81920822 Guide Puissance

GUIDE PUISSANCE / 2007

DISTRIBUTION ET PUISSANCE JUSQU 4000 A

SOMMAIRE

I.AI. LE PROJET

INTRODUCTIONLe dveloppement durable ....................................................................................Les atouts du dveloppement durable Les mutations induites par le dveloppement durable La gestion dun projet dans la dmarche dveloppement durable

0406 06 08 10

I.B

LALIMENTATION EN ENERGIELes conditions de distribution de lnergie ...........................................................Les schmas de distribution HT Les schmas de distribution BT Les modes de livraison Le point de livraison Les normes Les rgimes de neutre en haute tension La liaison des masses haute tension La qualit et perturbations de lalimentation La compensation du facteur de puissance

1416 17 18 19 21 24 25 26 28 35 38 39 39 40 41 42 42 47 50 51

Les alimentations ...................................................................................................Alimentation principale Alimentation de remplacement Alimentation pour service de scurit Alimentation auxiliaire

Les sources .............................................................................................................Les transformateurs HTA/BT Les groupes lectrognes Les onduleurs Les batteries

I.C

LA PROTECTION DES PERSONNES ET DES BIENSLes dangers lectriques.........................................................................................Le risque de choc lectrique Les rgles de constructions des ensembles Le risque de brlures Lexposition aux champs lectromagntiques Les surintensits Le risque de surtensions Les interrupteurs et baisses de tension

5254 54 68 78 79 82 83 87 88 88 96 114 128 128 130 133 144 144 147 156 164 164 183 202 214 220 220 223 230

Lincendie.................................................................................................................Le risque dincendie Les principes de protection Les prcautions vis--vis de lincendie

La foudre .................................................................................................................Les mcanismes de la foudre Les effets de la foudre La protection contre les effets de la foudre

Les perturbations lectromagntiques.................................................................La compatibilit lectromagntique Principes de protection contre les perturbations lectromagntiques Prcautions de constructions des ensembles contres les perturbations lectromagntiques

Influences de lenvironnement, dgradation et corrosion ...................................Les conditions denvironnement La corrosion Conception et choix des enveloppes

Les contraintes mcaniques .................................................................................. Surchauffement et gestion thermique ................................................................Le risque de surchauffement Le bilan thermique Les dispositifs de refroidissement

I.D

LES SCHEMAS DE LIAISON A LA TERRE

236I. LE PROJET1

Les diffrents schmas de liaison la terre......................................................... 238Le schma TT (neutre la terre) 238 Le schma TN (mise au neutre) 241 Le schma IT (neutre isol ou impdant) 245 Llotage ................................................................................................................... 248 Alimentation par un mme transformateur 248 Alimentation par un transformateur spcifique 251 Les schmas de liaison la terre des groupes lectrognes .............................. 254 Le choix du schma de liaison la terre ............................................................... 256 Comparaison des diffrents schmas de liaison la terre 256 Schma de liaison la terre et CEM 259 Structure du rseau de protection......................................................................... 262 Dfinitions 264

II.A

DIMENSIONNEMENT DES CONDUCTEURS ET DES PROTECTIONS 266La protection contre les surcharges ...................................................................... 268Dtermination du courant rel demploi IB 268 Dtermination de la section des conducteurs 269 Dispositifs de protection contre les surcharges 281 La vrification des chutes de tension .................................................................... 282 La protection contre les courts-circuits ................................................................ 286 Pouvoir de coupure 286 Vrification des contraintes thermiques admissibles par les conducteurs 287 Vrification des longueurs maximales protges 290 La protection contre les contacts indirects ........................................................... 294 Cas du schma TT 295 Cas du schma TN 295 Cas du schma IT 297 Vrification des longueurs maximales protges 298 Solutions lorsque les conditions de dclenchement ne sont pas remplies 303 Estimation des courts-circuits et exemple de calcul............................................ 304 Valeur de court-circuit lorigine de linstallation 304 Valeur de court-circuit en un point quelconque 308 Exemple de calcul 311

II.B

LES APPAREILS DE COUPURE ET DE PROTECTIONLes diffrentes technologies utilises Les caractristiques des disjoncteurs Les courbes de dclenchement La limitation

314316 318 320 322 324 325 327 330 332 334 334 335 336 338

Les disjoncteurs...................................................................................................... 316

Les disjoncteurs ouverts DMX ...............................................................................La gamme DMX Les units de protection lectroniques Les caractristiques techniques Les auxiliaires de commande Les auxiliaires de signalisation Les dispositifs de scurit et de cadenassage Les inverseurs de sources Le raccordement des DMX Courbes de fonctionnement et de limitation

II. LES CHOIX

SOMMAIRE

Les disjoncteurs de puissance DPX ....................................................................... 340

II. LES CHOIX

La gamme DPX Caractristiques des DPX Les dclencheurs Le montage, laccessorisation et le raccordement des DPX Les blocs diffrentiels lectroniques adaptables Les utilisations particulieres Courbes de fonctionnement Courbes de limitation

Les disjoncteurs modulaires DX Lexic ..................................................................La gamme modulaire Lexic Caractristiques des DX Auxiliarisation et motorisation des DX Raccordement des DX Utilisations particulires Courbes de fonctionnement

Les interrupteurs sectionneurs Legrand..............................................................Interrupteurs-sectionneur coupure pleinement apparente Interrupteurs-sectionneur coupure visible Interrupteurs-sectionneur dclenchement libre

Lassociation des dispositifs de protection............................................................Association des disjoncteurs DNX, DX, et DPX Association des cartouches fusibles et des disjoncteurs DX Association disjoncteurs-interrupteurs

La slectivit des dispositifs de protection ........................................................... Les diffrentiels......................................................................................................Constitution des diffrentiels Les appareils dispositif diffrentiel La slectivit des diffrentiels La ncessit de la classe II

Les parafoudres......................................................................................................Technologies des parafoudres Caractristiques et typologie des parafoudres Mode commun et mode diffrentiel Localisation des parafoudres Choix des parafoudres Raccordement des parafoudres Les longueurs protges Coordination des parafoudres Dconnexion des parafoudres en fin de vie Parafoudres de proximit Protection des lignes tlphoniques

340 342 344 346 355 356 358 360 362 362 364 366 367 368 369 370 370 371 373 374 376 380 380 382 392 392 394 400 400 402 402 403 406 407 408 412 417 418 419 420 420

II.C

LES FONCTIONS DEXPLOITATIONLes oprations de consignation Les dfinitions (vocabulaire dusage) Schmas-type avec procdures de verrouillage Interventions sur les quipements

422424 426 430 434 436 436 437 438 440 440 444 446

La consignation des ouvrages et quipements..................................................... 424

La motorisation et linversion de sources .............................................................Commandes motorises Inverseurs des sources Botier dautomatisme

La coupure et larrt durgence, le sectionnement...............................................La coupure durgence Larrt durgence Le sectionnement

2

II.D

LA REPARTITION ET LE CABLAGEDtermination de la section utile des barres Dtermination des distances entre supports Effets magntiques associs aux jeux de barres Vrification des caractristiques disolement

448450 455 462 465 468 468 469 474 480 484 485 488 492 492 499 501

Le dimensionnement des jeux de barres .............................................................. 450

Les rpartiteurs Legrand .......................................................................................Les rgles normatives Les caractristiques des rpartiteurs Les diffrents rpartiteurs Lquilibrage des phases

La rpartition optimise XL-Part...........................................................................La rpartition XL-Part la range La rpartition XL-Part verticale

Les conducteurs......................................................................................................Choix et utilisation des cbles et conducteurs Sections des conducteurs de cblage interne dans les ensembles Les barres souples

II.E

LES ENVELOPPES ET LA CERTIFICATION DES ENSEMBLES3

502505 507 509 512 516 520 520 521 523 524 524

Les coffrets et armoires XL .................................................................................. 504Coffrets XL3 160 Coffrets et armoires XL3 400 Coffrets et armoires XL3 800 Armoires XL3 4000

Les sparations linterieur dun ensemble ........................................................ La certification des ensembles ..............................................................................Les rgles normatives Les essais de type Les essais de construction Les essais individuels Marquage et indications

III.

LES PRODUITSLes disjoncteurs et les interrupteurs DMX ........................................................... Les disjoncteurs et les interrupteurs DPX............................................................ Les interrupteurs-sectionneurs Vistop et DPX-IS................................................ Les interrupteurs, disjoncteurs et diffrentiels Lexic ......................................... Les cartouches fusibles et les coupe-circuits....................................................... Les rpartiteurs, les supports jeux de barres et XL-Part.................................... Les coffrets, XL3 160 ............................................................................................... Les coffrets, les armoires et les quipements XL3 400 ........................................ Les coffrets, les armoires et les quipements XL3 800 ........................................ Les armoires et les quipements XL3 4000 ........................................................... Les accessoires de cblage .................................................................................... Les prises industrielles..........................................................................................

526526 528 532 534 538 542 548 550 554 558 567 568

INDEX

5743

III. LES PRODUITS

II. LES CHOIX

LE PROJET

Introduction

Le dveloppement durable . . . . p. 6

Dans les prcdentes ditions de ce guide, Legrand vous a propos un document, vritable rfrence dans le mtier, qui atteste de son engagement offrir la fois les solutions techniques les mieux adaptes et les meilleurs services. Cette volont na pas change et cette relation tisse entre nous va encore se resserrer. Mais notre monde bouge ; chaque jour un peu plus, nous prenons conscience que notre devenir tiendra en grande partie de nos comportements individuels et collectifs. Et il sagit bien l dune nouvelle donne aux multiples facettes ; les questions sont difficiles, les rponses sans cesse adapter. Notre mtier ny chappe pas.

De nouveaux outils de valorisation et de certification (HQE, labels nergtiques), de nouvelles rglementations (RT2005, certificats d'conomie d'nergie, diagnostics nergtiques...), des directives (dchets, substances dangereuses) enrichissent chaque jour le panel de rfrentiels prendre en compte. Dans cette complexit grandissante, la gestion dun projet douvrage doit dornavant sinscrire dans une logique de minimisation des impacts environnementaux quengendrent toutes ses phases de vie : sa conception, sa construction, son exploitation, sa gestion, sa maintenance, jusqu sa dconstruction et la remise en tat du site. Les installations lectriques sont dj au cur de cette dmarche : tout en conservant un maximum de scurit et de fiabilit, le matriel jouera une part prpondrante dans la gestion et la matrise de la consommation de lnergie, tout en se proccupant de l'impact des matriaux employs pour la fabrication des appareils et des conducteurs. Aux fonctions de chauffage, clairage et force motrice

presque traditionnelles sajoutent maintenant dautres systmes : climatisation, scurisation, communication, tlgestion Le btiment nergie positive, qui devra gnrer plus quil ne consommera, sera aliment par des sources dnergie diversifies et adaptatives et requerra des rseaux dair et de fluides pilots avec prcision, des asservissements exacts aux conditions et aux utilisations du moment. Quelle que soit la destination des btiments, industriels, tertiaires ou rsidentiels, une mme approche tendra vers ce mme objectif dconomie. Tous les projets doivent dsormais viser un impact minimal sur lenvironnement et la diminution des nergies consommes. Il faudra implicitement sinscrire dans cette perspective en sachant dvelopper des rponses originales et inventives et des solutions techniques adaptes. Et dans ce nouveau dfi qui nous concerne tous, Legrand sera vos cts.

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LE PROJET

I.A

Le dveloppement durableIncitation relle du march, volont dimplication des acteurs conomiques ; au-del des invitables dbats et dune vision que certains estiment trop limite des aspects physiques (couche dozone, dsertification, diversit biologique), la notion mme de dveloppement durable nen marque pas moins une relle prise de conscience de la place de lhomme dans la socit, de ses atteintes fortement prjudiciables la plante qui lhberge et de sa responsabilit vis--vis des gnrations futures.

LES ATOUTS DU DEVELOPPEMENT DURABLELe dveloppement durable suppose des approches plus coopratives. Les entreprises au premier rang desquelles les socits internationales comme Legrand ont un rle important dans le transfert et la diffusion de techniques environnementales de pointe. A lappui, les Directives Europennes sur la limitation de certaines substances nocives (RoHS : Restriction of Hazardous Substances), sur la consommation des produits lectriques (directive EUP : Energy Using Product) ou sur la rcupration des dchets (DEEE : Dchets d'Equipements Electriques et Electroniques) sont autant doutils qui poussent adopter de nouvelles pratiques plus respectueuses de la sant et de lenvironnement. Si le rle des facteurs conomiques est prpondrant dans la recherche dune meilleure rgulation du commerce mondial, nul ne nie aujourdhui que la mondialisation soit aussi environnementale. Tous les acteurs qui sengagent dans ce processus gagnent une respectabilit qui se traduit naturellement en avantage concurrentiel.Legrand, avec les acteurs de la filire lectrique a formalis son engagement travers une charte inter-professionnelle : Cette dmarche vise amliorer et promouvoir les filires de reprise, dlimination et de valorisation des D.E.E.E.. Depuis plus de 20 ans, Legrand propose par exemple une offre fin de vie pour les BAES (Blocs Autonomes dEclairage de Scurit). Au-del de la vision environnementale, la notion de dveloppement durable, cest avant tout la relation de ce dveloppement avec lhomme dans la socit. Le dveloppement durable doit aussi intgrer : - les aspects de libre-arbitre (identit, responsabilit, diversit) - les aspects sociaux (quit, solidarit, scurit, ducation) - les aspects organisationnels (processus de dcisions, information, bonne gouvernance) - les aspects politiques (relation avec les institutions) - les aspects conomiques (vision long terme, attentes du march, notion de services, financement, fiscalit, internalisation des cots de pollution, certification).

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LES ATOUTS DU DEVELOPPEMENT DURABLE

Les directives europennes RoHS et DEEEAu mme titre que les piles et accumulateurs, les systmes frigorifiques ou bien les vhicules hors d'usage (VHU), les quipements lectriques et lectroniques reprsentent un gisement de dchets sensibles par leur toxicit et proccupant par leur volume. Au niveau communautaire, deux textes spcifiques ont t adopts le mme jour. Ils ont t publis au JOUE (Journal Officiel de lUnion Europenne) N L037 du 13/02/2003. Ils sont tlchargeables sur le site : http://eur-lex.europa.eu - La directive 2002/95/CE relative la Limitation de lutilisation de certaines Substances Dangereuses dans certains Equipements Electriques et Electroniques (directive LSD) communment nomme en anglais RoHS pour Reduction of Hazardous Substances. Elle impose llimination la source de certains lments chimiques qui sont particulirement critiques dans la phase de gestion des dchets ou qui sont rputes toxiques ou cotoxiques : le plomb, le cadmium, le mercure, le chrome hexavalent et deux retardants feu broms PBB et BPDE. Grce cela, les possibilits de recyclage devraient tre amliores et lincidence sanitaire sur les travailleurs des industries du recyclage limite. - La directive 2002/96/CE relative aux Dchets dEquipements Electriques et Electroniques (directive DEEE) ou en anglais WEEE (Waste of Electrical and Electronic Equipments) concerne la gestion de certains DEEE. Les diffrentes filires de collecte, recyclage et valorisation sont en train de se mettre en place. Ces deux directives ont t transposes en droit franais par le dcret dapplication 2005-829 du 20 juillet 2005 relatif la composition des quipements lectriques et lectroniques et llimination des dchets issus de ces quipements.

Legrand, bien que ses produits et systmes soient peu concerns, va au-del de ses obligations rglementaires et a dcid de substituer dans ses produits, les substances vises par la RoHS. Plus d'infos sur www.legrand.fr

^ La disparition de la couleur jaune des traitements de surface signe la suppression du chrome hexavalent utilis sous forme de chromates. Ce composant toxique est dsormais interdit par la directive RoHS7

LE PROJET

I.A

Le dveloppement durable (suite)

LES MUTATIONS INDUITES PAR LE DEVELOPPEMENT DURABLEEvolutions technologiques, recomposition du march, maintien de lquilibre financier, et de lquilibre social chahutent quotidiennement les entreprises et pourtant lconomie de dveloppement durable doit porter sur une vision long terme. De nouvelles formes dorganisation mergent, des fonctions et des mtiers se crent. Les mutations engendres par le dveloppement durable imposent un engagement fort et novateur de la part des entreprises, d'o l'adhsion de Legrand au Pacte mondiale en 2006. Cet engagement marque sa volont d'accompagner et de promouvoir le dploiement au plan mondial de valeurs environnementales, sociales et socitales qui font partie intgrantes de son modle de dveloppement. La gestion des impacts sur lenvironnement introduit des concepts de management environnemental, dcologie industrielle, de transition du produit vers le service, de dmantlement en fin de vie. De nouvelles notions, qui ne sont pas que des mots et qui sous-tendent de vraies consquences en termes de produits, de consommation dnergie, dutilisation de matires premires, mergent. La gestion des ressources humaines et du social au sens large doit tablir de nouvelles rgles de fonctionnement et dquilibre : responsabilisation tous les niveaux, management intgr, prise en compte de la diversit, adhsion et participation des salaris, formation continue, recomposition des profils de postes et des trajectoires professionnelles Enfin la relation au territoire qui touche la fois au dveloppement local (la ville, les gens, le cadre de vie, les services), la gestion des risques (les risques naturels, technologiques, les effluents), la relation la chose publique (les institutions, la politique damnagement), au bien-tre des populations (lemploi, lquilibre social) devient une vritable partie prenante dans la vie de lentreprise. Un ensemble de donnes complexe quil faut apprhender lchelle de la commune comme celle de la nation et maintenant lchelle du village plantaire. 8

^ La production industrielle n'est pas incompatible avec la prservation de l'eau. Exemple : sites de Legrand en Normandie, consommation deau rduite de 58%

Le Pacte mondial est caractris par 10 grands principes : 1. Soutenir et respecter la protection internationale des droits de l'homme de leur sphre d'influence 2. Etre sr que l'entreprise ne se rende pas complice de violations des droits de l'homme 3. Respecter la libert d'association et de reconnatre le droit la ngociation collective 4. Eliminer toutes formes de travail forc ou punitif 5. Abolir rellement le travail des enfants 6. Eliminer toute forme de discrimination (dans le recrutement ou l'affectation des postes) 7. Adopter une approche de prcaution face aux dfis environnementaux 8. Mener des initiatives pour promouvoir une meilleure responsabilit environnementale 9. Encourager le dveloppement et la diffusion de technologies respectueuse de l'environnement 10. Lutter contre la corruption

LES MUTATIONS INDUITES PAR LE DEVELOPPEMENT DURABLE

Lco-conceptionLa conception et la production dquipements qui facilitent le dmantlement, la rutilisation ou le recyclage de leurs composants et matriaux, sont encourages par les directives RoHS et DEEE et demain par l'EUP. Des matriaux nouveaux vont apparatre. Ils feront appel des sources naturelles moins polluantes et renouvelables. Cela ncessitera aussi un effort dadaptation : aspects et prix de ces matriaux remettront certainement en cause quelques standards auxquels nous nous tions tous habitus. Outre une augmentation sans prcdent des cots, lenvole de la consommation mondiale de mtaux a fait resurgir le spectre de la pnurie. Cest aussi par lco-conception quon pourra rduire les quantits de matires premires utilises ou en utiliser de nouvelles. Des outils ont t crs pour juger de la pertinence des choix effectus mais force est de constater que les donnes sont extrmement complexes. La rduction de matire premire peut par exemple avoir un impact positif la conception (bilan carbone, gestion de la ressource) mais si cest au dtriment de la consommation de lappareil durant sa vie, le bilan global nest pas aussi vertueux. Il faut aussi ajouter ces rflexions, les contraintes trs nergivores des transports et de tous les flux logistiques. Le chantier de lco-efficience est ouvert dans la conception des produits et cest l lessentiel

Legrand dveloppe ses produits de faon minimiser leur impact environnemental chaque phase de leur cycle de vie : - Choix des matriaux et composants, - Procds de fabrication, - Distribution (transport et emballage), - Consommation dnergie, - Traitement en fin de vie. Plus d'infos sur www.legrand.fr

< Station de traitement des effluents de la ligne de traitement de surface des armoires Altis : zro rejet dans l'environnement9

LE PROJET

I.A


LA GESTION DUN PROJET DANS LA DEMARCHE DEVELOPPEMENT DURABLELa mission des diffrents acteurs : (architecte, bureau dtudes, constructeur, exploitant ou chef dtablissement) est de retenir et dutiliser les meilleures solutions techniques. Les objectifs de dveloppement durable ncessitent une remise en cause profonde de la manire mme daborder les problmes et denvisager leurs solutions. Lanalyse au sens du dveloppement durable, cest dabord une rflexion systmique qui, par dfinition, envisage tous les lments concourant un projet de manire globale. Ensuite, tout en gardant cette vision de linterdpendance des diffrentes composantes et bien souvent de leur opposition, il faut analyser chaque critre dans une approche mthodologique de question/rponse. Une dmarche o lexprience est essentielle et qui doit, et cest souvent plus difficile, amener en permanence reformuler le besoin, remonter lintention qui la prsid. Le dveloppement durable implique de dployer une autre approche, dajouter une nouvelle priorit, lcologie, dans la recherche dun nouvel quilibre solution/cot.

La prise en compte des contraintes environnementales nexclut pas une recherche esthtique >

10

LA GESTION DUN PROJET DANS LA DEMARCHE DEVELOPPEMENT DURABLE

Ce vocable a dabord dsign une dmarche globale avant de devenir une marque dpose. La Haute Qualit Environnementale vise lintgration dans le bti des principes de dveloppement durable. Un projet de construction HQE est apprhend sous l'angle du cot global ; il tient compte la fois de l'investissement et du fonctionnement. Il peut faire lobjet dun travail largi aux aspects sociaux au travers des plans durbanisme, des associations de riverains, des projets locaux (agenda 21). Le principe de base est de satisfaire des cibles. Lexemple dclin dans lencadr ci-dessous donne

Maintenant oprationnelle pour les immeubles de bureaux et les btiments d'enseignement, la marque :

atteste que les oprations certifies sont programmes, conues et ralises en conformit avec les exigences du rfrentiel de certification.

Impacts environnementaux- Harmonie du btiment avec son environnement : voisinage, gestion de la parcelle, cadre agrable, rduction des risques de nuisance -Choix intgr des procds et produits de construction : durabilit des btiments, volution prvisible de lusage, nature des matriaux - Chantier faible nuisance : gestion des dchets de chantier, rduction du bruit, information des riverains - Gestion de lnergie : optimisation de la demande, recours aux nergies propres, opportunits nergtiques locales (rseau vapeur), maximalisation des apports gratuits (soleil) - Gestion de leau : utilisation stricte de leau potable, recours aux eaux non potables, assainissement des eaux uses, gestion des eaux pluviales, sensibilisation des utilisateurs - Gestion des dchets dactivit : adaptation aux modes de collecte, comportement des usagers et des personnels, nuisance des dchets, traitement des dchets - Gestion de lentretien et de la maintenance : optimisation des besoins, procds de gestion technique, tenue de registres de maintenance Dautres lments directement lis la construction ont la fois un impact humain direct et un impact environnemental, ils touchent au confort et la sant. - Confort hygrothermique : mode de chauffage, vitesse de lair, homognit des ambiances, zonages, programmation en fonction de loccupation - Confort acoustique : isolation acoustique, bruits dimpacts, les effets sur le voisinage minimiss - Confort visuel : relation avec lextrieur, optimisation de lclairage naturel, clairage artificiel optimis - Confort olfactif : rduction des sources dodeurs, ventilation - Qualit sanitaire des espaces : limitation des nuisances lectromagntiques, conditions dhygine spcifiques - Qualit de lair : garantie dune ventilation efficace, matrise des sources de pollution - Qualit de leau : protection du rseau collectif, traitement des eaux et des rejets, gestion des risques lis une ventuelle pollution

11

LE PROJET

La HQE : haute qualit environnementale

une illustration (limite) de ces cibles en phase de construction : cible dco-construction, cible dco-gestion, cible de sant, cible de confort Bien entendu, les autres phases de la vie de louvrage en question (exploitation, volution et maintenance, dconstruction et remise en tat du site) font lobjet dune approche similaire.

I.A


Ce que Legrand vous apporte par rapport la HQE Les fiches PEP : Profil Environnemental Produit, vritable outil daide au choix dans votre dmarche de qualit environnementale. Ces co-dclarations dcrivent pour un produit ou une catgorie de produits : - les caractristiques environnementales, - Limpact sur lenvironnement tout au long du cycle de vie (matriaux, fabrication, distribution, utilisation, fin de vie).

< Source vidente de gains nergtiques et environnementaux, la dmarche HQE doit aussi concilier esthtique et fonctionnalit12

LA GESTION DUN PROJET DANS LA DEMARCHE DEVELOPPEMENT DURABLE

Par larrt du 29 novembre 2000, la rglementation franaise relative aux caractristiques thermiques des btiments en application de larticle R111-20 du Code de la Construction devenait obligatoire pour les btiments nouveaux et les parties nouvelles de btiments sous lappellation de RT 2000. Elle anticipait en cela la directive europenne 2002/91/CE publie en janvier 2003 dite Directive Performance nergtique des btiments. Le but de cette premire rglementation tait de limiter les consommations dnergie en rfrence des valeurs prdtermines auxquelles le matre douvrage devait apporter la preuve de la conformit. Le calcul se faisait en fonction des donnes climatiques conventionnelles en cumulant les quantits dnergie consommes par le chauffage, la climatisation, la production deau chaude et lclairage. Les apports solaires et les dbits de ventilation taient galement considrs. Depuis le 1er septembre 2006, la RT 2005 est entre en vigueur. Dans la droite ligne de la RT 2000, elle va plus loin en termes dobjectif (15%) de rduction des consommations dnergie. La conception bioclimatique (orientation cardinale, apport et protection solaires) est valorise dans cette mme logique de rduction nergtique. Les consommations de refroidissement doivent aussi tre intgres mais en contrepartie, le texte encourage lutilisation de matriaux dont linertie favorise le confort dt. Elle conserve par ailleurs le principe de la compensation entre les postes pour satisfaire un objectif global. Le recours des nergies renouvelables est valoris dans les systmes de rfrence. Sans doute le sera-t-il plus encore dans la prochaine RT prvue pour 2010 Les quelques actions trs concrtes que nous venons dvoquer montrent quune vritable prise de conscience a eu lieu tous les niveaux. Le dveloppement durable, l environnementalement correct sont entrs dans nos modes de pense et daction.

TROIS AXES DE DEPLOIEMENT : la production, les produits, les utilisations. - Legrand, sest engag ds 1996 pour intgrer le management de lenvironnement dans ses sites industriels. La grande majorit de ceux-ci sont aujourdhui certifis ISO 14001. - Les produits dvelopps par Legrand suivent des axes de conception raisonne o les aspects cologiques et de recyclabilit sont recherchs pour permettre de rduire limpact du produit sur lenvironnement durant tout son cycle de vie. Dans cette dmarche, nos clients doivent pouvoir disposer de toutes les informations pertinentes (composition, consommation, fin de vie) afin de travailler en vritables partenaires vis--vis de ces questions environnementales. - Enfin la volont du groupe Legrand est de continuer dvelopper des solutions innovantes (pilotage intelligent de lclairage, gestion du chauffage, domotique) qui puissent aider la conception dinstallations consommant moins dnergie, mieux gres et plus respectueuses de lenvironnement.

In One by Legrand : une gamme dappareillage aux fonctions avances pour la gestion de lclairage, des volets roulants, du chauffage

13

LE PROJET

Les rglementations thermiques RT 2000 et RT 2005

Lengagement de Legrand pour lenvironnement

LE PROJET

Lalimentation en nergie

Les conditions de distribution de lnergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 16 Les alimentations . . . . . . . . . . . . . . p. 38 Les sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 42

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Bien raliser, cest avant tout bien penser, et ce stade, il est indispensable de raliser des tudes prliminaires : - valuation des utilisations et des charges lectriques - bilan nergtique global intgrant toutes les nergies - tude topologique des lieux (dimensions, circulation) - critres dexploitation (continuit, qualit) - cahier des charges spcifiques (installations classes) - constitution du dossier de branchement - tude normative et rglementaire. Un travail qui ne simprovise pas et qui ncessite lintervention de professionnels qualifis.

Au-del des critres incontournables de scurit (ERP) et de continuit (industrie, hospitalier), des exigences complmentaires apparaissent : besoin de qualit lectrique des nouvelles technologies (informatique, internet, data center), prservation de lenvironnement (nergies renouvelables), ouverture des marchs (concurrence des contrats) Autant dlments cruciaux considrer ds le dbut dun projet.

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LE PROJET

Crer la liaison entre le distributeur et le client, entre le producteur et le consommateur, entre le rseau public dnergie haute tension et linstallation basse tension : tel est le but premier de linterface quest la tte dinstallation. Une frontire nvralgique o convergent trois lments majeurs : lnergie et ses conditions de livraison, larchitecture des alimentations et les sources qui les constituent.

I . B / L A L I M E N T A T I O N E N E N E R G I E

Les conditions de distribution de lnergieLlectricit est une nergie la fois souple et adaptable mais elle est difficilement stockable, alors que la consommation des clients et la concidence de la demande sont constamment variables. Ces exigences ncessitent la permanence du transport et la mise disposition de lnergie par un rseau de distribution : - haute tension pour les fortes puissances et les longues distances - basse tension pour les moyennes et faibles puissances et les courtes distances

Les rseaux de distribution ont comme point de dpart les postes sources. Ces postes comportent des transformateurs abaisseurs HTB/HTA partir desquels la haute tension est distribue entre 5 kV et 33 kV (souvent 20 kV). La haute tension est distribue en 3 phases, sans neutre. Les matriels HT actuellement utiliss sont donc de conception triphase. La mise la terre du point neutre HT est assure travers une rsistance ou une bobine de point neutre qui limite le courant en cas de dfaut phase-terre. En aval des transformateurs HTB/HTA, la partie HT des postes sources est constitue de matriel dbrochable comportant des cellules arrive, couplage et dpart. A partir des dparts on ralise des schmas dalimentation de types antenne, boucle ou double drivation.

Schma de principe de la distribution haute tension

HTB/HTA

HTB/HTA

RN A Terre C A

RN

Terre

D

D

D

D

D

D

A : Arrive C : Couplage

D : Dpart RN : Rsistance ou bobine de point neutre

Valeur de la tension nominale Un (V) Domaines de tensionCourant alternatif Trs basse tension TBT BTA Basse tension BT BTB HTA Haute tension HT HTB Un 50 50 < Un 500 500 < Un 1 000 1 000 < Un 50 000 Un > 50 000 Courant continu Un 120 120 < Un 750 750 < Un 1 500 1 500 < Un 75 000 Un > 75 000

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LES SCHEMAS DE DISTRIBUTION HT

LES SCHEMAS DE DISTRIBUTION HTSchma de distribution en antenneIl est principalement utilis dans les zones rurales, en rseau arien. En cas de dfaut sur un tronon de cble ou dans un poste, les utilisateurs sont privs dalimentation le temps de la rparation.D Poste source A d F A d F

D : Dpart poste source A : Arrive de lantenne d : Dpart vers transformateur HTA/BT F : Protection amont du transformateur (fusible HT)

HTA/BT

HTA/BT

Schma de distribution en boucle (coupure dartre)Il est utilis en zone urbaine ou en site industriel tendu et a lavantage de limiter le temps de non-alimentation des utilisateurs situs sur la boucle. En cas de dfaut sur un tronon de cble ou dans un poste, on isole le tronon en dfaut par louverture des 2 appareils qui lencadrent et on ralimente la boucle en refermant le disjoncteur. Le dfaut se localise visuellement par un indicateur lumineux install lextrieur du poste de transformation.D1 D2 Poste source d F d F d F A1 A2 A1 A2 A1 A2

D1, D2 : Dparts poste source A1, A2 : Arrives/dparts de la boucle d : Dpart vers transformateur HTA/BT F : Protection amont du transformateur (fusible HT)

HTA/BT

HTA/BT

HTA/BT

Schma de distribution en double drivation (ou double antenne)D1

Il est utilis pour assurer une continuit de service optimale. En cas de dfaut sur lune des lignes, lalimentation de labonn est permute sur la seconde.

D2 Poste source

A1

A2

A1

A2

D1, D2 : Dparts poste source A1, A2 : Arrives (avec verrouillage mcanique) d : Dpart vers transformateur HTA/BT F : Protection amont du transformateur (fusible HT)

d F HTA/B T F

d HTA/B T

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LE PROJET


Les conditions de distribution de lnergie (suite)

LES SCHEMAS DE DISTRIBUTION BTBranchements individuels

Transformateur HTA/BT Rseau arien Rseau souterrain

HN 62-S-81(1) Branchement puissance limite type 1

Tlinformation Coupe-circuit principal de branchement collectif Branchement aro-souterrain HN 62-S-19(1) HN 62-S-82(1)

Tlreport > 30 m

Branchement puissance surveille

Branchement puissance limite type 2

(1) Spcification EDF

Branchements collectifsAppareil de protection Comptage

Distributeur d'tage

Embase de tlreport HN 62-S-13(1) Coffret de branchement extrieur

HN 62-S-16 (1) Coupe-circuit de pied de colonne c/c principal collectif

(1) Spcification EDF

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LES SCHEMAS DE DISTRIBUTION BT LES MODES DE LIVRAISON

LES MODES DE LIVRAISON

Livraison HTEn France, pour les puissances suprieures 250 kVA, le distributeur dnergie fournit une alimentation dite de 2e catgorie comprise entre 5 kV et 33 kV (gnralement 20 kV). Dans certains cas (indpendance vis--vis du rseau BT), ce type d'alimentation peut tre fourni pour une puissance moins importante. Les gros consommateurs sont aliments des tensions suprieures (90 kV ou plus). La livraison HT offre : - le libre choix du rgime de neutre BT (schma de liaison la terre) - une tarification adaptable - une possibilit dvolution de la puissance. En revanche, le client est propritaire du poste HT/BT : le cot dinvestissement et lentretien sont sa charge. Le type de poste et sa localisation sont choisis conjointement par le distributeur et le client (dossier de branchement). Le client na accs qu la partie BT et linterrupteur HT. Le type de tarification propos fait lobjet dun contrat. Le distributeur propose un certain nombre doptions permettant lutilisateur dadapter la tarification son utilisation.

Livraison BTEn France, le rseau de distribution publique BT (EDF ou rgies) est en gnral du type triphas 50 Hz avec neutre distribu. Ce type dalimentation sera prvu lorsque la puissance nexcde pas 250 kVA et lorsque linstallation ne risque pas de perturber le rseau de distribution publique. La livraison BT offre : - un large choix de tarification en fonction de lutilisation - des cots dinvestissement et dentretien rduits. En revanche elle implique : - lobligation du rgime du neutre la terre : schma TT (sauf applications particulires avec accord du distributeur, voir NF C 14-100) - une volution de puissance limite. Le branchement est constitu par les canalisations qui amnent le courant du rseau lintrieur des proprits desservies. Deux types de tarifs sont proposs : - Tarif bleu : puissance infrieure ou gale 36 kVA (branchement monophas jusqu 18 kVA et branchement triphas jusqu 36 kVA) - Tarif jaune : puissance comprise entre 36 kVA et 250 kVA (branchement triphas). Pour chaque tarif, le distributeur propose un certain nombre doptions permettant lutilisateur dadapter la tarification son utilisation.

Rseaux de distribution BT normaliss en FrancePh1 ou L1 ou R 400 V 400 V 230 V 230 V N 400 V 230 V Ph2 ou L2 ou S Ph3 ou L3 ou T Ph1 ou L1 ou R 230 V 230 V 131 V 131 V N 230 V 131 V Ph2 ou L2 ou S Ph3 ou L3 ou T

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LE PROJET



Rseaux encore existants115 V 115 V N 115 V 115 V 230 V Diphas 5 conducteurs Ph2 115 V N Biphas 3 conducteurs 115 V 230 V Phases 230 V Ph1

La norme EN 50160 dfinit la tension comme la valeur prsente au point de fourniture mesure sur un intervalle de temps donn. Dans des conditions normales dexploitation, pour chaque priode dune semaine, 95 % des valeurs efficaces moyennes sur 10 minutes doivent tre comprises dans la plage : Un 10 %.

La tarificationLe distributeur national EDF propose de nombreux types de contrats adapts lutilisation et la puissance mais dans tous les cas il est conseill de contacter le service local, au plus tt du projet, pour dfinir les conditions de tarification (consommation) et les caractristiques de livraison (tablissement dun dossier de branchement). (dnivele) et calcul des dpassements (comptage lectronique) - option EJP : principe identique avec coefficients diffrents et pointe mobile.

Installations de 2e catgorie Tarif vert - clients industriels, tertiaires, forte consommation : - A5 base : prime annuelle fixe + consommations diffrencies heures de pointe, heures pleines/heures creuses, t/hiver. Coefficients de puissance rduite en fonction des dures dutilisation. Calcul des dpassements et facturation de lnergie ractive - A5 EJP : principe identique, avec coefficients de puissance rduite diffrents. Diffrenciation hiver (pointes mobiles/heures dhiver) et t (heures pleines/heures creuses) - A8 base : tarification plus complexe avec heures de pointe, heures pleines et heures creuses dhiver, dt et de demi-saison - A8 EJP : coefficients rducteurs diffrents et pointe mobile en hiver (22 priodes de 18 heures) - Modulable : pointe mobile en hiver, demi-saison et saison creuse - B avec option base, EJP ou modulable : tarification proche de A8 pour plus fortes puissances. Tarification la puissance - gros consommateurs : - Tarif A, B ou C : calcul de majoration ou de minoration. Livraison en HTA, HTB, 225 kV, 400 kV.

Installations de 1re catgorie Tarif type bleu (< 36 kVA) - clients domestiques, agricoles, professionnels, services communaux : - option base : abonnement annuel selon puissance + consommation (kWh) - option heures creuses : abonnement annuel selon puissance + consommations diffrencies heures pleines/heures creuses (8 heures) - option tempo : abonnement annuel + consommations diffrencies heures pleines + heures creuses + tarification en jours bleus (300 jours), blancs (43 jours) et rouges (22 jours) - contrats adapts lclairage public ou des fournitures spcifiques (utilisations longues, tlamplification) - tarifications des moyens de production autonomes non connects au rseau (photovoltaque, olien, micro-centrale). Tarif type jaune (< 250 kVA) - clients professionnels, artisans, commerces : - option base : prime fixe annuelle + consommations diffrencies heures pleines/heures creuses et t/hiver, coefficient de puissance rduite

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LES MODES DE LIVRAISON LE POINT DE LIVRAISON

LE POINT DE LIVRAISONLe point de livraison constitue la limite entre les ouvrages de distribution et les installations prives du client. On parle aussi de limite de concession.

Alimentation HT jusqu 160 kVA (tarif vert) : poste sur poteauInterrupteur sectionneur arien Point de livraison : ancrage de la ligne HT Transformateur HTA/BT

< Poste sur poteau

Disjoncteur

Comptage

Disjoncteur

Alimentation HT jusqu 250 kVA (tarif vert) : poste simplifi prfabriqu sous enveloppeInterrupteur sectionneur

^ Poste de livraison HT avec sectionnement et protection

Point de livraison : ancrage de la ligne HT ou extrmit du cble aro-souterrain Transformateur HTA/BT

Le distributeur assure lexploitation des ouvrages dont il a la concession conformment au cahier des charges. Il peut pour les besoins dexploitation intervenir dans le poste client. Le client assure pour sa part lexploitation des installations prives dont il a lusage.

Comptage

Disjoncteur

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LE PROJET



Alimentation HT comptage sur la basse tensionPostes de livraison tablis lintrieur des btiments et postes semi-enterrs prfabriqus sous enveloppe (jusqu 1 000 kVA). Sauf cas particulier, les postes sont comptage basse tension lorsquils comportent un seul transformateur HTA/BT dont le courant secondaire nexcde pas 2 000 A (1 250 kVA sous 410 V triphas). La disposition et le nombre des interrupteurs sectionneurs de tte pourront tre modifis selon le type de raccordement : direct, double drivation ou coupure dartre. Des interverrouillages permettent la mise en scurit pour les interventions (voir page 422).Point de livraison : ancrage de la ligne HT ou extrmit du cble HT Interrupteur sectionneur Fusible

Transformateur HTA/BT

Interverrouillage

Comptage

Appareil de protection

Alimentation HT comptage sur la haute tensionPostes de livraison tablis lintrieur des btiments. Comme prcdemment la disposition et le nombre des interrupteurs sectionneurs de tte pourront varier selon le type de raccordement : direct, double drivation ou coupure dartre. Des interverrouillages permettent la mise en scurit pour les interventions.Point de livraison : ancrage de la ligne HT ou extrmit du cble HT

Comptage

Transformateur(s) HTA/BT

Appareil(s) de protection

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LE POINT DE LIVRAISON

Alimentation BT jusqu 36 kVA (tarif type bleu) : branchement puissance limite Branchement de type 1 : la distance (d) maximale entre le raccordement au rseau et le point de livraison est denviron 30 m. Selon les cas, le branchement peut tre arien, souterrain, ou aro-souterrain. Le panneau de comptage peut tre dispos en limite de proprit (pour laccs aux relevs) prs du coffret coupe-circuit principal individuel. Branchement de type 2 : le disjoncteur de branchement est report en limite de proprit (protection de la ligne). Une seconde protection ou une tlcommande sont installes au(x) point(s) dutilisation. Le disjoncteur de branchement ou AGCP (Appareil Gnral de Commande et de Protection) doit couper tous les ples (neutre et phases) et tre conforme la NF C 62-411. Il est normalement de type instantan (G) ou slectif (S). Lutilisation dun appareil non diffrentiel ncessite laccord du distributeur.d Poste de distribution publique

Drivation sur le rseau Coffret coupe-circuit principal individuel lextrieur des btiments Domaine public Domaine priv Protection Comptage Tableau client Disjoncteur de branchement Point de livraison : borne aval du disjoncteur de branchement

Alimentation BT de 36 250 kVA (tarif type jaune) : branchement puissance surveilleLes architectures de ce branchement peuvent diffrer selon les conditions. Le sectionnement peut tre effectu au niveau du coffret de branchement. Le coffret de branchement peut lui-mme se trouver en limite de proprit ou associ au tableau de comptage dans un local technique (coffret HN 62-S-19). Lappareil gnral (AGCP) est un appareil de type industriel (DPX AB) dont les caractristiques de fonctionnement sont coordonnes avec les protections du distributeur (fusibles 125, 200, 250 ou 400 A).

Poste de distribution publique

Drivation sur le rseau Coffret de branchement Tlreport Domaine public Domaine priv Tableau de comptage

Appareil de sectionnement Point de livraison : borne aval du sectionneur Appareil gnral de commande et de protection (AGCP)

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LE PROJET



LES NORMESLes installations de branchement sont rglementes par des textes lgislatifs et des normes auxquels il conviendra de se reporter pour connatre les exigences et dispositions exactes propres chaque application, on citera entre autres : - norme NF C 13-200 : installations lectriques haute tension - norme NF C 13-100 : postes de livraison tablis lintrieur dun btiment et aliments par un rseau de distribution publique de 2e catgorie - norme NF C 13-101 : postes de livraison semi-enterrs prfabriqus sous enveloppe, aliments par un rseau de distribution publique de 2e catgorie - norme NF C 13-102 : postes de livraison simplifis prfabriqus sous enveloppe, aliments par un rseau de distribution publique de 2e catgorie - norme NF C 13-103 : postes de livraison sur poteau, aliments par un rseau de distribution publique de 2e catgorie - norme NF C 14-100 : installations de branchement de 1re catgorie, comprises entre le rseau de distribution publique et lorigine des installations intrieures - norme NF C 15-100 : installations lectriques basse tension - arrt du 2 avril 1991 : conditions techniques auxquelles doivent satisfaire les distributions dnergie lectrique - dcret du 14 novembre 1988 : protection des travailleurs dans les tablissements utilisant lnergie lectrique (voir article 53 faisant obligation au chef dtablissement de faire procder, avant mise en uvre puis priodiquement, une vrification par un organisme agr). Dans tous les cas dinstallation nouvelle ou dvolution importante dinstallations existantes, laccord du distributeur dnergie est ncessaire. La ralisation dun dossier de branchement permet de matriser la ralisation du dbut sa fin : tude technique, contrle en cours de travaux, rception et remise douvrage.

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LES NORMES LES REGIMES DE NEUTRE EN HAUTE TENSION

LES REGIMES DE NEUTRE EN HAUTE TENSIONComme pour les installations BT, il convient de situer le rseau haute tension (point neutre) par rapport au potentiel de la terre. Selon les caractristiques de cette liaison (directe, rsistive, inductive) et la valeur de la prise de terre, les valeurs de dfaut (courants, surtensions) seront diffrentes.

Neutre impdantLa bobine de compensation (dite aussi dextinction ou de Petersen) permet de compenser par son inductance Ln les capacits du rseau Cr : diminution des courants de dfaut si Ln et Cr accords, risque plus lev de surtension, possibilit de compensation active permanente par calculateur. Utilis dans le domaine HTA souterrain.

Neutre isolCourant de dfaut faible mais surtensions non coules. Utilis dans lindustrie (< 15 kV).ZL N ZL ZL L1 L2 L3

ZL N ZL ZL Ln

L1 L2 L3 Cr

ZL = Impdance de la ligne :


Neutre rsistantLimite les courants de dfauts et les surtensions, mais ncessite de matriser la valeur de prise de terre. Utilis dans le domaine HTA, rseaux ariens et souterrains.ZL N ZL ZL Zn L1 L2 L3 N

Neutre la terreLa liaison directe la terre limine les surtensions mais le courant de dfaut est lev. Utilis sur les rseaux HTB longues et trs longues distances.ZL ZL ZL L1 L2 L3



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LE PROJET



LA LIAISON DES MASSES HAUTE TENSIONIndpendamment du rgime de neutre propre au rseau haute tension (de la responsabilit du distributeur), il importe de fixer les modalits de liaison des masses haute tension la terre. Dans la pratique, il sagira des masses du poste de livraison HT par rapport aux mises la terre du neutre et des masses du rseau BT. La liaison de ces masses HT est dfinie par une lettre complmentaire ajoute aux dsignations habituelles TT, TN et IT (voir page 236) : - R, les masses HT sont relies avec la mise la terre du neutre et la mise la terre des masses BT - N, les masses HT sont relies avec la mise la terre du neutre mais pas avec les masses BT - S, les masses HT sont spares des mises la terre du neutre et des masses BT. Il rsulte six combinaisons possibles entre rgime de neutre BT et situations des masses HT. gnrale. En cas dalimentation dautres btiments proches, les liaisons quipotentielles principales de chaque btiment seront relies la liaison quipotentielle gnrale (voir page 248).

Schma TNRHTA/BT Masses du poste HT 1 2 3 PE ou PEN

Rt

Masses BT

Schmas TNR et ITRDans ces schmas, le conducteur des masses HT est reli lectriquement la borne principale de terre unique et commune toute linstallation. La borne principale de terre est relie la liaison quipotentielleHTA/BT

Schma ITRMasses du poste HT 1 2 3 N Z

Tout dfaut disolement dans le schma TNR se traduit par un court-circuit phase-neutre. Le calcul du courant minimal est ncessaire pour vrifier ladaptation des protections contre les surintensits. Le conducteur de protection doit cheminer proximit des conducteurs actifs.

PE Rt Masses BT

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LA LIAISON DES MASSES HAUTE TENSION

Schmas TTN et ITNDans ces schmas, les masses HT et les masses BT ne sont pas lectriquement relies la mme prise de terre. Le schma TTN se rencontre en distribution publique BT ou dans les installations tendues (btiments distants).

Schmas TTS et ITSLE PROJET27 Dans ces schmas, les prises de terre des masses HT, du point neutre de lalimentation BT, et des masses BT sont spares. Ce schma est ncessit par des exigences de livraison loigne (stations, installations en montagne).

Schma TTNHTA/BT Masses du poste HT 1 2 3 N HTA/BT

Schma TTSMasses du poste HT 1 2 3 N

PE Rt1 Rt2 Masses BT Rt0 Rt1 Rt2 Masses BT

PE

Schma ITNHTA/BT Masses du poste HT 1 2 3 N Z PE Rt1 Rt2 Masses BT Rt0 Rt1 Z HTA/BT

Schma ITSMasses du poste HT 1 2 3 N

PE Rt2 Masses BT

Dans les schmas TTN et TTS, les courants de dfaut sont limits par plusieurs rsistances de prise de terre en srie et par linterconnexion des masses ces terres. Le risque dtablir un dfaut de valeur insuffisante sa dtection doit conduire lemploi de dtecteurs (tores diffrentiels sensibles aux courants homopolaires) entre le point neutre et la terre entranant la coupure au 1er dfaut. Dans les schmas ITN et ITS, la non-coupure au 1er dfaut est autorise sous rserve que le courant de dfaut soit limit (rsistance Z ou couplage capacitif de linstallation par rapport la terre). La signalisation (contrleur permanent disolement), la recherche rapide et llimination du dfaut sont obligatoires (service comptent sur place). Dans les schmas ITN et ITS, le courant de 1er dfaut est uniquement limit par limpdance capacitive de linstallation par rapport la terre. Linsertion dune impdance Z augmente donc la valeur du dfaut mais permet de limiter les surtensions transitoires. Dans la pratique, la valeur de limpdance Z sera prise gale environ la moiti de la valeur de limpdance capacitive de linstallation.



LA QUALITE ET LES PERTURBATIONS DE LALIMENTATIONLnergie lectrique livre au client peut tre perturbe : les caractristiques fondamentales (tension, frquence) peuvent sortir des tolrances. Des phnomnes de distorsion, de superposition peuvent affecter le signal. Des phnomnes transitoires peuvent tre source de dysfonctionnement. Dans certains cas, ces perturbations sont inhrentes au rseau lui-mme (manuvres, foudre) alors que dans dautres elles sont la consquence de diverses utilisations qui crent des variations importantes du courant consomm (enclenchements) ou modifient la forme de londe de tension. Le dveloppement actuel de produits gnrant des perturbations est corollaire celui des produits sensibles ces mmes perturbations (lectronique, informatique).La qualit de lalimentation lectrique fait lobjet, entre autres, dune norme europenne EN 50160 qui stipule les limites admissibles de 14 grandeurs ou phnomnes caractrisant ou affectant le signal sinusodal 50 Hz. Base sur une approche statistique, elle est destine garantir un certain niveau de qualit en exploitation normale.

Lamplitude de la tensionLa valeur normalise est de 230 V entre phase et neutre.

Exemple de relev montrant des dcalages de frquence et des distorsions du signalModel 7100 350.0 V Waveshape Disturbance Three Phase Delta 165.0 A 2 4 6

0.0 V

0.0 A

-350.0 V

-165.0 A

La frquence du signalElle doit tre de 50 Hz avec une tolrance de 1 % pendant 95 % dune semaine et de + 4 6 % pendant les 5 % restants.

Les variations de la tension95 % des valeurs mesures pendant une semaine et moyennes sur 10 mn doivent se situer dans une plage de 10 %, soit de 207 V 253 V.

Frquence et priodeU T : priode (s)

Lamplitude des variations rapides de la tensiont

frquence (Hz) : f = 1/T 50 Hz, T = 20 ms

Ces variations qui proviennent essentiellement des appels de courants des fortes charges ne devraient pas excder 5 10 % de la tension nominale. Des relevs montrent que des baisses momentanes de 30 % sont tout fait possibles lenclenchement de rcepteurs comme les moteurs ou les transformateurs.

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LA QUALITE ET LES PERTURBATIONS DE LALIMENTATION

La svrit du papillotementCette sensation, galement nomme flicker, se caractrise, comme son nom lindique, par des variations de lumire qui peuvent tre gnantes au-del dun certain niveau. Une formule base sur le rapport des dures des diffrents niveaux dclairage permet de quantifier le niveau de flicker. Ce phnomne est surtout gnant pour les clairages incandescence, voire les crans de certains appareils. Il peut avoir pour cause des charges variations cycliques.

Les coupures brves de la tensionLE PROJET29 On parle de coupure brve ou encore de microcoupure lorsque la valeur du signal tombe 0 V. Gnralement, la dure nexcde pas une seconde, bien quune coupure de 1 mn soit encore considre comme brve !

Exemple de relev de coupure brve de la tensionModel 7100 300.0 V RMS Sag Disturbance Three Phase Wye 50.0 A 1V

Les creux de tensionCeux-ci sont gnralement dus des dfauts survenant chez les utilisateurs, mais le plus souvent des incidents sur le rseau public. Leur nombre est trs variable selon les conditions locales et ils nont gnralement pas une dure suprieure la seconde.150.0 V

25.0 A

Exemple de relev de creux de tension0.0 V 0 sec Model 7100 300.0 V Balise de valeurs RMS Triphas toile 50.0 A 30.00 ms / div 0.0 A 600.00ms

Les coupures longues de la tensionCes valeurs ne sont bien sr pas quantifies puisquelles dpendent dlments tout fait accidentels. Leur frquence est trs variable en fonction de larchitecture du rseau de distribution ou de lexposition aux alas climatiques.

150.0 V

25.0 A

Les surtensions temporaires0.0 V 0 sec 30.00 ms/div 0.0 A 600.00 ms

Pouvant se produire aussi bien sur le rseau de distribution que chez lutilisateur, ce type de dfaut peut tre dvastateur car la tension fournie peut atteindre une valeur dangereuse pour les quipements. Le risque majeur est de retrouver une tension compose phase/phase la place dune tension phase/neutre en cas de rupture de neutre par exemple. Des dfauts sur le rseau haute tension (chute de ligne) peuvent galement gnrer des surtensions ct basse tension.



Les surtensions transitoiresCes phnomnes sont trs variables. Ils sont essentiellement dus la foudre et aux manuvres sur le rseau. Leur temps de monte va de quelques microsecondes quelques milli-secondes, de sorte que leur domaine de frquence est lui-mme variable de quelques kHz plusieurs centaines de kHz.

Les dsquilibres de la tensionLes dsquilibres de tension sont provoqus par les charges monophases de forte puissance. Ils provoquent des composantes de courant inverses qui peuvent provoquer des couples de freinage et des chauffements des machines tournantes. Il est conseill de rpartir au mieux les charges sur les trois phases et de protger les installations par des dtecteurs appropris. La composante inverse de la tension dalimentation ne devrait pas excder 2 % de la composante directe.

Onde typique de surtension de manuvreU

t : 5 ms

Lutilisation des composantes symtriques Le rseau symtrique correspond lensemble des lments (impdances, fem, fcem et charges) supposs symtriques, cest--dire identiques sur chaque phase; ne pas confondre avec lquilibrage qui concerne lgalit des courants et des tensions. Un systme triphas symtrique dsquilibr peut tre dcrit par trois systmes triphass quilibrs (reprsentation de Fortescue). Cette dcomposition se fait selon trois modes : direct, inverse, homopolaire. En cas de dfaut, surtension, court-circuit, affectant uniquement une des phases (ce qui est le plus frquent), le rseau devient dissymtrique et il ne peut alors tre dcrit que par un systme rel, V et I spars pour chaque phase, reprsente la partie concerne.V3 Systme dsquilibr V1 V2

t

t

Relev de surtension due un choc de foudreModel 7100 600.0 V 261.6+ 225.7Implusion Monophas 50.0 A 1V

0.0 V

0.0 A

-600.0 V 0 sec

1000.00 us/div

-50.0 A 20.00 ms V3d V2i V10 V20 V2d direct V1d V3i inverse V1i V30 homopolaire

La foudre tombant sur le rseau provoque des surtensions qui sont transportes jusquaux utilisateurs malgr les protections mises en place par le distributeur. Les rseaux souterrains, contrairement aux rseaux ariens, attnuent en grande partie londe de choc.

30


Les tensions harmoniquesDans les rseaux lectriques, il apparat que la forme de londe de tension ou de courant nest pas purement sinusodale. Cette dformation est due la prsence des charges ayant des caractristiques non-linaires. Ces charges absorbent des courants non-sinusodaux provoquant ainsi une dformation de londe de tension. Londe dforme est mathmatiquement reprsente par londe fondamentale la frquence de 50 Hz, sur laquelle se superpose un certain nombre dondes sinusodales ayant chacune une frquence multiple de la frquence de londe fondamentale. Ces dernires sont nommes ondes harmoniques. Elles sont identifies par leur rang (nombre entier) qui est le rapport entre leur frquence et la frquence fondamentale :

Dformation due une harmonique de rang 3U Onde sinusodale fondamentale

Onde sinusodale harmonique de rang 3

0

t

Rang =

harmonique fondamentale

Onde relle dforme = onde fondamentale + harmonique de rang 3

Elles sont dfinies par leur amplitude par rapport londe fondamentale.Pour quantifier et reprsenter ces phnomnes, on utilise un artifice mathmatique nomm dcomposition en srie de Fourier qui permet de reprsenter nimporte quel signal priodique sous la forme de la somme dune onde fondamentale et dondes additionnelles, les harmoniques, dont la frquence est multiple de la fondamentale. Il existe des harmoniques de rangs pairs et de rangs impairs. Dans les rseaux lectriques, on rencontre couramment les harmoniques de rang impair ; les harmoniques de rang pair sannulent en raison de la symtrie du signal.Module (%) 100 80 60 40 20 0 50 100 150 200 250 300 350 Frquence (Hz)

Caractrisation de la dformationPlusieurs mesures sont utilises pour caractriser la dformation du signal. Les harmoniques peuvent tre exprimes rang par rang, en tension ou en courant, en pourcentage de la valeur de la frquence fondamentale ou en valeur relle. La valeur la plus usite est le taux de distorsion harmonique (TDH ou THD) qui est calcul partir de la somme de tous les rangs. Ce chiffre unique, donnant la mesure de linfluence thermique de lensemble des harmoniques, permet deffectuer des comparaisons ou dvaluer limpact direct sur des rcepteurs. 2 2 2 2

THD =

A 2 + A 3 + ...+ A i + ... + An A1

A1 tant la valeur efficace du fondamental et Ai la valeur efficace de lharmonique de rang i.

La mesure en prsence dharmoniquesLorsque la sinusode est dforme, il est essentiel de pouvoir mesurer des valeurs efficaces. En effet, certains appareils de mesure bon march ne fournissent que la valeur efficace du fondamental qui ne reprsente pas limage de londe relle. Il est donc important dutiliser des appareils de technologie RMS

Dcomposition spectrale dun signal en frquences

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LE PROJET



Exemple de signal dform et relev de mesure des harmoniquesModel 7100 350.0 V Snapshot Waveform Three Phase Delta 250.0 A 2

Les lments gnrateurs dharmoniquesLa dformation du signal lectrique est due des nombreux types dappareils cits de manire non exhaustive dans la liste ci-dessous. - Tous les appareils possdant une alimentation redresse monophase suivie dun dcoupage (rangs 3, 5, 7) : tlvisions, ordinateurs, fax, lampes ballast lectronique - Les gradateurs monophass utilisant la variation de langle de phase (rangs 3, 5, 7) : variateurs, rgulateurs, dmarreurs... - Les quipements arc (rangs 3, 5) : fours, soudure... - Les redresseurs de puissance thyristors (rangs 5, 7) : alimentation de moteurs vitesse variable, de fours, donduleurs... - Les machines circuit magntique si celui-ci est satur (rang 3) : transformateurs, moteurs - Les appareils dclairage arc contrl (rang 3) : lampes ballast lectromagntique, lampe vapeur haute pression, tubes fluos...

0.0 V

0.0 A

-350.0 V 0 sec

1000.00 us / div

-250.0 A 20.00 ms

Distorsion : THD = 11,53 % Odd = 11,52 % Even = 0,46 % Harmonics : 1 = 100,00 % 3 = 2,80 % 5 = 10,48 % 7 = 3,12 % 9 = 1,92 % 11 = 1,08 % 13 = 0,43 % 15 = 0,12 % 17 = 0,39 %

19 = 0,23 % 21 = 0,04 % 23 = 0,13 % 25 = 0,03 % 27 = 0,03 % 29 = 0,04 % 31 = 0,06 % 33 = 0,02 % 35 = 0,04 %

37 = 0,02 % 39 = 0,13 % 41 = 0,03 % 43 = 0,05 % 45 = 0,00 % 47 = 0,09 % 49 = 0,02 %

Les consquences et effets des harmoniquesLa prsence dharmoniques dans linstallation a des consquences lies aux valeurs de crte (claquages dilectriques), aux valeurs efficaces (chauffements supplmentaires) et au spectre en frquence (vibrations et usures mcaniques) des ondes de tension et de courant harmoniques. Les effets peuvent tre classs en deux types : les effets instantans et court terme et les effets long terme. Ils ont tous deux un impact conomique sur lexploitation de linstallation suite une dgradation du rendement nergtique, la destruction de certains appareils, au surdimensionnement de certains quipements ainsi qu de probables pertes de production. A court terme, la prsence dharmoniques provoque, entre autres : - des dclenchements intempestifs des appareils de protection - des perturbations des systmes courants faibles et des systmes de commande et de rgulation - des vibrations et bruits anormaux dans les tableaux lectriques, les moteurs et les transformateurs - la destruction de condensateurs.

Lobservation loscilloscope montre bien un signal dform qui ne ressemble plus beaucoup une sinusode dans certains cas.

Les harmoniques de courant et les harmoniques de tensionLes ondes harmoniques sont de deux types : londe de courant et londe de tension. A lorigine, les appareils circuits non linaires dforment le courant fondamental et gnrent des courants harmoniques. Ces courants, circulant dans linstallation, traversent des impdances et engendrent des tensions harmoniques. Cest le taux de distorsion harmonique de londe de tension qui sera utilis pour dfinir le degr de pollution de linstallation. Par contre, cest la mesure du taux de distorsion de londe de courant qui est utilis pour dtecter les sources qui sont lorigine de cette pollution. 32


A plus long terme, la prsence dharmoniques a surtout un effet thermique. La surcharge en courant provoque des chauffements supplmentaires et par consquent un vieillissement prmatur des quipements. On constate particulirement : - un chauffement des transformateurs et machines lectriques suite aux pertes supplmentaires - un chauffement des conducteurs par augmentation des pertes joule et dilectriques - la destruction de matriels (condensateurs, disjoncteurs).

Les harmoniques de rang 3Dans les installations dans lequel le neutre est distribu, la prsence dharmoniques de rang 3 et multiples de 3 peut provoquer des surcharges importantes dans ce conducteur. La valeur efficace du courant circulant dans le conducteur neutre, en fonction du degr de pollution en harmonique 3, peut devenir suprieur celle du courant circulant dans les conducteurs de phase. Dans ce cas, il sera alors ncessaire de surdimensionner le conducteur neutre en consquence et adapter la protection associe. La norme NF C 15-100 indique,

Exemple Soit un circuit 3P+N, prvu pour 170 A, en schma TNS, dont le taux dharmoniques 3 est suprieur 33 %. Lors du dimensionnement des cbles de phases, il faut prendre en compte le coefficient de rduction de 0,84 (neutre charg, voir page 278). Cela impose une section minimum de 70 mm2 par phase. Le conducteur de neutre sera dimensionn pour supporter un courant de 1,45 x 170 A = 247 A, soit une section de 95 mm2. Il faut donc choisir un disjoncteur capable de supporter le courant susceptible de traverser le neutre : In appareil > IB neutre In = 250 A Mais lappareil doit tre rgl en fonction du courant susceptible de parcourir les phases : Ir > IB phases Ir > 170 A (et < 206 A, limite du cble). Un disjoncteur 250 A neutre coup non protg, rgl 0,7 convient donc pour cette application. Dautres solutions, telles que lutilisation dun transformateur triangle/toile permet de limiter les propagations dharmoniques 3 dans linstallation.

Harmoniques de rang 3 dans le neutreSans harmoniqueL1

Avec harmoniques de rang 3L1

L2

L2

Les composantes fondamentales des 3 phases sannulent dans le neutre

L3

N

Les harmoniques de rang 3, tant en phase, sadditionnent dans le neutre

L3

N

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LE PROJET

en fonction du pourcentage dharmonique 3, les coefficients majorateurs appliquer sur la section du conducteur neutre (voir page 278).



Les moyens de correctionDans un premier temps, il est ncessaire dagir sur la structure de linstallation : - augmentation de la section du conducteur neutre - utilisation de protections adaptes - regroupement des charges polluantes (avec ventuellement une sparation de source) - utilisation de transformateurs bobinages spcifiques - raccordement des quipements sensibles distance des charges polluantes - raccordement des charges polluantes sur la source prsentant limpdance la plus faible et le plus en amont possible (rduction de limpdance de ligne). Il est aussi ncessaire de sassurer que les batteries de condensateurs ddies la compensation du facteur de puissance ne puissent pas entrer en rsonance (utilisation ventuelle dinductances antiharmoniques places en srie) et de choisir un rgime de neutre favorable (viter le TNC). Lorsque que les mesures prcdemment cites ne suffisent pas, il faut alors recourir lutilisation de filtres passifs ou actifs.A loppos des perturbations que sont les transitoires, les surtensions, les microcoupures... dont les effets directs ou rciproques entre appareils sont la fois visibles et identifiables, les harmoniques ont pour particularit de ne pas montrer dinfluence locale directe. Les harmoniques dsignent un phnomne global o chaque utilisateur napporte quune petite fraction des perturbations dgradant le rseau, mais dont les effets cumuls sont de plus en plus importants.

Les tensions interharmoniquesCe phnomne dsigne des composantes de frquence situes entre les harmoniques. Elles sont dues aux convertisseurs de frquence, aux onduleurs, aux machines tournantes pilotes, aux appareils arc. Leur interaction peut provoquer des phnomnes de flicker, mais cest surtout vis--vis des signaux dinformation transmis sur le rseau quils doivent tre identifies et contrles.

Les signaux dinformation transmis sur le rseauLe rseau est utilis par le distributeur pour la transmission de commandes ou de mesures. Les frquences de ces signaux varient de quelques dizaines dhertz plusieurs kilohertz. En revanche, le rseau ne doit pas tre utilis pour la transmission des signaux dinformation des installations prives. Ceux-ci, dits courant porteur, utilisent des frquences de lordre de quelques dizaines quelques centaines de kilohertz. Le niveau de tension quelles peuvent gnrer sur le rseau est galement fix par la norme EN 50160.

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LA QUALITE ET LES PERTURBATIONS DE LALIMENTATION LA COMPENSATION DU FACTEUR DE PUISSANCE

LA COMPENSATION DU FACTEUR DE PUISSANCELa consommation dnergie ractive conduit surdimensionner les sources dnergie et les canalisations dalimentation. Elle est facture par le distributeur dnergie. La prsence de charges inductives (moteurs, soudeuses, clairages) provoque une dgradation du cos . La puissance active P (en W), restitue sous forme de travail ou de chaleur est alors infrieure la puissance apparente S (en VA).La puissance ractive Q constitue une consommation dnergie inutile. Elle ne sert rien !

Diagrammes des puissances

Diagramme des puissancesA noter quen terme de puissance, on utilise non pas le cosinus de langle mais plutt sa tangente, do :S P Q S Q' Q

tan = Q PLa puissance ractive Q est exprime en VAr (voltampres ractifs). Les condensateurs utiliss pour la compensation sont galement dsigns par leur puissance ractive en VAr, bien que leur valeur Q soit dorigine capacitive et donc de sens inverse la valeur Q, dorigine inductive.

' P

tan pour Q avant correction tan ' pour Q - Q aprs correction Q = CU2 = 2f C : capacit en farads

I

U

Le facteur de puissance dsigne le cosinus de lcart angulaire, ou dphasage, entre les vecteurs reprsentant la tension et lintensit. = 0 pour une charge purement rsistive (U et I en phase) = + 90 pour une charge purement inductive (I en retard sur U) = - 90 pour une charge purement capacitive (I en avance sur U) Le cosinus varie de 1 ( = 0) 0 ( = + 90 ou = - 90)

Ia1

Ir1

2

It1 It2

Inconvnients dun mauvais cos Dans lexemple ci-contre : 1 = 30 cos 1 = 0,86 2 = 60 cos 2 = 0,5 Pour une mme intensit active Ia absorbe par un rcepteur, avec un cos de 0,5, le courant total en ligne sera suprieur (It2) celui quil serait (It1) avec un cos de 0,86.

Ir2

La formule :

I=

proportionnelle la dgradation du cos . I est par exemple doubl si passe de 1 0,5.

P en triphas montre que pour une mme puissance, lintensit est U 3 cos

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LE PROJET



Linstallation de condensateurs peut se faire proximit du rcepteur ayant un mauvais cos , lorigine de linstallation ou en compromis par groupe de circuits, ou btiments, ou ateliers. Dans le premier cas, la batterie de condensateurs est adapte au rcepteur auquel elle est asservie. Son fonctionnement peut tre non permanent (attention, une compensation trop importante peut gnrer des surtensions). Elle est utilise pour les rcepteurs de forte consommation ou ceux pour lesquels la compensation est incorpore (tubes fluorescence). Le deuxime cas, le plus gnral, consiste en une compensation moyenne sur lorigine de linstallation. Enfin, le branchement par groupe ou poste de rpartition permet de tenir compte de la simultanit des rcepteurs et dutiliser au mieux la puissance installe. Cette installation peut tre automatise par un relais varmtrique qui couple les condensateurs en fonction des variations de charge.

< Batterie de condensateurs en armoire, enclenchement automatique par gradins

Compensation moyenne sur lorigine de linstallation

Distribution Condensateurs en triangle

Linstallation de condensateurs de compensation ncessite quelques prcautions : - des rsistances de dcharge doivent tre prvues - des condensateurs doivent tre coups si la charge est trop faible - les appareils de commande et de protection doivent tre surdimensionns en raison du courant dappel (voir page ci-contre) - des inductances de choc peuvent tre prvues en srie avec les condensateurs.

Lamlioration du cosinus permet de diminuer les pertes dans les installations et dviter la facturation dnergie ractive par le distributeur. Un cosinus correct permet de mieux disposer de lnergie disponible. Un transformateur de 1000 kVA ne peut dlivrer que 500 kW avec un cosinus de 0,5.

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LA COMPENSATION DU FACTEUR DE PUISSANCE

Rcepteur Eclairage incandescence Eclairage fluorescence Chauffage Moteurs

Puissance (kW) 10 12 30 16

cos 1 0,85 0,95 0,6

tan

Q (kVAr) 0

A partir de la facturationOn calcule la valeur ncessaire par la formule :

0,62 0,33 1,33

7,2 inutile 14,9

Q = P(tan 0,4)tan est donne par le distributeur. Si elle est infrieure 0,4 (correspondant cos = 0,93) la compensation est inutile.

A partir des relevs de puissance faits sur une priode reprsentative t (1 semaine 1 mois)On calcule la tangente par la formule :

La puissance ractive totale Q de compensation installer est de 7,2 + 14,9 = 22 kVAr pouvant tre arrondie 25 kVAr : valeur standard dans les gammes de condensateurs.

tan =

Wp VAr Q

Wp : nergie active en kWh VAr Q : nergie ractive en kVArh La puissance P (en kW) est obtenue en divisant lnergie par le temps (en heures) :

Si les conditions de fonctionnement (dure, simultanit des charges), sont connues avec prcision, il est possible dappliquer ce calcul des coefficients de correction pour permettre une approche plus prcise (voir page 269 pour information).

Wp P= tLa puissance ractive de la batterie est calcule par la mme formule :

Protection des batteries de condensateursLe calibre de lappareil de protection doit tre dtermin sur la base dun courant demploi rel (IB) major par le coefficient K : K = 2 pour Q < 25 kVAr K = 1,8 pour Q < 50 kVAr K = 1,7 pour Q < 100 kVAr K = 1,5 pour Q > 100 kVAr

Q = P(tan 0,4)

A partir de mesures du cos La relation avec la tangente est donne par la formule :

tan =

1 1 cos

IB = Q x 1000 x K U 3Q : puissance ractive de la batterie de condensateurs (en kVAr) U : tension nominale du rseau triphas

La mme formule de calcul de Q est nouveau utilise.

A partir des valeurs thoriques des rcepteursCette mthode est gnralement appliquer pour les installations neuves. Elle consiste rpertorier tous les rcepteurs, leur puissance et leur cosinus moyen. Pour chaque groupe, la tangente est calcule ainsi que la puissance de compensation.

37

LE PROJET

Dtermination de la puissance ractive Q des batteries de condensateurs de compensation

Exemple


Les alimentations

Le terme gnral dalimentation dsigne la fourniture de lnergie. Lalimentation, mais plus gnralement les alimentations, sont assures par des sources (rseau, batteries, groupes). Le raccordement de ces sources, devenues multiples, ncessite de vritables automatismes et complexifie dautant plus le schma de la tte dinstallation.

Les alimentations ncessaires pourront tre dtermines partir des critres de dfinition de linstallation (rcepteurs, puissance, localisation) et des conditions dexploitation (sret, vacuation du public, continuit).

On distingue : - l'alimentation principale - l'alimentation de remplacement - l'alimentation pour service de scurit - l'alimentation auxiliaire.

Architecture gnrale typeAlimentation principale Alimentation de remplacement (2e source) Alimentation de remplacement (secours) Alimentation auxiliaire Gestion des sources Commande Alimentation pour service de scurit

Tableau gnral Tableau de scurit

Alimentation sans interruption

Dlestage

Circuits non prioritaires

Circuits sans interruption

Circuits dlests

Circuits de scurit

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ALIMENTATION PRINCIPALE ALIMENTATION DE REMPLACEMENT

ALIMENTATION PRINCIPALEDestine lalimentation permanente de linstallation, elle est en gnral issue du rseau de distribution public. Le choix entre haute ou basse tension se fait en fonction de la puissance ncessaire (voir page 19).

Configuration classique dune alimentation principale de puissance >

Poste de livraison HTA

Transformateur HTA/BT

Tableau gnral BT

ALIMENTATION DE REMPLACEMENTDestine remplacer lalimentation principale, elle est utilise : - soit en cas de dfaillance (secours), pour maintenir lexploitation (hpitaux, informatique, processus industriel, agro-alimentaire, applications militaires, grandes surfaces de distribution) - soit dans un but conomique en se substituant en tout ou partie lalimentation principale (option dlestage, bi-nergie, nergies renouvelables).

< Slection de la source : 2 DMX en inverseur de sources en tte dun TGBT

^ 2 DPX en inverseur de sources sur la mme platine avec commandes motorises

Botiers dautomatisme pour la commande des inverseurs de sources >39

LE PROJET


Les alimentations (suite)

ALIMENTATION POUR SERVICE DE SECURITEDestine maintenir lalimentation, elle fournit lnergie ncessaire pour garantir la mise en scurit du site en cas de dfaillance de lalimentation principale et/ou de remplacement. Le maintien de lalimentation est impos pour : - les installations de scurit devant fonctionner en cas dincendie (clairage minimal, signalisation, alarme et secours incendie,dsenfumage) - les autres installations de scurit telles que les tlcommandes, les tlcommunications, les matriels participant la scurit des personnes (ascenseur, balisage, bloc opratoire). Elles sont caractrises par leur mise en fonctionnement (automatique ou manuel) et leur autonomie.

^ Alimentations stabilises secourues en 12, 24 ou 48 V, autonomie 1 heure

^ Les coffrets dnergie Relergy assurent lalimentation lectrique de scurit (AES) des systmes de scurit incendie

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ALIMENTATION POUR SERVICE DE SECURITE ALIMENTATION AUXILIAIRE

ALIMENTATION AUXILIAIREDestine au fonctionnement des auxiliaires (circuits et appareils de commande et de signalisation), elle est fournie par une source distincte issue ou non de l'alimentation principale. Son indpendance procure une certaine scurit de fonctionnement de linstallation. Elle est souvent dune tension ou dune nature diffrente de l'alimentation principale (exemple : TBT alternatif ou continu). Lorsquelle est secourue et qu'elle satisfait certains critres (puissance, autonomie, etc.) elle peut tre assimile une alimentation pour service de scurit.Bien que leur usage soit le plus souvent ncessit par la scurit des personnes (Trs Basse Tension de Scurit) ou par des besoins de tensions diffrentes, il est important de rappeler que les alimentations Legrand comportant un transformateur reprsentent une solution simple et efficace pour limiter la propagation des perturbations lectromagntiques et assurer lalimentation dappareils sensibles.

^ Alimentations redresses, filtres, stabilises, transformateurs de commande et de signalisation : toutes les rponses au besoin dalimentation auxiliaire sont dans le catalogue Legrand

< Alimentation des auxiliaires adapte aux besoins en tension et en puissance

Le besoin de sret dans la fourniture de lnergie est de plus en plus lev (concept HDHQ : Haute Disponibilit, Haute Qualit). Des technologies nouvelles (microturbines, piles combustibles, arognrateurs, cellules photovoltaques) permettent ou vont permettre court terme la production dnergie en complment du rseau principal de distribution. Des concepts nouveaux darchitecture permettront dexploiter au mieux les diffrentes sources en sectorisant les applications selon des critres tels que : secours, scurit, interruptabilit, priorit, haute qualit

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LE PROJET


Les sources

Indpendamment de leur usage, les sources se distingent essentiellement par leur puissance, leur autonomie, lorigine de leur nergie et leur cot dexploitation.

LES TRANSFORMATEURS HTA/BTLes transformateurs sont gnralement abaisseurs, et permettent dalimenter des installations basse tension partir dun rseau haute tension. Il existe deux types de transformateurs qui se distinguent par leur mode de construction : les transformateurs immergs et les transformateurs secs. Les protections les plus utilises sont le DGPT ou le DGPT2 : Dtecteur de Gaz, de Pression et de Temprature 1 ou 2 niveaux de dtection sur la temprature. Ce systme permet la coupure de la charge BT (1er niveau) puis de l'alimentation HT (2e niveau) lors d'une dfaillance lintrieur du transformateur. Un bac de rtention permet de rcuprer la totalit du liquide dilectrique. Des quatre types de transformateurs immergs : transformateurs respirants, transformateurs matelas de gaz, transformateurs avec conservateur et transformateurs remplissage intgral, seuls ces derniers sont actuellement installs.

Transformateurs immergsLe circuit magntique et les enroulements sont immergs dans un dilectrique liquide qui assure lisolation et lvacuation des pertes calorifiques du transformateur. Ce liquide se dilate en fonction de la charge et de la temprature ambiante. Les PCB et TCB sont dsormais interdits, lhuile minrale est gnralement utilise. Elle est inflammable et ncessite des mesures de protection contre les risques dincendie, dexplosion et de pollution.

Transformateurs respirants

Normes de construction pour les transformateurs immergsPuissance de 50 2 500 kVA (25 kVA possible) : Tension primaire jusqu 36 kV Tension secondaire jusqu 1,1 kV NF C 52-112-x, HD 428.x.S1 (x de 1 4) Puissance > 2 500 kVA : Tension HTA suprieure 36 kV NF C 52-100, CEI 60076-x, HD 398-x (x de 1 5)

Air

Dilectrique

Un volume dair entre la surface de lhuile et le couvercle permet la dilatation du liquide sans risque de dbordement. Le transformateur respire, mais lhumidit de lair se mlange lhuile et la rigidit dilectrique se dgrade.

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LES TRANSFORMATEURS HTA/BT

Transformateurs matelas de gazGaz

Transformateurs secsCe type de transformateur a lavantage de ne prsenter aucun risque de fuite ou de pollution. En revanche, il ncessite des prcautions de mise en uvre et de maintenance (local ventil, dpoussirage). Les enroulements sont gnralement quips de sondes de dtection afin de surveiller les tempratures internes et permettre le dclenchement de la charge et de lalimentation si un problme thermique apparat.

Dilectrique

La cuve est rendue tanche et cest un matelas de gaz neutre qui compense la variation de volume du dilectrique (risque de fuite).

Transformateurs avec conservateurSurpression permanente de 0,05 bar environ

Transformateurs secs

Pour limiter les inconvnients prcdents, un rservoir dexpansion limite le contact air/huile et absorbe la surpression. Nanmoins, le dilectrique continue soxyder et se charger deau. Ladjonction dun dessicateur limite ce phnomne mais ncessite une maintenance rgulire.

Le circuit magntique est isol (ou enrob) dans une rsine isolante. Le refroidissement est assur dans lair ambiant sans liquide intermdiaire.

Transformateurs remplissage intgralSurpression variable + 100C + 20C - 25C

Normes de construction pour les transformateurs secsPuissance de 100 2 500 kVA : Tension primaire jusqu 36 kV Tension secondaire jusqu 1,1 kV NF C 52-115-x, HD 538-x-S1 (x de 1 2) NF C 52-726

La cuve est totalement remplie de liquide dilectrique et close hermtiquement. Il ny a aucun risque doxydation de lhuile.

La surpression due la dilatation du liquide est absorbe par les plis de la cuve.

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LE PROJET


Les sources (suite)

Caractristiques des transformateurs HTA/BTCaractristiques usuellesPuissance assigne (kVA) Frquence (Hz) Type de fonctionnement Tensions assignes Tensions disolements Ui Primaire U1 (kV) Secondaire U2 (V) Primaire (kV) Secondaire (kV) 50 2500 50 - 60 Abaisseur, lvateur ou rversible 5,5 - 6,6 - 10 - 15 - 20 - 33 237 - 410 - 525 - 690 7,2 - 12 - 17,5 - 24 - 36 1,1 Pourcentage de la tension primaire assigne appliquer pour avoir lintensit nominale quand le secondaire est en court-circuit. En gnral : 4 % pour P < 630 kVA et 6% pour P > 630 kVA Prises manuvrables hors tension agissant sur la plus haute tension pour adapter le transformateur la valeur relle de la tension dal

Documents

81920822 Guide Puissance