7.2.1.4.1 Impédances du réseau
L’impédance du réseau amont au transformateur se calcule en général jusqu’au point de livraison et n’est caractérisée que par la valeur de puissance apparente Scc du réseau.
L’impédance se définit par :
G
=
La résistance et la réactance se déduisent en HT par pour un
réseau 20kV [15][15][15][15]....
G?
G
G?
G
+
#
→
#
=
−
=
* *** : voir le tableau 8 page 84 pour les valeurs de: voir le tableau 8 page 84 pour les valeurs de: voir le tableau 8 page 84 pour les valeurs de: voir le tableau 8 page 84 pour les valeurs de
ρ
,ρ
,ρ
F
#
Ce qui donne pour 20kV :
A
F
?G
>
?G
>
=
−
=
−
=
#
#
#
=
FA
→
≈
7.2.1.4.2 Impédances fonction de la tension
La puissance de court circuit Scc en un point déterminé du réseau est définie par :
G
#
=
=
(Source CT158 Schneider électrique septembre 2005)
Cette expression de la puissance de court circuit implique par définition que Scc est invariable en un point donné du réseau, quelle que soit la tension.
L’expression :
&
#
#
=
Implique que toutes les impédances se calculent en les rapportant à la tension du point de défaut, d’où une certaine complication, source d’erreurs dans les calculs concernant des réseaux à deux ou plusieurs niveaux de tension. Ainsi, la multiplication de l’impédance d’une ligne HT par le carré de l’inverse du rapport de transformation permet le calcul d’un défaut côté BT du transformateur :
G
=
! " ! "" : Impédance du circuit Haute Tension vue d’un circuit Basse Tension.
! : Impédance du circuit Haute Tension
" : Tension nominale du circuit Basse Tension
7
7.2.1.4.3 Impédance interne du transformateur
Elle se calcule à partir de la tension de court circuit notée sur sa plaque signalétique donnée en % :
G
=
: représente la puissance nominale du transformateur.
: représente la tension à vide entre phases au secondaire du transformateur
: représente le pourcentage de tension applicable au primaire pour que le secondaire du transformateur (en court circuit) soit parcouru par le courant nominal.
Je prends la simplification suivante pour l’étude :
#
=
F#
<<
et#
=
FA
[16[16[16[16]]]]
7.2.1.4.4 L’impédance des liaisonsLA RESISTANCE LA RESISTANCELA RESISTANCE
LA RESISTANCE LINEIQUELINEIQUELINEIQUELINEIQUE
Elle s’exprime par l’expression
$
ρ
=
: Résistance exprimé en ohms (u)
ρ
: Résistivité du matériau conducteur exprimé en umm²/m$
: Longueur du conducteur considéré en m: Section du conducteur considéré en mm²
Les valeurs retenues de ρ pour les calculs qui suivent sont les valeurs correspondants au TTTableauTableauableauableau 8888 tiré de l’UTE 15 105.
Tableau Tableau Tableau
Tableau 8888 –valeurs de la résistivité des conducteurs
LA REACTANCE LINEIQUE LA REACTANCE LINEIQUELA REACTANCE LINEIQUE LA REACTANCE LINEIQUE
Elle a pour définition :
ω
$
#
=
.#
: Réactance de la ligne$
: Inductance de la ligneω
: Pulsation du courant qui circule dans la ligne considérée (ω
=
π(
) L’UTE 15 105 regroupe les valeurs de réactance au mètre pour un réseau 50Hz en fonction du mode de pose des conducteurs dans le TTTableauTableauableau 9ableau 999Tableau Tableau Tableau
Tableau 9999 –valeurs de la réactance des conducteurs en fonction de leur mode de pose et de leur conception.
0
7.2.1.4.5 Impédances des machines tournantes
Je ne développe pas l’expression des machines synchrones dans ce mémoire, puisqu’il n’y en pas dans l’inventaire des récepteurs du SCR. Je retiens simplement que l’impédance des machines tournantes s’exprime en pourcentage tel que :
,
G
=
xx x
x représente l’impédance exprimé en pourcentage ( , ). U représente la tension à vide aux bornes de la machine Sn représente la puissance apparente (VA) de l’alternateur
La machine La machineLa machine
La machine asynchrone.asynchrone.asynchrone.asynchrone.
Un moteur asynchrone séparé brusquement du réseau maintient à ses bornes une tension qui s’amortit en quelques centièmes de seconde. Lorsqu’un court circuit se produit à ses bornes, le moteur délivre alors une intensité de courant qui s’annule encore plus rapidement avec une constante de temps d’environ :
20 ms pour les moteurs à simple cage jusqu’à 100 kW,
30 ms pour les moteurs à double cage, et ceux de plus de 100 kW, 30 à 100 ms pour les moteurs HT (1000 kW) à rotor bobiné.
Le moteur asynchrone est donc, en cas de court circuit, un générateur auquel l’impédance correspondante (seulement transitoire) s’élève à 25 %.
7.2.1.4.6 Autres impédances à prendre en compte
A AA
APPAREILLAGEPPAREILLAGEPPAREILLAGEPPAREILLAGE
Certains appareils (disjoncteurs, contacteurs à bobine de soufflage, relais thermiques directs…) ont une impédance non négligeable devant une impédance de ligne. Je ne prends en compte ces impédances, lors du calcul de l’Icc, que pour les appareils situés en amont de celui qui doit ouvrir sur le court circuit envisagé et qui restent fermés (disjoncteurs sélectifs).
Par exemple, pour les disjoncteurs BT, une valeur de 0,15 mo s’applique à la réactance, la résistance étant négligée (CT 158 Schneider électrique 09/2005).
A AA
ARC DE DEFAUTRC DE DEFAUTRC DE DEFAUTRC DE DEFAUT
Le courant de court circuit traverse souvent un arc, au niveau du défaut, dont la résistance est appréciable et très fluctuante : la chute de tension
+
d’un arc de défaut varie entre 100 et 300 V. En HT, cette valeur est négligeable par rapport à la tension du réseau, et l’arc n’a pas d’influence réductrice sur l’intensité de court circuit. En BT, par contre, plus la tension est basse plus un défaut avec arc limite le courant réel par rapport au courant calculé (défaut franc, boulonné).
L’arc créé lors d’un court circuit entre conducteurs ou dans un jeu de barres peut réduire l’intensité du courant de court circuit présumé de 20 à 50 % et parfois de plus de 50 % pour les tensions nominales inférieures à 440 V [source SCHNEIDER EMECTRIQUE CT 158 septembre 2005].
Ce phénomène, très favorable en BT (pour 90 % des défauts), ne peut cependant pas être pris en compte pour la détermination du Pouvoir de Coupure car 10 % des défauts se produisent à la fermeture d’un appareil sur défaut franc, sans arc. Par contre, ce ratio entre dans le calcul du courant de court circuit minimal.