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Bilan de court-circuit — réseau, transformateur, câbles (IEC 60909)

Calcule Ik3, ip et Ik1 de proche en proche, du réseau HTA au bout du circuit, par la méthode des impédances d'IEC 60909 : réseau amont, transformateur avec KT, deux tronçons de câble, moteurs au TGBT. Vérifie Icu et le seuil magnétique.

Données

V
MVA
kVA
%
W
Transfos en parallèle
Matériau
m
Câble 1 : conducteurs par phase
A
kA
m
Câble 2 : conducteurs par phase
A

Résultat

Vérifications —
Ik3 max au TGBT —
Crête ip au TGBT —
Ik3 max en bout de câble 2 —
Crête ip en bout de câble 2 —
Ik3 min en bout de câble 2 —
Ik1 min en bout de câble 2 —
Impédance réseau —
Impédance transformateur —
Impédance câble 1 —
Impédance câble 2 —
R/X au TGBT —
Formule et méthode 
IMPÉDANCES, RAMENÉES AU CÔTÉ BT

  Z_Q = c_Q × Un² / S″kQ          c_Q = 1,10    X_Q = 0,995·Z_Q    R_Q = 0,1·X_Q
  Z_T = uk × Un² / Sr             R_T = Pk × Un² / Sr²
  K_T = 0,95 × c_max / (1 + 0,6·x_T)    x_T = X_T / (Un² / Sr)
  R_c = ρ·L / (S·n)               X_c = 0,08 mΩ/m × L / n
  Z_M = (1/5) × Un / (√3 × ΣIr)   X_M = 0,922·Z_M    R_M = 0,42·X_M

  Variables :
    ρ    1/54 (Cu) · 1/34 (Al)  Ω·mm²/m à 20 °C
    n    conducteurs par phase ; les transformateurs en parallèle divisent Z_T
    ΣIr  moteurs au TGBT, en parallèle avec la source (I_LR / Ir = 5)


COURANTS

  Ik3 max = c_max × Un / (√3 × |Zk|)               c_max = 1,05, câbles à 20 °C
  ip      = κ × √2 × Ik3 max                       κ = 1,02 + 0,98·e^(−3R/X)
  Ik3 min = c_min × Un / (√3 × |Zk,80°C|)          c_min = 0,95, sans moteurs
  Ik1 min = √3 × c_min × Un / |2·Z(1) + Z(0)|      transformateur Dyn, réseau TN

  Z(0) : réseau absent, transformateur R(0) = R et X(0) = 0,95·X,
  câble Z(0) = 4·Z(1) (neutre de même section que la phase).


VÉRIFICATIONS

  Ik3 max au TGBT  ≤  Icu du disjoncteur
  Ik1 min en bout  ≥  seuil magnétique Im (avec marge de 20 % : tolérance du déclencheur)

Référence : IEC 60909-0:2016 IEC 60364-4-41

∼Réseau HTAS″kQTransformateurSr, uk, PkCâble 1S, L, nTGBTIk3 max, ip≤ IcuMΣIrCâble 2S, L, nDéfautIk3 max, ipIk3 minIk1 min ≥ ImZk = Z_Q + K_T·Z_T + Z_c1 + Z_c2

Ce bilan suit le courant de court-circuit de proche en proche, comme une note de calcul : réseau HTA, transformateur, câble vers le TGBT, puis câble vers le départ étudié. Il indique la part de chaque élément dans l’impédance et donne les courants aux deux points du circuit.

Données à réunir :

  1. Réseau amont : puissance de court-circuit S″kQ, donnée par le distributeur. Pour un calcul de minimum, saisir la valeur minimale.
  2. Transformateur : puissance, uk et pertes dues à la charge Pk, relevées sur la plaque ou le procès-verbal d’essai. La tension secondaire à vide est prise égale à Un.
  3. Câbles : matière, section, longueur et conducteurs par phase de chaque tronçon. Longueur 0 si le TGBT est aux bornes du transformateur.
  4. Moteurs au TGBT : somme de leurs courants nominaux. IEC 60909-0 permet de les négliger si cette somme ne dépasse pas 1 % de Ik3.
  5. Seuils à vérifier : Icu du disjoncteur au TGBT et seuil magnétique du départ. Un champ laissé vide retire la vérification.

Résultats : Ik3 max et ip dimensionnent le pouvoir de coupure et la tenue des jeux de barres. Ik3 min et Ik1 min vérifient le déclenchement. Les impédances montrent l’élément qui limite le courant.

Limites : réseau radial en BT, loin des alternateurs (Ik″ = Ik). κ est calculé sur le R/X de l’impédance équivalente, y compris avec moteurs. Le neutre a la section de la phase ; un conducteur PE ou neutre réduit diminue Ik1. Pour un réseau maillé, un groupe électrogène ou une étude de sélectivité, utiliser un logiciel de calcul de réseau. Ce bilan emploie les résistivités d’IEC 60909-0 (1/54 et 1/34) : ses résultats en bout de câble s’écartent légèrement de ceux du calculateur simplifié.

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