Courant de court-circuit, qui détermine l'amplitude du courant de court-circuit
Cet article se concentrera sur les courts-circuits dans les réseaux électriques. Nous examinerons des exemples typiques de courts-circuits, des méthodes de calcul des courants de court-circuit, ferons attention à la relation entre la résistance inductive et la puissance nominale des transformateurs lors du calcul des courants de court-circuit, et donnerons également des formules simples spécifiques pour ces calculs.
Lors de la conception d'installations électriques, il est nécessaire de connaître les valeurs des courants de court-circuit symétriques pour différents points d'un circuit triphasé. Les valeurs de ces courants symétriques critiques permettent de calculer les paramètres des câbles, appareillage, dispositifs de protection sélective etc.
Ensuite, considérons un courant de court-circuit triphasé à résistance nulle alimenté par un transformateur abaisseur de distribution typique. Dans des conditions normales, ce type de dommage (court-circuit de la liaison boulonnée) est le plus dangereux et le calcul est très simple.Des calculs simples permettent, sous réserve de certaines règles, d'obtenir des résultats suffisamment précis et acceptables pour la conception d'installations électriques.
Courant de court-circuit dans l'enroulement secondaire d'un transformateur de distribution abaisseur. En première approximation, la résistance du circuit haute tension est supposée très faible et peut donc être négligée :
Ici P est la puissance nominale en volt-ampères, U2 est la tension composée de l'enroulement secondaire sans charge, In est le courant nominal en ampères, Isc est le courant de court-circuit en ampères, Usc est le court-circuit tension du circuit en pourcentage.
Le tableau ci-dessous montre les tensions de court-circuit typiques pour les transformateurs triphasés pour un enroulement HT de 20 kV.
Si, par exemple, on considère le cas où plusieurs transformateurs sont alimentés en parallèle sur le bus, alors la valeur du courant de court-circuit au début de la ligne connectée au bus peut être prise égale à la somme des courants de court-circuit courants, préalablement calculés séparément pour chacun des transformateurs.
Lorsque tous les transformateurs sont alimentés par le même réseau haute tension, les valeurs des courants de court-circuit, une fois additionnées, donneront une valeur légèrement supérieure à ce qu'elles apparaissent réellement. La résistance des jeux de barres et des interrupteurs est négligée.
Soit le transformateur ayant une puissance nominale de 400 kVA, la tension de l'enroulement secondaire est de 420 V, alors si on prend Usc = 4%, alors :
La figure ci-dessous fournit une explication pour cet exemple.
La précision de la valeur obtenue sera suffisante pour calculer l'installation électrique.
Courant de court-circuit triphasé en tout point de l'installation côté basse tension :
Ici : U2 est la tension à vide entre les phases des enroulements secondaires du transformateur. Zt — impédance du circuit situé au-dessus du point de défaillance. Considérez ensuite comment trouver Zt.
Chaque partie de l'installation, qu'il s'agisse d'un réseau, d'un câble d'alimentation, du transformateur lui-même, d'un disjoncteur ou d'un jeu de barres, possède sa propre impédance Z composée de R actif et de X réactif.
La résistance capacitive ne joue ici aucun rôle. Z, R et X sont exprimés en ohms et calculés comme les côtés d'un triangle rectangle comme indiqué dans la figure ci-dessous. L'impédance est calculée selon la règle du triangle rectangle.
La grille est divisée en sections distinctes pour trouver X et R pour chaque section afin que le calcul soit pratique. Pour un circuit en série, les valeurs de résistance sont simplement additionnées et le résultat est Xt et RT. La résistance totale Zt est déterminée par le théorème de Pythagore pour un triangle rectangle par la formule :
Lorsque les sections sont connectées en parallèle, le calcul est effectué comme pour les résistances connectées en parallèle, si les sections parallèles combinées ont une réactance ou une résistance active, la résistance totale équivalente sera obtenue :
Xt ne tient pas compte de l'influence des inductances, et si des inductances adjacentes s'influencent mutuellement, l'inductance réelle sera alors plus élevée. Il convient de noter que le calcul de Xz n'est lié qu'à un circuit indépendant séparé, c'est-à-dire également sans l'influence de l'inductance mutuelle. Si les circuits parallèles sont situés à proximité les uns des autres, la résistance Xs sera sensiblement plus élevée.
Considérons maintenant le réseau connecté à l'entrée du transformateur abaisseur. Le courant de court-circuit triphasé Isc ou la puissance de court-circuit Psc est déterminé par le fournisseur d'électricité, mais sur la base de ces données, la résistance équivalente totale peut être trouvée. Impédance équivalente, qui se traduit simultanément par l'équivalent pour le côté basse tension :
Alimentation en court-circuit triphasé Psc, tension U2 à vide du circuit basse tension.
En règle générale, la composante active de la résistance d'un réseau à haute tension - Ra - est très petite et, par rapport à la résistance inductive, insignifiante. Classiquement, Xa est pris égal à 99,5% de Za et Ra est égal à 10% de Xa. Le tableau ci-dessous donne des chiffres approximatifs pour ces valeurs pour les transformateurs 500 MVA et 250 MVA.
Ztr complet — Résistance du transformateur côté basse tension :
Pn — puissance nominale du transformateur en kilovolt-ampères.
La résistance active des enroulements est basée sur pertes de puissance.
Lors de calculs approximatifs, Rtr est négligé et Ztr = Xtr.
Si un disjoncteur basse tension doit être envisagé, l'impédance du disjoncteur au-dessus du point de court-circuit est prise en compte. La résistance inductive est prise égale à 0,00015 Ohm par interrupteur et la composante active est négligée.
Quant aux jeux de barres, leur résistance active est négligeable, tandis que la composante réactive est répartie à environ 0,00015 Ohm par mètre de leur longueur, et lorsque la distance entre les jeux de barres est doublée, leur réactance n'augmente que de 10 %. Les paramètres des câbles sont spécifiés par leurs fabricants.
Quant à un moteur triphasé, au moment du court-circuit, il passe en mode générateur et le courant de court-circuit dans les enroulements est estimé à Isc = 3,5 * In. Dans les moteurs monophasés, l'augmentation du courant au moment du court-circuit est négligeable.
L'arc qui accompagne généralement un court-circuit a une résistance qui n'est en aucun cas constante, mais sa valeur moyenne est extrêmement faible, mais la chute de tension aux bornes de l'arc est faible, donc le courant diminue pratiquement d'environ 20%, ce qui facilite le fonctionnement du disjoncteur sans perturber son fonctionnement sans affecter particulièrement le courant de déclenchement.
Le courant de court-circuit à l'extrémité de réception de la ligne est lié au courant de court-circuit à l'extrémité d'alimentation de la ligne, mais la section et le matériau des fils de transmission, ainsi que leur longueur, sont également pris en compte. compte. Ayant une idée de la résistance, n'importe qui peut faire ce simple calcul. Nous espérons que notre article vous a été utile.