Calcul de l’installation en utilisant la méthode simplifiée

Dimensionnement du circuit C1

Le transformateur MT/BT a une tension à vide nominale de 420 V. Le courant maximale dans le circuit C1 est de ce fait égal à :

[math]\displaystyle{ I_B= \frac{630\times 10^3}{\sqrt 3 \times 420}=866 A }[/math] par phase

Deux câbles monoconducteurs en cuivre isolé au PVC en parallèle sont utilisés pour chaque phase. Ces câbles sont placés sur des tablettes perforées suivant la méthode de référence F.

Chaque conducteur a un courant de 433 A. Le tableau de la Figure G21a indique que pour 3 conducteurs chargés, la section requise est de 240 mm².

La résistance et la réactance, pour les 2 conducteurs en parallèle, pour une longueur de 5 mètres sont :

[math]\displaystyle{ R=\frac{22,5 \times 5}{240 \times 2}=0,23 m\Omega }[/math] (la résistance linéique des câbles est : 22,5 mΩ.mm² / m)

[math]\displaystyle{ X = 0,08 \times 5 = 0,4 m\Omega }[/math] (la réactance linéique des câbles est : 0,08 mΩ / m)

Dimensionnement du circuit C3

Le circuit C3 alimente 2 charges de 150 kW d’un cos φ= 0,85, le courant total est donc de :

[math]\displaystyle{ I_B = \frac{300 \times 10^3}{\sqrt 3 \times 400 \times 0,85} = 500 A }[/math]

Deux câbles monoconducteurs en cuivre isolé au PVC en parallèle sont utilisés pour chaque phase. Ces câbles sont placés sur des tablettes perforées suivant la méthode de référence F.

Chaque conducteur a un courant de 255 A. Le tableau de la Figure G21a indiqué que pour 3 conducteurs chargés, la section requise est de 95 mm² .

La résistance et la réactance, pour les 2 conducteurs en parallèle, pour une longueur de 20 mètres sont :

[math]\displaystyle{ R = \frac {22,5 \times 20} {95 \times 2} = 2,37 m\Omega }[/math] (la résistance linéique des câbles est : 22,5 mΩ.mm² / m)

[math]\displaystyle{ X = 0,08 \times 20 = 1,6 m\Omega }[/math] (la réactance linéique des câbles est : 0,08 mΩ / m)

Dimensionnement du circuit C7

Le circuit C7 alimente une charge de 150 kW avec un cos φ = 0,85, le courant total est donc de :

[math]\displaystyle{ I_B = \frac{150 \times 10^3}{\sqrt 3 \times 400 \times 0,85} = 255 A }[/math]

Un câble monoconducteur en cuivre isolé au PVC est utilisé pour chaque phase. Ces câbles sont placés sur des tablettes perforées suivant la méthode de référence F.

Chaque conducteur a un courant de 255 A. Le tableau de la Figure G21a indique que pour 3 conducteurs chargés, la section requise est de 95 mm² .

La résistance et la réactance pour une longueur de 20 mètres sont :

[math]\displaystyle{ R = \frac {22,5 \times 5} {95 \times 2} = 1,18 m\Omega }[/math] (la résistance linéique des câbles est : 22,5 mΩ.mm² / m)

[math]\displaystyle{ X = 0,08 \times 5 = 0,4 m\Omega }[/math] (la réactance linéique des câbles est : 0,08 mΩ / m)

Calcul des courants de court-circuit pour le choix des disjoncteurs Q1, Q3,Q7

(voir Fig. G66)

Fig. G66 – Exemple d’évaluation des courants de court-circuit

Composants	R (mΩ)	X (mΩ)	Z (mΩ)	Ikmax (kA)
Réseau amont Puissancede court-circuit 500 MVA	0,035	0,351
Transformateur 630 kVA 4%	2,9	10,8
Câble C1	0,23	0,4
Sous-total	3,16	11,55	11,97	20,2
Câble C3	2,37	1,6
Sous-total	5,53	13,15	14,26	17
Câble C7	1,18	0,4
Sous-total	6,71	13,55	15,12	16

Conducteur de protection PE

En utilisant la méthode adiabatique, la section minimale pour le conducteur de protection PE peut être calculée en utilisant la formule donnée dans le tableau de la Figure G58 :

[math]\displaystyle{ S_{PE}=\frac{\sqrt {I^2 . t} }{k} }[/math]

Pour le circuit C1, I = 20,2 kA et k = 143.

t est le temps maximum pour la protection MT, e.g 0,5 s

cela donne :

[math]\displaystyle{ S_{PE}=\frac{\sqrt {I^2 . t} }{k}=\frac {20200 \times \sqrt {0,5} }{143}=100 mm^2 }[/math]

Un conducteur unique dimensionné à 120 mm² pour d’autres raisons (protections des personnes contre les contacts indirects) est largement suffisant.

En général, pour des circuits avec des conducteurs de phase dont la section Sph ≥ 50 mm² , la section minimale pour le conducteur de protection PE sera de Sph / 2. Donc pour le circuit C3, le conducteur de protection sera de 95 mm² et pour le circuit C7, il sera de 50 mm² .

Protection contre les contacts indirects

Pour le circuit C3 (Fig. G64), la formule indiquée dans le chapitre F peut être utilisée :

La longueur maxi est :

[math]\displaystyle{ L_{max}=\frac{0,8 \times U_0 \times S_{ph} }{\rho \times \left ( 1 + m \right )\times I_a } }[/math]

[math]\displaystyle{ L_{max}=\frac{0,8 \times 2302 \times 95}{22,5 \times 10^{-3}\times \left ( 1 + 2 \right )\times 630\times 11 }=75m }[/math]

(La valeur au dénominateur 630 x 11 est le niveau de courant maximal de déclenchement magnétique instantané en cas de court-circuit du disjoncteur 630 A).

Chute de tension

La chute de tension est calculée en utilisant les données de la Figure G28. Pour un circuit triphasé équilibré en service normal (cosφ = 0,8)

Les résultats sont résumés dans la Figure G67 :

Fig. G67 – Chute de tension introduite par les différents câbles

	C1	C3	C7
Section	2 x 240 mm2	2 x 95 mm2	1 x 95 mm2
∆U par conducteur (V/A/km) voir Fig. G28	0,21	0,42	0,42
Courant de charge (A)	866	509	255
Longueur (m)	5	20	5
Chute de tension (V)	0,45	2,1	0,53
Chute de tension (%)	0,11	0,53	0,13

La chute totale de tension à l’extrémité du cable C7 est de 0,77%