)...k2 = 0,73 disposition des câbles jointifs : simple couche sur tablettes horizontales perforées)...k3 = 0,91 ( = 40 C) Courant admissible : I Z 1234,3 I Z ' 1858A K1 K2 K3 1 0,73 0,91 4 câbles unipolaires par phase : I Z ' 1858 I Z '' 464,5A 4 4 Détermination de la section : Lettre F isolant PR3 câble en Alu I = 508A>464,5A S = 300 mm 2 3 phases 3 4 1 300 mm 2 PEN 2 1 300 mm 2 B.2.2/ Chute de tension : U = 0,25 L I F01 /4 = 0,25 220 10-3 1234,3 / 4 = 17V 100 17 U = = 4,15 % < 8% 410

B.2.3/ Intensité de court-circuit I cc3 (doc. B9) L = 15 m Section : 3 2 185 mm 2 I cc2 (Amont) = 15 ka I cc3 (Aval) = 14 ka B.2.4/ Choix du disjoncteur F01 : I F01 = 1234,3A C1251 N In = 1250A>1234,3A Pdc = 50 ka eff > 30 ka eff il convient Choix du déclencheur : Déclencheur STR 55 UE Réglable de 2 à 12 In (2500 à 15000A) Plage de réglage des seuils de protection contre les surcharges (LR) 0,4In à In 500 à 1250A Plage de réglage des seuils de protection contre les courts-circuits (instantanée) : 2 à 12In 2500A à 15000A B2.5/ Choix du disjoncteur DJ10 : 3 S 277 10 I DJ10 = = 390A U 3 410 3 NS 400N calibre 400A>390A Pdc = 45 ka eff > 15 ka eff il convient Plage de réglage des seuils de protection contre les surcharges (LR) : 0,4In à In 160A à 400A Ir = 390A Plage de réglage des seuils de protection contre les courts-circuits (C.R.) : 1,5 à 10Ir 585 à 3900A Plage de réglage des seuils de protection contre les courts-circuits (instantanés) : 1,5 à 11In 600 à 4400A Déclencheur STR 53 UE B.2.6/ Réglage du déclencheur STR55UE 12 In = 12 1250 = 15 ka B.3.1/ Régime du neutre TNC B.3.2/ Economie d un pôle utilisation de disjoncteur tripolaire.

B.3.3/ Schéma équivalent de la boucle de défaut 0,8V A Zph Rd Rd = 0 Z AB = Zph + Zpen + Rd B Zpen Z AB = Zph + Zpen Courant de défaut Id : Z AB = L Sph L Spen L 1 Sph 1 Spen or Sph = Spen L 2 22,5 168 Z AB = 2 0, 756 Sph 10 Tension de contact Uc : Id = 410 0,8 3 0,756 0,8 0,8 V Uc 2 Déclencheur magnéto-thermique TM25D Calibre 25A = In Ir peut varier de 0,8In à In donc de 20 à 25A 2 256A 410 3 94,7V Temps de déclenchement : Id 256 td 10,24 Ir 25 td = 5s (courbe de déclenchement TM25D) t max = 450ms (courbe de sécurité U L =50V) la protection n est pas assurée. Solution : Augmenter la section des conducteurs. Installer un DDR. Choisir un autre déclencheur magnéto-thermique (courbe de déclenchement plus adaptée)