Partie électrotechnique Corrigé de l avant-projet du BTS 001 Rotative hélio QA-9.1 Moteur LSK 134 VL 13 48 kw 400 V 80 tr/mn 163 N.m 134 A η0,89 On choisit un Rectivar RTV-84 à double pont, qui permet un fonctionnement dans les 4 quadrants du plan couple-vitesse, car le moteur doit agir comme un frein, dans le cas d un arrêt d urgence sur la machine QA-9. D après DT7, on constate qu il y a proportionnalité entre la tension d induit et la vitesse de rotation. Alimenté en 400 V, le moteur tourne à 80 tr/mn Pour qu il tourne à 500 tr/mn, il faut lui appliquer une tension 500 U 400 355 V 80 QA-9.3 Le couple requis est de 130 N.m (page 14) Ce couple est proportionnel au courant d induit 130 I 134 107 A (D après DT7, le couple est 163 Nm pour I163A) 163 QA-9.4 Le variateur est alimenté par le réseau 400 V D après DT9, la tension d induit maximale est U réseau x 1,05 40 V > 351 V La vitesse de 500 tr/mn pourra donc largement être atteinte Le moteur peut fournir un couple de 163 N.m > 130 N.m requis La vitesse doit pouvoir varier entre 5 et 500 tr/mn (page 14), soit une plage de variation de 1 à 100 Si le moteur comporte une tachymétrie, la plage de vitesse possible avec le Rectivar est de 1 à 300 (DT8), donc supérieure à la plage requise QA-9.5 RTV-84C18Q (DT9) I max 180A QA-9.6 Le variateur est alimenté par le contacteur KM1 : le courant de ligne 135 A La catégorie d emploi est AC3 La tension du réseau est 400 V Le nombre de pôles est 3 (triphasé sans neutre) Choix possibles : LC1-D ou LP1-D ou LC1-F QA-9.7 La tension d alimentation des bobines est 4 V~ Puissance permanente que le transformateur doit fournir : 45+4,5 49,5 VA Puissance d appel maximale : 550+4.5 554,5 VA Le graphe DT15 donne un transformateur de 50 VA ABL-6TS5B (50 VA 4 V) QA-9.8 Au primaire (pour remplacer Q3 sur DT1) I S/U 50/400 0,65 A On prend 1,6 fois le courant calculé soit 1 A Fusible 1 A de type am car pointe de courant au primaire, à la mise sous tension du transformateur Au secondaire (pour remplacer Q5 sur DT1) I S/U 50/4 10,4 A Fusible 1 A de type gg 1 / 6
QA-10 Corrigé de l avant-projet du BTS 001 Rotative hélio / 6
QA-11 Corrigé de l avant-projet du BTS 001 Rotative hélio 0 1 3 INH_SEC Al^ ALARME Alv ALARME T5s TEMP3s RTEMP3s RTEMP5s RTEMP0s TEMP5s IMP. /T3s 4 IMPULS RTEMP0s T3s /IMP 5 TEMP0s M. /T0s M. /T3s IMP. /T0s 6 MARCHE T0s A Dans ce Grafcet, l accélération, la décélération et l arrêt d urgence n interviennent pas, car ces actions ou ces transitions ne sont pas répertoriées dans le tableau de la page 19 (le sujet précise «utiliser exclusivement» ) 3 / 6
QB-1 Corrigé de l avant-projet du BTS 001 Rotative hélio Rotat Chauf Annex Refroi Coul Utec Utec3 Puissance (kw) 340 85 65 40 00 140 140 cosφ 0,8 1 0,9 0,8 0,85 0,8 0,8 tgφ 0,75 0 0,484 0,75 0,619 0,75 0,75 Ku 0,8 0,8 1 0,8 0,8 0,75 0,75 Ks1 0,75 0,8 0,8 0,75 0,8 0,8 0,8 P (kw) (1) 04 54,4 5 4 18 84 84 Q (kvar) () 153 0 5, 18 79, 63 63 (1) P Puissance x Ku x Ks1 () Q P x tgφ P 04+54,4+5+4+18+84+84 630,4 kw Q 153+5,+18+79,+63+63 401,4 kvar tgφ 0,64 cosφ 0,84 S ΣP + ΣQ 630,4 + 401,4 747,3 kva Avec Ks 0,8 : S 747,3 x 0,8 598 kva P 504 kw Q 31 kva On choisit d après DT1 un transformateur de 630 kva QB- Tension de service 0 kv Tension nominale 4 kv Puissance de court-circuit 500 MVA pour 0 kv On choisit la série 14 IM5 et IM6 alimentent T (630 kva) et T3 (400 kva) : ils penvent être parcourus par la somme des courants primaires i et i3 630 000 400 000 i + i3 + 18, + 11,6 9,8 30A 0 000 3 0 000 3 Cette intensité est bien inférieure à l intensité nominale de ces cellules (400 A) QB-3 Soléfuse calibre 31,5 IA I3 x Ucc 14 x 4,5% 6,4 A (DT5) IB I(0,1s) / 14 30 (lu sur la courbe) / 14,9 A Donc : 6,4 A < 18, <,9 le fusible convient QB-4 IM1 IM IM3 IM4 IM5 IM6 T1 T T3 init F F O F F F 1 1 1 1 F F F F F F 1 1 1 F F F O F F 1 1 1 3 O F F O F F 1 0 1 Une seule cellule est manœuvrée à la fois Pour que le poste soit isolé, il faut que IM1 et IM4 soient ouverts 4 / 6
Corrigé de l avant-projet du BTS 001 Rotative hélio QC-1 On admet que la puissance au point E est la somme arithmétique des puissances données sur le schéma : P 90 + 50 340 kw et cosφ 0,8 340 000 I N 613 A 3 400 0,8 I B 0,7 I N 49 A QC- I th 0,7 I N 49 A QC-3 D après DT6 Réseau équilibré f11 Aucun risque d explosion f1 PR + 40 C f30,91 Chemin de câbles horizontal + câble multiconducteurs f41 (-) E et n 13 Pas de pose sous conduit f51 câbles/phase et n 13 f60,88 1 couche f71 ff1.f.f3.f4.f5.f6.f70,8 I Z I B / f 49 / 0,8 536 A QC-4 536 / 68 A par phase, PR3, letter E, cuivre, soit 95 mm² (98) QC-5 D après DT38 : si S ph 95 mm² S N 50 mm² QC-6 Portion L(m) Matière Cosφ S(mm²) I B (A) ΔU(V) ΔU% AB 5 Cu 0,8 x40 800 0,4 0,1 CD 1 Cu 0,8 800 0 0 DE 0 0 EF 100 Cu 0,8 x95 400 8,3,1 Pour AB 0,01 400 5 0,4 100 Δ V 0,4 v ΔU 3 ΔV 0,4 v ΔU% 0,1% 100 400 Pour EF 0,04 00 100 8,3 100 Δ V 4,8 v ΔU 3 ΔV 8,3 v ΔU%,1% 100 400 ( V : chute de tension par phase U : chute de tension entre phases) QC-7 La chute de tension globale est donc de,% < 6% (éclairage poste privé) Cette valeur est acceptable QC-8 D après DT1, pour un transformateur 630 kva en 380 V, les pertes cuivre sont 10 00 W, soit 10, kw. On prendra pour la suite 10 kw 5 / 6
Corrigé de l avant-projet du BTS 001 Rotative hélio QC-9 Partie de l installation Résistances (mω) Réactances (mω) Réseau amont U0 410 500 MW Z1 P 6 500 10 0,33 R1 Z1cosφ 0,33 x 0,15 0,05 X1 Z1sinφ 0,33x0,98 0,3 Transformateur Ucc U 4,5 410 S 630 kva Z 1 100 S 3 100 630 10 Ucc 4,5% U 410 V Pcu U 10 000 410 R 4,3 X Z R 1-4,3 11,3 Pcu 10 kw S 630 000 Câble unipolaire cuivre L 5 X3 0,1 x L x 0,1x5x 1, R3 ρ.5 0,3 x 40 mm² / phase S 480 Longueur 5 m Disjoncteur rapide R4 0 X4 0 R 0 Ω X 0 Ω Jeu de barres cuivre L 1 X5 0,15 x L 0,15 x 1 0,15 R5 ρ.5 0,08 Longueur 1m S 800 Section 800 mm² Disjoncteur rapide R6 0 X6 0 R 0 Ω X 0 Ω Câble unipolaire cuivre L 100 X7 0,1 x L x 0,1x100x 4 R7 ρ.5 11,84 x 95 mm² / phase S 95 Longueur 100 m Pt de CC R(mΩ) X(mΩ) Rt(mΩ) Xt(mΩ) Zt(mΩ) Icc(kA) A amont R10,05 X10,3 0,05 0,3 A aval R4,3 X11,3 4,8 11,55 1,3 19, B R30,3 X31, 4,51 1,75 13,5 17,5 C R40 X40 4,51 1,75 13,5 17,5 D R50,08 X50,15 4,54 1,9 13,68 17,3 E R60 X60 4,54 1,9 13,68 17,3 F R711,84 X74 16,38 36,9 40,37 5,86 QC-10 Court-circuit au point A : Autre méthode : Icc IN 100 Icc U % CC U0 3 Zt avec I N 410 19, ka 3 1,3 SN 630 000 887A 3 U 3 410 887 100 Icc 19,7 ka 4,5 QC-11 Le temps de coupure du dispositif de protection ne doit pas être supérieur au temps portant la température des conducteurs à la limite admissible K S t < Icc K 143 (cuivre, isolant PR) Icc 5860 A au point F S x 95 190 mm² Le disjoncteur D1 s ouvre en 1 s 143 190 t < 4,64 t < 1,5 s la règle est vérifiée 5860 0 QC-1 R max 50 0,3 166 Ω 6 / 6