Court-circuit et vérification des équipements
Niveaux de défaut IEC 60909, sélectivité par nœud et vérifications de tenue
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Les calculs de cette rubrique tournent sur le moteur réel, à partir du « schéma de votre projet ». Il n’y en a pas encore : c’est pourquoi aucun bouton de calcul n’est affiché ici — ils ne sont pas en panne. Commencez par l’une des voies ci-dessous ; la plus rapide est le schéma d’exemple (un clic, paramètres réels).
Arrivée 10 kV (200 MVA de court-circuit) → transformateur 1250 kVA (Dyn11) → TGBT → jeu de barres → 5 départs et une branche ATS incendie/secours. Charge calculée 1000 kW, cosφ 0,85, facteur de puissance cible 0,95.
Charger le schéma d’exemple et commencer le calcul →Le schéma et ses paramètres sont chargés dans votre navigateur ; vous pouvez remplacer les données par les vôtres à tout moment.
Le mode calculatrice ne calcule que les quelques résultats qui ne dépendent que des paramètres que vous saisissez. Tout ce qui exige réellement le système complet (écoulement de charge de tout le réseau, couplage avec d’autres équipements) est marqué « schéma requis » et aucun chiffre n’est donné.
Le mode calculatrice n’est pas encore disponible pour cette rubrique — utilisez l’une des voies ci-dessous.
Rien n’est prérempli ni inventé : laissez un champ obligatoire vide et la zone de résultats indique « indisponible ».
Dans l’atelier : placez les équipements, câblez-les et choisissez les modèles — cela devient le schéma de votre projet (plans / BOM / rapport exportables).
Ouvrir l’atelier →Utilisez la bulle de discussion en bas à droite, ou Contact : nous adaptons l’exemple aux paramètres de votre site.
Remarque : chaque chiffre provient du moteur. Sans schéma, rien n’est inventé ici.
Définitions, unités et pourquoi la valeur compte pour la sélection et le devis. Interrogeable, groupée par sujet, repliée par défaut.
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Courant de court-circuit symétrique initial au point de défaut (IEC 60909-0) : le courant efficace que le réseau injecte dans un défaut triphasé franc, la source de tension étant remplacée par l'équivalent c·Un/√3.
Pourquoi c'est important : C'est le nombre auquel chaque caractéristique assignée d'un appareil est comparée — Icw, pouvoir de coupure et vérification thermique des câbles se lisent tous par rapport à Ik. Sous-estimez Ik et le tableau que vous chiffrez sera détruit au premier défaut ; surestimez-le et le client paie pour de l'appareillage dont il n'a pas besoin.
Courant de court-circuit monophasé à la terre (IEC 60909-0), calculé à partir de l'impédance homopolaire Z0 en plus de Z1 et Z2.
Pourquoi c'est important : Il dimensionne la protection contre les défauts à la terre et la tenue assignée du chemin neutre / de mise à la terre. Selon le groupe de couplage du transformateur et le régime de neutre, Ik1 peut être inférieur ou supérieur au Ik triphasé, il ne faut donc jamais le supposer égal à celui-ci.
Courant de court-circuit crête ip = κ·√2·I″k (IEC 60909-0) : la valeur instantanée la plus élevée du courant de défaut, atteinte environ un demi-cycle après l'apparition.
Pourquoi c'est important : C'est le nombre qui génère l'effort électrodynamique sur les barres omnibus, les serre-câbles et les bornes des appareils. Comparez-le à la tenue crête assignée Ipk — ne citer que Ik laisse la résistance mécanique du tableau non vérifiée.
Facteur de crête κ = ip / (√2·I″k) : le rapport de la première crête à la valeur efficace, calculé dans l'IEC 60909-0 à partir du rapport R/X de l'impédance équivalente.
Pourquoi c'est important : C'est ce qui convertit un courant de court-circuit en une force mécanique. Un réseau inductif (câbles BT, transformateurs) pousse κ vers 2,0 et augmente la force de crête, c'est pourquoi ip ne peut pas être déduit de Ik seul.
Rapport de la réactance équivalente à la résistance équivalente vu depuis le point de défaut (IEC 60909-0).
Pourquoi c'est important : Il fixe deux choses à la fois : le facteur de crête κ (donc ip) et le taux de décroissance de la composante continue. Un rapport X/R élevé (départs BT inductifs, sources génératrices) donne à la fois une crête plus élevée et un transitoire continu plus long, que le disjoncteur doit interrompre.
Facteur de tension c pour le calcul des courts-circuits (IEC 60909-0 Tableau 1) : le rapport entre la tension supposée au point de défaut et la tension nominale — c > 1 pour les courants maximaux, c < 1 pour les courants minimaux (pour la BT : 1,05 / 0,95 ; pour la HT : 1,10 / 1,00).
Pourquoi c'est important : Il s'agit de la marge de sécurité explicite du calcul. Le facteur de courant maximal détermine les caractéristiques assignées des appareils que vous citez ; le facteur de courant minimal détermine la sensibilité de la protection. L'utilisation du mauvais facteur décale Ik de plusieurs pour cent d'une manière invisible dans le rapport, sauf si le facteur est imprimé.
Composante apériodique (DC) du courant de court-circuit, i_dc = √2·I″k·e^(−ωt·R/X) (IEC 60909-0) : l'offset décroissant qui se superpose à la composante symétrique.
Pourquoi c'est important : C'est le courant supplémentaire que le disjoncteur doit avoir à interrompre au moment de la séparation des contacts, et c'est pourquoi le pouvoir de coupure requis est supérieur à I″k pour les défauts rapides (proches du générateur). Dans une offre, il apparaît comme le pouvoir de coupure assigné à ce pourcentage de composante DC.
Temps d'élimination du défaut : durée totale depuis l'apparition du défaut jusqu'à l'extinction de l'arc — détection par relais + temporisation intentionnelle + temps de manœuvre du disjoncteur.
Pourquoi c'est important : Dans une étude d'arc électrique, l'énergie incidente est presque proportionnelle au temps d'élimination du défaut, et la catégorie d'EPI en découle. Diviser par deux le temps d'élimination divise généralement par deux l'énergie et peut faire baisser d'un cran l'EPI requis — ce qui constitue un poste de coût d'exploitation direct.
Puissance apparente de court-circuit du réseau amont au point de raccordement, Ssc = √3·Un·I″k, ou l'impédance de source équivalente en amont.
Pourquoi c'est important : C'est la seule donnée d'entrée qui indique à quel point le réseau est « raide ». Sans elle, aucun courant de défaut ne peut être calculé ; elle doit donc être demandée au distributeur (ou reprise d'une hypothèse explicite) avant tout chiffrage d'appareillage de connexion.
Courant admissible de courte durée assigné : le courant efficace qu'un ensemble d'appareillage de connexion peut supporter pendant une courte durée déclarée (couramment 1 s ou 3 s) sans dommage (IEC 61439-1 / IEC 62271-1).
Pourquoi c'est important : C'est le critère d'acceptation du tableau : la règle de conception est Icw ≥ Ik au même point. Un tableau proposé avec un Icw inférieur au Ik calculé ne peut tout simplement pas être utilisé, quel qu'en soit le prix.
Courant crête admissible assigné : le courant crête que l'ensemble et ses barres omnibus supportent sans déformation (IEC 61439-1). La norme relie Ipk à Icw par un coefficient multiplicateur qui dépend du courant de courte durée assigné — utilisez la valeur du tableau de la norme, pas une estimation.
Pourquoi c'est important : C'est le pendant dynamique de Icw et il doit être ≥ ip. Comme les deux sont cités ensemble et sont faciles à confondre, une offre qui n'en donne qu'un seul est incomplète.
Deux caractéristiques de tenue différentes du même tableau. Icw est une caractéristique THERMIQUE : le courant efficace que l'ensemble supporte pendant 1 s (ou 3 s) sans surchauffe. Ipk est une caractéristique MÉCANIQUE : le courant crête que les barres omnibus et les supports supportent sans être déformés.
Pourquoi c'est important : Ils sont comparés à deux grandeurs calculées différentes — Icw à Ik, Ipk à ip. Comparer Icw à ip (ou Ipk à Ik) est une erreur fréquente et coûteuse : elle conduit soit à surdimensionner le tableau, soit à le laisser sous-dimensionné.
Tension d'impédance de court-circuit d'un transformateur : la tension primaire, en pourcentage de la tension assignée, qui fait circuler le courant nominal dans l'enroulement secondaire mis en court-circuit (IEC 60076-1).
Pourquoi c'est important : Il fixe le niveau de défaut BT (approximativement I″k ≈ In / uk) et en même temps la chute de tension en charge. C'est un véritable compromis de chiffrage : un uk plus grand abaisse le niveau de défaut (appareillage de connexion en aval moins cher) mais augmente la chute de tension et les pertes. Toujours indiquer uk avec la puissance assignée du transformateur.
Valeur en per-unit : grandeur exprimée comme une fraction d'une valeur de base choisie (1,00 pu = tension assignée ou puissance assignée), langage standard des études de réseaux électriques.
Pourquoi c'est important : Elle permet de comparer un tableau BT 0,4 kV et un réseau 110 kV sur un même axe et un même graphique. Une tension de 0,95–1,05 pu constitue la bande d'acceptation habituelle, de sorte que toute valeur en per-unit figurant dans un rapport peut être lue directement au regard du critère.
Déséquilibre de tension : l'écart d'un ensemble de tensions triphasées par rapport à la symétrie, exprimé comme le rapport de la composante inverse (ou homopolaire) à la composante directe.
Pourquoi c'est important : Les moteurs et les convertisseurs se déclassent et surchauffent sur une alimentation déséquilibrée — les limites sont fixées par la norme ou par le constructeur de la machine (pour référence : IEC 61000-2-2 donne 2 % pour les réseaux BT), la limite applicable doit donc être nommée. La réduire signifie généralement redistribuer les charges monophasées ou redimensionner le neutre.
Questions fréquentes
- Que peut faire ce calculateur ?
- Saisissez les conditions externes (Ssc et X/R), la puissance Sn et l'impédance uk du transformateur, la longueur, la section et la matière de chaque branche depuis la source jusqu'au point de défaut, la puissance des moteurs (plus gros moteur et total moteurs), le type de défaut et le temps d'élimination. La page exécute l'étude de court-circuit selon l'IEC 60909 du schéma — méthode de la source de tension équivalente, moteur engines/shortcircuit-60909.js — et transforme le résultat par nœud en verdicts de sélection pour quatre types de défaut (triphasé, biphasé, biphasé-terre, monophasé-terre) côté MT et côté BT. Usages typiques : fixer la tenue assignée de courte durée et le pouvoir de coupure à commander, trouver la section de câble minimale qui supporte la contrainte thermique jusqu'à l'élimination par la protection, et vérifier que les réglages de protection restent sélectifs. Une donnée manquante est affichée comme manquante, jamais comme zéro.
- Comment l'impédance du réseau est-elle construite ?
- Z_Q provient de la puissance de court-circuit externe Ssc, le rapport X/R étant décomposé en R et X, puis ramené côté BT à travers la puissance Sn et l'impédance uk du transformateur, et les branches sur le chemin du point de défaut ajoutent leur propre impédance à partir de la longueur, de la section et de la matière. La contribution des moteurs (plus gros moteur et total moteurs) est incluse, ce qui distingue la valeur d'une simple estimation limitée au transformateur.
- Que changent les quatre types de défaut ?
- Ils changent à la fois l'amplitude et la décision de sélection qui est déterminante : le défaut triphasé fixe la contrainte de coupure de l'appareillage, les cas biphasés fournissent la comparaison demandée par les normes, et le cas monophasé-terre est celui qui dimensionne la protection de défaut à la terre et le chemin de neutre. Le tableau par nœud permet de rattacher chaque verdict au cas de défaut qui l'a produit.