Dimensionnement Des Installations Électriques [PDF]

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UNIVERSITÉ CHOUAIB DOUKKALI Ecole Nationale des Sciences Appliquées EL JADIDA

Dimensionnement des installations électriques Filière : Génie Energétique et Electrique (GEE) ENSA - El Jadida Présenté par

Younes ABOUELMAHJOUB Doctorat en Sciences de l’ingénieur à l’ENSIAS –Université Mohammed V de Rabat Professeur agrégé en Génie Électrique

Dimensionnement des d installations électriques L’étude d’une installation électrique se fait méthodiquement en respectant les étapes suivantes :  Détermination des calibres In des déclencheurs des disjoncteurs  Détermination des sections de câbles;  Détermination de la chute de tension;  Calcul des courants de court-circuit; court  Choix des dispositifs de protection;  Sélectivité des protections

Photographie : RTE

Y . ABOUELMAHJOUB : [email protected]

05/11/2020

Etapes de dimensionnement d’une installation électrique

Début

1. Détermination ou calcul du courant d’emploi

5. Détermination des courants de court-circuit (ICC en KA)

6. Choix du dispositif de protection

2. Choix du calibre de la protection

3. Détermination de la section des conducteurs 4. Vérification de la chute de tension (∆U en %)

Non ∆U correcte ?

7. Vérification de la longueur maximums en régime TN et IT ?

Non

Lmax correcte ?

7(1). Choix du dispositif Différentiel en régime TT (I∆n A)

Oui

Oui Confirmation des choix Fin

Dimensionnement des installations électriques Introduction : L'étude d’une installation consiste à déterminer précisément les canalisations et leurs protections électriques en commençant à l'origine de l'installation (source) ( pour aboutir aux circuits terminaux (récepteurs). L’ensemble constitué par la canalisation et sa protection doit répondre simultanément à plusieurs conditions qui assurent la sûreté de l'installation. En effet la canalisation doit: Véhiculer le courant d'emploi permanent et ses pointes transitoires normales; ne pas générer de chutes de tension susceptibles de nuire au fonctionnement de certains récepteurs, comme par exemple les moteurs en période de démarrage, et amenant des pertes en ligne onéreuses. En outre, le dispositif de protection doit : Protéger la canalisation pour toutes les surintensités jusqu'au courant de court-circuit; assurer la protection des personnes contre les contacts indirects dans le cas des schémas des liaisons à la terre IT ou TN. Le type de canalisation, son mode de pose, la nature de l’âme et de l’isolant des conducteurs, la nature des appareils de protection,, étant connus on peut réaliser le choix de la section des conducteurs.

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Novembre 2020

Dimensionnement des installations électriques Définitions : Courant d’emploi IB : Le courant d’emploi IB dans un circuit est le courant destiné à être transporté dans ce circuit en service normal. On calcule le courant d’emploi IB à partir de la puissance à véhiculer dans le câble.  Au niveau des circuits terminaux, c’est le courant qui correspond à la puissance apparente des récepteurs.  Au niveau des circuits de distribution, c’est le courant correspondant à la puissance d’utilisation, laquelle tient compte des coefficients de simultanéité et d’utilisation

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Novembre 2020

Dimensionnement des installations électriques Définitions : Courant admissible IZ :

C’est le courant maximal que la canalisation peut véhiculer en permanence sans préjudice pour sa durée de vie. Ce courant pour une section donnée dépend de plusieurs paramètres :  Constitution du câble (cuivre, aluminium, isolation PVC ou PR, nombre de conducteurs actifs)  Température ambiante  Mode de pose  Influence des circuits voisins (effets de proximité).

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Novembre 2020

Dimensionnement des installations électriques Définitions : Courant assigné du dispositif de protection In :

Le courant In correspond au calibre du dispositif de protection

Relation entre le courant d’emploi IB et le courant admissible IZ

Régle générale : en conformité avec la NFC 15-100, un dispositif de protection (disjoncteur ou fusible), assure correctement sa fonction si : Son courant assigné ou de réglage ou de calibre In est situé entre le courant d’emploi et le courant admissible de la canalisation soit : IB < In < Iz

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Novembre 2020

Dimensionnement des installations électriques Détermination du courant d’emploi IB : Le courant d’emploi se calcule à l’aide de la formule suivante : IB = Pu×a×Fu×Fs×Fe×Fc Fc Avec Pu : Puissance utile (indiquée sur la plaque signalétique de l'appareil) du récepteur a : facteur tenant compte du facteur de puissance et du rendement a =1/(η*cosϕ) Fu : Fs : Fe : Fc :

facteur d’utilisation des appareils facteur de simultanité des appareils facteur tenant compte des prévisions d’extension facteur de conversion des puissances en intensités

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Novembre 2020

Dimensionnement des installations électriques Détermination du courant d’emploi IB : Facteur d'utilisation Fu Dans une installation industrielle, on suppose que les récepteurs ne seront jamais utilisés à pleine puissance. On introduit alors un facteur d'utilisation Fu qui varie généralement de 0,3 à 1.

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Type de récepteur

Facteur d’utilisation (Fu)

Chauffage ou éclairage

1

Prises de courant (hors indication particulière)

1

Moteurs électriques

0.8 Novembre 2020

Dimensionnement des installations électriques Détermination du courant d’emploi IB : Facteur de simultanéité Fs Dans une installation industrielle, les récepteurs d’un atelier par exemple alimentés par une même canalisation ne fonctionnent pas simultanément dans tous les cas. Pour tenir compte de ce phénomène qui reste lié aux conditions d’exploitation de l’installation dans le dimensionnement des liaisons on applique à la somme des puissances des récepteurs le facteur de simultanéité. Utilisation

Cas général

Facteur de simultanéité Fs

Éclairage

1

Chauffage et conditionnement d'air

1

Moteurs

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Moteur le plus puissant Moteur suivant

1

Autres moteurs

0,6

0,75

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Dimensionnement des installations électriques

Détermination du courant d’emploi IB : Facteur de simultanéité Fs Cas des armoires de distribution Type de charge

Facteur de simultanéité

Distribution - 2 et 3 circuits

0,9

Distribution - 4 et 5 circuits

0,8

Distribution - 6 à 9 circuits

0,7

Distribution - 10 circuits ou plus

0,6

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Dimensionnement des installations électriques Détermination du courant d’emploi IB : Facteur Facteur tenant compte des prévisions d’extension Fe Le rôle du facteur d’extension Fe est de prévoir une augmentation de la puissance absorbée. Il est égale à 1,, sauf pour les installations industrielles : Fe = 1,2 Facteur Facteur de conversion des puissances en intensités Fc : ( Pa exprimée en KW ou en KVA ) - En monophasé : 127 V, - En monophasé : 230 V, - En triphasé : 230 V, - En triphasé : 400 V,

Fc = 8 ; Fc = 4,35 ; Fc = 2,5 ; Fc = 1 ,4 .

En monophasé Fc = 1000 / U

et

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en triphasé

Fc = 1000 / U√3

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Dimensionnement des installations électriques Détermination du courant d’emploi IB :  Exemple d’application : Pour alimenter un ensemble de bureaux à usage administratif, on utilise un câble fixé aux parois. La puissance installée pour l'éclairage et le chauffage est de 160 KVA en 230V/400V triphasé 50 Hertz.. Une prévision d'extension de l’entreprise est envisagée. Avec a = 1.4 (éclairage éclairage fluorescent) fluorescent Déterminez le courant d’emploi iB

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Novembre 2020

Dimensionnement des installations électriques Détermination du courant d’emploi IB :  Exemple d’application : le courant d’emploi iB : a = 1.4 (éclairage fluorescent), Fu = 1 ; Fs = 1 ; Fe = 1 et Fc = 1.4 ( 400V triphasé ) d'où iB = 160*1.4* 1 * 1* 1* 1.4 = 313.6 A

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Dimensionnement des installations électriques Détermination du courant assigné In des fusibles et disjoncteurs : Le courant In correspond au calibre du dispositif de protection. Les courants assignés In normalisés sont :

6 10

16 20 25

32 40 50

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63 70 80

100 125 160 200 250 320 400 500 630

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Dimensionnement des installations électriques Détermination du courant assigné In des fusibles et disjoncteurs : Le calibre du disjoncteur est normalement choisi en fonction de la section des canalisations qu’il protège. Ces canalisations sont définies à partir du courant d’emploi des récepteurs. Ce courant d’emploi est : - soit fourni directement par le constructeur - soit calculé simplement à partir de la puissance nominale et de la tension d’utilisation. A partir de ce courant d’emploi, on détermine la canalisation et le calibre du disjoncteur qui la protège. Souvent celui-ci peut être choisi immédiatement supérieur au courant d’emploi dans la liste des calibres existants (In > Ib).

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Dimensionnement des installations électriques Détermination du courant assigné In des fusibles et disjoncteurs

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Dimensionnement des installations électriques Détermination du courant admissible Iz dans les conducteur de la canalisation : Le courant admissible Iz dépend de la protection en amont du récepteur (fusible ou disjoncteur). Cette valeur de courant Iz correspond à l’intensité que peut supporter le conducteur sans que sa température soit supérieur à une valeur spécifié.

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