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 l’alimentation d’un transformateur qui abaisse la tension depuis le réseau de distribution de moyenne tension.
L’usine utilise diverses machines qui nécessitent une alimentation électrique stable et sécurisée pour fonctionner efficacement.
Pour comprendre le Calcul et Choix de Disjoncteurs, cliquez sur le lien.
Données fournies:
- Transformateur :
- Puissance nominale : 630 kVA
- Tension primaire : 20 kV
- Tension secondaire : 400 V
- Rendement : 98%
- Câble d’alimentation du TGBT :
- Longueur du câble : 50 m
- Résistance du câble : 0.1 Ω/km
- Réactance du câble : 0.07 Ω/km
- Charge totale de l’usine :
- Puissance active : 500 kW
- Facteur de puissance : 0.85
Questions:
- Calcul de l’intensité du courant en ligne :
- Calculez l’intensité du courant (I) qui circule depuis le transformateur jusqu’au TGBT en considérant la puissance active et le facteur de puissance des machines.
- Chute de tension dans les câbles :
- Déterminez la chute de tension totale dans le câble d’alimentation en considérant sa résistance et sa réactance.
- Calcul de la puissance apparente au secondaire du transformateur :
- Calculez la puissance apparente (S) nécessaire au secondaire du transformateur pour alimenter la charge de l’usine.
- Efficacité énergétique du transformateur :
- Évaluez la puissance fournie par le primaire du transformateur nécessaire pour compenser les pertes dues à son rendement.
- Analyse de la capacité de charge :
- Vérifiez si la puissance nominale du transformateur est suffisante pour supporter la charge totale de l’usine.
Correction : Distribution Électrique et Gestion du TGBT
1. Calcul de l’intensité du courant en ligne
Pour calculer l’intensité du courant qui circule depuis le transformateur jusqu’au TGBT, nous utilisons la formule suivante :
\[ I = \frac{P}{V \times PF \times \sqrt{3}} \]
En substituant les valeurs données :
- Puissance active (P) : 500 kW
- Tension secondaire (V) : 400 V
- Facteur de puissance (PF) : 0.85
\[ I = \frac{500}{400 \times 0.85 \times \sqrt{3}} \] \[ I = \frac{500}{400 \times 0.85 \times 1.732} \] \[ I = \frac{500}{591.02} \] \[ I \approx 0.846 \, \text{kA} = 846 \, \text{A} \]
2. Chute de tension dans les câbles
La chute de tension dans le câble est calculée en utilisant la formule de la chute de tension dans un conducteur :
\[ \Delta V = I \times (R \times L + jX \times L) \]
Avec les valeurs :
- Résistance du câble (R) : 0.1 \(\Omega\)/km
- Réactance du câble (X) : 0.07 \(\Omega\)/km
- Longueur du câble (L) : 0.05 km
En substituant les valeurs :
\[ \Delta V = 846 \times (0.1 \times 0.05 + 0.07 \times 0.05) \] \[ \Delta V = 846 \times (0.005 + 0.0035) \] \[ \Delta V = 846 \times 0.0085 \] \[ \Delta V = 7.191 \, \text{V} \]
3. Calcul de la puissance apparente au secondaire du transformateur
La puissance apparente nécessaire au secondaire du transformateur est donnée par :
\[ S = \frac{P}{PF} \]
En substituant les valeurs :
\[ S = \frac{500}{0.85} \] \[ S \approx 588.24 \, \text{kVA} \]
4. Efficacité énergétique du transformateur
Pour calculer la puissance requise au primaire du transformateur, nous prenons en compte le rendement :
\[ P_{\text{primaire}} = \frac{S}{\text{Rendement}} \]
Avec le rendement de 98% ou 0.98 :
\[ P_{\text{primaire}} = \frac{588.24}{0.98} \] \[ P_{\text{primaire}} \approx 600.24 \, \text{kVA} \]
4. Analyse de la capacité de charge
Enfin, nous comparons la puissance apparente nécessaire avec la puissance nominale du transformateur :
Puissance nominale du transformateur : 630 kVA
Puisque 588.24 kVA est inférieur à 630 kVA, le transformateur peut supporter la charge sans problème.
Conclusion
Les calculs montrent que le système est bien dimensionné avec une marge suffisante sur la capacité du transformateur.
La chute de tension dans le câble est également minime, ce qui garantit une bonne qualité de l’alimentation électrique à l’usine.
Ces résultats démontrent l’efficacité du design et des composants choisis pour le système électrique de l’usine.
Distribution Électrique et Gestion du TGBT
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