Estimation du courant de court-circuit (Icc) aux bornes du transformateur et en bout de câble

Pourquoi calculer le courant de court-circuit ?

Le courant maximal pouvant circuler lors d’un défaut détermine le pouvoir de coupure des disjoncteurs, la tenue des jeux de barres et câbles et le schéma de protection. Cet outil donne une première estimation grossière du courant de défaut triphasé à partir de la plaque du transformateur.

Courant aux bornes du transformateur

Si le réseau est supposé infini, seule l’impédance du transformateur limite le courant :

I_k = I_n / u_k, où I_n = S_n / (√3 × U) est le courant nominal du transformateur.

Plus la tension d’impédance est faible, plus le courant de défaut est élevé. À 4 %, il vaut 25 fois le courant nominal. À 6 %, il vaut 16,7 fois ce courant.

Exemple

Un transformateur de 1000 kVA, 400 V et de tension d’impédance 6 % a un courant nominal de 1 000 000 / (1,732 × 400) = 1443 A. Le courant de défaut est 1443 / 0,06 = 24 056 A, soit environ 24 kA. L’impédance du transformateur vaut 0,06 × 400² / 1 000 000 = 9,6 mΩ.

Effet du réseau et du câble

Le réseau possède aussi une impédance. Une puissance de défaut de 500 MVA ajoute 400² / 500 000 000 = 0,32 mΩ et abaisse le courant à 23,3 kA. Si le défaut est éloigné, ajoutez la résistance et la réactance du câble : Z_k = √(R² + X²), I_k = U / (√3 × Z_k). Le courant diminue rapidement lorsque le câble s’allonge ou que sa section diminue.

Où trouver la résistance du câble ?

Il faut la résistance d’un conducteur de phase en aller simple. Vous pouvez utiliser la résistance de conducteur donnée par le calculateur de chute de tension. Pour le courant maximal, retenez le conducteur froid. En l’absence de données du fabricant, on utilise environ 0,08 mΩ par mètre pour la réactance.

Limites

Cette estimation préliminaire ne remplace pas une étude IEC 60909. Les apports des moteurs, le courant de crête, les défauts entre phase et terre, le courant minimal et les transformateurs en parallèle ne sont pas couverts. Le choix du pouvoir de coupure et le réglage des protections relèvent d’un ingénieur électricien qualifié.

Questions fréquentes

Comment calculer le courant de défaut triphasé avec l’impédance du transformateur ?

Dans cet exemple, l’équation d’impédance donne un courant triphasé aux bornes de 15,16 kA pour 630 kVA, 400 V et une tension d’impédance de 6 %. Cette estimation préliminaire suppose un réseau infini et un facteur de tension de 1. Elle exclut l’apport des moteurs, le courant de crête, les défauts à la terre et la coordination des protections.

Calculer avec ces valeurs