LYCE ST GATIEN

TRAVAUX DIRIGES

Changement dun clairage

et dune installation lectrique

Systme:

Eclairagisme

Distribution lectrique

BTS

ELECTROTECHNIQUE

1 Eclairage de latelier (voir annexes clairage)

Des runions TPM ont fait apparatre plusieurs reprises que la qualit de lclairage tait insuffisante pour une partie de latelier, notamment dans le secteur OP30. Des mesures dclairement ont donn moins de 200 lux, ce qui est nettement insuffisant pour les activits prpares.

Aucune amlioration ntant possible, le service maintenance est charg du remplacement des lampes et des luminaires.

Caractristiques:

Latelier est clair 8h par jour, 212j par an.

Les activits pratiques sont assimilables de la mcanique moyenne.

1- Donner le niveau dclairement moyen maintenir, sans oublier lunit.

Pour de la mcanique moyenne, il faut 425 lux

2- Remplir le tableau suivant et dterminer, par le calcul, le tube fluorescent qui a la meilleure efficacit lumineuse.

Tube fluorescent

Flux lumineux (lm)

Puissance (W)

Efficacit lumineuse (lm / W)

18W600

1300

18

72

30W600

2300

30

77

36W600

3250

36

90

58W600

5000

58

86

Cest donc le tube 36W600 qui possde la meilleure efficacit lumineuse

3- Pour ce type de tube, donner le rendement total du luminaire propos et calculer le flux lumineux quil renvoie, sachant quil y a deux tubes fluorescents par luminaire.

On lit directement = 0.70

Or

Donc flux lumineux total sortant du luminaire = 0.70 x 3250 = 4550 lm

4- Quelles actions de maintenance faut-il raliser pour que, dans le temps, linstallation conserve son niveau dclairement?

Il faut dpoussirer les luminaires et changer les lampes avant leur fin de vie.

2 Distribution lectrique pour lclairage (voir annexe distribution)

Linstallation lectrique ntant plus adapte au nouvel clairage, le service maintenance dcide de la changer.

Caractristiques:

Linstallation retenue est compose de 6 lignes intgrant un cble de 30m et une liaison canalis de 50m (voir schma de linstallation dans le document ressources)

Chaque ligne comporte 30 rflecteurs industriels compenss, 2 x 36W

Les 6 lignes sont protges par les disjoncteurs Q111 Q116 (voir figure).

La constitution du plafond impose un entraxe de 5m pour la fixation des canalisations, les luminaires doivent tre supportes par la canalisation et aliments par une seule nappe de ligne.

La temprature ambiante varie de 20C 30C.

Latelier est aliment par le transformateur TA tension de sortie 230V / 400V

A1, A11 et A12 sont des armoires de distribution.

Le cble C11 alimente les 6 nouvelles lignes dclairage (C111 C116) et 3 anciennes lignes (C117 C119)

Les lignes C111 et C112 sont en monophas Phase 1 et Neutre

Les lignes C113 et C114 sont en monophas Phase 2 et Neutre

Les lignes C115 et C116 sont en monophas Phase 3 et Neutre

1- Choisir le type de canalisation prfabrique. Justifier votre slection.

KBA naccepte pas des entraxes suprieurs 3m.

Il faut donc choisir la canalisation KBB

2- Dterminer le courant demploi IB dans chaque canalisation prfabrique, en vous servant du document

30 luminaires de 2 x 36W chacun prendre le chiffre immdiatement suprieur: soit 33

On lit IB = 16A

3- Quest-ce quun rflecteur ballasts compenss?

Cest un rflecteur quip de condensateurs de compensation dnergie

4- Sur une installation, quelles sont les consquences dun mauvais facteur de puissance?

Surintensit de ligne, chauffement, pnalits EDF si mauvais tan, surdimensionnement des cbles, du transformateur, des protections,

5- La protection des cbles C111 C116 est obtenue par des disjoncteurs modulaires Q111 Q116.

Donner la rfrence des disjoncteurs Q111 Q116.

Uni + Neutre 16 A, courbe C rf.: 24189

6- Choisir les sections des cbles C111 C116 (isolant PRC et pose espace) et la rfrence complte du type de canalisation lectrique dclairage.

IB = 16A, cble PRC, pose espace, donne S = 1.5 mm

Rf. KBB25

7- Calculer la chute de tension (en Volts) lextrmit des cbles C111 C116 et lextrmit des canalisations prfabriques

Daprs le document, pour un cble de 1.5mm et pour un courant IB = 16A, la chute de tension est de 12V

Pour la canalisation canalis de 50m, cette chute de tension slve 5.2V

8- La chute de tension entre le TGBT et le tableau A11 est de 1%.

Calculer la chute de tension du TGBT jusqu lextrmit de la canalisation prfabrique. Est-elle acceptable? Dans le cas contraire, proposer une solution et vrifier quelle est correcte.

S (mm)

U C111+canalis

U total

1.5

12V + 5.2V = 17.2V

A lentr de la canalis, la tension

U = 230V x (1-1%) = 228V

Do la chute de tension:

17.2/228 = 7.6%

1% + 7.6% = 8.6%

2.5

7V + 5.2V = 12.2V

Chute de tension: 12.2/228 = 5.4%

1% + 5.4% = 6.4%

4

4.4V + 5.2V = 9.6V

Chute de tension: 9.6/228 = 4.2%

1% + 4.2% = 5.2%

On remarque quil faut augmenter la section des conducteurs pour limiter les chutes de tension

9- Le courant de court-circuit prsum au niveau du disjoncteur Q1 est de 35kA.

Dterminer les intensits de court-circuit au niveau des disjoncteurs Q11 et Q111.

Au niveau de Q11: C1 = 240 mm et 12m; Icc amont = 35kA 31 kA

Au niveau de Q111: C11 = 95 mm et 42m; Icc amont = 35kA 15 kA

10- Caractristiques de Q11: disjoncteur magntothermique avec bloc diffrentiel montage latral, 4 ples, version fixe, botier DPX160.

Donner les rfrences de Q11, sans oublier de justifier.

I = 150A IN = 160A

Icc couper = 31 kA PdC = 50 kA

On prendra la rfrence 25173 + 260 21

11- A la suite dun court-circuit sur le cble C19, les disjoncteurs Q19 et Q191 ont dclench. Le courant de court-circuit prsum en aval du disjoncteur Q191 est de 8kA.

Q19:DPX 125; 100A

Q191:DX; 16A; courbe C

Expliquer pourquoi les deux disjoncteurs ont dclench.

Il ny a pas de slectivit entre Q19 et Q191, la limite de slectivit tant de 6kA

3

4 Perturbations harmoniques et radiofrquences

Le courant absorb par les lampes nest pas purement sinusodal. Son analyse spectrale donne principalement des harmoniques de rang 5 et 7.

1- Quelles sont les frquences des harmoniques de rang 5 et 7?

Harmonique de rang 5:f = 5 x 50 Hz = 250 Hz

Harmonique de rang 7:f = 7 x 50 Hz = 350 Hz

2- Lors de cette mesure, lanalyseur de rseau affiche un cos de 0.8 et un facteur de puissance de 0.7.

Expliquer la diffrence entre le cos et le facteur de puissance.

cos est le dphasage entre U et I; le facteur de puissance est le rapport P/S.

Il y a une diffrence car le courant nest pas purement sinusodal

5 Schma des liaisons la terre et contrle de la ligne (voir annexe SLT)

Lentreprise a grandi au fil des annes et plusieurs rgimes de neutre ont t mis en place dans les diffrents btiments. Dans le btiment A, le schma de liaison la terre est IT isol. La prise de terre des masses du poste est spares des masses dutilisation, do la prsence dun dispositif courant rsiduel en tte dinstallation.

Le contrleur permanent disolement dtecte frquemment des dfauts disolement du rseau surveill.

Le personnel, par manque de temps, nintervient plus systmatiquement lapparition du 1er dfaut.

1- Ne pas intervenir systmatiquement lapparition du 1er dfaut prsente-il un danger pour les personnes?

Non, en IT, au 1er dfaut la tension de contact nest pas dangereuse

2- Que se passe t-il lapparition du 2me dfaut?

Il y a court-circuit, et la protection se dclenche

3- Le service maintenance a localis les dfauts disolement. Ceux-ci proviennent de latelier M17. Il a t dcid dtudier le changement de rgime de neutre en TN-S pour cet atelier.

Comment peut-on raliser un rseau ilt TN-S partir dun rseau IT? Quel(s) matriel(s) faudrait-il implanter et quelle(s) modification(s) faut-il apporter?

Implanter un transformateur de tension triphas BT/BT avec neutre disponible au secondaire

Implanter en amont de ce transformateur un nouveau disjoncteur pour la protection du circuit primaire

Relier le neutre du transformateur directement la bonne Terre

Relier le conducteur PE au neutre du transformateur

Vrifier le calibre des disjoncteurs pour des courts-circuits phase / neutre

4- Si un dfaut entre une phase et la masse se produit sur lquipement M17, la protection des personnes est-elle assure, en schma TN?

Disjoncteur type C, IN = 40A; S = 10 mm cble de longueur maximale = 102m

Le cble fait 50m, donc la protection nest pas assure

NOTICES TECHNIQUES

*** ECLAIRAGE ***

Mode dclairement

Eclairement maintenir (lx)

Type dactivit

Gnral:

activit intermittente

tche grossire

15

Minimum pour la circulation extrieure

25

Cours et entrepts

40

Parkings

80

Chargement et dchargement, quais et docks

125

Voies de circulation intrieure, escaliers, magasins

Gnral:

lieu de travail continu

175

Minimum pour la tche visuelle

250

Grosse mcanique, tches industrielles diverses

425

Mcanique moyenne, imprimerie,

625

Bureaux de dessin

850

Mcanique fine, gravure, comparaison de couleurs

1250

Mcanique de prcision, lectronique fine

Localis

> 1750

Tches trs difficiles dans lindustrie ou le laboratoire

Eclairement moyen maintenir en fonction de lactivit, daprs AFE

Rendement dun luminaire.

Cest le quotient du flux lumineux sortant du luminaire par le flux lumineux mis par la lampe

Tubes fluorescents F81 Luxe-Plus

Description

Puissance (W)

Culot

Dimension (mm)

Temp.

couleur (K)

Flux (lm)

Dure de vie (heures)

Code

L

18W600

18

G13

590

26

6000

1300

14.000

12150

30W600

30

895

2300

12107

36W600

36

1200

3250

12151

58W600

58

1500

5000

12153

Classe

1

Degr de protection

IP31

Essai au fil incandescent

960C

Energie de choc

2 J

Luminaires Style-sign-optique

Rendement lev

Confort visuel

Applications: secteur industriel

Description de loptique

Puissance (W)

Poids unitaire (kg)

Rendement

Total

Direct

Indirect

18210

4 lampes 18W

2 x 58

7.50

0.69

0.69

18211

2 lampes 36W

2 x 36

5.90

0.70

0.70

18212

2 lampes 58W

4 x 18

6.50

0.72

0.72

*** DISTRIBUTION ELECTRIQUE ***

Cble

Dnomination

Longueur (m)

Section (mm)

IB (A)

C1

U1000 R02V

12

240 (cuivre)

500

C11

42

95 (cuivre)

150

C17

50

10 (cuivre)

40

C111 C116

30

A dfinir

A dfinir

Canalisation lectrique clairage

Protection contre les surcharges et les courts-circuits

Protection assure par disjoncteur modulaire Merlin-Gerin type C60 (courbe C)

Courant demploi

Calibre disjoncteur

Type de canalisation

Cble PRC

Cble PVC

Pose espac

Pose jointive

(nb de cbles)

Pose espac

Pose jointive

(nb de cbles)

2 5

6 et +

2

3

4 et +

A

mm

10

KDP20, KBA25, KBB25

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

16

KDP20, KBA25, KBB25

1.5

1.5

1.5

1.5

2.5

2.5

2.5

20

KDP20, KBA25, KBB25

1.5

2.5

2.5

2.5

2.5

4

4

25

KBA25, KBB25

2.5

4

4

2.5

4

4

4

32

KBA10, KBB40

4

6

6

4

6

6

6

40

KBA10, KBB40

4

6

10

6

10

10

10

Disjoncteur C60N/L uni, uni + neutre

Blocs diffrentiels associs

*** SCHEMA DE LIAISON A LA TERRE ***

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