Module NF C15-100 / NF C14-100: Installations électriques à basse tension

Types d’alimentation

L’utilisateur peut choisir entre différents types d’alimentation: réseau en basse tension, groupe électrogène isolé ou poste de transformation.

Le logiciel offre la possibilité d’introduire une alimentation complémentaire ou de secours grâce à la sélection ‘’Groupe électrogène isolé’’ qui peut approvisionner une partie ou la totalité de l’installation ou déclencher le service d’urgence en cas de défaillance de l’alimentation normale.

Groupe de lignes

Cette fonction permet de sélectionner une partie ou la totalité du schéma unifilaire pour la sauvegarder pour une réutilisation ultérieure. Grâce à ce paramètre, le logiciel favorise le travail simultané de plusieurs utilisateurs sur un même projet en exportant et en important les groupes de lignes puis en les rassemblant dans une seule installation.

Bibliothèques d’éléments

L’utilisateur peut définir et sauvegarder des éléments types comme les tableaux, les récepteurs, les canalisations préfabriquées et les groupes de lignes, pour un usage répété au sein de l’étude en cours ou pour d’autres projets.

Éléments prédéfinis

Les éléments prédéfinis, dont les charges réparties et les tableaux types, permettent à l’utilisateur de sauvegarder des typologies de charges et de distributions les plus utilisées pour pouvoir les insérer ultérieurement.

  • Charges distribuées
    La charge distribuée s’applique lorsque l’utilisateur souhaite introduire un groupe de charges avec une configuration précise de manière à traiter tout l’ensemble. Par exemple, si l’on souhaite réaliser une installation de hangar ou d’hôpital où la répartition de l’éclairage se fera par secteurs, il est possible d’introduire un ensemble de charge puis de l’insérer plusieurs fois avant d’apporter les modifications nécessaires.
  • Tableaux types
    Le mode d’application des tableaux types est similaire à celui de la charge distribuée excepté que les modifications réalisées sur un ensemble seront inchangeable dans tous ceux du même type. Cela est par exemple le cas de la conception d’un groupe de logements pour lesquels la distribution des lignes est préalablement définie.

Transformateur BT/BT

Tout au long de l’installation, l’utilisateur a la possibilité d’introduire un transformateur intermédiaire BT/BT pour augmenter ou réduire la tension nominale comme le cas des installations alimentées à très basse tension de sécurité TBTS.

Batterie de condensateurs

Le facteur de puissance de l’installation peut être majoré en introduisant une batterie de condensateur installé au niveau individuel (récepteur) comme au niveau collectif (groupe de ligne).

Intensité de démarrage des moteurs et usage du démarreur

Lors du démarrage, les moteurs asynchrones requièrent des niveaux d’intensités supérieurs à ceux consommés dans des conditions nominales. Ces surintensités peuvent générer des chutes de tension dans l’installation. La norme limite donc le rapport entre l’intensité de démarrage et l’intensité nominale en fonction de la puissance du moteur.

Le logiciel permet d’établir les données relatives au démarrage en introduisant un coefficient multipliant l’intensité nominale ou en utilisant la nomenclature de la norme américaine fourni par le code NEMA qui apparait dans les spécifications techniques de certains moteurs.

En cas de non respect des conditions indiquées dans la norme, l’utilisateur peut ajouter un démarreur afin de réduire l’intensité de démarrage et limiter son effet. Les types de démarrage qu’on peut sélectionner:

  • Démarrage direct
  • Démarrage étoile-triangle
  • Démarrage par autotransformateur
  • Démarrage rotorique/statorique par résistances
  • Variateur de fréquence

Le démarreur sélectionné est présenté dans le schéma unifilaire ainsi que dans les plans.

Contribution des moteurs en fonctionnement dans le courant de court-circuit

À cause de l’inertie que représentent les moteurs en cas de court-circuit, chacun d’entre eux contribue à l’augmentation de sa valeur maximale. Pour cela et en se basant sur la norme CEI 60909, la valeur réelle du courant de court-circuit dans chaque ligne de l’installation est prise en considération.

Résistance de la mise à la terre

La mise à la terre peut être réalisée en disposant une électrode en contact avec la terre. L’installation peut être réalisée grâce à un conducteur enterré horizontalement ou en incorporant plusieurs piquets et/ou plaques enterrées.

Modules additionnels

Calcul de lignes biphasées

Il est possible de réaliser une distribution biphasée à partir d’une distribution triphasée et une alimentation biphasée des récepteurs électriques à partir de deux phases. Les systèmes biphasés partent toujours d’un système triphasé, c’est la raison pour laquelle ils maintiennent un déphasage de 120º entre les systèmes monophasés sinusoïdaux. Lors de la sélection de calcul ‘’par phases’’, le programme permet aussi la sélection biphasée: RS, ST ou TR.

Schéma multifilaire

CYPELEC NF génère le schéma multifilaire de l’installation qui correspond au schéma de câblage et qui détermine le branchement de chaque conducteur (les phases, le neutre et la protection). Pour ce faire, l’utilisateur doit tout d’abord choisir le calcul d’intensité ‘par phase’ afin que les lignes soient représentées distinctement.

Une fois les circuits terminaux sont définis, il sera possible d’obtenir plusieurs plans de connexion, distribués par chaque sous-tableau, dans lesquels seront inclus les conduits électriques, les récepteurs ainsi que les dispositifs de protection. Et afin de pourvoir imprimer ces plans, l’utilisateur doit acquérir ce module.

De plus, le logiciel contient un large choix de représentation multifilaire des appareillages, tel que : Sectionneurs, Magnétothermiques, Portes- fusibles, Contacteurs, Protecteurs de moteur, etc…

Les éléments prédéfinis, dont les charges réparties et les tableaux types, permettent à l’utilisateur de sauvegarder des typologies de charges et de distributions les plus utilisées pour pouvoir les insérer ultérieurement.

Calcul avancé des systèmes de mise à la terre

Le logiciel permet de réaliser le calcul du système de mise à la terre selon la norme IEEE Std 80-2000 “IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding”.

Trois méthodes de calcul pourront être établies, en fonction des conditions du terrain et de l'installation des conducteurs enterrés:

  • La méthode simplifiée de ‘Sverak’, applicable lorsque l'on souhaite réaliser une installation simple, sans piquets et avec un terrain homogène.
  • La méthode complète, définie par les équations de ‘Schwarz’, dans laquelle est considérée une installation incluant des piquets, mais avec un terrain homogène.
  • La méthode complète lorsque les piquets traversent plus d'une strate de terrain, avec changement de la résistivité de cette dernière.

Le logiciel vérifie que la différence de potentiel de deux points de l’installation, lors d’une défaillance, est inférieure à la différence de potentiel maximale toléré par le corps humain. Il est également possible de mettre en place une couche superficielle d’isolant pour améliorer la sécurité de l’installation.

À partir des données saisies par l’utilisateur, les calculs suivants sont réalisés :

  • Résistance de mise à la terre
  • Courant symétrique de défaillance à terre
  • Élévation du potentiel de terre
  • Analyse de la tension de passage et de contact
  • Vérification de la section du conducteur

Systèmes spéciaux de connexion à la terre

Le schéma de connexion à la terre, appelé régime de neutre, spécifie la manière dont est raccordée la terre au niveau de l’alimentation (Réseau en basse tension, Groupe électrogène isolé ou Poste de transformation) et au niveau des masses des récepteurs ou des équipements des utilisateurs.

Ce module propose les schémas de liaison suivants:

  • Le régime de neutre TN-S : Raccordement de l’alimentation à la terre et des masses au neutre. Dans ce cas de figure, le conducteur neutre (N) et le conducteur de protection (PE) sont séparés.
  • Le régime de neutre IT avec neutre isolé : Le neutre de l’alimentation est isolé de la terre et les masses sont raccordées à la terre.
  • Le régime de neutre IT avec neutre impédant : Une impédance est mise en place entre le neutre de l’alimentation et la terre. Les masses, quant à eux, sont raccordées à la terre.

Calcul des jeux de barres et câblage interne des tableaux électriques

Dans les installations à haute tension, une série de barres en cuivre ou en aluminium est généralement placée à l’entrée du tableau général de commande et de protection (AGCP) ou au niveau des compteurs de distribution. Ces jeux de barres qui servent à distribuer le courant jusqu’aux protections de chaque ligne, peuvent supporter des intensités très élevées, c’est pourquoi il est nécessaire de vérifier leur dimensionnement pour les contraintes thermiques et pour les contraintes mécaniques qui doivent être supportées.

A partir des propriétés de l’installation et de la disposition des jeux de barres, les vérifications suivantes doivent être prises en compte afin d’assurer le dimensionnement correct du système de jeux de barres :

  • Section minimale pour l’intensité de calcul.
  • Augmentation de la température admissible pour le courant de court-circuit.
  • Résistance mécanique des barres.
  • Résistance mécanique des supports.
  • Déformation des barres.
  • Fréquence de résonnance intrinsèque.

Vérification de la sélectivité

La sélectivité est sous forme de coordination entre les disjoncteurs magnéto-thermiques, elle apporte la sécurité à l’installation ainsi que la continuité de service. Lors d’un défaut au niveau d’un circuit, seule la protection de ce circuit est déclenchée. La protection en amont, quant à elle n’intervient pas.

Cette méthode tient en compte les courbes de déclenchement des dispositifs de protection contre les surintensités, c’est pourquoi sa vérification est uniquement possible que lorsqu’un dispositif de fabricant est installé, de manière à disposer de résultats réels.

Il est aussi nécessaire d’évaluer les temps de coupure de chaque protection afin d’éviter de couper l’alimentation à toute l’installation lors d’un court-circuit.

Filiation entre protection

La filiation est une technique qui consiste à mettre en place des disjoncteurs en aval avec un pouvoir de coupure moins important que celui du disjoncteur placé en amont. Ce dernier empêche le passage des forts courants de court-circuit. Le but majeur est d’installer des disjoncteurs moins performants en aval afin de réduire le coût de l’installation tout en gardant une conception plus précise.

Les tables définissant la valeur minimale du pouvoir de coupure du dispositif de protection se trouvant en aval sont disponibles lors de la vérification. Ce type de protection a la propriété d’agir comme un limiteur de courant maximal.

Caractéristiques techniques par catalogues. Produits des fabricants

L’incorporation des catalogues de fabricant permet au logiciel de réaliser des calculs et de vérifier la conformité de l’installation à la norme avec des caractéristiques réelles des produits utilisés. De cette façon, il est possible de travailler avec les propriétés réelles des éléments sélectionnés et de réaliser les fonctions suivantes :

  • Obtenir les temps réels de déclenchement en cas de défaillance.
  • Évaluer la sollicitation thermique du câble avec la courbe de limitation thermique du dispositif de protection dans les cas pour lesquels les temps de durée du court-circuit sont moins importants.
  • Réaliser la sélectivité entre les dispositifs de protection.
  • Appliquer les techniques de filiation pour limiter les intensités de court-circuit.

La courbe de déclenchement du dispositif de protection (I= en fonction (t)) permet de déterminer le temps d’agissement dans le cas d’une surtension ou d’un court-circuit. En la comparant avec la courbe caractéristique du câble associé, il sera possible de déterminer jusqu’à quel point l’installation est protégée. D’autre part, la courbe de limitation thermique (I = en fonction (I 2.t)) définit les conditions de déclenchement des dispositifs pour des temps très petits (pour des courts-circuits de grande amplitude), ce qui permet de concevoir les protections de l’installation face aux surintensités. Pour finir, les courbes de limitation de courant permettent de réduire les pouvoirs de coupure se trouveront dans les dispositifs placés en aval.

Licence d’utilisation du logiciel CYPELEC NF

La version complète du logiciel CYPELEC NF intègre l’ensemble des modules: