Dimension Transfo/Variateur/Pompe

[JuJu]

Bonjour à tous,

Tout d'abord je tiens à me présenter rapidement histoire que les gens sachent avec qui ils parlent (Il manquerait une petite section pour ça d'ailleurs ;))
Je suis en 3ème d'école d'Ingénieur option Energie Electrique avec spécialisation Electronique de puissance. J'ai de bonne notion en transfo, moteurs (MAS,MCC,MS) et en convertisseurs de puissance (techno thyristors, IGBT, MOSFET, etc). Toutes ces connaissances sont théoriques et très peu appliquées/pratiques. Actuellement, je suis en stage de fin d'étude et confronté à divers problématiques électrotechniques mais j'y reviendrai.

Ensuite, pour avoir quand même pas mal parcouru ce site et son forum, je tiens à féliciter son/ses créateur(s)(trice?) car on sent l'investissement et la démarche pédagogique. C'est une belle réussite, Merci.

Pour revenir à mon problème, comme dit plus haut j'ai de bonne notions électrotechniques mais qui datent un peu et manquent de pratique, et donc je manque d'assurance. Surtout que je suis le seul qualifié dans le domaine électrique de ma boîte et sans réelle expérience professionnelle antérieure, la prise de position et de décision n'est pas toujours évidente (surtout quand des professionnels ayant de la bouteille vous disent que ceci ou cela ne va pas). Enfin bref, voilà le topo:

Installation en triphasée dans l'industrie
J'ai:
- une pompe 833 kW alimenté sous 690 V avec un =0.87
- un variateur 1330 kVA pour moteur 1000 kW tension réseau 660V +/- 10% triphasée
- un transfo 1000 kVA 5.5kV/690V Dyn11

Ce qui nous donne:
- Un In moteur autour de 800 A
- Un courant secondaire du transfo autour de 836 A

Ma/mes questions:
- J'ai lu (dans un des articles de cette section) qu'un transfo pouvait supporter des surcharges pendant quelques minutes. Et j'ai aussi lu une histoire de tr 800 kVA pour alimenter (j'ai oublié quoi) du 1000 kVA. Dans mon cas, est-ce qu'il y a un problème de dimensionnement d'un des éléments?
- Le transformateur en particulier, même avec un variateur on ne peut échapper à une surintensité au démarrage, est-ce que cela pose problème ou le transfo supportera? Des installateurs me préconisent du 1250 kVA, jvois pas trop la différence sachant que la pompe est de toute manière < 1000 kVA.
- Pas de soucis côté variateur? Le fait qu'il soit 1330 kVA ne pose pas de soucis? Il s'adapte quand même à la pompe et au transfo? (De ce côté là les installateurs ne disent rien :) )

Merci d'avance pour réponses

Cordialement,


JuJu

[Candela]

Bonjour, et bienvenue sur le Forum
Pour commencer, une notion fondamentale, même si je force un peu le trait:
-les électriciens vivent avec des kVA, parce qu'une machine électrique est définie par des volts et des ampères, et que ce sont les ampères qui produisent les échauffements.
-les kW n'intéressent que les mécaniciens, et les comptables (et aussi les chauffagistes, les producteurs...)
Bien entendu, un électricien ne peut pas ignorer les kW parce que c'est ce que son "client" utilise, et que plus la différence est faible entre les deux, mieux ça vaut...le !

Votre pompe fait 833kW donc avec le 0,87 957 kVA. Je suppose que s'il y a un variateur, ce n'est pas pour faire joli, mais pour réguler le débit et/ou la pression, ce qui se traduit par une diminution de puissance absorbée. Le transfo est donc largement suffisant en régime permanent.
En effet le dimensionnement du transfo est fait pour une charge de 100% en régime permanent, dans les conditions normales de température ambiante (CEI = 40°C max, 30°C moyenne journalière, 20°C moyenne annuelle)
Pour les surcharges, il y a deux impératifs:
-ne pas suréchauffer le cuivre de plus de 15 à 20°C en fin de surcharge (constante de temps de 3 à 4 mn)
-ne pas suréchauffer l'huile/les isolants (constante de temps 2h) maxi 115 °C (huile) (155°C (Sec classe F)

A partir de là, ,on peut donner quelques exemples (Tr huile):
-Surcharges récurrentes:
-Transfo à pleine charge, 100% pendant 2 mn, 50 % pendant 10 mn
-transfo à 3/4 de charge, 100% pendant 5 mn, 60% pendant 10 mn
-transfo froid, 60% pendant 26 mn, 10% pendant 81 mn
Si le fonctionnement est cyclique (le transfo n'a pas le temps de revenir à sa température de marche moyenne entre deux surcharges), il faut faire un calcul de charge équivalente.
Tous les éléments sont donnés dans les Guides de charge CEI 354 (transfos immergés), et 905 (transfos secs) (en vente à l'AFNOR).

Le démarrage d'une pompe n'est pas spécialement gourmand en couple *(et donc en ampères) et avec un variateur on peut se contenter d'une surintensité modeste, à déterminer selon le temps de démarrage souhaité.
Je n'ai évidemment pas les éléments nécessaires au calcul, mais dans ces circonstances un transfo de 1000 kVA paraît possible.

Aucun souci concernant la puissance du variateur : les 1330 kVa constituent sa capacité maximum, la puissance absorbé et, au (très bon) rendement près celle appelée par le moteur.
Je pense être l'auteur du post concernant le tr 800 kVA attelé à un GE 1000 kVA : pas de mystère la dessous, un GE 1000 kVA délivre 800 kW et le bureau d'études ayant déterminé que le était voisin de 1, le groupe n'étant jamais chargé à 100% en permanence le tr 800 kVA passait.
20 ans après le tr n'avait pas grillé...
Tout ceci montre que si on est capable d'établir une courbe de charge assez précise, on peut calculer les organes au plus juste sans prendre de risques. Mon expérience m'a montré qu'une telle connaissance était très rare et que la plupart des installations étaient largement surdimensionnées (au moins à l'origine).

Cordialement

*courbe en kN²

[JuJu]

Ok, super réponse!

Et oui j'entends bien la différence kW kVA, j'avais fait le calcul de kVA de la pompe et j'ai trouvé comme vous (d'où le <1000kVa mais j'aurai dû être plus clair). D'ailleurs, variateur de =0.98, proche de 1 comme vous l'avez dit.
Effectivement, si je pouvais planifier en détail ce que la pompe aura à fournir ça me simplifierait la tâche mais c'est pour de la climatisation de bureau donc autant dire que même en cas d'étude sur un an, on est jamais à l'abri d'un écart; surtout avec un dimensionnement aussi "juste".

Je me suis basé sur ce document que j'ai trouvé sur internet:
http://www.ac-grenoble.fr/ecole.entrepr ... ansfos.pdf
Dernière page, il parle exactement de ce que vous abordez (surcharges cycliques/brèves)

Il semble que la pompe démarrera très peu (1 à 3 fois par an je pense) et variera lentement entre un débit max et un débit min, et peu de chance qu'elle soit à pleine puissance. les locaux transfo étant de surcroît climatisés (environ 20°C toute l'année). Pas de surcharges à l'horizon, je valide l'étude.

Merci encore pour votre réponse.

Cordialement,

JuJu

[Candela]

Bonjour,

Il semble que la pompe démarrera très peu (1 à 3 fois par an je pense) et variera lentement entre un débit max et un débit min, et peu de chance qu'elle soit à pleine puissance. les locaux transfo étant de surcroît climatisés (environ 20°C toute l'année). Pas de surcharges à l'horizon, je valide l'étude.

C'est l'info qui me manquait : avec aussi peu de démarrages, le problème de la surcharge cyclique disparaît, on en arrive presque à la surcharge accidentelle avec des marges encore un peu plus confortables. Vous aurez tout le loisir de démarrer tranquillement, je pense même que c'est possible sans surcharge avec la marge que vous avez vu le bon amont du variateur.
Seul bémol : s'agit-il d'une pompe centrifuge? Pas évident pour une clim, donc la courbe de couple n'est pas nécessairement en kN².
Mais vous avez de la marge, et je pense que le TR 1000 kVA est bien adapté.

Cordialement

[JuJu]

Bonjour,

Seul bémol : s'agit-il d'une pompe centrifuge?
Cordialement

Il me semble de mémoire que c'est bien une pompe centrifuge. Mais mes lectures rejoignent ce que vous dites et au vu de son utilisation je suis aussi amené à penser que l'installation est correctement dimensionnée.

Merci encore pour vos réponses.

Cordialement,

JuJu