1 - Eduscol

|1 |Analyse des puissances consommées. |
| |10/60 |Durée conseillée : 30 min | Une expertise de techniciens Conseil Réseau Electrique a été commandée par
le service maintenance afin de faire le point sur la qualité de
l'installation électrique de l'entreprise (extrait de l'expertise DT1).
Le compte rendu révèle que la puissance souscrite (240 kVA) est parfois
dépassée et met en évidence un mauvais facteur de puissance de
l'installation.
Deux solutions sont proposées à l'issue de l'expertise :
- Le passage en tarif vert.
- La mise en place d'une compensation d'énergie réactive.
|Q.1-1 |Document à consulter : aucun |Répondre sur feuille de copie | L'entreprise ne souhaite pas passer en tarif vert (investissement trop
lourd) et souhaite pour l'instant stabiliser sa production et améliorer son
facteur de puissance. Quels sont les inconvénients d'un mauvais facteur de puissance ?
Puissance apparente trop élevée et surfacturation de la part d'EDF. |Q.1-2 |Document à consulter : DT1 |Répondre sur feuille de copie | Q.1-2-1 Relever les valeurs maximales des puissances actives, réactives et
apparentes obtenues lors des mesures réalisées par les techniciens Conseil
Réseau Electrique. Remplir le tableau suivant après l'avoir reproduit sur votre feuille de
copie.
|Puissance active P |Puissance réactive Q |Puissance apparente S |
|237 kW |228 kVAr |316 kVA | Pour éviter la surfacturation liée à la consommation excessive d'énergie
réactive, le service maintenance envisage la mise en place d'une batterie
de condensateurs. Q.1-2-2 Déterminer la puissance réactive Qmax qui doit être produite par la
batterie de condensateurs pour ne pas avoir de pénalités financières.
Q ? 0,4 x P Q ? 95 kVAr Q.1-2-3 Déterminer la puissance réactive Qcomp que doit produire la
batterie de condensateurs dans les conditions énoncées à la question
précédente.
Puissance estimée de la batterie de condensateurs Qc ? 133 kVAr. |Q.1-3 |Document à consulter : DT2 |Répondre sur feuille de copie | La batterie sera placée à proximité du TGBT. La protection sera assurée par
un disjoncteur de la gamme DPX et le câble d'alimentation de la batterie de
condensateurs sera en cuivre et aura une longueur de 3 m. (L'étude de la
chute de tension n'est pas demandée) Q.1-3-1 À l'aide du document constructeur, déterminer la référence de la
batterie de condensateurs à installer.
Batterie automatique de 150 kVAr (installation à charge variable (Cf. DT1)
(réf : 4150 38)
Q.1-3-2 Déterminer la référence du disjoncteur de la gamme DPX assurant la
protection de la batterie de condensateurs et la section des conducteurs.
Qc = 150 kVAr : Disjoncteur DPX 630 S = 95 mm²
Q.1-3-3 Déterminer la valeur de l'intensité de réglage de la protection
thermique ?
Ir = 0,6 x 320 = 192 A |2 |Etude de la production d'air comprimé. |
| |10/60 |Durée conseillée : 30 min | Suite à l'évolution constante de l'entreprise, le compresseur actuel ne
peut pas toujours répondre à la demande d'air comprimé nécessaire au bon
fonctionnement des nombreuses machines de l'entreprise.
Une étude a montré que la solution la plus intéressante serait d'installer
un compresseur plus récent et de capacité supérieure pour répondre aux
besoins en air comprimé. Le compresseur actuel est vieillissant et devra donc être remplacé.
Etude de l'installation existante. |Q.2-1 |Documents à consulter : DT3 et |Répondre sur feuille de copie |
| |DT4 | | Déterminer le type de démarrage utilisé pour le moteur du compresseur ainsi
que la fonction des contacteurs KM1, KM2 et KM3.
Démarrage étoile/triangle par rapport au schéma de puissance. KM1 ligne,
KM2 Triangle, KM3 Etoile |Q.2-2 |Documents à consulter : DT3 et |Répondre sur feuille de copie |
| |DT4 | | Comment est réalisée la protection du moteur M1. Justifier la présence de
ce type de protection?
Protection par sonde thermique et moto-ventilation en raison d'une basse
vitesse de rotation ou température ambiante élevée |Q.2-3 |Document à consulter : DT5 |Répondre sur feuille de copie | Déterminer le repère et la référence du disjoncteur assurant la protection
actuelle.
Q20 - C60N/D63
Déterminer la section du câble d'alimentation.
4G16mm² |Q.2-4 |Document à consulter : DT6 |Répondre sur feuille de copie | La pression de service est fixée à 10 bars et une étude pneumatique a
déterminé un débit de l'installation actuelle de 4,7 m3/min dans le cas le
plus extrême. Déterminer la référence du nouveau compresseur à installer pour répondre
aux nouvelles demandes de production d'air comprimé.
BOGE S 50-2 |3 |Détermination de section de câble |
| |20/60 |Durée conseillée : 60 min | Le compresseur de remplacement choisi pour la suite de l'étude sera un
Compresseur BOGE S 50-2. Les moteurs qui équipent cette gamme ont un cos?
de 0,8. Le câble d'alimentation de l'ancien compresseur est du type U1000R2V 4G X
16 mm2 d'une longueur de 52 m. La température ambiante sur le parcours du
câble peut atteindre 45°C.
Ce câble est posé à horizontale sur une tablette perforée au milieu de 6
autres câbles jointifs. |Q.3-1 |Documents à consulter : DT6 et |Répondre sur feuille de copie |
| |DT7 | | Déterminer le courant consommé par le moteur d'entrainement du compresseur
(Icomp) et le courant consommé par le moteur du ventilateur du compresseur
(I vent)
Puissance du moteur d'entrainement : P = 37 kW (DT6) soit un courant
nominal de 69 A (DT7)
Puissance du moteur de ventilation : P = 1,1 kW (DT6) soit un courant
nominal de 2,5 A (DT7) |Q.3-2 |Document à consulter : aucun |Répondre sur feuille de copie | On négligera la consommation de l'automate et des contacteurs.
Déterminer le courant en ligne dans le câble d'alimentation du compresseur
en justifiant la méthode.
Courant en ligne dans le câble d'alimentation du compresseur = 69 + 2.5 =
71,5 A
Les 2 moteurs ayant le même déphasage on peut faire une somme algébrique. |Q.3-3 |Documents à consulter : DT7 et |Répondre sur feuille de copie |
| |DT8 | | Déterminer le coefficient correcteur tenant compte de la température
ambiante : K T
Déterminer le coefficient correcteur tenant compte du mode de pose : K P
Détermination de K T (coefficient correcteur tenant compte de la
température ambiante).
Pour déterminer K T il faut d'abord déterminer la température maximale
admissible sur l'âme en régime permanent soit 90 °C (voir DT7) Temp amb = 45 °C ----( K T = 0,87 (voir DT7) Détermination K P (coefficient correcteur tenant compte du mode de pose). Déjà 6 liaisons + câble compresseur, soit 7 liaisons au total -----( K
P = 0,7 (voir DT8) |Q.3-4 |Document à consulter : DT7 |Répondre sur feuille de copie | Calculer l'intensité corrigée dans le câble d'alimentation du compresseur.
Calcul de l'intensité corrigée dans le câble d'alimentation du compresseur
(voir DT7)
[pic] |Q.3-5 |Document à consulter : DT9 |Répondre sur feuille de copie | Déterminer la section du câble qui tient compte de l'échauffement en régime
permanent.
Détermination de la section du câble qui tient compte de l'échauffement en
régime permanent.
SJ = 25 mm² (voir DT9)
|Q.3-6 |Document à consulter : DT10 |Répondre sur feuille de copie | Déterminer la chute de tension maximum autorisée (en V) pour la ligne du
compresseur.
Justifier la réponse.
La blanchisserie est en tarif jaune et ne possède pas son propre
transformateur.
De ce fait, la chute de tension maximum autorisée est de 5 %. (voir DT10) 5% de 400V cela autorise une chute de tension maxi de 20 V |Q.3-7 |Document à consulter : DT10 |Répondre sur feuille de copie | Déterminer la section du câble qui tient compte de la chute de tension.
En ordonnée de la courbe (DT10) [pic]
Intensité transportée = 71,5 A
Longueur de la ligne = 52 m soit 0,052 km
En abscisse de la courbe (DT10) intensité x longueur = 71,5 x 0,052 =
3,72 A.km Section SU = 10 mm² (la réponse peut varier en fonction de la précision des
candidats mais doit être inférieure à 25 mm²) |Q.3-8 |Document à consulter : aucun |Répondre sur feuille de copie | Compte tenu des résultats, peut-on conserver le câble actuel pour alimenter
le nouveau compresseur ? Justifier la réponse.
On choisit la section la plus grande trouvée, soit 25 mm² Donc le câble existant devra être remplacé par un U1000R2V 4G x 25 mm² |4 |Etude de la protection des personnes |
| |6/60 |Durée conseillée : 20 min |
|Q.4-1 |Document à consulter : DT3 |Répondre sur feuille de copie | Sachant que l'entreprise est alimentée par un poste HT/BT public,
déterminer quel est le schéma de liaison à la terre de cette installation.
Justifier la réponse en indiquant la signification de chaque lettre.
Poste public : mise à la terre du neutre de l'alimentation
DT3 : Mise à la terre des masses utilisateur
Régime TT
|Q.4-2 |Document à consulter : aucun |Répondre sur feuille de copie | Indiquer les avantages et inconvénients de ce schéma de liaison à la terre.
Avantages : appareillage simplifié, simplicité de la maintenance, coût.
Inconvénients : pas de continuité de service et sélectivité totale
onéreuse. |Q.4-3 |Document à consulter : DT10 |Répondre sur feuille de copie | Déterminer le temps de coupure maximum imposé par la réglementation dans le
cas d'u