Courant de court-circuit 1211060 31436611 2008-07-09T13:47:14Z 199.22.57.2 /* Formules de calcul du courant de court-circuit */ Le '''courant de court-circuit''' d'un [[source de tension|générateur de tension parfait]] est, en théorie, infini. Fort heureusement, en pratique, la valeur du courant de court-circuit est finie, limitée par les [[Impédance (électricité)|impédance]]s internes de la source, des divers tronçons de ligne et des composants placés sur le trajet de ce courant. ==Intérêt du calcul du courant de court-circuit== Il est impératif de connaître la valeur du courant de [[court-circuit]] I<sub>cc</sub> à tous les endroits d'une installation, où l'on veut placer un dispositif de protection ([[fusible]] ou [[disjoncteur]]) chargé de l'interrompre. Il faut en effet s'assurer que le [[pouvoir de coupure]] du fusible ou du disjoncteur est bien supérieur au courant de court-circuit à cet endroit. L'incapacité d'un fusible ou d'un disjoncteur d'interrompre un courant de court-circuit peut conduire à des résultats catastrophiques. En fait deux valeurs du courant de court-circuit doivent être déterminées : * sa valeur maximale, quand le court-circuit se produit aux bornes même de l'organe de protection, et dans le cas le plus défavorable (défaut triphasé) * sa valeur minimale, quand le court-circuit se produit à l'extrémité de la liaison protégée, c'est-à-dire à l'entrée du prochain organe de protection, et dans le cas le plus favorable (défaut biphasé). La valeur maximale définit : * le pouvoir de coupure nécessaire du fusible ou du disjoncteur chargé de la protection à cet endroit * le [[pouvoir de fermeture]] nécessaire de ce même disjoncteur (en cas de fermeture sur un court-circuit) * la tenue électrodynamique des canalisations et de l'[[appareillage électrique]] La valeur minimale définit le choix de la courbe de déclenchement du disjoncteur ou du fusible, assurant la sélectivité des déclenchements. ==Méthodes de calcul employées== Le principe du calcul de I<sub>cc</sub> est simple, puisqu'il suffit d'appliquer la [[loi d'Ohm]] : <math> I_{{cc}} = \frac {U}{Z_i + \sum{Z_l} + \sum{Z_a} } </math> où : * U est la tension du réseau[[Image:Court-circuit A.PNG|thumb|right|400px|Court-circuit proche d'un alternateur]] * Z<sub>i</sub> est l'impédance interne de la source * Z<sub>l</sub> est l'impédance des tronçons de ligne traversés * Z<sub>a</sub> est l'impédance de l'appareillage rencontré En pratique, ce calcul s'avère délicat pour plusieurs raisons : * il fait intervenir des éléments de faible valeur, négligés le reste du temps et peu ou mal spécifiés par les constructeurs * la source d'énergie est complexe, quand il s'agit d'un réseau de distribution, car elle est alors composée de nombreux [[alternateur]]s et lignes interconnectés. Le fournisseur d'énergie caractérise simplement son réseau au point de livraison par une [[Puissance (physique)|puissance]] de court-circuit, spécifiée en [[Voltampère|MVA]] * pour ces valeurs extrêmes de l'intensité, la non linéarité de certaines [[Impédance (électricité)|impédance]]s est difficilement négligeable * l'établissement du courant de court-circuit est complexe, et sa forme et les amplitudes atteintes dépendent fortement de l'instant où s'est produit le court-circuit. Le régime transitoire est encore plus complexe, quand un alternateur est proche de l'endroit du défaut * l'apparition du court-circuit provoque généralement un déséquilibre du régime [[triphasé]] * d'autres éléments peuvent introduire des paramètres supplémentaires difficiles à prendre en compte : batteries de [[condensateur]]s, apparition d'[[arc électrique|arcs]] de défaut, [[machine électrique|machines tournantes]] dans l'installation, filtres antiharmoniques, [[transformateur de courant|transformateurs de courant]], etc. Pour ces raisons, toutes les méthodes de calcul des courants de court-circuit utilisent des approximations, négligent certains phénomènes, définissant de ce fait leurs domaines de validité, où les résultats obtenus offrent une précision acceptable et par excès. On peut citer quelques méthodes : ===Méthode des impédances=== Cette méthode permet d'obtenir une bonne précision en [[Basse tension|BT]] (< 1000 V). Elle consiste à recenser toutes les impédances se trouvant sur le parcours du courant de court-circuit. Des tableaux facilitent la détermination des impédances du réseau de distribution à partir de sa puissance de court-circuit, et celles des transformateurs à partir de leur puissance apparente. D'autres tableaux donnent pour chaque type de ligne et leur mode de pose la part relative de la [[Résistance (électricité)|résistance]] et de la [[réactance]] dans leurs impédances. Le recensement terminé, le module de l'impédance totale est calculé, ce qui permet, par application de la loi d'Ohm, de déduire la valeur du courant de court-circuit Pour en savoir plus sur cette méthode : [http://stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/abati/ccc.htm Calcul des courants de court-circuit] ===Méthode de composition=== Cette méthode est utilisable quand les caractéristiques de l'alimentation ne sont pas connues. L'impédance amont du circuit considéré est calculée à partir d'une estimation du courant de court-circuit à son origine. Cette méthode approchée a une précision suffisante pour ajouter un circuit à une installation existante, du moment que sa puissance ne dépasse pas 800 kVA. ===Norme [[Commission électrotechnique internationale|CEI]] 60909=== Elle s'applique à tous les [[réseau électrique|réseaux]], maillés ou radiaux, jusqu'à 230 kV. Elle est surtout utilisée en [[Haute tension|HT]], où elle est retenue pour sa précision. Elle est basée sur le [[théorème de Thévenin]], et consiste à calculer une source de tension équivalente au point de [[court-circuit]]. Toutes les alimentations du réseau et les [[machine synchrone|machines synchrones]] ou [[machine asynchrone|asynchrones]] sont remplacées par leurs impédances (directe, inverse et homopolaire). Toutes les capacités de ligne et les [[admittance]]s en parallèle des charges non tournantes, sauf celles du système homopolaire, sont négligées. ===Calculs par ordinateur=== De nombreux logiciels ont été développés pour calculer les courants de court-circuit conformément aux normes (par exemple le logiciel écodial). Les plus évolués peuvent prendre en compte l'aspect dynamique du court-circuit, et peuvent également faire des simulations. ==Types de court-circuit== Sur un réseau triphasé, les courts-circuits peuvent être de plusieurs types : * défaut triphasé : les trois phases sont réunies ensemble (5% des cas). * défaut biphasé : deux phases sont raccordées ensemble (15% des cas). On distingue entre défaut biphasé/terre et biphasé isolé. Les défauts biphasés isolés sont fréquemment causés par un vent violent qui fait se toucher les conducteurs de 2 phases sur une [[ligne à haute tension]] * défaut monophasé : une phase est reliée au neutre ou à la terre (80% des cas). Sur une ligne à haute tension, ce type de défaut est fréquemment causé par la [[foudre]] qui initie un court-circuit entre une phase et la terre ==Formules de calcul du courant de court-circuit== Sur un réseau triphasé, les courts-circuits peuvent se calculer par : * défaut triphasé : <math> \textstyle { I_{{cc3}} = \frac {U}{\sqrt3 \cdot Z_{{cc}} } }</math> * défaut biphasé isolé: <math> \textstyle {I_{{cc2}} = \frac {U}{2 \cdot Z_{{cc}} } }</math> * défaut biphasé terre : <math> \textstyle { I_{{cc2}} = \frac {U \cdot \sqrt3 }{ ( Z_{{cc}} + 2 \cdot Z_0 )}} </math> * défaut monophasé : <math> \textstyle { I_{{cc1}} = \frac {U}{\sqrt3 \cdot (Z_{{cc}} + Z_0 )}} </math> Nota : Z<sub>cc</sub> est l'impédance directe totale par phase traversée par le courant de court-circuit, et Z<sub>0</sub> est l'impédance homopolaire, ce qui est lié en particulier à l'impédance de la ligne du neutre ou de la terre selon le cas. ==Source== Merlin Gérin : Cahier technique n°158, ''Calcul des courants de court-circuit'' {{Portail électricité et électronique}} [[Catégorie:Distribution de l'énergie électrique]]