jean-marie beaussy

JEAN-MARIE BEAUSSY PAGE 1/72 23/04/2007

I BILAN DE PUISSANCE - COURANT d’EMPLOI 1 Courant d’emploi (cas généraux) 1.1 Formules générales

Circuits terminaux Moteur triphasé Moteur biphasé /monophasé Circuit biphasé/ monophasé

Circuits principaux

( )( )

( ) ηϕ ×××=

cos3kV

kWuA U

PIb

( )( )

( ) ηϕ ××=

coskV

kWuA U

PIb

( )( )

( ) ηϕ ××=

coskV

kWuA V

PIb

( )( )

( ) ϕcos×=

kV

kWA U

PIb

( )( )

( ) ϕcos×=

kV

kWA V

PIb

( ) ( ) kekskuIIb AA ×××Σ=

avec ( )( )

( ) 3×=

kV

kVAA U

SIb

ou ( )( )

( ) ϕcos3 ××=

kV

kWA

U

PIb

ku : Coefficient d’utilisation - ks : Coefficient de simultanéité - ke : Coefficient d’extension ( )kWuP : Puissance utile -. ρCos : facteur de puissance - η : Rendement - ( )AIb : Courant d’emploi

( )kVU : Tension composée en kV - ( )kVV : Tension simple en kV

1.2 Ordre de grandeur des coefficients ku, ks et ke

Facteurs d’utilisation Facteurs de simultanéité Guide pratique UTE C 15-105 Norme NFC 63-410 Norme NFC 14-100

Facteur d’extension

Utilisations ku (1) Nombres de circuits ks Nombres

de circuits ks ke

Force Motrice 0,75 à 1 2 et 3 0,9 4 ≤ 1 Eclairage 1 4 et 5 0,8 5 à 9 0,78 Chauffage 1 6 à 9 0,7 10 à 14 0,63

PC 0,1 à 0,2 (2) > 10 0,6 15 à 19 0,53 Ventilation 1 20 à 24 0,49

Climatisation 1 25 à 29 0,46 Froid 1 30 à 34 0,44

Moteur + puissant 1 35 à 39 0,42 Moteur suivant 0,75 40 à 49 0,41

Ascenseurs (3) et

Monte charges Autres moteurs 0,6 > 50 0,4

1,1 à 1,3

(1) L’application de ce coefficient nécessite la connaissance parfaite du fonctionnement du ou des récepteurs. (2) Dans les installations industrielles, ce facteur peut être plus élevé.

(3) le courant d’emploi à prendre en compte pour chaque moteur est égal à :3IdInIb +=

1.3 Tableaux pratiques 1.3.1 Moteurs asynchrones triphasés (Approche simple en cas d’absence d’indications précises)

Puissance ( ) ( )kWkW P 41 ≤< ( ) ( )kWkW P 504 ≤<

U(V) 410 400 237 231 410 400 237 231 Cosϕ 0,7 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 η 0,7 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8

Ib(A) ( )kWP×87,2 ( )kWP×94,2 ( )kWP×97,4 ( )kWP×1,5 ( )kWP×2,2 ( )kWP×25,2 ( )kWP×8,3 ( )kWP×9,3


1.3.2 Circuits principaux triphasés (P(kW), U(V) connus et cosϕ estimé)

U(V) 410 400 237 231 410 400 237 231 Cosϕ 0,8 0,8 0,8 0,8 1 1 1 1


1.3.3 Circuits principaux triphasés (S(kVA), U(V) connus)

U(V) 410 400 237 231

Ib(A) ( )kVAS×4,1 ( )kVAS×44,1 ( )kVAS×43,2 ( )kVAS×5,2

1.3.4 Circuits principaux monophasés (P(kW), U(V) connus et cosϕ estimé) Uph/n(V) 410 400 237 231 410 400 237 231

Cosϕ 0,8 0,8 0,8 0,8 1 1 1 1


1.3.5 Circuits principaux biphasés (S(kVA), U(V) connus)

Uph/ph(V) 410 400 237 231

Ib(A) ( )kWP×43,2 ( )kWP×5,2 ( )kWP×21,4 ( )kWP×32,4

1.3.6 Installations d’éclairage) Pour établir un bilan de puissance, il est nécessaire de prendre en compte la consommation des ballasts.

Ballasts standard ( ) lampeAb II ×= 25,1

Ballasts électronique ( ) lampeAb II ×= 1,1

1.3.7 Facteurs de puissance courants

Récepteur Cosϕ Tgϕ Récepteur Cosϕ Tgϕ à vide 0,17 5,79 Four à induction compensé 0,85 0,62 Chargé à 25% 0,55 1,51 Four à chauffage électrique 0,85 0,62 Chargé à 50% 0,73 0,936 Machine à souder à résistances 0,8 à 0,9 075 à 0,48 Chargé à 75% 0,80 0,75 Poste à souder statique mono 0,5 1,73

Moteurs asynchrones

Chargé à 100% 0,85 0,619 Poste à souder rotatif 0,7 à 0,9 1,02 à 0,48 Lampes à incandescence 1 0 Poste statique (transfo

redress) 0,7 à 0,9 1,02 à 0,48

Lampes fluorescence non compensées 0,5 1,73 Fours à arc 0,8 0,75 Lampes fluorescence compensées 0,85 0,619 Redresseur de puissance à

thyr. 0,4 à 0,8 2,25 à 0,75

Lampes fluorescence compensées ballast électronique 1 0

Lampes à décharge 0,4 à 0,6 2,29 à 1,3 Four à résistance 1 0 Annexe 00 : - Définitions


Annexe 0 : - Principaux symboles et sigles utilisés Annexe 1 : - Tableaux construits à partir de documents constructeurs

Annexe 1-1 : Intensités absorbées par les moteurs asynchrones triphasés standards (0,37kW à 37kW – 400V) Annexe 1-2 : Intensités absorbées par les moteurs asynchrones triphasés standards (45kW à 600kW – 400V) Annexe 1-3 : Intensités absorbées par les moteurs asynchrones triphasés standards (Doc AAB Moteurs) Annexe 1-4 : Intensités absorbées par les moteurs asynchrones triphasés standards (Doc LEROY SOMER) Annexe 1-5 : Intensités absorbées par les moteurs asynchrones monophasés standards (Doc LEROY SOMER) Annexe 1a : - Exercice résolu sur le bilan de puissance d’une installation BTA Annexe 1b : - Exercice à résoudre sur le bilan de puissance d’une installation BTA 2 Courant d’emploi (cas particulier) - Calcul de l’intensité quadratique (équivalente)

( ) ( ) ( )n

nnq

ttttItItII

+++

×++×+×=

......

21

22

221

21

Application numérique - Diagramme

200185

100

400

I (A)

t1=2h t2=3h t3=4h t4=6h t (heures)

1 Cycle complet (15heures)

I1 = 400A → t1 = 2h

I2 = 100A → t2

= 3h

I3 = 200A → t3 = 4h

I4 = 0A →

t4= 6h

Cycle complet→ 15 h

Schéma N°1

- Calcul de l’intensité équivalente

( ) ( ) ( ) AIq 1856432

420031002400 222=

+++×+×+×

=

Remarque N°1 : Attention au choix du dispositif de protection contre les surcharges.

Jean-Marie BEAUSSY 9, rue Auguste BLANQUI 17000 LA ROCHELLE Tél 1. : 05.46.44.11.12 Tél 2 : 08.70.51.11.36 E-Mail : [email protected]

ETUDE des INSTALLATIONS

ELECTRIQUES

ANNEXE 1a

Annexe 1a-3 Problème résolu x Annexe 1a-2 Tableaux EXCEL x Annexe 1a-1 Problème à résoudre

Annexe 1a BILAN DE PUISSANCE D’UNE INSTALLATION ELECTRIQUE A B C

Révision 1ère édition Révision 1 Révision 2 Révision 3 Révision 4 Révision 5 Date 07/04/2005 21/05/2006

Révisions partielles

1 1 10,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 1 1 1 1 1 0,8 1 1 1 1 1 1 1 11N°1 N°2 N°3 N°4 N°2N°1 N°1 N°2N°1N°2

10 fluos2x40W

2 prises de courant2x16A

Fours5kW

Ventilateurs3kW

1000tr/mn

10 fluos2x40W


Compresseur5,5kW

3000tr/mn

10 fluos2x40W

5PC 2x16APerceuses2,2kW

1500tr/mn

Tours automatiques5,5kW

3000tr/mn

Atelier "A" Atelier "B" Atelier "C"

Coefficient d'utilisation ku =

Coefficient de simultanéité1er niveau

Coefficient de simultanéité2e niveau


Armoire Générale Maintenance

EclairagePrise de courantForce motrice

Armoire atelier "C"

ks = 1

Force motrice Prise de courant Eclairage

ks = 1

Armoire atelier "B"Armoire atelier "A"


ks = 0,8

ks = 0,8

ks = 1

Coffret divisionnaire N°2

ks = 0,75


0,2 ks = 0,2 ks = 0,2

ke

IbCos ϕ

==

IbCos ϕ

==

IbCos ϕ

==

IbCos ϕ

==

IbCos ϕ

==

IbCos ϕ

==

Folio 1/4

BATIMENT MAINTENANCE

Tg ϕ =

==U

P

1,4

5PC 3x16A 5PC 3x25A

0,20,2

Déssiné par : Jean-Marie BEAUSSYMise à jour le : 21/05/2006

400 V

=

BILAN de PUISSANCE : Données

Coefficient d'extension

Coefficient de simultanéité

ks = 1,1

Cos ϕ =Tg ϕ =

Expéditions

AdministrationBureau d'étudesAtelier montage N°1 Traitement de surface

Chaufferie

Atelier Montage N°2 Bâtiment Maintenance

Atelier de Montage N°3 Compresseurs Informatique

IbCos ϕ

==

Tg ϕ =

Tableau Général Basse Tension

ks = 0,5

Transformateur

_ _ __ _ _

UP =

= 400 V_ _ _ _ A_ _ __ _ _

POSTE de TRANSFORMATION USINE

Folio 2/4

∆u = 0,5%

Ib =

l = 10m

IbCos ϕ

==

400A0,75

=P 208kW

=l 50m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

400A0,86

=P 239kW

=l 40m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

250A0,83

=P 144kW

=l 50m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

_ _ _ A=P _ _ _kW

=l 40m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

101A0,89

=P 62kW

=l 50m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

400A0,75

=P 208kW

=l 50m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

175A0,75

=P 121kW

=l 40m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

125A0,83

=P 72kW

=l 60m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

628A0,735

=P 320kW

=l 80m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

148A0,85

=P 251kW

=l 70m=∆u 2%

_ _ _

_ _ _ _ kVA

_ _ _ _ A

BILAN de PUISSANCE : DonnéesDéssiné par : Jean-Marie BEAUSSYMise à jour le : 21/06/2006

BILAN de PUISSANCE


UTILISATION Repère U (V) Pu (kW) η cos ϕ tg ϕ ku Pabs (kW) Q (kVar) S (kVA) Ib (A)

Tour N°1 400 5,5 0,84 0,89 0,512 0,8 5,24 2,68 5,89 8,49

Tour N°2 400 5,5 0,84 0,89 0,512 0,8 5,24 2,68 5,89 8,49

Tour N°3 400 5,5 0,84 0,89 0,512 0,8 5,24 2,68 5,89 8,49

Tour N°4 400 5,5 0,84 0,89 0,512 0,8 5,24 2,68 5,89 8,49

Perceuse N°1 400 2,2 0,79 0,83 0,672 0,8 2,23 1,50 2,68 3,87

Perceuse N°2 400 2,2 0,79 0,83 0,672 0,8 2,23 1,50 2,68 3,87

TOTAUX 25,41 13,73 28,88 41,68

Coefficient de simultanéité ks 0,75 19,06 10,30 21,66

Coefficient d'extension ke 1 19,06 10,30 21,66

Facteur de puissance global cos ϕ 0,880

Courant d'emploi Ib (A) 31,26Report P (kW) 19,06

1/7 Coffret 1

BILAN de PUISSANCE

Armoire Atelier "A"


Report coffret N°1 400 19 1 0,88 0,540 1 19,06 10,30 21,66 31,26

5 PC 2x16A 231 22 1 0,8 0,750 0,2 4,40 3,30 5,50 13,75

Eclairage 231 1 1 0,85 0,620 1 1,00 0,62 1,18 2,94

5 PC 3x16A 400 44,34 1 0,8 0,750 0,2 8,87 6,65 11,09 16,00

5 PC 3x25A 400 69,28 1 0,8 0,750 0,2 13,86 10,39 17,32 25,00

TOTAUX 47,18 31,26 56,60 81,69





2/7 Atelier A

BILAN de PUISSANCE

Armoire Atelier "B"


Compresseur 400 5,5 0,84 0,89 0,512 0,8 5,24 2,68 5,89 8,49

3 PC 2x16A 231 6,6 1 0,8 0,750 0,2 1,32 0,99 1,65 4,12

Eclairage 231 1 1 0,85 0,620 1 1,00 0,62 1,18 2,94

TOTAUX 7,56 4,29 8,69 12,55

Coefficient de simultanéité ks 1 7,56 4,29 8,69




3/7 Atelier B

BILAN de PUISSANCE

Coffret divisonnaire N°2


Ventilateur 1 400 3 0,8 0,78 0,802 1 3,75 3,01 4,81 6,94

Ventilateur 2 400 3 0,8 0,78 0,802 1 3,75 3,01 4,81 6,94

Four N°1 400 5 1 1 0,000 1 5,00 0,00 5,00 7,22

Four N°2 400 5 1 1 0,000 1 5,00 0,00 5,00 7,22

TOTAUX 17,50 6,02 18,51 26,71





4/7 Coffret 2

BILAN de PUISSANCE

Atelier "C"


Report coffret N°2 400 17,50 1 0,946 0,344 1 17,50 6,02 18,51 26,71

2 PC 2x16A 231 1,10 1 0,8 0,750 0,2 0,22 0,17 0,28 0,69

Eclairage 231 1,00 1 0,85 0,620 1 1,00 0,62 1,18 2,94

TOTAUX 18,72 6,80 19,92 28,75





5/7 Atelier C

BILAN de PUISSANCE

Armoire Générale "Bâtiment Maintenance"


Report Atelier "A" 400 37,74 1 0,834 0,663 1 37,74 25,01 45,28 65,35

Report Atelier "B" 400 7,56 1 0,870 0,568 1 7,56 4,29 8,69 12,55

Report Atelier "C" 400 18,72 1 0,940 0,363 1 18,72 6,80 19,92 28,75

TOTAUX 64,02 36,10 73,50 106,09


Coefficient d'extension ke 1,4 71,70 40,43 82,32



6/7 Arm géné

BILAN de PUISSANCE

TABLEAU GENERAL BASSE TENSION


Atelier de montage N°1 400 208 1 0,750 0,882 1 208 183 277 400

Traitement de Surface 400 239 1 0,860 0,593 1 239 142 278 401


Maintenance 400 72 1 0,871 0,564 1 72 40 82 119

Administration - BE 400 62 1 0,89 0,512 1 62 32 70 101

Chaufferie 400 56 1 0,65 1,169 1 56 65 86 124


Compresseurs 400 320 1 0,735 0,923 1 320 295 435 628

Informatique 400 72 1 0,83 0,672 1 72 48 87 125

Expéditions 400 121 1 0,84 0,646 1 121 78 144 208

TOTAUX 1442 1073 1797,28 2594,15

Coefficient de simultanéité ks 0,5 721 537 899

Coefficient d'extension ke 1,1 793 590 989


Tangente ϕ calculée au secondaire du transformateur tg ϕ 0,744

Tangente ϕ calculée au primaire du transformateur tg ϕ 0,834

Courant d'emploi Ib (A) 1427

Puissance wattée totale P (kW) 793

Puissance apparente totale retenue S (kVA) 989Compensation énergie réactive Q (kVAr) 344

7/7 TGBT

1 10,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 1 1 1 1 1 1 1 11N°1 N°2 N°3 N°4 N°2N°1 N°1 N°2N°1N°2

10 fluos2x40W


Fours5kW

Ventilateurs3kW

1000tr/mn

10 fluos2x40W


Compresseur5,5kW

3000tr/mn

Perceuses2,2kW

1500tr/mn

Tours automatiques5,5kW

3000tr/mn

Atelier "A" Atelier "B" Atelier "C"

Coefficient d'utilisation ku =

Coefficient de simultanéité1er niveau



EclairagePrise de courantForce motrice

Armoire atelier "C"

ks = 1


ks = 1

Armoire atelier "B"Armoire atelier "A"

Force motrice

ks= 0,8

ks = 0,8

ks = 1


ks = 0,75


ks = 0,2 ks = 0,2

ke

IbCos ϕ

==

ICos ϕ

==

IbCos ϕ

==

IbCos ϕ

==

IbCos ϕ

==

IbCos ϕ

==

118A0,871

Tg ϕ = 0,564

290,94

13 A0,87

66 A0,834

32 A0,88

270,946

BATIMENT MAINTENANCE

Folio 3/4

==U

P400 V72 kW

= 1,4

11 1 1 1 1

10 fluos2x40W

5PC 2x16A

Prise de courant Eclairage

0,2

5PC 3x16A 5PC 3x25A

0,20,2

Armoire Générale Maintenance

BILAN de PUISSANCE : SolutionDéssiné par : Jean-Marie BEAUSSYMise à jour le : 21/06/2006

Coefficient d'extension

Coefficient de simultanéité

1,1

Cos ϕ =Tg ϕ =

Expéditions

AdministrationBureau d'étudesAtelier montage N°1 Traitement de surface

Chaufferie

Atelier Montage N°2 Bâtiment Maintenance

Atelier de Montage N°3 Compresseurs Informatique

IbCos ϕ

==

Tg ϕ =

Tableau Général Basse Tension

0,5

Transformateur

0,8020,744

UP =

= 400 V

0,8020,744

POSTE de TRANSFORMATION USINE

∆u = 0,5%

Ib =

l = 10m

IbCos ϕ

==

400A0,75

=P 208kW

=l 50m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

400A0,86

=P 239kW

=l 40m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

250A0,83

=P 144kW

=l 50m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

118 A0,871

=P 72 kW

=l 40m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

101A0,89

=P 62kW

=l 50m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

400A0,75

=P 208kW

=l 50m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

175A0,75

=P 121kW

=l 40m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

125A0,83

=P 72kW

=l 60m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

628A0,735

=P 320kW

=l 80m=∆u 2%

IbCos ϕ

==

148A0,85

=P 251kW

=l 70m=∆u 2%

1297 A

1427 A

1000 kVA

BILAN de PUISSANCE : Solution

Avant compensation

Déssiné par : Jean-Marie BEAUSSYMise à jour le : 21/06/2006 Folio 4/4

jean-marie beaussy

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