Évaluation d’une intensité absorbéePar Jacques BOURBON Préface Chaque récepteur pour une puissance donnée, absorbe un courant électrique (Ib) qui va influencer le choix de la section et la protection de la canalisation qui alimente ce ou ces récepteurs . Il est donc nécessaire pour évaluer cette intensité de connaître le fonctionnement du récepteur. pour la conversion on à 736. ingénieur et mécanicien écossais. en l’équipant notamment. Il apporta des perfectionnements décisifs à la machine à vapeur. On identifie la puissance par la lettre P et les unités de mesure généralement utilisées sont le watt (W) ou kilowatt (kW) dans le système international. Pour calculer l’intensité a partir de la puissance et de la tension ont utilise la relation suivante: I P U Pour les puissances mécaniques. 1819). parfois on utilise encore une ancienne unité appelée le cheval vapeur (cv) . 1 cheval =736 Watt Watt (James) (Greenock. 1736 . d’un condenseur (1765).La puissance électrique La puissance électrique est la mesure qui détermine la quantité de travail fournie pendant un laps de temps donné. .Heathfield. puis inventa le régulateur à boules (régulateur de Watt) et le chauffage à la vapeur. W pour un cheval vapeur. 732 U V . 3 L2 .Le triphasé Se dit d’un système de trois grandeurs sinusoïdales (courant ou tension) de même fréquence et déphasées l’une par rapport à l’autre de 120° 360 (Une distribution triphasée comprend trois conducteurs de phase) + Umax 3 120 L3 30° stator 0° 360 3 Cos (30) rotor 2 L1 t V=230.V la tension U entre chaque phases est de 400.Umax 0° 90° 180° 270° 360° Le point commun des trois phases est appelé neutre est il est relié à la terre La tension V entre une des trois phases et le neutre ou la terre est de 230.V .V 3 1. V 400. brun) ne sont plus normalisées.Les tensions en triphasé Tension normalisée contractuelle Avant 1986 : 220 Volts monophasé et 380 Volts triphasé depuis 1996 : 230 Volts monophasé et 400 Volts triphasé.V 230.V 400. mais encore utilisées parfois .V Les couleurs EDF ( Vert. jaune.V 230. Phase 1 Neutre Phase 2 Phase 3 230.V 400. A Donc P x 1.5 en triphasé 230V 4.Conversion des puissances en intensité Soit une une puissance de 1.kW en triphasé 400.44. 3 Résultat=1.44 en triphasé 400V Dans les installations industrielles on équilibre souvent en triphasé plusieurs récepteurs monophasés du même circuit.44 = Ib (P en kW) en triphasé 400. .V ont calcule par la relation suivante: I P U.35 en monophasé 230V 1.V 8 en monophasé 127V 2. Mais pour un circuit inductif (moteur. il est en retard sur la tension. on dit que I et U sont en phase. transformateur) le courant ne varie pas en même temps que la tension. Ce déphasage de l'intensité par rapport à la tension est appelé: Le facteur de puissance. .(lampe à incandescence. chauffage) le courant varie en même temps que la tension.Déphasage courant / tension Dans un circuit purement résistif. Chemin de halage PUISSANCE APPARENTE Cheval de trait Gouvernail PUISSANCE RÉELLE PUISSANCE RÉACTIVE Péniche En électricité. le déphasage d’un angle () de l’intensité sur la tension fait apparaître aussi trois puissances: Puissance apparente P=La puissance active en kW Q=La puissance réactive en kVAR S=La puissance apparente en kVA S=UxI Puissance réactive Q=UxIxSin() Puissance réel P=UxIxCos() S P Q 2 2 .Les expressions de puissances Le cheval tire la péniche qui pour éviter de taper dans la rive émet une force réactive à l'aide de son gouvernail. 7 0. l'EDF pénalise les installations qui ont un cos < 0.925. Si le cos est faible.5 0.Influence du Cos Pour illustrer l’influence du Cos sur l'intensité absorbée Ib. . et pour l'utilisateur.6 0.9 0. la nécessité d’augmenté la sections des lignes. on calculera avec différentes valeurs de facteur de puissance pour un récepteur de 1 kW sous 400 volts en triphasé.8 0. Ib Ib P U . 3.Cos( ) 1 0. le courant absorbé (Ib) sera plus important.4 cos Conclusion. Facteur de puissance des principaux récepteurs Les récepteurs consommant le plus d'énergie réactive sont : .les redresseurs de puissance .les fours à arc et induction .les moteurs à faible charge .les machines à souder . il faut produire une part plus ou moins importante d'énergie réactive avec des condensateurs. . Il est représenté par le symbole suivant: Ce récepteur à la propriété lorsqu'il est soumis à une tension sinusoïdale de déphaser son intensité.Améliorer le facteur de puissance Pour améliorer le facteur de puissance d'une installation électrique. de 90° en avant sur la tension. Sur un schéma électrique. Le condensateur est un récepteur constitué de deux parties conductrices (électrodes) séparées par un isolant. donc sa puissance (réactive capacitive). .Le facteur de puissance Le facteur de puissance autrement dit le cos d'un appareil électrique est égal au rapport de la puissance active P (kw) sur la puissance apparente S (kVA) et peut varier de 0 à 1. exemple: les moteurs. P cos( ) S Cette information est parfois indiqué sur la plaque signalétique. il en résulte que la puissance d'alimentation d'un moteur est toujours supérieure à sa puissance assignée. la relation entre le rendement et la puissance mécanique est généralement donnée par un graphique et exprimé en % . Pa>Pu Le rendement d’une machine est le rapport entre la puissance utile mécanique (Pu) et la puissance absorbée électrique (Pa) Pu Pa Pa Pu Le rendement varie donc avec la puissance mécanique et les pertes.Le rendement La puissance assignée d'un moteur est la puissance mécanique disponible sur l'arbre. facteur de puissance et du rendement (a) Les valeurs ci-dessous. extraites du tableau UTE C 15-105 sont des valeurs moyennes pouvant être utilisées en l’absence de données plus précises. Elles sont calculées par la relation suivante: a 1 cos . 83 et un rendement de 0. ont utilise la relation suivante: Pn Iabs 3.a.5 kW avec un Cos de 0.U .80 branché en triphasé 400.V ..Méthode simplifié Pour un moteur de 5. cos( ) Résultat=11.1.92 A .95 A Le guide de UTE C 15-105 permet de simplifié le calcul par la relation suivante: Iabs Pn.44 Attention ! Pn en kW Résultat=11. Utilisation du tableau dans le catalogue Il existe un tableau dans le catalogue Merlin Gerin page K37 qui donne la valeur de l’intensité absorbée à partir d’une puissance et d’une tension en triphasé : Pour un moteur de 5.A: .5 kW branché en triphasé 400. le tableau indique le résultat suivant 12.V . Pour l'éclairage et le chauffage. .Le facteur d'utilisation (ku) Le régime de fonctionnement normal d'un récepteur peut être tel que sa puissance utilisée soit inférieure à sa puissance nominale installée. Le facteur d'utilisation s'applique individuellement à chaque récepteur. Ceci se vérifie pour des récepteurs à moteur susceptibles de fonctionner en dessous de leur pleine charge. ce facteur peut-être estimé en moyenne à 0.75 pour les moteurs. il sera toujours égal à 1. d'où la notion de facteur d'utilisation. Dans une installation industrielle. 80)= 1.5.kW x 1.75 x 1.5 x 0.44 .Réévaluation d’une puissance Quelle sera la l’intensité absorbée d’un tour de 5.5 kW •Coefficient a : 1/(0.83 et un rendement de 0. •Coefficient de conversion pour du triphasé 400.V •Puissance nominal : 5.44 8.5 kW avec un cos de 0.80 alimenté en triphasé 400.91.83 x 0.75 pour une installation industrielle par défaut.V=1.A=5.5 selon le guide UTE C 15-105 •Coefficient d’utilisation : 0.506 ou 1. il y a lieu d’appliquer sur l’ensemble des circuits d’autres coefficients supplémentaires.Groupement de circuits Dans le cas d’un regroupement de plusieurs circuits (départs) dans un coffret ou une armoire. Le coefficients de simultanéité (KS) Le coefficient d’extension (Ke) . certains appareils ne fonctionnent pas toujours en même temps.kW. soit 4 départs. il est utilisé pour un ensemble de récepteurs.8 .kW + 3.kW = 26.kW = 21.kW 3.kW + 18. Eclairage 3.kW sur colonne.kW + 3. L’exploitation de cette atelier ne permet pas l’utilisation simultané des machines.kW Soit un Ks=0. un tour de 18. une scie a ruban de 3 kW et un éclairage de 3kW.kW Scie à ruban 3.kW 2. une perceuse de 2.kW Tour 18. Exemple: Dans un petit atelier comprenant. en revanche il est nécessaire d’utiliser l’éclairage en permanence.facteur de simultanéité Dans une installation électrique.kW + 18.kW Perceuse sur colonne 2. on utilise dans ce cas la un facteur de simultanéité Ks qui minore la puissance. Il s'applique à une armoire de distribution regroupant plusieurs circuits quand les indications relatives aux conditions de charge ne sont pas indiquées. le facteur de simultanéité varie entre 0.KS pour les armoires de distribution Facteur de simultanéité pour les armoires de distribution La norme NF C 63-410 (ensembles d'appareillage à basse tension) comporte un tableau . .1 à 0.2 et 1 pour l’éclairage et le chauffage. Pour les circuits de prises de courant. 2 Rarement utilisé sur des circuit terminaux. .Facteur des prévisions d ’extension (Ke) Le facteur tenant compte des prévisions d’extensions Ke est égal à 1. mais pour les installations industrielles on prend généralement 1. mais plutôt sur un ensemble de plusieurs départs comme un coffret ou une armoire électrique. A Au niveau du coffret Somme des intensités dans le tableau divisionnaire 97.8 A Tour Perceuse 5.Application pour un ensemble de récepteurs dans un coffret Désignation Puissance nominal en Kw Coefficient (a ) en fonction du rendement et du Cos 1.35 1.42.2 .55 A 0.44 4.44 1.40 Coefficient d'utilisation Ku Coefficient de conversion de puissance en intensité 1.44 Intensité absorbée (Ib) 8.5 kVA 2 kVA 0.5 2 1 1 1.75 1 1 1 8 PC 2P+T10/16 Four 30 fluos de 58.32 A 16 A 64.7 kVA 3.W 3.6 kVA 45 kVA 1.91 A 4.75 0.45 A Coefficient de Simultanéité Ks Coefficient d'extension Intensité absorbée Ib pour le tableau divisionnaire 93.44 1.8 1. 80.20.Choix du calibre de la protection Le calcul de l’intensité absorbée Ib va permettre de choisir le calibre de la protection In ou Ir et la section de la canalisation.32.40.A.………. 6. Exemple: Ib=55.10.16.A . choisir le calibre In de 63. InIb Les coefficients influent sur le fonctionnement et l’aspect économique de l’installation.25.63.120..50.100. FIN Avez-vous des questions ? JB 2007 .