Exercices et corrigés

Exercices Électricité

Calcul et Choix de Disjoncteurs

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:

  1. 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.
  2. 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

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Évaluation de la Capacité d’un Câble

Évaluation de la Capacité d’un Câble Comprendre l'Évaluation de la Capacité d’un Câble Dans un quartier résidentiel, un technicien de réseau électrique doit évaluer la capacité d'un câble de distribution principale. Le câble alimente plusieurs maisons qui, en moyenne,...

Analyse d’un Circuit en Série avec Trois Lampes

Analyse d'un Circuit en Série avec Trois Lampes Comprendre l'Analyse d'un Circuit en Série avec Trois Lampes Vous êtes un ingénieur électricien travaillant sur la conception d'un système d'éclairage pour un petit bureau. Le système est alimenté par une source de...

Calcul de la résistance dans un réseau électrique

Calcul de la résistance dans un réseau électrique Comprendre le Calcul de la résistance dans un réseau électrique Dans le cadre d'un projet de conception d'un circuit électrique pour une nouvelle installation domestique, il est nécessaire de calculer la résistance...

Conception d’un Réseau Électrique

Conception d'un Réseau Électrique Comprendre la Conception d'un Réseau Électrique La ville de Lumina souhaite étendre son réseau électrique pour inclure un nouveau quartier résidentiel. Ce quartier prévoit de desservir 500 foyers avec une alimentation électrique...

Calcul du Nombre de Connecteurs en Réseaux

Calcul du Nombre de Connecteurs en Réseaux Comprendre le Calcul du Nombre de Connecteurs en Réseaux Dans un projet de construction d'une nouvelle zone résidentielle, un ingénieur électricien est chargé de concevoir le réseau électrique qui alimente toutes les maisons....

Effets des Harmoniques dans les Réseaux

Effets des Harmoniques dans les Réseaux Comprendre les Effets des Harmoniques dans les Réseaux Un système électrique industriel est soumis à des charges non linéaires importantes dues à l'utilisation de variateurs de vitesse et d'équipements électroniques de...

Superposition dans les Réseaux Mixtes DC et AC

Superposition dans les Réseaux Mixtes DC et AC Comprendre la Superposition dans les Réseaux Mixtes DC et AC Dans un réseau électrique industriel, un technicien cherche à analyser les effets de différentes sources de tension sur un circuit complexe qui inclut à la fois...

Modélisation d’un Dipôle Équivalent

Modélisation d'un Dipôle Équivalent Comprendre la Modélisation d'un Dipôle Équivalent Dans un projet de conception d’un réseau électrique, un ingénieur doit analyser un segment du réseau qui peut être modélisé par un circuit composé de résistances et de sources de...

Système de Comptage pour un Quartier

Système de Comptage pour un Quartier Comprendre le Système de Comptage pour un Quartier Vous êtes ingénieur électrique travaillant pour une société de distribution d'électricité. Vous avez pour mission de concevoir un système de comptage pour un nouveau quartier...

Distribution Électrique et Gestion du TGBT

Distribution Électrique et Gestion du TGBT Comprendre la Distribution Électrique et Gestion du TGBT Dans une usine de production industrielle, le Tableau Général Basse Tension (TGBT) joue un rôle crucial dans la distribution de l'énergie électrique. Il reçoit...