le calcul du courant d'emploi.pdf
Post on 03-Jan-2016
139 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Par Jacques BOURBON
Évaluation d’une intensité absorbée
Préface
Chaque récepteur pour une puissance donnée, absorbe un courant électrique
(Ib) qui va influencer le choix de la section et la protection de la canalisation
qui alimente ce ou ces récepteurs .
Il est donc nécessaire pour évaluer cette intensité de connaître le
fonctionnement du récepteur.
La puissance électrique est la mesure qui détermine la quantité de travail fournie pendant un laps de temps donné.
On identifie la puissance par la lettre P et les unités de mesure généralement utilisées sont le watt (W) ou kilowatt (kW) dans le système international.
Pour calculer l’intensité a partir de la puissance et de la tension ont utilise larelation suivante:
Watt (James) (Greenock, 1736 Heathfield, 1819), ingénieur et mécanicien écossais. Il apporta
des perfectionnements décisifs à la machine à vapeur, en l’équipant notamment. d’un
condenseur (1765), puis inventa le régulateur à boules (régulateur de Watt) et le chauffage à la
vapeur.
UPI
La puissance électrique
Pour les puissances mécaniques, parfois on utilise encore une ancienne unité
appelée le cheval vapeur (cv) ,pour la conversion on à 736. W pour un cheval
vapeur.
1 cheval =736 Watt
Le triphasé
360
0°
stator
rotor
Se dit d’un système de trois grandeurs sinusoïdales (courant ou tension) de
même fréquence et déphasées l’une par rapport à l’autre de 120°
(Une distribution triphasée comprend trois conducteurs de phase)
Le point commun des trois phases est appelé neutre est il est relié à la terre
La tension V entre une des trois phases et le neutre ou la terre est de 230.V
la tension U entre chaque phases est de 400.V
2
3)30( Cos
732,13
3.VU
1203
360
90° 180° 270° 360°0°
t
+ Umax
- Umax
V=230.V
30°
L1
L2
L3
Les tensions en triphasé
Phase 1
Phase 2
Phase 3
Neutre
Tension normalisée contractuelle
Avant 1986 : 220 Volts monophasé et 380 Volts triphasé
depuis 1996 : 230 Volts monophasé et 400 Volts triphasé.
230.V230.V230.V400.V400.V400.V
Les couleurs EDF ( Vert, jaune, brun) ne sont plus
normalisées, mais encore utilisées parfois
Soit une une puissance de 1.kW en triphasé 400.V ont calcule par la relation
suivante:
3.UPI
Donc P x 1,44 = Ib (P en kW) en
triphasé 400.V
8 en monophasé 127V 4,35 en monophasé 230V
2,5 en triphasé 230V 1,44 en triphasé 400V
Dans les installations industrielles on équilibre souvent en triphasé plusieurs récepteurs
monophasés du même circuit.
Conversion des puissances en intensité
Résultat=1,44.A
Ce déphasage de l'intensité par rapport à la tension est appelé:
Le facteur de puissance.
Déphasage courant / tension
Dans un circuit purement
résistif,(lampe à incandescence,
chauffage) le courant varie en
même temps que la tension, on dit
que I et U sont en phase.
Mais pour un circuit inductif
(moteur, transformateur) le
courant ne varie pas en
même temps que la tension,
il est en retard sur la
tension.
Puissance réactive
Q=UxIxSin()
Puissance réel
P=UxIxCos()
Puissance apparente
S=UxI
Les expressions de puissances
PUISSANCE RÉELLE
Péniche
Chemin de halageCheval de trait
PUISSANCE APPARENTE
PUISSANCE
RÉACTIVEGouvernail
Le cheval tire la péniche qui pour éviter de taper dans la rive émet une force
réactive à l'aide de son gouvernail.
En électricité, le déphasage d’un angle () de l’intensité sur la tension fait
apparaître aussi trois puissances:
P=La puissance active en kW
Q=La puissance réactive en kVAR
S=La puissance apparente en kVA
22 QPS
Influence du Cos
Pour illustrer l’influence du Cos sur l'intensité absorbée Ib, on calculera avec
différentes valeurs de facteur de puissance pour un récepteur de 1 kW sous
400 volts en triphasé.
Ib
cos
)(.3. CosU
PIb
1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4
Conclusion, Si le cos est faible, le courant absorbé (Ib) sera plus important.
l'EDF pénalise les installations qui ont un cos < 0,925, et pour l'utilisateur, la
nécessité d’augmenté la sections des lignes.
Facteur de puissance des principaux récepteurs
Les récepteurs consommant le plus
d'énergie réactive sont :
- les moteurs à faible charge
- les machines à souder
- les fours à arc et induction
- les redresseurs de puissance
Améliorer le facteur de puissance
Pour améliorer le facteur de puissance d'une installation électrique, il faut
produire une part plus ou moins importante d'énergie réactive avec des
condensateurs.
Ce récepteur à la propriété lorsqu'il est soumis à une tension sinusoïdale de
déphaser son intensité, donc sa puissance (réactive capacitive), de 90° en
avant sur la tension.
Le condensateur est un récepteur constitué de deux parties conductrices
(électrodes) séparées par un isolant.
Sur un schéma électrique, Il est représenté par le symbole suivant:
Le facteur de puissanceLe facteur de puissance autrement dit le cos d'un appareil électrique est égal au rapport de la puissance active P (kw) sur la puissance apparente S (kVA) et peut varier de 0 à 1.
S
P)cos(
Cette information est parfois indiqué sur la plaque signalétique, exemple:
les moteurs.
La puissance assignée d'un moteur est la puissance mécanique disponible sur
l'arbre, il en résulte que la puissance d'alimentation d'un moteur est toujours
supérieure à sa puissance assignée.
Pa>Pu
Le rendement d’une machine est le rapport entre la puissance utile mécanique
(Pu) et la puissance absorbée électrique (Pa)
PaPu
Le rendement varie donc avec la puissance mécanique et les pertes, la relation
entre le rendement et la puissance mécanique est généralement donnée par un
graphique et exprimé en %
Le rendement
PuPa
cos1
a
Les valeurs ci-dessous,
extraites du tableau
UTE C 15-105 sont des
valeurs moyennes
pouvant être utilisées en
l’absence de données
plus précises.
Elles sont calculées par
la relation suivante:
facteur de puissance et du rendement (a)
Méthode simplifié
)cos(...3 U
PnIabs
44,1..aPnIabs
Pour un moteur de 5,5 kW avec un Cos de 0,83 et un rendement de 0,80
branché en triphasé 400.V , ont utilise la relation suivante:
Le guide de UTE C 15-105 permet de simplifié le calcul par la relation suivante:
Résultat=11,95 A
Résultat=11,92 A
Attention ! Pn en kW
Utilisation du tableau dans le catalogue
Pour un moteur de 5,5 kW branché en triphasé 400.V , le tableau indique le
résultat suivant 12.A:
Il existe un tableau dans le catalogue Merlin Gerin page K37 qui donne la
valeur de l’intensité absorbée à partir d’une puissance et d’une tension en
triphasé :
Le régime de fonctionnement normal d'un récepteur peut être tel que sa
puissance utilisée soit inférieure à sa puissance nominale installée, d'où la
notion de facteur d'utilisation.
Le facteur d'utilisation s'applique individuellement à chaque récepteur.
Ceci se vérifie pour des récepteurs à moteur susceptibles de fonctionner en
dessous de leur pleine charge.
Le facteur d'utilisation (ku)
Dans une installation industrielle, ce facteur peut-être estimé en moyenne à
0,75 pour les moteurs.
Pour l'éclairage et le chauffage, il sera toujours égal à 1.
Réévaluation d’une puissance
Quelle sera la l’intensité absorbée d’un tour de 5,5 kW avec un cos de 0,83
et un rendement de 0,80 alimenté en triphasé 400.V
•Puissance nominal : 5,5 kW
•Coefficient a : 1/(0,83 x 0,80)= 1,506
ou 1,5 selon le guide UTE C 15-105
•Coefficient d’utilisation : 0,75 pour une
installation industrielle par défaut.
8,91.A=5,5.kW x 1,5 x 0,75 x 1,44
•Coefficient de conversion pour du
triphasé 400.V=1,44
Groupement de circuits
Dans le cas d’un regroupement de plusieurs circuits (départs) dans un coffret
ou une armoire, il y a lieu d’appliquer sur l’ensemble des circuits d’autres
coefficients supplémentaires.
Le coefficients de simultanéité (KS)
Le coefficient d’extension (Ke)
facteur de simultanéité
Dans une installation électrique, certains appareils ne fonctionnent pas toujours
en même temps, on utilise dans ce cas la un facteur de simultanéité Ks qui
minore la puissance, il est utilisé pour un ensemble de récepteurs.
Exemple:
Dans un petit atelier comprenant, une perceuse de 2.kW sur colonne, un tour de 18.kW, une scie a ruban de 3 kW et un éclairage de 3kW, soit 4 départs.
L’exploitation de cette atelier ne permet pas l’utilisation simultané des machines, en revanche il est nécessaire d’utiliser l’éclairage en permanence.
Perceuse sur
colonne 2.kWScie à ruban 3.kWTour 18.kW
Eclairage 3.kW
2.kW+
18.kW+
3.kW
3.kW+
= 26.kW
18.kW+
3.kW
= 21.kW
Soit un Ks=0,8
KS pour les armoires de distribution
Facteur de simultanéité pour les armoires de distribution
La norme NF C 63-410 (ensembles d'appareillage à basse tension)
comporte un tableau .
Il s'applique à une armoire de distribution regroupant plusieurs circuits quand
les indications relatives aux conditions de charge ne sont pas indiquées.
Pour les circuits de prises de courant, le facteur de
simultanéité varie entre 0,1 à 0,2
et 1 pour l’éclairage et le chauffage.
Le facteur tenant compte des prévisions d’extensions Ke est égal à 1, mais
pour les installations industrielles on prend généralement 1,2
Rarement utilisé sur des circuit terminaux, mais plutôt sur un ensemble de plusieurs
départs comme un coffret ou une armoire électrique.
Facteur des prévisions d ’extension (Ke)
Désignation Puissance
nominal en Kw
Coefficient (a )
en fonction du
rendement et du
Cos
Coefficient
d'utilisation Ku
Coefficient de
conversion de
puissance en
intensité
Intensité
absorbée
(Ib)
Tour
Application pour un ensemble de récepteurs
dans un coffret
5,5 kVA 1,5 0,75 1,44 8.91 A
Perceuse 2 kVA 2 0,75 1,44 4,32 A
8 PC 2P+T10/16 3,6 kVA 1 1 4,35 16 A
Four 45 kVA 1 1 64,8 A1,44
30 fluos de 58.W 1,7 kVA 1,40 1 1,44 3,42.A
Somme des
intensités dans le
tableau
divisionnaire
Coefficient de
Simultanéité Ks
Coefficient
d'extension
Intensité
absorbée Ib
pour le tableau
divisionnaire
97,45 A 0,8 1,2 93,55 A
Au niveau du coffret
Choix du calibre de la protection
6,10,16,20,25,32,40,50,63,80,100,120,………..
Exemple:
Ib=55.A, choisir le calibre In de 63.A
Le calcul de l’intensité absorbée Ib va permettre de choisir le calibre de la
protection In ou Ir et la section de la canalisation.
InIb
Les coefficients influent sur le fonctionnement et l’aspect économique de
l’installation.
JB 2007
FIN
Avez-vous des questions ?
top related