Pourquoi on doit faire un bilan de puissance électrique
Puissances P, Q et S, triangle des puissances, courant d'emploi et coefficients Ku, Ks, Kr : tout ce qu'il faut savoir pour démarrer une étude électrique basse tension.
Le bilan de puissance électrique est indispensable pour :
- Définir la puissance de la source (transformateur, groupe électrogène, onduleurs, etc.)
- Calculer les sections des câbles
- Choisir les calibres des protections électriques
- Calculer l'autonomie des ASI
- Et bien d'autres applications
Le concepteur de l'installation électrique doit procéder à la collecte d'informations à partir des documents transmis par son client ou à partir du cahier des charges, en vue de réaliser le bilan de puissance.
Pourquoi faire un bilan de puissance ?
Avant tout dimensionnement, le bilan de puissance permet de quantifier l'énergie réellement nécessaire à l'installation. Sans lui, impossible de choisir correctement la source, les câbles et les protections : c'est la première étape de toute conception électrique basse tension.
Les puissances en alternatif triphasé AC
Pour n'importe quel système alternatif on définit trois puissances (U étant la tension composée) :
Les puissances en alternatif monophasé AC
En monophasé, les mêmes puissances s'expriment avec V, la tension simple :
Les puissances en courant continu DC
Le triangle des puissances
Si on applique le théorème de Pythagore, on peut déterminer :
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Le courant d'emploi
Le calcul du courant d'emploi nécessite la connaissance du courant nominal absorbé In. Dans un circuit, les appareils ne sont pas utilisés en permanence ou à régime nominal. Pour en tenir compte il faut appliquer divers facteurs.
Le courant d'emploi peut être affecté d'un ou plusieurs coefficients :
- Coefficient de simultanéité — ks
- Coefficient d'utilisation — ku
- Coefficient de réserve — Kr
Collecte d'informations
Le concepteur de l'installation électrique doit procéder à la collecte d'informations à partir des documents transmis par son client ou à partir du cahier des charges, en vue de compléter le tableau du bilan, ainsi de :
- Déterminer les caractéristiques de chaque circuit
- Relever les conditions d'exploitation (coefficient d'utilisation, simultanéité, influences externes, etc.)
- Définir la continuité de service
Facteur d'utilisation maximale (Ku)
| Type de charge | Ku |
|---|---|
| Éclairage ou chauffage | 1 |
| Prises de courant (hors indication particulière) | 1 |
| Moteurs | 0.75 |
Facteur de réserve (Kr)
Le rôle du facteur de réserve, également appelé facteur d'extension, est de prévoir une augmentation de la puissance absorbée.
Le coefficient varie de 1,15 à 1,25 ; on prend généralement Kr = 1,25.
Facteur de simultanéité (Ks)
Cas général
| Utilisation | Ks | |
|---|---|---|
| Éclairage | 1 | |
| Chauffage et conditionnement d'air | 1 | |
| Prise de courant (n nombre de prises) | 0.1 + (0.9 / n) | |
| Moteurs | Moteur le plus puissant | 1 |
| Moteur suivant | 0.75 | |
| Autres moteurs | 0.60 | |
Cas des armoires de distribution
| Nombre de circuits | Ks |
|---|---|
| 2 à 3 | 0.9 |
| 4 à 5 | 0.8 |
| 6 à 9 | 0.7 |
| 10 et plus | 0.6 |
Cas d'un immeuble d'habitation
| Nombre d'abonnés situés en aval | Ks |
|---|---|
| 2 à 4 | 1 |
| 5 à 9 | 0.78 |
| 10 à 19 | 0.63 |
| 20 à 24 | 0.53 |
| 25 à 29 | 0.46 |
| 30 à 34 | 0.44 |
| 35 à 39 | 0.42 |
| 40 à 49 | 0.41 |
| 50 et au-dessus | 0.40 |
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