calcul des courants de court-circuit

1 CT 158 dition septembre 1992n 158calcul descourantsde court-circuitOnt particip la r daction de cedocument :Roland Calvas,Benoit De Metz Noblat,Andr Ducluzaux,Georges Technique Merlin Gerin n 158 / viationsPdCpouvoir de g n ral basse angle d enclenchement (apparition du d faut par rapport au z ro de tension).cfacteur de facteur de actance en % des machines lectromotrice (valeur maximale). angle de d phasage (courant par rapport la tension).icourant instantan .iacomposante alternative sinuso dale du courant instantan .iccomposante continue du courant instantan .ipvaleur maximale du courant (premi re cr te du courant de d faut).Iintensit efficace de court-circuit coup (CEI 909).

2 Iccintensit de court-circuit permanent (Icc3 = triphas , Icc2 = biphas , ..).Ikintensit de court-circuit permanent (CEI 909).Ik courant de court-circuit initial (CEI 909).Ircourant assign de l de service. facteur d pendant de l inductance de saturation d un et Kconstantes donn es (tableaux ou abaques).Rar sistance quivalente du r seau sistance lin ique des des de apparente du mort minimal d tablissement du court-circuit , souvent gal au temps de retard d un instantan de court-circuit d un transformateur, exprim e en %.Utension compos e du r seau hors nominale en charge du r actance quivalente du r seau actance lin ique des dance quivalente du r seau dance amont du r seau sur d faut triphas.

3 Zd, Zi, Zoimp dances directe, inverse et homopolaire d un r seau, ou d un l dance de Technique Merlin Gerin n 158 / dimensionnement d une installation lectrique et des mat riels mettre en uvre, la d termination des protectionsdes personnes et des biens,n cessitent le calcul des courants decourt-circuit en tout point du r Cahier Technique fait le point surles m thodes de calcul des courants decourt-circuit pr vues par les normesUTE 15-105 et CEI 909-781 . Il traitedu cas des circuits radiaux BT-Basse Tension- et HT -Haute objectif poursuivi est de bien faireconna tre les m thodes de calcul pourd terminer en toute connaissance decause les courants de court-circuit ,m me en cas d utilisation de des courants de court-circuitsommaire1.

4 IntroductionLes principaux d fauts dep. 5court-circuitEtablissement de l intensit dep. 6court-circuitNormes et calculs des Iccp. 9 Les m thodes pr sent esp. 10dans ce Cahier TechniqueLes hypoth ses de basep. 102. calcul des Icc par la m thodeIcc selon les diff rents typesp. 11des imp dancesde court-circuitD termination des diversesp. 12imp dances de court-circuitRelations entre les imp dancesp. 16des diff rents tages de tensiond une installationExemple de calculp. 163. calcul des Icc dans les r seauxInt r t de cette m thodep. 19radiaux l aide des composantesRappel sur les composantesp. 19sym triquessym triquesCalcul selon la CEI 909p. 20 Equations des diff rents courants p.

5 21 Exemple de calculp. 224. Calculs par ordinateur et conclusionp. 24 Annexe : bibliographiep. 24 Cahier Technique Merlin Gerin n 158 / introductionToute installation lectrique doit treprot g e contre les courts-circuits etceci, sauf exception, chaque fois qu il ya une discontinuit lectrique, ce quicorrespond le plus g n ralement unchangement de section desconducteurs. L intensit du courant decourt-circuit est calculer aux diff rents tages de l installation ; ceci pourpouvoir d terminer les caract ristiquesdu mat riel qui doit supporter oucouper ce courant de d organigramme de la figure 1 montrel approche qui conduit aux diff rentscourants de court-circuit et lesparam tres qui en r sultent pour lesdiff rents dispositifs de choisir et r gler convenablementles protections, deux valeurs ducourant de court-circuit doivent treconnues :nle courant maximal de court-circuitqui d termine :n n le pouvoir de coupure -PdC- desdisjoncteurs,n n le pouvoir de fermeture desappareils,n n la tenue lectrodynamique desfig.

6 1 : proc dure de calcul d Icc pour la conception d une installation et de l correspond un court-circuit proximit imm diate des bornes avalde l organe de protection. Il doit trecalcul avec une bonne pr cision(marge de s curit ).nle courant minimal de court-circuitindispensable au choix de la courbe ded clenchement des disjoncteurs et desfusibles, en particulier quand :nn la longueur des c bles est importanteet/ou que la source est relativementimp dante (g n rateurs-onduleurs) ;nnla protection des personnes reposeScc amontUcc (en%)Iccaux bornes dutransformateurIccdes d parts TGBTIcc l'entr e des tableauxsecondairesIcc l'entr e des tableauxterminauxIcc l'extremit desd parts terminauxcaract ristiques des conducteursn jeux de barres :- paisseur,- largeur,- c bles :- nature de l'isolant,- c ble unipolaire ou multipolaire,- longueur,- section,n l'environnement :- temp rature ambiante,- mode de pose- nombre de circuits glage d cl.

7 Instantan PdCr glage d cl. instantan PdCr glage d cl. instantan PdCr glage d cl. instantan disjoncteurg n raldisjoncteursdedistributiondu TGBT disjoncteursdes d parts secondairesdisjoncteursdes d parts terminauxintensit s nominalesdes d partschutes de tensionfacteur de puissance,coefficient de simultan it ,coefficient d'utilisation,coefficient d'augmentation pr visiblepuissance dutransformateur HT/BTpuissance desr cepteursCahier Technique Merlin Gerin n 158 / le fonctionnement des disjoncteursou des fusibles, c est essentiellement lecas avec les sch mas de liaison laterre du neutre TN ou m moire, le courant de court-circuit minimal correspond un d fautde court-circuit l extr mit de laliaison prot g e lors d un d fautbiphas et dans les conditionsd exploitation les moins s v res (d faut l extr mit d un feeder et non pasjuste derri re la protection, un seultransformateur en service alors quedeux sont ).

8 Rappelons que dans tous les cas,quelque soit le courant de court-circuit (du minimal au maximal), la protectiondoit liminer le court-circuit dans untemps (tc) compatible avec la contraintethermique que peut supporter le c bleprot g : (cf. fig. 2, 3, 4)o S est la section des conducteurs, etk une constante calcul e partir dediff rents facteurs de correctionfonction du mode de pose, de circuitscontig es, nature du plus de d tails pratiques il estconseill de consulter le guide de lanorme NF C 15-105 ou le Guide del installation lectrique r alis parMerlin Gerin (cf. bibliographie).les principaux d fauts decourt-circuitDans les installations lectriquesdiff rents courts-circuits peuvent ristiques des courts-circuitsIls sont principalement caract ris s par :nleurs dur es : auto-extincteur, fugitifou permanent ;nleurs origines :nnm caniques (rupture de conducteurs,liaison lectrique accidentelle entredeux conducteurs par un corps trangerconducteur tel que outils ou animaux),nn surtensions lectriques d origineinterne ou atmosph rique,nn ou la suite d une d gradation del isolement, cons cutive la chaleur,l humidit ou une ambiance corrosive.

9 Nleurs localisations : interne ou externe une machine ou un tableau 4 : protection d un circuit par fusible 3 : protection d un circuit par 2 : caract ristiques I2t d un conducteur en fonction de la temp rature sIz1 < Iz2t12 a1 > a2I2t = k2S2 IsurchargetemporaireItcourantd'emploicar act ristiquedu c ble oucaract ristique I2tcourbe ded clenchementdu disjoncteurIBIr IzIcc tri Pdcsurchargetemporairecaract ristiquedu c ble oucaract ristique I2tcourbe defusion fusibleItIBIrIzclzCahier Technique Merlin Gerin n 158 / ces caract ristiques, lescourts-circuits peuvent tre :nmonophas s : 80 % des cas ;nbiphas s : 15 % des cas. Ces d fautsd g n rent souvent en d fautstriphas s ;ntriphas s : 5 % seulement d sl diff rents courants de court-circuitsont pr sent s sur la figure quences des d fauts decourt-circuitElles sont variables selon la nature et ladur e des d fauts, le point concern del installation et l intensit du courant :nau point de d faut, la pr sence d arcsde d faut, avec :nn d t rioration des isolants,nn fusion des conducteurs,nn incendie et danger pour lespersonnes.

10 Tablissement de l intensit de court-circuitUn r seau simplifi se r duit unesource de tension alternativeconstante, un interrupteur et uneimp dance Zcc repr sentant toutes lesimp dances situ es en amont del interrupteur, et une imp dance decharge Zs (cf. fig. 6).Dans la r alit , l imp dance de lasource est compos e de tout ce qui esten amont du court-circuit avec desr seaux de tensions diff rentes (HT,BT) et des canalisations en s rie quiont des sections et des longueursdiff le sch ma de la figure 6,l interrupteur tant ferm , l intensit Isdu courant de service circule dans ler d faut d imp dance n gligeableapparaissant entre les points A et Bdonne naissance une intensit decourt-circuit tr s lev e Icc, limit euniquement par l imp dance intensit Icc s tablit suivant unr gime transitoire en fonction desr actances X et des r sistances Rcomposant l imp dance Zcc.