Soutenance mémoire
L’installation électrique
Etude Technique de l’installation électrique & dimensionnement du transformateur
Dans ce chapitre on va présenter une étude de l’état actuelle de l’installation électrique qui va nous servir à élaborer les bilans de puissances. On essayera d’adopter les résultats pour calculer la puissance à soustraire des deux transformateurs et dimensionner un nouveau transformateur qui va couvrir le besoin en énergie des équipements futurs.
Présentation de Poste électrique
Introduction
Un poste électrique est un élément essentiel du réseau électrique, comprenant principalement les extrémités des lignes de transport ou de distribution, de l’appareillage de protection, et éventuellement des transformateurs. Sa mission principale est de livrer de l’énergie électrique aux clients, tout en assurant un meilleur service et plus de sécurité pour l’exploitant.
Figure 9: Schéma d’un réseau électrique
Fonctions du poste électrique
Le raccordement d’un tiers au réseau d’électricité (aussi bien consommateur que producteur type centrale nucléaire),
L’interconnexion entre les différentes lignes issues du poste,
La transformation de la puissance en différents niveaux de tension et de courant.
Les types et constituants du poste électrique
Les types de postes électriques
Les postes de sortie des centrales qui servent à relier les centrales au réseau électrique,
Les postes d’interconnexion qui servent à interconnecter plusieurs lignes électriques,
Les postes élévateurs qui servent à augmenter la tension à l’aide d’un transformateur,
Les postes de distribution qui diminuent le niveau de tension afin de la distribuer aux consommateurs.
Les éléments d’un poste
Les éléments primaires qui sont les équipements haute-tension
Les appareils d’isolement ou d’aiguillage: les sectionneurs
Les appareils de coupure: les disjoncteurs
Les appareils de mesure: les TT et les TC
Les appareils de télé-protection
Les protections HT: parafoudres
Les dispositifs de mise à la terre (MALT).
Les éléments secondaires qui sont les équipements basse tension
Système de conduite et de surveillance (contrôle commande),
Système de protection,
Auxiliaires et servitudes (éclairage…).
Les postes THT /HT/MT se constituent des tranches suivantes :
Les lignes THT, HT, MT;
Les transformateurs THT/HT/MT et HT/MT;
Les départs THT, HT et MT ;
Les jeux de barres.
Poste de transformation Moyenne Tension(MT)/Basse Tension(BT):
Description
Dès que la puissance demandée atteint 50 kVA, les entreprises industrielles ou tertiaires sont alimentées en haute tension 20 kV Haute Tension catégorie A(HTA). L’étendue de leur site fait qu’elles sont généralement amenées à réaliser un réseau interne (HTA). L’alimentation d’une installation électrique est effectuée avec un poste de transformation MT/BT qui est disposé au plus près des éléments consommateurs d’énergie.
Le poste de transformation MT/BT s’appelle aussi poste de livraison. Il comporte essentiellement de l’appareillage et un ou plusieurs transformateurs afin d’assurer les fonctions suivantes : Dérivation du courant sur le réseau.
Protection du transformateur côté Haute Tension(HT)
Transformation HTA/BT.
Protection du transformateur côté BT.
Description des Transformateurs 630 KVA/1000KVA
Description du Transformateur 630 KVA
Description :
Dans ce type d’équipement, appelé aussi transformateurs immergés, le transformateur est immergé dans un bain d’huile qui assure l’isolation et le refroidissement.
Ces transformateurs sont moins onéreux et ont des pertes moindres. Ils présentent cependant des risques d’incendie et de pollution:
Un défaut interne peut provoquer une surpression et une déformation de la cuve telles que des fuites d’huile peuvent apparaître. Suivant les circonstances, cela peut entraîner l’inflammation de l’huile ou encore une explosion.
Les fuites d’huile peuvent aussi provenir d’un joint défectueux ou de la rupture d’une canalisation. Les huiles qui se répandent peuvent polluer la nappe phréatique. Il faut donc prévoir sous le transformateur une fosse d’évacuation ou un bac de rétention d’huile.
La combustion des huiles dégage des produits toxiques et génère des fumées opaques gênant l’intervention des secours
Cellule de protection Moyen tension
Description
Le tableau modulaire FLUOKIT M est destiné à la distribution secondaire. Il offre une configuration optimale et flexible pour chaque schéma électrique tout en garantissant la plus grande sécurité.
Il peut être utilisé dans de nombreuses applications, telles que les réseaux de distribution publiques, les parcs éoliens, l’industrie, le bâtiment, les infrastructures et les postes.
FLUOKIT M offre une sécurité d’exploitation accrue :
Panneau d’interface permettant des opérations distinctes pour les fonctions de coupure, d’isolement et de mise à la terre.
Bouton poussoir de déclenchement de l’interrupteur.
Synoptique en ligne donnant les indications fiables de l’état de chaque fonction grâce à une chaîne cinématique mécanique robuste.
Indicateurs clairs indiquant l’état de l’interrupteur pour la fonction d’ouverture et l’état du fusible.
Sectionneur de terre à pouvoir de fermeture.
Position du sectionneur de terre visible à travers des hublots d’inspection situés en face avant de la cellule.
Accès aux câbles après retrait facile de la porte.
Ensemble de verrouillages mécaniques de fonctions et d’exploitation par serrures.
Figure 12 :Description de cellule de protection des deux Transformateurs 1000 KVA/630KVA
D’après la figure 11 on peut ajouter que la sortie de ces cellules de de protection par interrupteur fusible (PFA) associer ou combiné est l’entrée de la partie qui contient les borne MT (Moyen tension)
Bilan de puissance
Transformateur 1000 KVA/630 KVA
Généralité
Le bilan de puissance est nécessaire à l’établissement des flux d’énergie active et réactive en régime permanent pour toutes les parties de l’installation il est la somme des puissances des différents circuits.
La puissance installée est égale à la somme des puissances nominales des récepteurs de l’installation.
La valeur de la puissance nominale d’un récepteur est donnée par sa documentation technique.
La puissance active : la puissance électrique transportée entre le transformateur et les récepteurs.
La puissance réactive : traduit les échanges d’énergie électrostatique et électromagnétique entre la source et les réactances des récepteurs.
La puissance absorbée ou puissance apparente est la puissance de dimensionnement des composants de l’installation de distribution de l’énergie électrique. Elle doit absolument tenir compte des deux composantes actives et réactives.
Les récepteurs ne fonctionnent pas tous ni en même temps ni à pleine charge : des facteurs de simultanéité (ks) et d’utilisation (ku) permettent de calculer la puissance d’utilisation (kVA). La puissance d’utilisation sert à dimensionner l’installation pour la souscription d’un meilleur contrat avec le distributeur de l’énergie électrique.
Puissance d’utilisation Pu (kVA)
De fait les récepteurs ne fonctionnent pas tous ni en même temps ni à pleine charge : des facteurs de simultanéité (ks) et d’utilisation (ku) permettant de pondérer la puissance apparente maximale réellement absorbée par chaque récepteur et groupes de récepteurs.
La puissance d’utilisation Pu (kVA) est la somme arithmétique de ces puissances des charges.
Facteur d’utilisation maximale (ku)
Le régime de fonctionnement normal d’un récepteur peut être tel que sa puissance utilisée soit inférieure à sa puissance nominale installée, d’où la notion de facteur d’utilisation. Le facteur d’utilisation s’applique individuellement à chaque récepteur.
Ceci se vérifie pour des équipements comportant des moteurs susceptibles de fonctionner en dessous de leur pleine charge.
Dans une installation industrielle, ce facteur peut être estimé en moyenne à 0,75 pour les moteurs.
Pour l’éclairage et le chauffage, il sera toujours égal à 1.
Pour les prises de courant, tout dépend de leur destination.
Facteur de simultanéité (ks)
Tous les récepteurs installés ne fonctionnent pas simultanément.
C’est pourquoi il est permis d’appliquer aux différents ensembles de récepteurs (ou de circuits) des facteurs de simultanéité.
Le facteur de simultanéité s’applique à chaque regroupement de récepteurs (exemple au niveau d’un tableau terminal, d’un tableau divisionnaire, d’une armoire…).
La détermination de ces facteurs de simultanéité implique la connaissance détaillée de l’installation et de ses conditions d’exploitation. Des valeurs précises applicables à tous les cas ne peuvent donc pas être précisées.
Facteur de simultanéité pour les armoires de distribution
La Figure 13 indique des valeurs estimées de (ks) pour un tableau de distribution alimentant un nombre de circuits pour lesquels il n’y a aucune information sur la manière dont la charge totale est répartie entre eux.
Si l’armoire est composée principalement de circuits d’éclairage, il est prudent de majorer ces facteurs.
Figure 13 : Facteur de simultanéité pour armoire de distribution (CEI 60439 et NF C 63-410)
Facteur de simultanéité en fonction de l’utilisation
En se référant à la norme CEI 60439 et NF C 63-410 qui régit l’installation basse tension on relève que pour dimensionner le transformateur, il faut déterminer la puissance apparente nominale, ce qui revient à :
Déterminer la puissance absorbée de chaque récepteur alimenté par le TSA.
Calculer la puissance d’utilisation de chaque récepteur, avec Ku le facteur d’utilisation qui s’applique à un récepteur qui n’absorbe pas la totalité de la puissance nominale :
Les moteurs sont utilisés en général à 75% de leurs charges donc ku=0.75.
L’éclairage ku=1, car une lampe est utilisée à 100% de sa puissance nominale.
Multiplier la somme des puissances d’utilisation des récepteurs connectés à chaque armoire par le facteur de simultanéité Ks.
Figure 14: Ks par nombre de départ d’une armoire
Remarque
(1) Dans certains cas, notamment les installations industrielles, ce facteur peut être plus élevé.
(2) Le courant à prendre en considération est égal au courant nominal du moteur, majoré du tiers du courant de démarrage.
Méthodes de calcul et collecte des données
Les méthodes de collecte et d’analyse de données doivent être choisies en fonction de l’évaluation concernée et des ressources disponibles.
Pendant la phase de Mesure et la recherche du consommation des différents équipements collectés on a trouvé quelque difficultés parmi laquelle on peut citer :
-non visibilité ou manque de plaque signalétique, la chose qui nécessite une mesure d’appel de courant du départ avec un pince ampérométrique lorsque la charge est en marche.
La pince ampérométrique autonome permet de faire des mesures en courant alternatif et courant continu, la prise de mesure est effectuée en série sur le récepteur. Elle possède son propre afficheur, certaines sont apparentées à un multimètre avec toutes les fonctionnalités.
Certain équipement comme les étuves (grand four) pour le cas de STELIA MAROC et qui ne possède pas de plaque signalétique ou elle est invisible, dans ce cas la mesure doit se faire lorsque l’étuve est en régime permanant c’est-à-dire lorsque la monté de la courbe du chauffage arrive au pic, c’est dans cette instant qu’il faut placer la pince ampérométrique entre phase du disjoncteur de l’étuve et lire la valeur du courant.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre 1 : Présentation d’organisme d’accueil & Analyse du besoin
I. Présentation de l’entreprise
1. Présentation du groupe AIRBUS.
2. Groupe SOGERMA
3. Création de STELIA AEROSPACE
3.1. Présentation de STELIA AEROSPACE
3.2. Organigramme STELIA
3.3. Métiers de STELIA AEROSPACE :
3.4. Composite
3.4.1. Présentation du processus composite
3.4.2. Etapes du processus de fabrication
3.4.2.1. Drapage
3.4.2.2. Polymérisation
3.4.2.3. Usinage
3.4.2.4. Peinture
3.4.2.5. Finition
II. Problématique et Périmètre du projet
1. Besoin Future
2. Résultats de calcul
3. Implantation de STELI Maroc avec les besoins futurs
Chapitre 2: Etude Technique de l’installation électrique & dimensionnement du transformateur
I. Présentation de Poste électrique
1. Introduction
2. Fonctions du poste électrique
3. Les types et constituants du poste électrique
3.1. Les types de postes électriques
3.2. Les éléments d’un poste
3.2.1. Les éléments primaires qui sont les équipements haute-tension
3.2.2. Les éléments secondaires qui sont les équipements basse tension
4. Poste de transformation Moyenne Tension(MT)/Basse Tension(BT):
4.1. Description
4.2. Description des Transformateurs 630 KVA/1000KVA
3.2.1. Description :
4.3. Cellule de protection Moyen tension
4.3.1. Description
5. Bilan de puissance
5.1. Transformateur 1000 KVA/630 KVA
5.1.1. Généralité
5.1.2. Puissance d’utilisation Pu (kVA)
5.1.3. Facteur d’utilisation maximale (ku)
5.1.4. Facteur de simultanéité (ks)
5.1.5. Facteur de simultanéité pour les armoires de distribution
5.1.6. Facteur de simultanéité en fonction de l’utilisation
5.2. Inventaire des équipements par rapport à leur source d’alimentation
5.3. Méthodes de calcul et collecte des données
5.3.1. Interprétations des résultats
5.4. Tableau des résultats du transfo 630 KVA
5.4.1. Interprétation des résultats
6. Dimensionnement du nouveau transformateur
6.1. Choix de transformateur
6.2. Détermination des calibres In de disjoncteur principale
6.3. Dimensionnement de câble
6.3.1. Logigramme de détermination de la section minimale:
Chapitre 3: Repérage, élaboration des schémas unifilaires de l’installation électrique et répartition d’énergie
I. Schématisation de la société à l’aide de logiciel Visio
II. Repérage des armoires électrique
1. Appareillage
2. Mythologie suivie pour le repérage
2.1. Implantation de la société avec localisation des armoires électrique
2.2. Reference des armoires existant dans la société.
2.3. Organigramme du transformateur de 1000 KVA
2.4. Organigramme du transformateur de 630 KVA
3. Schéma unifilaire
3.1. Généralité
Exemple de schéma unifilaire de transformateur 1000 KVA
3.2. Schéma unifilaire de transformateur 1000 KVA avec le logiciel AutoCAD
3.3. Schéma unifilaire de transfo 630 KVA avec le logiciel AutoCAD
4. Repérage des composants des armoires électriques
4.1. Exemple d’une armoire repérée à STELIA Maroc
5. Répartition approprié des trois transformateurs
5.1. Analyse de l’existant
Résultat
Conclusion
Perspective
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