Bilan de Puissance

I

BILAN DE PUISSANCE - COURANT d’EMPLOI

1

Courant d’emploi (cas généraux)

1.1

Formules générales

Moteur triphasé

 Ib( A ) =

 P u (kW ) U (kV ) × 3 × cosϕ  ×η 

Circuits terminaux Moteur biphasé /monophasé

 Ib( A ) =

 Ib( A ) =

Circuit biphasé/ monophasé

 P u (kW )

 Ib( A ) =

U (kV ) × cos ϕ ×η   P u (kW )

 Ib( A ) =

V (kV ) × cos ϕ ×η 

Circuits principaux  Ib( A ) = Σ I ( A ) × ku × ks × ke

 P (kW ) U (kV ) × cosϕ 

S (kVA) avec  Ib( A ) = × U 

(kV )

 P (kW ) V (kV ) × cosϕ 

ou  Ib( A ) =

3

 P (kW ) U (kV ) × 3 × cos ϕ 

ku  :

Coefficient d’utilisation - ks  : Coefficient de simultanéité - ke  : Coefficient d’extension  P u (kW )  : Puissance utile -. Cosρ   : facteur de puissance - η   : Rendement -  Ib( A )  : Courant d’emploi U (kV )  :

1.2

Tension composée en kV - V (kV )  : Tension simple en kV

Ordre de grandeur des coefficients ku, ks et ke Facteurs d’utilisation Guide pratique UTE C 15-105 Utilisations

Facteurs de simultanéité Norme NFC 63-410 Norme NFC 14-100 ku (1)

Nombres

ks

Nombres

ks

Facteur d’extension ke

1.3.2 Circuits principaux triphasés (P(kW), U(V) connus et cos estimé) U(V) Cosϕ

410 0,8

400 0,8

237 0,8

231 0,8

410 1

400 1

237 1

231 1

Ib(A)

1,76× P (kW )

1,8× P (kW )

3,04× P (kW )

3,12× P (kW )

1,4× P (kW )

1,44× P (kW )

2,43× P (kW )

2,5× P (kW )

1.3.3 Circuits principaux triphasés (S(kVA), U(V) connus)

U(V)

410

400

237

231

Ib(A)

1, 4 × S (kVA)

1,44 × S (kVA)

2,43 × S (kVA)

2,5 × S (kVA)

1.3.4 Circuits principaux monophasés (P(kW), U(V) connus et cos estimé)

Uph/n (V) Cosϕ

410 0,8

400 0,8

237 0,8

231 0,8

410 1

400 1

237 1

231 1

Ib(A)

3,04 × P (kW )

3,125 × P (kW )

5, 27 × P (kW )

5, 41 × P (kW )

2, 43 × P (kW )

2,5 × P (kW )

4,21 × P (kW )

4,32 × P (kW )

1.3.5 Circuits principaux biphasés (S(kVA), U(V) connus) Uph/ph (V) Ib(A)

410 2 43 × P (

400 )

2 5 × P (

237 )

4 21 × P (

231 )

4 32 × P (

)

Annexe 0 : - Principaux symboles et sigles utilisés Annexe 1 : - Tableaux construits à partir de documents constructeurs Annexe 1-1 – 400V) Annexe 1-2 – 400V) Annexe 1-3 Moteurs) Annexe 1-4 SOMER) Annexe 1-5 SOMER)

: Intensités absorbées par les moteurs asynchrones triphasés standards (0,37kW à 37kW : Intensités absorbées par les moteurs asynchrones triphasés standards (45kW à 600kW : Intensités absorbées par les moteurs asynchrones triphasés standards (Doc AAB : Intensités absorbées par les moteurs asynchrones triphasés standards (Doc LEROY : Intensités absorbées par les moteurs asynchrones monophasés standards (Doc LEROY

Annexe 1a : - Exercice résolu sur le bilan de puissance d’une installation BTA Annexe 1b : - Exercice à résoudre sur le bilan de puissance d’une installation BTA 2 -

Courant d’emploi (cas particulier) Calcul de l’intensité quadratique (équivalente)

 I q =

Application numérique

( I 

2 1

) (

)

(

× t 1 +  I 22 × t 2 + ... +  I n2 × t n

t 1 + t 2 + ... + t n

)

Jean-Marie BEAUSSY 9, rue Auguste BLANQUI 17000 LA ROCHELLE Tél 1. : 05.46.44.11.12 Tél 2 : 08.70.51.11.36 E-Mail : [email protected]

ETUDE des INSTALLATIONS ELECTRIQUES

BATIMENT MAINTENANCE P U Ib Cos ϕ Tg ϕ ke

Armoire Générale Maintenance Coefficient de simultanéité 3e niveau

= = 400 V = = = = 1,4

ks = 0,8

Ib Cos ϕ

Armoire atelier "A"

= =

Ib Cos ϕ

Ib Cos ϕ

Armoire atelier "B"

Coefficient de simultanéité 2e niveau

ks = 0,8

Force motrice

Ib Cos ϕ

= =

Armoire atelier "C"

ks = 1

Prise de courant

Eclairage

Force motrice

ks = 1

Prise de courant

Eclairage

Coefficient d'utilisation ku =

Ib Cos ϕ

Prise de courant

Eclairage

= =

Coffret divisionnaire N°2

0,2

ks = 0,75

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

N°1

N°2

N°3

N°4

N°1

N°2

Tours automatiques 5,5kW 3000tr/mn

Perceuses 2,2kW 1500tr/mn

1

1

5PC 2x16A

Atelier "A"

Déssiné par : Jean-Marie BEAUSSY

Force motrice

= =

Coffret divisionnaire N°1

Coefficient de simultanéité 1er niveau

= =

0,2

0,2

1

5PC 3x16A

ks = 0,2

1

1

5PC 3x25A

1

10 fluos 2x40W

0,8

Compresseur 5,5kW 3000tr/mn

1

1

ks = 1

1

3 prises de courant 2x16A

1

10 fluos 2x40W

Atelier "B"

BILAN de PUISSANCE

1

1

N°1

N°2

Ventilateurs 3kW 1000tr/mn

ks = 0,2

1

1

N°1

N°2

1

Fours 5kW

1

2 prises de courant 2x16A

1

10 fluos 2x40W

Atelier "C"

Données

Folio 1/4

POSTE de TRANSFORMATION USINE P U Ib Cos ϕ Tg ϕ

Transformateur

Coefficient d'extension

= = = = =

 _ _ _ _ kVA 400 V  _ _ _ _ A  _ _ _   _ _ _ 

ks = 1,1

Ib = Cos ϕ = Tg ϕ = = ∆u l =

 _ _ _ _ A  _ _ _   _ _ _  0,5% 10m

Tableau Général Basse Tension

Coefficient de simultanéité

ks = 0,5

Atelier montage N°1

P Ib Cos ϕ l ∆u

Traitement de surface

= = = = =

208kW 400A 0,75 50m 2%

P Ib Cos ϕ l ∆u

Chaufferie

= = = = =

239kW 400A 0,86 40m 2%

= = = = =

208kW 400A 0,75 50m 2%

P Ib Cos ϕ l ∆u

= = = = =

144kW 250A 0,83 50m 2%

P Ib Cos ϕ l ∆u

Compresseurs

= = = = =

251kW 148A 0,85 70m 2%

Administration Bureau d'études

Bâtiment Maintenance

P Ib Cos ϕ l ∆u

Atelier de Montage N°3

P Ib Cos ϕ l ∆u

Déssiné par : Jean-Marie BEAUSSY

Atelier Montage N°2

= = = = =

_ _ _kW  _ _ _ A  _ _ _  40m 2%

P Ib Cos ϕ l ∆u

Informatique

P Ib Cos ϕ l ∆u

= = = = =

320kW 628A 0,735 80m 2%

BILAN de PUISSANCE

Données

= = = = =

62kW 101A 0,89 50m 2%

Expéditions

P Ib Cos ϕ l ∆u

= = = = =

72kW 125A 0,83 60m 2%

P Ib Cos ϕ l ∆u

= = = = =

121kW 175A 0,75 40m 2%

Folio 2/4

BILAN de PUISSANCE Coffret divisionnaire N°1

UTILISATION

Repère

U (V)

cos

Pu (kW)

tg

ku

Pabs (kW)

Q (kVar)

S (kVA)

Ib (A)

Tour N°1

400

5,5

0,84

0,89

0,512

0,8

5,24

2,68

5,89

8,49

Tour N°2

400

5,5

0,84

0,89

0,512

0,8

5,24

2,68

5,89

8,49

Tour N°3

400

5,5

0,84

0,89

0,512

0,8

5,24

2,68

5,89

8,49

Tour N°4

400

5,5

0,84

0,89

0,512

0,8

5,24

2,68

5,89

8,49

Perceuse N°1

400

2,2

0,79

0,83

0,672

0,8

2,23

1,50

2,68

3,87

Perceuse N°2

400

2,2

0,79

0,83

0,672

0,8

2,23

1,50

2,68

3,87

25,41

13,73

28,88

41,68

TOTAUX

Coefficient de simultanéité

ks

0,75

19,06

10,30

21,66

Coefficient d'extension

ke

1

19,06

10,30

21,66

Facteur de puissance global

cos ϕ

 

0,880

Courant d'emploi

Ib (A)

31,26

Report

P (kW)

19,06

1/7

Coffret 1

BILAN de PUISSANCE Armoire Atelier "A"

UTILISATION

Repère

U (V)

cos

Pu (kW)

tg

ku

Pabs (kW)

Q (kVar)

S (kVA)

Ib (A)

Report coffret N°1

400

19

1

0,88

0,540

1

19,06

10,30

21,66

31,26

5 PC 2x16A

231

22

1

0,8

0,750

0,2

4,40

3,30

5,50

13,75

Eclairage

231

1

1

0,85

0,620

1

1,00

0,62

1,18

2,94

5 PC 3x16A

400

44,34

1

0,8

0,750

0,2

8,87

6,65

11,09

16,00

5 PC 3x25A

400

69,28

1

0,8

0,750

0,2

13,86

10,39

17,32

25,00

47,18

31,26

56,60

81,69

TOTAUX

Coefficient de simultanéité

ks

0,8

37,74

25,01

45,28

Coefficient d'extension

ke

1

37,74

25,01

45,28

Facteur de puissance global

cos ϕ

 

0,834

Courant d'emploi

Ib (A)

65,35

Report

P (kW)

37,74

2/7

Atelier A

BILAN de PUISSANCE Armoire Atelier "B"

UTILISATION

Repère

U (V)

cos

Pu (kW)

tg

ku

Pabs (kW)

Q (kVar)

S (kVA)

Ib (A)

Compresseur

400

5,5

0,84

0,89

0,512

0,8

5,24

2,68

5,89

8,49

3 PC 2x16A

231

6,6

1

0,8

0,750

0,2

1,32

0,99

1,65

4,12

Eclairage

231

1

1

0,85

0,620

1

1,00

0,62

1,18

2,94

7,56

4,29

8,69

12,55

TOTAUX

Coefficient de simultanéité

ks

1

7,56

4,29

8,69

Coefficient d'extension

ke

1

7,56

4,29

8,69

Facteur de puissance global

cos ϕ

Courant d'emploi

Ib (A)

 

0,870 12,55

Report

P (kW)

7,56

3/7

Atelier B

BILAN de PUISSANCE Coffret divisonnaire N°2

UTILISATION

Repère

U (V)

cos

Pu (kW)

tg

ku

Pabs (kW)

Q (kVar)

S (kVA)

Ib (A)

Ventilateur 1

400

3

0,8

0,78

0,802

1

3,75

3,01

4,81

6,94

Ventilateur 2

400

3

0,8

0,78

0,802

1

3,75

3,01

4,81

6,94

Four N°1

400

5

1

1

0,000

1

5,00

0,00

5,00

7,22

Four N°2

400

5

1

1

0,000

1

5,00

0,00

5,00

7,22

17,50

6,02

18,51

26,71

TOTAUX

Coefficient de simultanéité

ks

1

17,50

6,02

18,51

Coefficient d'extension

ke

1

17,50

6,02

18,51

Facteur de puissance global

cos ϕ

Courant d'emploi

Ib (A)

 

0,946 26,71

Report

P (kW)

17,50

4/7

Coffret 2

BILAN de PUISSANCE Atelier "C"

UTILISATION

cos

U (V)

Pu (kW)

Report coffret N°2

400

17,50

1

0,946

2 PC 2x16A

231

1,10

1

0,8

Eclairage

231

1,00

1

0,85

Repère

TOTAUX

tg

ku

Pabs (kW)

Q (kVar)

S (kVA)

Ib (A)

0,344

1

17,50

6,02

18,51

26,71

0,750

0,2

0,22

0,17

0,28

0,69

0,620

1

1,00

0,62

1,18

2,94

18,72

6,80

19,92

28,75

Coefficient de simultanéité

ks

1

18,72

6,80

19,92

Coefficient d'extension

ke

1

18,72

6,80

19,92

Facteur de puissance global

cos ϕ

Courant d'emploi

Ib (A)

 

0,940 28,75

Report

P (kW)

18,72

5/7

Atelier C

BILAN de PUISSANCE Armoire Générale "Bâtiment Maintenance"

UTILISATION

cos

U (V)

Pu (kW)

Report Atelier "A"

400

37,74

1

0,834

Report Atelier "B"

400

7,56

1

0,870

Report Atelier "C"

400

18,72

1

0,940

Repère

TOTAUX

tg

ku

Pabs (kW)

Q (kVar)

S (kVA)

Ib (A)

0,663

1

37,74

25,01

45,28

65,35

0,568

1

7,56

4,29

8,69

12,55

0,363

1

18,72

6,80

19,92

28,75

64,02

36,10

73,50

106,09

Coefficient de simultanéité

ks

0,8

51,22

28,88

58,80

Coefficient d'extension

ke

1,4

71,70

40,43

82,32

Facteur de puissance global

cos ϕ

Courant d'emploi

Ib (A)

 

118,82

0,871

Report

P (kW)

71,70

6/7

Arm géné

BILAN de PUISSANCE TABLEAU GENERAL BASSE TENSION

UTILISATION

Repère

U (V)

cos

Pu (kW)

tg

ku

Pabs (kW)

Q (kVar)

S (kVA)

Ib (A)

400

Atelier de montage N°1

400

208

1

0,750

0,882

1

208

183

277

Traitement de Surface

400

239

1

0,860

0,593

1

239

142

278

401

Atelier de montage N°2

400

144

1

0,830

0,672

1

144

97

173

250

Maintenance

400

72

1

0,871

0,564

1

72

40

82

119

Administration - BE

400

62

1

0,89

0,512

1

62

32

70

101

Chaufferie

400

56

1

0,65

1,169

1

56

65

86

124

Atelier de montage N°3

400

148

1

0,85

0,620

1

148

92

174

251

Compresseurs

400

320

1

0,735

0,923

1

320

295

435

628

Informatique

400

72

1

0,83

0,672

1

72

48

87

125

Expéditions

400

121

1

0,84

0,646

1

121

78

144

208

1442

1073

1797,28

2594,15

TOTAUX

Coefficient de simultanéité

ks

0,5

721

537

899

Coefficient d'extension

ke

1,1

793

590

989

Facteur de puissance global

cos ϕ

 

0,802

Tangente ϕ calculée au secondaire du transformateur

tg ϕ

 

0,744

tg ϕ

 

0,834

Tangente ϕ calculée au primaire du transformateur Courant d'emploi

Ib (A)

1427

Puissance wattée totale

P (kW)

793

S (kVA) Q (kVAr)

989 344

Puissance apparente totale retenue Compensation énergie réactive

7/7

 

TGBT 

BATIMENT MAINTENANCE

Armoire Générale Maintenance Coefficient de simultanéité 3e niveau

P U

= 72 kW = 400 V

Ib Cos ϕ Tg ϕ

= 118A = 0,871 = 0,564

ke

 = 1,4

ks = 0,8

Ib Cos ϕ

Armoire atelier "A"

= 66 A = 0,834

Ib Cos ϕ

Armoire atelier "B"

Coefficient de simultanéité 2e niveau Force motrice

Coefficient d'utilisation ku =

Prise de courant

Eclairage

Force motrice

ks = 1

Prise de courant

Eclairage

Force motrice

= 32 A = 0,88

Ib Cos ϕ

Prise de courant

Eclairage

= 27 = 0,946

Coffret divisionnaire N°2

ks = 0,75

0,2

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

N°1

N°2

N°3

N°4

N°1

N°2

Tours automatiques 5,5kW 3000tr/mn

Perceuses 2,2kW 1500tr/mn

1

1

5PC 2x16A

Atelier "A"

Déssiné par : Jean-Marie BEAUSSY

= 29 = 0,94

ks = 1

Coffret divisionnaire N°1

Coefficient de simultanéité 1er niveau

I Cos ϕ

Armoire atelier "C"

ks= 0,8

Ib Cos ϕ

= 13 A = 0,87

0,2

0,2

1

5PC 3x16A

ks = 0,2

1

1

5PC 3x25A

1

10 fluos 2x40W

0,8

Compresseur 5,5kW 3000tr/mn

1

1

ks = 1

1

3 prises de courant 2x16A

1

10 fluos 2x40W

Atelier "B"

BILAN de PUISSANCE : Solution

1

1

N°1

N°2

Ventilateurs 3kW 1000tr/mn

ks = 0,2

1

1

N°1

N°2

1

Fours 5kW

1

2 prises de courant 2x16A

1

10 fluos 2x40W

Atelier "C"

Folio 3/4

POSTE de TRANSFORMATION USINE

Transformateur

Coefficient d'extension

Coefficient de simultanéité

Traitement de surface

Cos ϕ = l = = ∆u

400 V 1427 A 0,802

Tg ϕ

=

0,744

Ib Cos ϕ

= =

1297 A 0,802

Tg ϕ ∆u l

= = =

0,744 0,5% 10m

Atelier Montage N°2

208kW 400A

P Ib

0,75 50m 2%

Cos ϕ = l = = ∆u

Chaufferie

= =

Avant compensation

= =

208kW 400A

Cos ϕ = l =

0,75 50m

∆u

2%

=

Administration Bureau d'études

Bâtiment Maintenance

239kW 400A

P Ib

0,86 40m 2%

Cos ϕ = l = = ∆u

Atelier de Montage N°3 P Ib

Déssiné par : Jean-Marie BEAUSSY

1000 kVA

= = =

0,5

Atelier montage N°1 = =

=

U Ib Cos ϕ

1,1

Tableau Général Basse Tension

P Ib

P

= =

144kW 250A

P Ib

0,83 50m 2%

Cos ϕ = l = = ∆u

Compresseurs

= =

72 kW 118 A

P Ib

0,871 40m 2%

Cos ϕ = l = = ∆u

Informatique

= =

62kW 101A 0,89 50m 2%

Expéditions

P = Ib = Cos ϕ =

251kW 148A 0,85

P = Ib = Cos ϕ =

320kW 628A 0,735

P = Ib = Cos ϕ =

72kW 125A 0,83

P = Ib = Cos ϕ =

121kW 175A 0,75

l

70m 2%

l

80m 2%

l

60m 2%

l

40m 2%

∆u

= =

∆u

= =

BILAN de PUISSANCE

∆u

Solution

= =

∆u

= =

Folio 4/4