calcul des courants de court-circuit en basse tension (transparents)
DESCRIPTION
shoth circuitTRANSCRIPT
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EVOLUTION BE
Calcul des courants de court-circuit en basse tension
CALCUL DES COURANTS DE COURT-CIRCUIT EN BT
par Frdric LIEBY
Version 1.00
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>SOMMAIRE
Les courants de court-circuit. Pourquoi et comment doit-on les calculer?
ORIGINES, CAUSES ET CONSEQUENCES
TYPES DE COURTS-CIRCUITS
DETERMINATION DES IMPEDANCES
HYPOTHESES DE CALCUL
DIFFERENTES METHODES DE CALCUL
EXEMPLE DE CALCULS DE ICC
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>LES COURTS-CIRCUITS
COURTS-CIRCUITS : LES CAUSES
- ORIGINE MECANIQUERupture dun conducteur, chute dun corps tranger
- ORIGINE ELECTRIQUEAltration dun isolant, arcs
- ORIGINE ATMOSPHERIQUEFoudre, tempte
- ORIGINE HUMAINEFausse manuvre
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>LES COURTS-CIRCUITS
COURTS-CIRCUITS : LES CONSEQUENCES
- DEGATS CAUSES PAR LES ARCS
- ECHAUFFEMENT EXCESSIFDtrioration des isolants
- EFFORTS ELECTRODYNAMIQUES ANORMAUXDformation des barres
- CHUTES DE TENSION ELEVEESDcrochage des alternateurs, instabilit du rseau
- SURTENSIONS TEMPORAIRES A LOUVERTURE DES CIRCUITS
- PERTURBATIONS DANS LES CIRCUITS DE TELECOMMUNICATION
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>LES COURTS-CIRCUITS
COURTS-CIRCUITS : ETABLISSEMENT DUN COURT-CIRCUIT
SCHEMA SIMPLIFIE :- Zcc reprsente tous les lments constituant la boucle de dfaut (rseau, canalisation, transformateur, jeu de barres)- E reprsente la tension du rseau considr- Zs est une charge quelconque
Symtrique : Asymtrique :
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>LES COURTS-CIRCUITS
COURTS-CIRCUITS : LES TYPES DE COURTS-CIRCUITS
COURANT DE COURT-CIRCUIT MONOPHASE-TERRE 80%
COURANT DE COURT-CIRCUIT BIPHASE-TERRE 12%
COURANT DE COURT-CIRCUIT TRIPHASE 8%
COURANT DE COURT-CIRCUIT BIPHASE ISOLE trs rare
DEFAUT FUGITIF : RESOLU APRES DECLENCHEMENT ET REENCLENCHEMENT (Ex. FOUDRE)
DEFAUT PERMANENT : NE DISPARAT PAS APRES DECLENCHEMENT(Ex. RUPTURE DUNE LIGNE)
DEFAUT AUTO-EXTINCTEUR : TROP COURT POUR LE DECLENCHEMENT(Ex. BRANCHE DARBRE)
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>LES COURTS-CIRCUITS
COURTS-CIRCUITS : COURANT DE COURT-CIRCUIT MAXIMAL
IL PERMET DE DEFINIR :
LE POUVOIR DE COUPURE DES DISJONCTEURS (PdC)
LE POUVOIR DE FERMETURE DES APPAREILS (PdF)
LA CAPACITE DU MATERIEL ELECTRIQUE
LA TENUE ELECTRODYNAMIQUE DES CANALISATIONS ET DE LAPPAREILLAGE
LA TENUE THERMIQUE DES CABLES AUX SURINTENSITES
NOTA : GENERALEMENT, LE ICC MAX EST LE ICC TRIPHASE
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>LES COURTS-CIRCUITS
COURTS-CIRCUITS : COURANT DE COURT-CIRCUIT MINIMAL
IL PERMET DE :
CHOISIR LE TYPE DE PROTECTION (NOTAMMENT DANS LE CAS DUN ICC FAIBLE)
CHOISIR ET DE REGLER LA COURBE DE DECLENCHEMENT DES PROTECTIONS
CHOISIR LA COURBE DE DECLENCHEMENT ET SELECTIONNER LES FUSIBLES
NOTA : GENERALEMENT, LE ICC MIN EST LE ICC BIPHASE DANS LES CONDITIONS LES PLUS SEVERES
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>LES COURTS-CIRCUITS
COURTS-CIRCUITS : HYPOTHESES DE CALCUL
LE ICC, LORS DUN COURT-CIRCUIT TRIPHASE, SETABLIT SIMULTANEMENT SUR LES TROIS PHASES
LE RESEAU EST RADIAL
LES VALEURS DE U ET Z DU MATERIEL SONT CONSTANTES
LES RESISTANCES DE CONTACT ET IMPEDANCES DE DEFAUT SONT NEGLIGEES
LES CHANGEURS DE PRISE DES TRANSFORMATEURS SONTCONSIDERES COMME ETANT SUR LA POSITION PRINCIPALE
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>LES METHODES
COURTS-CIRCUITS : METHODES DE CALCUL
ON DISTINGUE PRINCIPALEMENT 4 METHODES DE CALCUL :
- LA METHODE DE COMPOSITION (APPROCHEE)
- LA METHODE CONVENTIONNELLE (APPROCHEE)
- LA METHODE DES IMPEDANCES
- LA METHODE DES COMPOSANTES SYMETRIQUES
UTE C 15-105
IEC 781
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>LES METHODES
COURTS-CIRCUITS : METHODE DE COMPOSITION
Il est possible, sans connatre les caractristiques de la boucle de dfaut, d'avoir une estimation des courants de court-circuit maximaux.
Cas dune canalisation :
kkA
kkAkB II
III+=
A B
Ik tant la valeur du courant qui circulerait dans la canalisation AB si l'on appliquait la tension U0 entre l'origine A et l'extrmit B
UTE C 15-105
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>LES METHODES
COURTS-CIRCUITS : METHODE CONVENTIONNELLE
Cette mthode permet d'obtenir les courants de court-circuit minimaux et les courants de dfaut en bout de ligne.
L'hypothse pose rside dans le fait que la tension l'origine du circuit est gale 80% de la tension nominale de l'installation durant le dfaut.
Cette mthode avait par exemple servit tablir les tableaux donnant les longueurs maximales des canalisations protges contre les courts-circuits et les contacts indirects.
UTE C 15-105
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>LES METHODES
COURTS-CIRCUITS : METHODE DES IMPEDANCES
Cette mthode consiste effectuer la somme des rsistances et la somme des ractances des diffrents lments de la boucle de dfaut considre afin den dduire la valeur du Icc partir de la tension vide de la source.Elle ncessite donc de connatre ou de pouvoir dfinir lensemble des impdances des lments du rseau.
+==
22
00 ....XR
UmcZ
UmcIk
Le courant de court-circuit est dtermin partir de la relation suivante :
Avec c, facteur de tension pris gal : 1.05 pour les Icc max0.95 pour les Icc min
m, facteur de charge gal 1.05Uo, tension nominale entre phase et neutreZ, impdance de la boucle de dfaut
UTE C 15-105
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>LES METHODES
COURTS-CIRCUITS : METHODE DES COMPOSANTES SYMETRIQUES
Cette mthode est la plus complte et la plus prcise de toutes les mthodes prsentes. Cest dailleurs celle qui est prconise par les normes internationales.Elle sappuie sur lemploi des systmes direct, inverse et homopolaire.Elle permet de calculer tous les types de courant de dfaut.
IEC 781
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>LES METHODES
COURTS-CIRCUITS : METHODE DES COMPOSANTES SYMETRIQUESCette mthode est la plus complte et la plus prcise de toutes les mthodes prsentes. Cest dailleurs celle qui est prconise par les normes internationales.Elle sappuie sur lemploi des systmes direct, inverse et homopolaire.Elle permet de calculer tous les types de courant de dfaut.
Et comment on diffrentie un courant maxi dun mini?
c
c c
cc
cc
c
IEC 781
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>LES METHODES
COURTS-CIRCUITS : METHODE DES COMPOSANTES SYMETRIQUES
SUIVANT QUE LON DESIRE CALCULER UN COURT-CIRCUIT MAXIMAL OU MINIMAL, DES CONSIDERATIONS DIFFERENTES SONT A PRENDRE EN COMPTE :
VOIR PAGE 19/23
IEC 781
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>LES METHODES
COURTS-CIRCUITS : CONTRIBUTION DES MOTEURS ASYNCHRONES
LA CONTRIBUTION DES MOTEURS ASYNCHRONES PEUT ETRE NEGLIGEE DANS LA MESURE OU ON RESPECTE LA FORMULE SUIVANTE :
Avec :
IrM = somme des courants assigns des moteurs relis directement au rseauI"K = courant de court-circuit symtrique initial en labsence de moteurs
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>LE CALCUL DES IMPEDANCES
IMPEDANCES : RESEAU AMONT
Limpdance du rseau amont est calcule avec :
ccA S
UZ
2
=
La rsistance et la ractance amont se dduisent de :
Avec : U, la tension compose du rseau non charg (V)Scc, la puissance de court-circuit du rseau amont (VA)
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>LE CALCUL DES IMPEDANCES
IMPEDANCES : TRANSFORMATEURS
Limpdance des transformateurs est calcule avec :
La rsistance est obtenue par :
Avec : U, la tension compose vide du transformateur (V)ucc, la puissance de court-circuit du rseau amont (%)
nccT S
UuZ
2
=
2.3 nj
T IPR =
Avec : Pj, les pertes joules du transformateur (W)In, le courant nominal du transformateur (A)
22TTT RZX =
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>LE CALCUL DES IMPEDANCES
IMPEDANCES : LIAISONS (CABLES, LIGNES AERIENNES)
La rsistance des liaisons (cbles, lignes ou JdB) est calcule avec :
La ractance linique des cbles, lignes ou JdB est donne par :
SLRL
=
avec r, rayon des mes conductricesd, distance moyenne entre les conducteurs
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>LE CALCUL DES IMPEDANCES
IMPEDANCES : ALTERNATEURS SYNCHRONES
Limpdance dun alternateur est calcul avec :
Avec : U, la tension compose vide de lalternateur (V)Sn, la puissance apparente de lalternateur (VA)
nSUxZ
2
100 =
On nglige souvent R. De ce fait Z = X.On donne ci-dessous des valeurs pour x (en %) :
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>LE CALCUL DES IMPEDANCES
IMPEDANCES : MOTEURS OU COMPENSATEURS SYNCHRONES
Le comportement de ces machines en court-circuit est semblable celui des alternateurs ; ils dbitent dans le rseau une intensit fonction de leur ractance en %.
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>LE CALCUL DES IMPEDANCES
IMPEDANCES : CONDENSATEURS
LINFLUENCE DES CONDENSATEURS LORS DUN COURT-CIRCUIT PEUT GNRALEMENT TRE NGLIGE.
CEPENDANT, DANS LE CAS DE TRES GROSSES PUISSANCES, IL FAUDRAIT SASSURER QUE LA PREMIERE CRETE ENGENDREE PAR LA BATTERIE NEXCEDE PAS LE COURANT DE CRETE DUN DEFAUT ASYMETRIQUE.
IMPEDANCES : MOTEURS ASYNCHRONES
LE MOTEUR ASYNCHRONE EST, EN CAS DE COURT-CIRCUIT, UN GNRATEUR AUQUEL ON ATTRIBUE UNE IMPDANCE DE 20 25%.
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>LE CALCUL DES IMPEDANCES
IMPEDANCES : AUTRES IMPEDANCES
CERTAINS APPAREILS ONT UNE IMPEDANCE QUI PEUT ETRE PRISE EN COMPTE POUR LE CALCUL.AINSI, POUR DES DISJONCTEURS BT, ON PREND UNE VALEUR DE 0,15mPOUR LA REACTANCE.
LES FILTRES ET LES SELFS ANTI-HARMONIQUES DOIVENT EGALEMENT TRE PRIS EN COMPTE.
LES TRANSFORMATEURS DE COURANT A PRIMAIRE BOBINE FONT AUSSI PARTIE DES ELEMENTS A CONSIDERER.
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>LE CALCUL DES IMPEDANCES
IMPEDANCES : CONVERSION DES IMPEDANCES
LORS DUN CALCUL DE COURT-CIRCUIT, LES VALEURS DES IMPEDANCES DOIVENT ETRE RAPPORTEES AU NIVEAU DE TENSION AUQUEL LE COURANT DE COURT-CIRCUIT EST CALCULE.
LA FORMULE SUIVANTE PERMENT DE RAMENER LES IMPEDANCES AU NIVEAU DE TENSION DESIRE :
2
=HT
BTHTBT U
UZZ