Électrotechnique Énergie Équipements Communicants





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CORRIGE





Baccalauréat Professionnel

Électrotechnique Énergie Équipements Communicants
ÉPREUVE E2 : Étude d’un ouvrage
SESSION 2014

Entreprise FLORETTE SOLECO

Préparation et conditionnement de salades vertes



Cette épreuve comporte :
Le sujet « tronc commun », composé par tous les candidats

Le sujet « Approfondissement du champ application Industriel »

Le sujet « Approfondissement du champ Habitat Tertiaire » 

.


Contenu du sujet

Sujet : tronc commun

Partie A : DISTRIBUTION hta/bt - 1h

Barème : 50 points

Partie B: Implantation du nouveau local « air comprimÉ » - 1h30

Barème : 50 points
Partie C : MESURES ET COMMUNICATION - 30 min

Barème : 20 points
Partie D : implantation d’un variateur de vitesse pour le compresseur de secours - 30h

Barème : 20 points

Approfondissement du champ d’application habitat-tertiaire
Partie E : DÉTECTION INCENDIE ET ÉCLAIRAGE DU LOCAL - 1h30

Barème : 60 points

Sujet : Approfondissement du champ d’application industriel

Partie F : ÉTUDE DE LA CULBUTEUSE - 1h30

Barème : 60 points

Sujet : tronc commun


Dossier technique: pages 3, 4, 5, 6

Dossier ressources: pages 12,13
Partie A : DISTRIBUTION hta/bt.

L’implantation d’un nouveau local « air comprimé » et les perspectives d’évolution vers une nouvelle ligne de production de traitement de légumes frais ont amené l’entreprise à consulter un bureau d’étude afin de vérifier l’adéquation avec l’installation existante.

Suite aux différentes contraintes, le bureau d’étude a conclu à la nécessité de changer le transformateur T1 dont la puissance s’avère insuffisante. Le futur changement de transformateur nécessite des vérifications et modifications des installations en aval de T1.

/7
A.1. Préparation au remplacement du transformateur T1.

A.1.1 Indiquer le type de puissance exprimé sur le transformateur. Cocher la bonne réponse.


Puissance apparente




Puissance active




Puissance réactive







Avant modification

Après modification

1250 kVA

1600kVA


A.1.2 Relever la puissance

assignée du transformateur T1.


A.1.3 Quel sont les éléments électriques de l’installation à redimensionner pour la mise en place du nouveau transformateur ?

en amont du transformateur : Protections (fusibles)
en aval du transformateur : Protection, Section des câbles, Compensation de l’énergie réactive


/10



A.2 Étude de la protection Q1 en aval du nouveau transformateur T1.
A.2.1 Relever le courant nominal et le courant de court-circuit en aval du nouveau transformateur.






I2n

ICC

résultats

2253 A

35,65 kA





A.2.2 Indiquer s’il est possible de conserver cette protection MASTERPAC NW32H1.

OUI
Justifier votre réponse
Le calibre de la protection est supérieur au courant nominal du transformateur et le PDC est supérieur au courant de court-circuit présumé.
3200 A > 2253 A 65 kA > 35.65 kA

NON


xIn

Réglage du MASTERPACK

Ir

0,4

0,5

0,6

0,7

0,98

0,95

0,9

0,8

1

A.2.3 Déterminer le réglage du seuil de déclenchement de la protection Q1 et positionner le curseur sur le sélecteur de seuil.

In

3200 A

Seuil de réglage

2253 / 3200 = 0.704

Ir

0.7 x 3200 = 2240 A





/18
A.3  Procédure de changement du transformateur T1.
A.3.1 Indiquer l’ordre des étapes (de 1 à 7) de la procédure permettant de consigner puis de remplacer le transformateur T1 dans le tableau ci-dessous.
A.3.2 Indiquer le domaine de tension de chaque étape dans le tableau ci-dessous.

Noter « HT » pour Haute tension et/ou « BT » pour Basse Tension.


N° d’ordre

Etapes de la procédure

Domaine de tension

1

Ouvrir la protection MASTERPACK NW32H1

BT

5

Récupérer la clé S66 verrouillant le sectionneur de MALT

HT

3

Placer la clé S33 et ouvrir la protection HT PM T1

HT

4

Fermer le sectionneur de mise à la terre de la cellule PM T1 après une VAT

HT

7

Effectuer une VAT côté BT et HTA sur T1

HT / BT

6

Ouvrir l’accès au transformateur T1 avec la clé S66

HT / BT

2

Verrouiller et récupérer la clé S33 devenue libre

BT


A.3.3 Indiquer si M. MARTIN peut réaliser la procédure permettant d’isoler le transformateur du réseau d’alimentation.


OUI


Justifier votre réponse

Le domaine d’intervention de M. MARTIN lui permet d’intervenir uniquement dans le domaine de la Basse Tension mais pas pour une consignation et la procédure nécessite également une intervention en Haute Tension




NON




/15
A.4 : Détermination de la compensation de l’énergie réactive complémentaire, avec le nouveau transformateur et la nouvelle ligne de production.
Les relevés d’énergies effectués indiquent une surfacturation (énergie réactive consommée trop élevée) malgré la compensation existante.
A.4.1 Déterminer le nombre d’heures facturées sur le mois de décembre.


Nombre de jours

Nombre d’heures facturées par jour

Nombre d’heures facturées

26

16

26 x 16 = 416


A.4.2 Calculer la franchise tan φ à 0,4) pour le mois étudié.


Énergie active totale du mois de décembre

Application numérique

Énergie réactive de franchise

333 536 kVar h

333 536 x 0.4

133 414 kVar h


A.4.3 Déterminer l’énergie réactive à facturer.


Application numérique

Énergie réactive à facturer

166 767 – 133 414

33 353 kVAr h



A.4.4 Déterminer la puissance réactive à compenser pour diminuer la surfacturation.





Application numérique

Résultat

Puissance réactive à compenser

33 353 / 416

Q = 80.2 kVAr


A.4.5 Déterminer la référence de l’équipement de compensation à ajouter à l’installation.


Puissance réactive des condensateurs

100kVAr

Référence

52487

Partie B : Implantation du nouveau local « air comprime ».


Dossier technique : pages 3, 5, 7, 8

Dossier ressources : pages 14, 15, 19 à 23



/43



PARTIE B.1 : Alimentation du nouveau local  « air comprimé ».
Pour alimenter le nouveau local « air comprimé », il faut déterminer les caractéristiques du nouveau départ de la protection Q21.

On prendra pour les calculs le cas le plus défavorable, c'est-à-dire avoir la plus grande puissance consommée pour trois compresseurs en fonctionnement simultanés, avec ou sans secours.
B.1.1 Calculer les puissances actives et réactives de chaque compresseur









Compresseur Cp n°1

Compresseur Cp n°2

Compresseur Cp n°3

Compresseur Cp n°4

Puissance active consommée

Calculs

Pa= Pu/ƞ

=55 103/0.93

Pa= Pu/ƞ

=55 103/0.93

Pa= Pu/ƞ

= 90 103/0.95

Pa= Pu/ƞ

=75 103/0.94

Résultats

Pa = 59.1 kW

Pa = 59.1 kW

Pa = 94.7 kW

Pa = 79.8 kW

Puissance réactive consommée

Calculs

Q = P x tan

Q = 59.1103 x tan(cos-1 0.9)

Q = P x tan

Q = 59.1103 x tan(cos-1 0.9)

Q = P x tan

Q = 94.7 c x tan(cos-1 0.91)

Q = P x tan

Q = 79.8 103 x tan(cos-1 0.9)

Résultats

Q = 28.6 kVAR

Q = 28.6 kVAR

Q = 43.1 kVAR

Q = 38.7 kVAR


B.1.2 Calculer la puissance active consommée dans chacun des cas suivant et cocher le ou les cas le plus défavorable.

P(kW) Cocher

Compresseur Cp n°1 + Compresseur Cp n°2 + Compresseur Cp n°3

212,9




Compresseur Cp n°1 + Compresseur Cp n°2 + Compresseur Cp n°4

198




Compresseur Cp n°1 + Compresseur Cp n°3 + Compresseur Cp n°4

233,6

x

Compresseur Cp n°2 + Compresseur Cp n°3 + Compresseur Cp n°4

233,6

x



B.1.3 Déterminer les puissances mises en jeu par la combinaison la plus défavorable retenue.





Applications numériques

Puissances totales

Puissance active




P = 233.6 kW

Puissance réactive

Q = 28.6x103 + 43.1x103 + 38.65x103

Q = 110.4 kVAR

Puissance apparente

S = √(233.6 x103 ² + 110.4x103 ²)

S = 258.6 kVA


B.1.4 Déterminer le courant d’emploi Ib consommé par la combinaison des 3 compresseurs.


Expression littérale

Application numérique

Courant d’emploi Ib


Ib = S / (U x 3)


Ib = 235.35 x103 / (410 x √3)

Ib = 363.8 A




In

400 A

B.1.5 Déterminer le calibre de l’appareil Q21.
On admettra un courant de 370 A.
B.1.6 Déterminer la section de la canalisation C3.


Lettre

K4

K5

K6

K7

I’z

S

D

0,8

1

1,05

1

400 / (0,84)= 476,2A

240 mm²


B.1.7 Déterminer la chute de tension en ligne depuis le transformateur.


Repère

Section par phase

Cos φ

Courant considéré

Longueur

U pour 100m

U

C1

2 x 240 mm² alu

0,85

1825 A

9m

2.78%

0,25 %

C2

1 x 300 mm² Cuivre

0,85

1240 A

40m

1.73 %

0,69 %

C3

1 x 240mm²


0,85


370 A

46m

2.44 %

1.12 %


Chute de tension totale depuis le transformateur


2.06 %

B.1.8 Vérifier la conformité de la chute de tension par rapport à la norme.


OUI


Justifier votre réponse

La chute de tension maximum autorisée est de 8 %,


/2
et 2,06 est bien inférieure à 8 %.




NON



B.1.9 Déterminer la valeur du courant de court-circuit au TGBT du local « air comprimé ».


Courant estimé de court-circuit en amont de Q21

ICC = 33.4 kA

Caractéristiques de la canalisation C3

46m 240mm² cuivre

Courant de court-circuit en amont du local TGBT « air comprimé »

Icc = 22.6 kA


B.1.10 Déterminer la référence du disjoncteur Q21 et ses constituants.
Le déclencheur électronique associé doit assurer les fonctions de protection LSI et de mesure d’énergie. Le bloc différentiel à ajouter au disjoncteur aura une sensibilité de 1 A.


Disjoncteur

Compact NSX 400F

Codification du déclencheur associé

Micrologic 5.3 E -

ou Micrologic 5.3 EM

Dispositif différentiel Vigi associé

Bloc VIGI MB


/7



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