Calcul et Choix de Disjoncteurs
Comprendre le Calcul et Choix de Disjoncteurs
Dans un réseau de distribution d’électricité, les disjoncteurs jouent un rôle crucial dans la protection des circuits contre les surintensités qui peuvent causer des dommages à l’équipement électrique et des risques d’incendie.
Pour cet exercice, vous allez calculer les caractéristiques requises pour les disjoncteurs d’une installation qui alimente plusieurs charges.
Pour comprendre le Dimensionnement de Câbles pour un Réseau, cliquez sur le lien.
Données Fournies:
- Caractéristiques de l’Installation:
- Tension du réseau: 400V (triphasé).
- Longueur totale des câbles: 200 mètres.
- Résistance des câbles par phase: 0.5 Ω/km.
- Réactance des câbles par phase: 0.1 Ω/km.
- Charges Connectées:
- Charge 1: Moteur de 50 kW, facteur de puissance 0.8 (retard), courant de démarrage 6 fois le courant nominal.
- Charge 2: Résistance de chauffage de 20 kW.
- Charge 3: Éclairage et divers, total de 10 kW, facteur de puissance 0.9 (retard).
Questions:
1. Calculer le Courant Nominal pour Chaque Charge.
2. Déterminer le Courant de Court-Circuit à l’Extrémité des Câbles.
3. Sélectionner le Disjoncteur pour Chaque Charge:
- Le disjoncteur doit pouvoir gérer au moins le courant de démarrage du moteur pour la Charge 1.
- Pour les autres charges, choisissez un disjoncteur qui peut supporter au moins 125% du courant nominal calculé.
- Assurez-vous que le courant nominal du disjoncteur est inférieur au courant de court-circuit calculé pour éviter des déclenchements intempestifs.
4. Vérifier la Sélectivité:
- Assurez-vous que le disjoncteur principal à l’entrée de l’installation peut coordonner avec les disjoncteurs individuels pour permettre une isolation adéquate en cas de défaut.
Correction : Calcul et Choix de Disjoncteurs
1. Calcul du Courant Nominal pour Chaque Charge
– Charge 1: Moteur de 50 kW
- Facteur de puissance: 0.8
- Tension: 400V
Formule:
\[ I = \frac{P}{\sqrt{3} \times V \times \text{facteur de puissance}} \]
Calcul:
\[ I = \frac{50,000}{\sqrt{3} \times 400 \times 0.8} \] \[ I \approx 90.2 \text{ A} \]
– Charge 2: Résistance de chauffage de 20 kW
- Facteur de puissance: 1 (puisque résistif)
- Tension: 400V
Calcul:
\[ I = \frac{20,000}{\sqrt{3} \times 400 \times 1} \] \[ I \approx 28.9 \text{ A} \]
– Charge 3: Éclairage et divers de 10 kW
- Facteur de puissance: 0.9
- Tension: 400V
Calcul:
\[ I = \frac{10,000}{\sqrt{3} \times 400 \times 0.9} \] \[ I \approx 16.1 \text{ A} \]
2. Calcul du Courant de Court-Circuit à l’Extrémité des Câbles
– Impédance du câble:
- Longueur: 200 m
Résistance:
\[ R = 0.5 \text{ } \Omega/\text{km} \times 0.2 \text{ km} \] \[ R = 0.1 \text{ } \Omega \]
Réactance:
\[ X = 0.1 \text{ } \Omega/\text{km} \times 0.2 \text{ km} \] \[ X = 0.02 \text{ } \Omega \]
Impédance totale:
\[ Z_{\text{câble}} = \sqrt{0.1^2 + 0.02^2} \] \[ Z_{\text{câble}} \approx 0.102 \text{ } \Omega \]
– Courant de court-circuit:
- Tension: 400V
Calcul:
\[ I_{cc} = \frac{400}{0.102} \] \[ I_{cc} \approx 3921.6 \text{ A} \]
3. Sélection des Disjoncteurs
– Charge 1: Moteur
- Courant de démarrage:
\[ = 90.2 \text{ A} \times 6 \] \[ = 541.2 \text{ A} \]
Choix du disjoncteur: minimum 550 A (pour gérer le courant de démarrage).
– Charge 2: Chauffage
- Courant nominal: 28.9 A
Choix du disjoncteur: minimum
\[ 28.9 \text{ A} \times 1.25 \] \[ = 36.1 \text{ A} \]
Disjoncteur choisi: 40 A (standard disponible le plus proche).
– Charge 3: Éclairage et divers
- Courant nominal: 16.1 A
Choix du disjoncteur: minimum
\[ = 16.1 \text{ A} \times 1.25 \] \[ = 20.1 \text{ A} \]
Disjoncteur choisi: 20 A (standard disponible).
4. Vérification de la Sélectivité
Le disjoncteur principal à l’entrée doit avoir un courant nominal supérieur à la somme des courants nominaux des disjoncteurs de chaque charge, tout en garantissant qu’il déclenche en dernier en cas de défaut.
Si le disjoncteur principal est par exemple de 630 A, il peut coordonner avec les disjoncteurs individuels sans se déclencher prématurément.
Conclusion
Ces calculs montrent comment sélectionner correctement les disjoncteurs pour différentes charges dans un réseau de distribution en fonction des caractéristiques électriques et des exigences de protection.
Calcul et Choix de Disjoncteurs
D’autres exercices de réseaux électriques et distribution:
0 commentaires