Calcul de Charge et Sélection de Câble

Calcul de Charge et Sélection de Câble

Comprendre le Calcul de Charge et Sélection de Câble

Vous êtes ingénieur en conception de réseaux électriques et vous travaillez sur la planification d’un nouveau secteur résidentiel.

Le réseau doit alimenter 50 maisons, chaque maison ayant une consommation moyenne estimée à 5 kW avec un facteur de puissance de 0.9.

Le réseau est alimenté par une source de tension de 11 kV et la distance moyenne entre la sous-station de distribution et les maisons est de 2 km.

Données Nécessaires:

  • Tension de la source: 11 kV
  • Distance de la sous-station aux maisons: 2 km
  • Consommation moyenne par maison: 5 kW
  • Nombre de maisons: 50
  • Facteur de puissance des maisons: 0.9
  • Densité de courant admissible pour différents types de câbles (à fournir selon les normes locales ou les tables standards).

Questions:

1. Calculer la charge totale du réseau.

2. Sélectionner le calibre et le type de câble approprié pour minimiser les pertes et maintenir la sécurité.

3. Calculer la chute de tension dans le câble sélectionné.

4. Déterminer si un transformateur de réglage ou un équipement compensateur est nécessaire pour maintenir la tension dans les limites admissibles à l’entrée des maisons.

    Correction : Calcul de Charge et Sélection de Câble

    1. Calcul de la Charge Totale

    Données:

    • Nombre de maisons = 50
    • Consommation moyenne par maison = 5 kW
    • Facteur de puissance (PF) = 0.9

    Formule:

    • Charge totale en kVA:

    \[ = \frac{\text{Nombre de maisons} \times \text{Consommation moyenne par maison}}{\text{Facteur de puissance}} \]

    Calcul:

    \[ = \frac{50 \times 5 \, \text{kW}}{0.9} \] \[ = \frac{250 \, \text{kW}}{0.9} \] \[ = 277.78 \, \text{kVA} \]

    2. Sélection du Câble

    Critères:

    • Chute de tension maximale admissible = 3%
    • Tension de la source = 11 kV

    Calcul préliminaire de la chute de tension maximale admissible en volts:

    • Chute de tension admissible:

    \[ = 0.03 \times 11000 \, \text{V} \] \[ = 330 \, \text{V} \]

    Choix du câble:

    Supposons l’utilisation d’un câble en aluminium.

    Calcul du courant \(I\):

    \[ I = \frac{\text{Charge totale en kVA}}{\text{Tension en kV}} \] \[ I = \frac{277.78}{11} \] \[ I = 25.25 \, \text{A} \]

    Choix de la section du câble:

    Pour 25 A, supposons une section de câble en aluminium de 35 mm², ce qui est standard pour cette charge.

    3. Calcul de la résistance du câble et de la chute de tension:

    Supposons que la résistance du câble en aluminium est de \(0.028 \, \Omega/\text{km}\) pour une section de 35 mm².

    Calcul de la chute de tension:

    \[ \Delta V = \frac{2 \times I \times R \times L}{1000} \] \[ \Delta V = \frac{2 \times 25.25 \times 0.028 \times 2}{1000} \] \[ \Delta V = 0.002825 \, \text{kV} \] \[ \Delta V = 2.825 \, \text{V} \]

    Vérification de la Chute de Tension:

    • \(\text{Chute de tension admissible} = 330 \, \text{V}\)
    • \(\text{Chute de tension calculée} = 2.825 \, \text{V}\)

    Conclusion:

    La chute de tension de 2.825 V est largement inférieure à la limite admissible de 330 V, donc le choix du câble est adéquat.

    4. Compensation de la Tension

    Étant donné que la chute de tension est bien en-dessous de la limite admissible, aucune compensation supplémentaire telle qu’un transformateur de réglage ou des équipements de compensation de puissance réactive n’est nécessaire.

    Conclusion Finale

    L’utilisation d’un câble en aluminium de 35 mm² est appropriée pour cette application, assurant une distribution électrique efficace et sûre avec une chute de tension bien sous la limite admissible.

    Aucune compensation de tension supplémentaire n’est requise pour ce projet de réseau de distribution électrique résidentiel.

    Calcul de Charge et Sélection de Câble

    D’autres exercices de réseaux électriques et districution:

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