BIBLIOGRAPHIE CHAPITRE 12
1. LES ARCHITECTURES DE RESEAUX
1.6. Les réseaux BT à l'intérieur du site
1.6.3. Les tableaux BT secourus par une alimentation sans interruption (ASI)
Les principaux éléments constituant une ASI sont indiqués sur la figure 1-29 et dans le tableau 1-2.
~ _ ~
_ réseau 2
arrivées réseau d'alimentation réseau 1
(5) by-pass manuel
(4) contacteur statique
(8) interrupteur
(7) interrupteur ou
disjoncteur
(1) redresseur-chargeur
(2) batterie
(3) onduleur (6) disjoncteur batterie
(9) interrupteur utilisation NF
NO
NF NF
Figure 1-29 : constitution d'une alimentation sans interruption
Dénomination Repères Fonction
Redresseur-Chargeur
(1) Transforme la tension alternative du réseau d'alimentation en tension continue destinée à :
- alimenter l'onduleur d'une part,
- assurer la charge et l'entretien de la batterie d'accumulateurs d'autre part.
Batterie
d'accumulateurs
(2) Assure une réserve d'énergie destinée à alimenter l'onduleur en cas de :
- disparition du réseau d'alimentation, - réseau d'alimentation hors tolérance.
Onduleur (3) Transforme la tension continue issue du redresseur-chargeur ou
de la batterie d'accumulateurs en tension alternative à tolérances plus sévères que celles du réseau (délivre un courant alternatif proche de la sinusoïde théorique).
Contacteur statique (4) Réalise le basculement de l'alimentation de l'utilisation, de l'onduleur vers le réseau 2 (secours) et réciproquement, sans interruption (pas de coupure due à un temps de permutation d'organes mécaniques - le basculement est réalisé à partir de composants électroniques en un temps < 1 ms).
Ce basculement intervient en cas d'arrêt de l'onduleur, pour l'une des raisons suivantes :
- arrêt volontaire,
- surcharge sur l'utilisation dépassant les capacités de limitation de l'onduleur,
- anomalie interne.
By-pass manuel (5) Interrupteur manuel qui permet d'alimenter l'utilisation par le réseau 2 (secours), pendant une intervention de maintenance.
Interrupteurs manuels disjoncteurs de batterie
(6) (7) (8) (9) Permettent d'isoler les différents éléments lors d'une intervention de maintenance
Tableau 1-2 : fonctions des différents éléments d'une alimentation sans interruption
arrivée(s) réseau
Les appellations réseau 1 et réseau 2 désignent deux arrivées indépendantes du même réseau :
- réseau 1 (ou normal) désigne l'arrivée alimentant normalement le redresseur-chargeur, - réseau 2 (ou secours) est une arrivée dite de secours.
L'onduleur est synchronisé en fréquence et en phase avec le réseau 2. Ainsi, le contacteur statique peut permuter instantanément l'alimentation vers le réseau 2 (en un temps inférieur à 1 ms).
Le raccordement de l'ASI à un réseau 2 indépendant est recommandé car il augmente la disponibilité de l'ensemble. Cependant, il est possible de n'avoir qu'une arrivée commune.
Le choix d'un type d'architecture d'alimentation sans interruption dépend de la qualité des réseaux 1 et 2, de l'utilisation et de la disponibilité requise. Le constructeur doit donner des éléments suffisants au concepteur pour qu'il puisse choisir l'architecture la mieux adaptée. Les exemples ci-après explicitent les architectures les plus courantes.
n 1er exemple : Tableau BT secouru par un onduleur, avec un alternateur pour pallier l'autonomie limitée de la batterie (généralement de l'ordre de 15 mn) (voir fig. 1-30)
HTA
BT
G
circuits non prioritaires ~
_ ~
_ filtre
NF NO
NF
NF réseau 2
réseau 1
Figure 1-30 : tableau BT secouru par un onduleur
Le filtre permet de diminuer les courants harmoniques remontant dans le réseau d'alimentation.
n 2ème exemple : Tableau BT secouru par 2 onduleurs en parallèle sans redondance (voir fig. 1-31)
HTA
BT
G
circuits non prioritaires ~
_ ~
_ source
réseau 2
filtre
circuits prioritaires
P P
2
~ _ ~
_ filtre
P 2
réseau 1
NF NO
NF NF
Figure 1-31 : tableau BT secouru par 2 onduleurs en parallèle sans redondance
Cette configuration permet seulement d'obtenir un ensemble de puissance supérieure à celle disponible en chaîne unitaire.
La puissance P à fournir est divisée également entre les 2 onduleurs.
Toute défaillance, de l'une des chaînes se traduit par un transfert sans coupure de l'utilisation sur le réseau 2, sauf si le réseau est hors tolérance.
n 3ème exemple : Tableau BT secouru par 3 onduleurs dont 1 est en redondance active
Figure 1-32 : tableau BT secouru par 3 onduleurs dont 1 est en redondance active
Soit P la puissance maximale d'utilisation des circuits prioritaires.
Chaque onduleur a une puissance nominale de P
2 , ce qui signifie que lorsqu'un onduleur tombe en panne, les 2 autres onduleurs suffisent pour alimenter la totalité de la charge.
On dit qu'il y a 3 chaînes en parallèle avec une redondance active 1/3.
n 4ème exemple : Tableau BT secouru par 3 onduleurs dont 1 est en redondance secours
Figure 1-33 : tableau BT secouru par 3 onduleurs dont 1 est en redondance secours
L'onduleur 3 n'est pas chargé, il est en attente pour venir en secours des onduleurs 1 ou 2 . La permutation est sans coupure grâce aux contacteurs statiques
?
et‚
.Le contacteur statique
ƒ
assure le secours par le réseau 2 en cas de défaillance du réseau 1, ou défaillance des 2 onduleurs.On dit qu'il y a 3 chaînes en parallèle, avec une redondance secours.
n 5ème exemple : 3 charges indépendantes alimentées par une montage "isolated
Figure 1-34 : 3 charges indépendantes alimentées par un montage "isolated redundant"
L'alimentation de chaque charge P1,P2 et P3 est indépendante.
En cas de panne d'un onduleur, le secours par le contacteur statique s'effectue au travers de l'ASI de secours, donc par une alimentation non perturbée.
Si l'on veut se prémunir contre un défaut simultané des 3 onduleurs, il faut que la puissance de l'ASI de secours soit Ps =P1+P2+P3 .
Si l'on veut se prémunir contre un seul onduleur en défaut, il faut que la puissance de l'ASI de secours soit Ps =max
(
P1,P2,P3)
.n 6ème exemple : Tableau BT alimenté par un montage double normal / secours - double jeu de barres (voir fig. 1-35)
HTA
Figure 1-35 : tableau BT alimenté par un montage double normal / secours - double jeu de barres
Chaque onduleur peut alimenter la totalité de l'utilisation.
En cas de maintenance d'un des deux normal / secours, l'autre assure le secours.
La maintenance d'un jeu de barres avec les disjoncteurs associés peut être effectuée sans coupure, en alimentant l'utilisation par l'autre jeu de barres.
1.7. Les réseaux industriels avec production interne nexemple (voir fig. 1-36) :
Constitution du réseau : - un poste de livraison HTA
- un tableau principal HTA alimenté par les groupes de production interne
- des départs HTA alimentés par le distributeur qui ne peuvent pas être secourus par les groupes de production interne
- un réseau HTA en boucle et certains départs alimentés en fonctionnement normal par les groupes de production interne. En cas de défaillance de la production interne, cette boucle réseau et ces départs peuvent être alimentés par le distributeur.
Figure 1-36 : réseau industriel avec production autonome
1.8. Exemples de réseaux typiques n1er exemple (voir fig. 1-37)
Constitution du réseau :
- un poste de livraison HTA à comptage BT, en coupure d'artère avec deux arrivées - un tableau principal basse tension secouru par un alternateur
- un tableau prioritaire alimenté par une alimentation sans interruption
- un réseau basse tension de type radial arborescent. Le tableau secondaire et les coffrets terminaux sont alimentés par une seule source.
Arrivées du distributeur
C Comptage BT
Tableau principal BT
ASI
Tableau prioritaire
Tableau secondaire BT
Coffret terminal G
HTA
BT
Coffret terminal Poste de livraison HTA
Figure 1-37 : 1er exemple
n2ème exemple (voir fig. 1-38) Constitution du réseau :
- un poste de livraison HTA à comptage HT
- un tableau principal HTA qui peut être secouru par un groupe d'alternateurs, il alimente 3 transformateurs
- un générateur homopolaire permettant de réaliser une mise à la terre du neutre par impédance lorsque le réseau est alimenté par les alternateurs
- des tableaux généraux basse tension TGBT1, TGBT2, TGBT3 indépendants, ils possèdent chacun un départ vers une ASI alimentant un circuit prioritaire
- un réseau basse tension de type radial arborescent. Les tableaux commande moteurs et les coffrets terminaux sont alimentés par une seule source.
n3ème exemple (voir fig. 1-39) Constitution du réseau :
- un poste de livraison HTA à comptage HT
- un tableau principal HTA qui peut être secouru par un groupe d'alternateurs, il alimente 2 transformateurs HTA/BT
- un générateur homopolaire permettant de réaliser une mise à la terre du neutre par impédance lorsque le réseau est alimenté par les alternateurs
- un tableau principal basse tension qui bénéficie d'une double alimentation avec couplage - chaque demi jeu de barres du tableau général basse tension possède une ASI alimentant
un circuit prioritaire
- les tableaux secondaires, les coffrets terminaux et les tableaux commande moteurs sont alimentés par une seule source.
4ème exemple fig. 1-40)
- un poste de livraison HTA à comptage HT
un tableau principal HTA qui peut être secouru par un groupe d'alternateurs. Il alimente
2 et un
tableau secondaire HTA en antenne
un réseau basse tension de type radial arborescent
n5ème exemple (voir 1-41) Constitution du réseau :
un poste de livraison HTA à comptage HT
-- un
4 alternateurs
. un réseau HTA en 20 kV en boucle composé de 3 tableaux secondaires HTA4, HTA5, HTA6 2 transformateurs 20 kV / 6 kV en antenne
- ur homo polaire permettant de réaliser une mise à la terre du neutre par impédance lorsque le réseau est alimenté par les alternateurs.
un tableau général HTA composé de 2 demi jeux de barres alimenté en 6 kV par 2 sources Il alimente 3 tableaux secondaires HTA et 2 transformateurs 6 kV / BT en antenne.
un tableau secondaire HTA2 alimenté par 2 sources avec couplage, composé de 2 demi Il alimente 2 moteurs 6 kV et 2 transformateurs 6 kV / BT en antenne.
- leaux secondaires HTA1 et HTA3 alimentés par une seule source.
Ils alimentent chacun un transformateur 6 kV / BT et un moteur 6 kV.
un tableau général basse tension TGBT1 qui peut être secouru par un alternateur
- GBT2 alimenté par 2 sources avec couplage
-- deux tableaux moteur 1 et 3 alimentés par une seule source un tableau moteur 2 alimenté par 2 sources sans couplage
Arrivées du distributeur
Tableau principal HTA : U = 20 kV
HTA HTA
n (voir fig.
Constitution du réseau :
- sectionneurs
SEC1 et SEC2 ne peuvent pas fonctionner en charge, ils sont en position fermée en
- un transformateur HTB/HTA central utilisé en secours. Le couplage des transformateurs l'équilibre des courants fournis par chaque transformateur)
- veaux de tension HTA : 20 kV et 6 kV
-3 sections de barres
-(transformateurs) avec couplage issus de 2 jeux de barres différents
-sources avec couplage