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Pour quoi dois-je protéger mon installation avec une protection différentielle de type B ?

La norme CEI 60755 établit les types de protection différentielle et les définit en fonction du type de fuite qu’ils devront mesurer et contre lequel ils devront protéger.

Cette fuite dépend principalement du type de charge dont elle provient. Ainsi, partant de l’exemple le plus basique, une charge purement résistive (l’ampoule incandescente classique Edison, par exemple), si elle est alimentée par une source de courant alternatif, fuira à la terre avec un courant différentiel parfaitement sinusoïdal.

Mais la typologie des charges depuis l’époque d’Edison a évolué de manière exponentielle. L’utilisation de charges avec électronique de puissance s’est répandue ces dernières années de façon particulièrement significative. La protection différentielle de type B est la seule qui garantit la sécurité des personnes et des charges qu'elle protège contre les fuites en courant alternatif (CA), continu (CC) ou mixte (CA/CC).

Types de protection différentielle

Les normes CEI 60755, CEI 61008-1, CEI 62423 et CEI-60947-2-M établissent les types de protection différentielle suivants :

Protection de type CA

Elle protège face aux courants alternatifs sinusoïdaux, appliqués de manière soudaine ou progressive.

Bien que dans certains pays de l’Union européenne elle ne soit pas autorisée, l’Espagne a étendu son utilisation principalement au niveau domestique, où prédominent des charges plus basiques.

Protection de type A

Elle protège dans les mêmes cas que pour le type CA et offre en plus :

  • Une protection pour les courants pulsés directs
  • Une protection pour les courants pulsés directs superposés à un courant différentiel continu de jusqu’à 6 mA

Qu’ils soient appliqués avec ou sans contrôle d’angle, de manière soudaine ou progressive, indépendants de la polarité.

Il s’agit du type de protection le plus commun dans les environnements industriels et son utilisation est obligatoire au niveau domestique dans certains pays européens.

Protection de type F

Elle protège dans les mêmes cas que pour le type A (dans lesquels étaient inclus ceux du type CA) et offre en plus :

  • Une protection pour les courants alternatifs différentiels composés (y compris une composition d’onde avec fréquences de 1 kHz), appliqués de manière soudaine ou progressive, destinés à des circuits alimentés entre phase et neutre ou phase et le conducteur de mise à la terre.
  • Une protection pour les courants différentiels alternatifs superposés sur un courant continu isolé (courant mixte).

Les courants différentiels de ce type sont les moins répandus ; ils sont utilisés principalement dans certaines applications monophasées spéciales.

Protection de type B

Elle protège dans les mêmes cas que pour le type F (c’est-à-dire ceux des types CA + A) et offre en plus :

  • Une protection pour les courants différentiels sinusoïdaux de jusqu’à 1000 Hz.
  • Une protection pour les courants différentiels alternatifs superposés à des courants continus progressifs de jusqu’à 0,4 fois la sensibilité nominale du dispositif de protection ou jusqu’à 10 mA (la valeur la plus élevée).
  • Une protection pour les courants différentiels continus progressifs.
  • Une protection pour les courants différentiels continus purs qui peuvent être issus de la correction de circuits électriques (par exemple, des connexions passerelles à 3 ou 6 impulsions) qu’ils soient appliqués avec ou sans contrôle d’angle, de manière soudaine ou progressive, indépendants de la polarité.

Il s’agit du type protection le plus complet. Il garantit la mesure et la protection face à des charges de courant alternatif, courant pulsé ou courant continu pur.

Charges et applications typiques devant utiliser une protection différentielle de type B

L’évolution de charges que nous a apportée le XXIe siècle présente un comportement comme celui décrit dans les cas abordés dans la description du type de fuites contre lesquelles doit protéger une protection différentielle de type B. Voici quelques-unes des applications et charges les plus typiques :

Industrie : Variateurs de vitesse, associés dans un nombre infini de processus distincts, tels que les bandes transporteuses, les systèmes de climatisation et de pompage, les grues, les ascenseurs de tout type, etc. En résumé, tout processus qui, pour fonctionner, requiert un mouvement à vitesse variable. Aujourd’hui, quel moteur n’intègre pas un variateur ?

Industrie

Bureaux: ASI pour centres de protection de données

Bureaux

Recharge de véhicules électriques : Points de recharge de véhicules électriques. Photovoltaïque

Recharge de véhicules électriques

Équipements avec électronique de puissance, inverseurs, filtrage d’harmoniques (filtre actif), etc.

Équipements avec électronique de puissance

Quand dois-je protéger mes charges avec une protection de type B ? Cadre juridique et exigences pour une protection différentielle de type B

En Espagne le Reglamento electrotécnico de Baja Tensión (REBT 2002, règlement électronique de basse tension) définit dans l’ITC-BT-24 (espagnole) l’obligation de protéger l’installation des contacts directs et indirects pour des installations avec des systèmes de mise à la terre de type TT (toutes les masses des équipements électriques et le neutre du transformateur mis à la même terre).

Mais mise à part l’ITC-BT-52 (BOE nº 316), spécifique aux points de recharge de véhicules électriques et établissant que la protection doit être de type B ou de type A avec une protection complémentaire pour des courants continus d’une valeur supérieure à 6 mA, le règlement n’établit aucune recommandation ou critère pour le choix du type de différentiel dans notre installation.

Alors comment le choisir dans les autres cas ?

Nous avons déjà vu que le type de différentiel définit le type de charges qu’il pourrait protéger, en fonction de leurs comportements. Il est donc pertinent de penser que chaque charge utilisera un type de protection différentielles en fonction du type de fuite à la terre susceptible de survenir.

La norme CEI 60755 définit les exigences générales pour des dispositifs de courant résiduel. Elle établit les différents types de fuite par rapport aux différents types de charges.

Personne d’autre ne connaît mieux le comportement de la charge que le fabricant lui-même.

Ainsi, au moment de choisir le type de protection différentielle, nous devrons consulter les manuels de la charge qui définissent dans leur instructions comment garantir sa protection de façon adaptée. Sans quoi, en cas de dysfonctionnement de l’équipement dû au non-respect des instructions du fabricant, ou pire encore, en cas d’incident électrique résultant d’une erreur humaine, l’utilisateur final en sera évidemment tenu responsable.

Les fabricants les plus connus de variateurs, AIS, recharge de véhicules électriques, filtres actifs, etc., indiquent dans la section de recommandations d’installation ou d’avertissements que, pour garantir la protection adaptée de la charge et éviter des déclenchements intempestifs, la protection différentielle à installer doit être de type B.


Exemple de manuel de fabricant de variateur à 6 impulsions :

Compatibilité avec interrupteurs différentiels.

Compatibilité avec interrupteurs différentiels.
Si vous installez un dispositif de protection différentielle (RCD), le variateur de fréquence fonctionnera sans déclenchements intempestifs et protégera correctement à condition d’utiliser un dispositif différentiel de type B.

Sélectivité verticale

Nous avons vu que pour choisir le type de protection différentielle adaptée à nos besoin, nous devons tenir compte du comportement de la charge. Toutefois, lorsque nous installons des différentiels en série, en amont de la charge, quel critère de sélection devons-nous observer ?

C’est ce qui est communément connu comme la sélectivité verticale. Le choix adapté des caractéristiques des différentiels en série, du début de la charge, en passant par un ensemble de charges (sous-tableaux) et en arrivant à la protection de tableaux généraux, doit tenir compte non seulement du type de charge, mais aussi d’autres aspects pour une correcte coordination du système de protection.

Il faut à tout moment respecter les 3 conditions suivantes dans la sélectivité verticale :

  • Ampèremétrique : La sensibilité d’un différentiel doit être au minimum de 3 fois la sensibilité du différentiel installé en aval.
  • Chronométrique : Le temps de réponse d’un différentiel doit être au minimum de 2 fois le temps de réponse maximal du différentiel installé en aval.
  • Type: Le différentiel doit être du même type ou supérieur au différentiel installé en aval

Ainsi, pour cette coordination verticale de type de différentiel, le tableau suivant peut aider :

coordination verticale de type de différentiel

Lorsque nous protégeons une charge avec une protection de type B, toute la protection qui est en série en amont (sous-tableaux, protection différentielle générale) devra donc également être de type B.

Solutions de CIRCUTOR de protection différentielle de type B

CIRCUTOR, face au besoin croissant des utilisateurs de recourir aux protections de ce type de charges, dispose d’un large éventail de solutions de protection différentielle de type B.

IDB-4IDB-4: Interrupteur différentiel (RCCB) de type B à 4 pôles pour installations triphasées et monophasées de jusqu’à 63 A. Sensibilités de 30 ou 300 mA (différentiel direct), temps de déclenchement instantané.

WGB-35-TBWGB-35-TB: Relais différentiel avec transformateur inclus (MRCD), pour charges de jusqu’à 125 A. Sensibilités de 30 ou 300 mA, temps de déclenchement instantané, ou sélectif.

RGU-10BRGU-10B: Relais différentiel associé à des transformateurs de la gamme WGC-TB (MRCD), de jusqu’à 180 mm de diamètre intérieur, permettant la protection de charges de jusqu’à 800 A. Sensibilités à partir de 100 mA, temps de déclenchement programmable.

RGU-10BRGU-100B: Relais différentiel associé à des transformateurs de la gamme WGB (MRCD), de jusqu’à 110 mm de diamètre intérieur, permettant la protection de charges de jusqu’à 400 A. Sensibilités à partir de 30 mA, temps de déclenchement programmable.

RGU-10BCBS-400B: Relais différentiel associé à des transformateurs de la gamme WGB (MRCD), de jusqu’à 110 mm de diamètre intérieur, permettant la protection de charges de jusqu’à 400 A. Sensibilités à partir de 30 mA. Avec 4 canaux pour la protection de 4 circuits totalement indépendants, temps de déclenchement instantané et programmable.


Outre les systèmes de protection venant d’être mentionnés, CIRCUTOR dispose également d’un système innovant de protection différentielle de type B avec reconnexion automatique.

RECBRECB: Interrupteur différentiel (RCCB) de type B à 4 pôles avec reconnexion automatique pour installations triphasées et monophasées de jusqu’à 63 A. Sensibilités de 30 ou 300 mA (différentiel direct). Temps de déclenchement instantané.

Conclusions

Nous avons vu comment sont définis les différents types de différentiels (CA, A, F ou B), conformément aux réglementations internationales, en fonction du type de fuite contre lequel ils protègent. En d’autres termes : le type de différentiel est intrinsèquement lié au fonctionnement et à la technologie de la charge à protéger.

Il est donc indispensable, pour choisir correctement le type de différentiel, de connaître quel comportement montre la charge à protéger et comment elle fonctionne. Les fabricants des charges, dans leurs manuels et recommandations, nous indiqueront la marche à suivre et quel choix faire.

Il est tout autant indispensable de respecter toutes les conditions de sélectivité verticale pour une correcte coordination de nos protections en amont de la charge et en tête de l’installation.

En observant ces règles de base, nous garantirons non seulement une plus grande continuité du service pour préserver les charges et biens de notre installation, mais aussi la sécurité des personnes.

Joan Auleda
Product Manager Circutor

TD, TQ et TQR. Gamme de transformateurs pour la mesure de courant

Transformateurs de courant pour tout type d’installation

Solutions pour la mesure de courant en basse tension

L’installation de transformateurs de courant permet aux différents équipements de mesure de fournir des données fiables et traçables sur l’évolution des consommations et processus de production dans les installations électriques.

FD-td-tq-tqr-ico-disenoConçu en collaboration avec des installateurs
 
Notre volonté de l’amélioration constante de nos produits et l’expérience accumulée de nos installateurs nous ont permis de concevoir cette nouvelle gamme de transformateurs de courant faciles à installer, simples d’utilisation et robustes, répondant aux attentes les plus exigeantes du marché actuel.

Conçu en collaboration avec des installateurs

Solutions pour chaque type d’installation

Transformateurs TD
Installation simplifiée

Les transformateurs de courant TD présentent un design amélioré, grâce à la collaboration avec des installateurs, pour couvrir tout besoin pouvant survenir pendant leur installation. Les différents modèles prennent en compte les aspects relatifs à la simplification de leur installation ainsi que l’optimisation de leur puissance pour être connectés aux équipements de mesure électroniques actuels.

Transformateurs TD
Transformateurs TQ et TQR
Installation sans interruption

Les transformateurs à noyau fendu TQ et TQR ont été conçus pour être connectés à des installations déjà en fonctionnement. Leur installation en deux étapes simples sans déconnexion électrique pour leur mise en marche réduit les difficultés de montage et permet d’économiser sur les coûts indirects.

Transformateurs TQ et TQR

TD. Transformateurs à profil étroit

Installation simplifiée

TD. Transformateurs à profil étroit

FD-td-tq-tqr-ico-sujecionFixation par brides

Nouveau système de fixation par brides intégré dans le transformateur pour une installation facile, rapide et robuste.

Fixation par brides

FD-td-tq-tqr-ico-resinablesRésinables

Possibilité de résiner leur intérieur pour leur installation dans des environnements présentant des taux de salinité et d’humidité élevés.

FD-td-tq-tqr-ico-bajas-pFaibles pertes

Idéaux pour une installation avec tout type d'appareil, en particulier avec les équipements électroniques à faible consommation.

FD-td-tq-tqr-ico-precisosPrécis

Connectés à tout type de récepteur, ils garantissent des mesures d'une précision optimale.

FD-td-tq-tqr-ico-versatilesPolyvalents

Nombreux formats pour la connexion du transformateur.

  • Rail DIN: Fixation bidirectionnelle par un accessoire pour une connexion sur rail DIN, permettant une installation en position horizontale ou verticale.
  • Panneau: Les transformateurs sont dotés de pièces individuelles pour leur installation sur fond de panneau.
  • Plaque/câble: Boîtier offrant différentes options de fenêtre pour une installation directe sur une plaque ou un câble, à l’aide de vis avec à bout isolé ou par brides, pour une fixation robuste.
Polyvalents
Polyvalents

Accessoires pour transformateurs de courant TD

Accessoire pour installer les transformateurs TD sur rail DIN. Il permet la fixation sur rail DIN de manière bidirectionnelle, en position verticale ou horizontale.

Accessoires pour transformateurs de courant TD


FD-td-tq-tqr-ico-precintablesScellable

Il existe des accessoires en option pour le scellement des bornes et étiquette du transformateurs.

Scellable

Scellable

FD-td-tq-tqr-ico-testTest report online

Téléchargez gratuitement les rapports de test des transformateurs TD de Circutor depuis:

http://testreport.circutor.com

Test report online

Test report online


Accessoires pour transformateurs de courant TD 

Accessoires pour le scellement des transformateurs de courant de la série TD. Le kit TD-Cover comprend un couvercle transparent hermétique destiné à recouvrir le transformateur pour empêcher l'accès aux bornes de connexion du secondaire et éviter toute manipulation non autorisée. Il comprend également deux bouchons communs à tout modèle de la série TD, afin d'empêcher l'accès aux bornes du secondaire qui sont libres après la connexion avec les équipements de mesure.

Accessoires pour transformateurs de courant TD


TQ. Transformateurs de courant à noyau fendu

Installation sans interruption

TQ. Transformateurs de courant à noyau fendu

FD-td-tq-tqr-ico-aperturaOuverture par bouton

Installation simple avec ouverture instantanée par bouton, évitant l'utilisation de pièces amovibles.

Ouverture par bouton

Ouverture par bouton

FD-td-tq-tqr-ico-versatilesPolyvalents

Installation sur rail DIN ou panneau directement sur conducteurs. Ils intègrent des pièces non métalliques pour assurer la fixation sur des barres de distribution avec plaques.

Polyvalents

FD-td-tq-tqr-ico-ligerosLégers et compacts

Nouveau design poids et taille réduits pour faciliter leur installation sur tout panneau électrique.

Légers et compacts

FD-td-tq-tqr-ico-precisosPrécis

Connectés à tout type de récepteur, ils garantissent des mesures d'une précision optimale.

FD-td-tq-tqr-ico-bajas-pFaibles pertes

Idéaux pour une installation avec tout type d'appareil, en particulier avec les équipements électroniques à faible consommation.

FD-td-tq-tqr-ico-precintablesScellables

Cela évite la manipulation des connexions électriques le bornier du transformateur de courant étant scellé.

TQR. Transformateurs de courant à noyau fendu

Installation sans interruption

TQR. Transformateurs de courant à noyau fendu

FD-td-tq-tqr-ico-aperturaOuverture par bouton

Installation simple avec ouverture instantanée par bouton, évitant l'utilisation de pièces amovibles.

Ouverture par bouton

FD-td-tq-tqr-ico-sujecionFixation par bride

Nouveau système de fixation par bride pour une installation facile, rapide et robuste.

Fixation par bride

Ajustable

FD-td-tq-tqr-ico-ajustableRéglable

Design avec section circulaire pour s’adapter totalement à la section des câbles, optimisant la précision de la mesure.

Réglable

Réglable

FD-td-tq-tqr-ico-bajas-pFaibles pertes

Idéaux pour une installation avec tout type d'appareil, en particulier avec les équipements électroniques à faible consommation.

FD-td-tq-tqr-ico-precisosPrécis

Connectés à tout type de récepteur, ils garantissent des mesures d'une précision optimale.

FD-td-tq-tqr-ico-ipIndice IP élevé

Transformateurs avec un indice de protection élevé, IP65, grâce à des joints d’étanchéité empêchant l’intrusion de particules au niveau de leurs bornes de connexion.


 

Plus d'information: TD, TQ et TQR. Gamme de transformateurs pour la mesure de courant

 

MYeBOX®. Audits énergétiques et qualité de réseau classe A

Tout le monde est conscient de l'importance de mesurer les paramètres électriques pour pouvoir prendre des décisions concernant l'efficacité énergétique qui, à court terme, permet de réaliser des économies. Toutefois, nous constatons souvent que, outre les besoins d'effectuer des audits énergétiques pour quantifier la consommation des différentes utilisations de nos installations, il est également nécessaire de pouvoir détecter et enregistrer des événements de qualité ou transitoires dans notre installation.

Ces défauts dans la qualité de réseau, bien qu’ils puissent être qualifiés de coûts cachés, peuvent être, dans certains cas, beaucoup plus onéreux pour les entreprises qu'une mauvaise gestion de l’énergie, car ils impliquent des arrêts de production, des pertes de matériaux, des heures de personnel inutiles et bien d'autres préjudices.

MYeBOX® est un nouveau système qui vous permet de réaliser des audits énergétiques afin de réaliser des certifications conformés à la norme ISO 50001, d'effectuer une analyse de la qualité conforme à la norme EN 50160 et désormais également avec la certification de classe A conforme à la norme IEC 61000-4-30.

Gestion à distance

Le système MYeBOX se distingue de ses concurrents par les nouveautés qu’il présente en matière de connectivité, qui permettent de gérer les équipements de manière simple et intuitive à partir de n’importe quel site via une application mobile ou depuis la plate-forme MYeBOX Cloud. Grâce à ces outils, l'utilisateur peut se connecter à distance à l'équipement et vérifier la connexion, la configuration de l'équipement, paramétrer les périodes d'enregistrement souhaitées, activer et configurer la détection d'événements de qualité ou transitoires, les alarmes et même lancer ou arrêter l'enregistrement des données. La possibilité de voir à distance les paramètres mesurés par l'appareil sur un terminal mobile permet à l'utilisateur de détecter les erreurs dans l'installation, les erreurs de configuration de l'équipement et de les corriger immédiatement. Cela suppose des économies significatives en temps et en déplacements sachant qu'avec d'autres appareils, ces erreurs ne sont détectées qu'après le téléchargement des données, ce qui oblige l'utilisateur à effectuer plusieurs déplacements à l'installation et à répéter la mesure.

Polyvalence
MYeBOX®

L'une des prestations les plus pertinentes de MYeBOX est qu'il permet la modification via un micrologiciel de la connexion de l'équipement. Quels en sont les avantages ? Si, après avoir laissé l’équipement dans l’installation, l’utilisateur constate que les paramètres mesurés par l’équipement ne sont pas corrects en raison d’une mauvaise connexion, il peut arrêter l’enregistrement, modifier à distance le câblage de l’équipement et relancer l’enregistrement, s'évitant ainsi un déplacement et la répétition de la mesure.

Solution unique pour des mesures simultanées

MYeBOX®Grâce à la possibilité de configuration à distance, les horloges internes de l'équipement peuvent être synchronisées à partir du terminal mobile ou de la plate-forme Web, ce qui garantit que tous les équipements qui enregistrent simultanément dans une installation ont le même horodatage dans leurs enregistrements. Cet aspect est essentiel au moment de déterminer les conséquences ou les effets causés par une perturbation dans le reste de l'installation. Si les équipements de mesure ne sont pas synchronisés, il est impossible de tirer des conclusions de cause à effet.

Gestion à distance

L’un des besoins les plus fréquents d’un audit énergétique est celui de devoir effectuer différentes mesures en différents points de la même installation. Généralement, ce besoin implique des déplacements, généralement longs et coûteux, aux installations dotées des équipements de mesure pour arrêter l’enregistrement, les installer au nouveau point de mesure et relancer l’enregistrement. MYeBOX vous permet d’arrêter l'enregistrement des données à distance et de demander à toute personne chargée de la maintenance de l'entreprise (qualifiée et respectant les consignes de sécurité) de changer l’emplacement de l’équipement. Une fois que l'équipement est dans le nouvel emplacement, nous pouvons vérifier à distance la connexion correcte de l'équipement, la configuration et relancer l'enregistrement des données.

Analyse multiple

Avec un analyseur conventionnel, l'utilisateur est obligé de configurer une période d'enregistrement qui s'applique à toutes les variables. Cette restriction semble mineure mais elle pénalise l’utilisateur puisque pour pouvoir effectuer un audit énergétique et appliquer la norme EN50160, l’enregistrement que l’utilisateur doit sélectionner est de 10 minutes, mais que se passe-t-il s'il doit également enregistrer certaines variables, telles que la tension et le courant, toutes les secondes ? Eh bien, il ne peut pas le faire simultanément. Il doit créer un nouvel enregistrement en sélectionnant ces variables avec une période d'une seconde. MYeBOX est un équipement précis et complet à tel point que, dans le même enregistrement, il permet à l’utilisateur d’effectuer plusieurs types d’analyses de l’installation. Comment est-ce possible ? C'est le seul analyseur sur le marché qui permet « per se » de configurer différentes périodes d'enregistrement pour différentes variables ou groupes de variables. Il est possible de configurer l'enregistrement de variables telles que la tension et le courant toutes les secondes, pendant que d'autres variables sont enregistrées toutes les 10 minutes.

Alarmes

MYeBOX permet la configuration de certaines alarmes associées à la valeur de certaines grandeurs électriques mesurées par l'équipement. Ces alarmes peuvent être envoyées par courrier électronique aux différents utilisateurs de cet analyseur, ce qui permet un contrôle actif de l'installation.

MYeBOX®

MYeBOX est ainsi capable de s’adapter à toutes les exigences pour aider les installateurs et les responsables de la maintenance à prendre les bonnes décisions au bon moment, réduisant ainsi les coûts directs et indirects de la manière la plus rapide et efficace.

 

Plus d'information: MYeBOX®. Analyseur portable de réseaux électriques

 

Voitures électriques : Mode, tendance ou réalité ?

Nous avons tendance à croire que les voitures électriques supposent une technologie révolutionnaire

Nous pensons qu’il s’agit d’un changement radical dans la mobilité, or les premières voitures électriques sont apparues au XIXe siècle (1832/1839), et étaient déjà vantées comme silencieuses, sans odeur (contrairement aux voitures à combustion de cette époque), l’autonomie était déjà également un sujet important. Elles ont évolué au début du XXe siècle avec la possibilité de parcourir des distances supérieures à 100 kilomètres.

Voitures électriques : Mode, tendance ou réalité ?C’est alors que sont apparus le Colonel Drake, avec ses puits de pétrole aux États-Unis, et Henry Ford avec sa Ford T, la première voiture à combustion fabriquée dans une chaîne de montage en série, et la première grande bataille entre la voiture électrique et celle à combustion gagnée par cette dernière.

Aujourd’hui, au XXIe siècle, la situation est très différente. La difficulté de disposer de combustibles fossiles, la législation au niveau mondial qui promeut la mobilité électrique (l’Europe a mis en œuvre des réglementations « agressives » visant à réduire l’effet de serre dans le cadre de l’Accord de Paris sur le climat) et surtout tous les graves problèmes de pollution touchant le monde entier, font que le véhicule électrique est devenu l’élément clé dans la transformation de la société vers une conscience plus responsable des problématiques environnementales.

Il existe chez les futurs utilisateurs potentiels de véhicules électriques deux grandes préoccupations, la première concerne le coût d’un véhicule électrique et la seconde, la disponibilité de points de recharge sur la voie publique, dite recharge d’urgence.

Récemment, Erik Jonnaert, le secrétaire général de l’ACEA (Association européenne de fabricants d’automobiles) a publié un article dans lequel il expliquait que le secteur de l’automobile vit une des plus grandes périodes de transformation de son histoire, ce qui suppose que « dans trois ans, la voiture électrique coûtera le même prix qu’une voiture conventionnelle ».

Voitures électriques : Mode, tendance ou réalité ?Quant à la disponibilité de points de recharge sur la voie publique, un autre article fait référence à l’existence actuellement dans l’Union européenne de 100 000 points de recharge, chiffre qui selon les prévision devrait être multiplié par 20 pour arriver aux deux millions de stations de recharge d’ici 2025.

Pour contribuer à atteindre cet objectif, Circutor, entreprise espagnole et pionnière sur la scène européenne, a travaillé ces dix dernières années pour offrir des solutions de recharge visant à satisfaire chacun des besoins des utilisateurs de véhicules électriques, aussi bien sur la voie publique avec des équipements à courant continu (recharge rapide), qu’en usage privé (recharge liée) avec des équipements à courant alternatif (recharge lente).

RECHARGE LIÉE

Il s’agit d’une recharge lente, à courant alternatif (de 3,7 kW à 22 kW, modèles eHome et eNext de Circutor), qui serait associée à la place de parking de notre voiture. Le principal objectif de ce type de charge est de profiter de la nuit, période pendant laquelle la plupart des utilisateurs ont leur voiture garée, pour réaliser une recharge sur une durée de 6 à 8 heures à partir de la puissance inutilisée dans notre logement la nuit, et qui pourrait être associée à un tarif d’électricité à coût très réduit.

Coches eléctricos, moda, tendencia o realidad?

RECHARGE SUR LA VOIE PUBLIQUE

Sur la voie publie, il existe deux types de solutions, la semi-rapide qui est celle que nous pouvons trouver dans certains centres commerciaux et hôtels. Cette solution correspond à une recharge à courant alternatif avec une puissance maximale de 22 kW (Modèle URBAN de Circutor).

La seconde solution serait la rapide, celle pensée pour les stations-service qui offrent une recharge électrique, lesdites stations de recharge. Dans ce cas, la recharge est effectuée avec du courant continu (50/150 kW Modèle Raption de Circutor), et la durée nécessaire doit être la plus courte possible, d’un maximum de 30 minutes.

Voitures électriques : Mode, tendance ou réalité ?

La combinaison et la mise en œuvre des différents types de recharge commencent à assurer à l’utilisateur des déplacements en véhicules électriques avec les mêmes garanties d’autonomie offertes aujourd’hui par les véhicules à combustion, mais à travers une nouvelle expérience de conduite et, le plus important, en respectant l’environnement pour assurer un avenir durable aux prochaines générations.

Le déploiement imminent de points de recharge, lié au pari des grands fabricants d’automobiles et conjugué à la prise de conscience toujours plus grande des citoyens, ne laissent aucun doute et nous permettent d’affirmer avec conviction que le véhicule électrique n’est pas une simple mode ou tendance passagère, mais bel et bien une réalité et un pari mondial en train de changer et va changer de façon radicale notre mode de mobilité actuel.

Voitures électriques : Mode, tendance ou réalité ?

Nouvelle filiale de CIRCUTOR en FRANCE

CIRCUTOR s’installe dans la Ville Lumière

 

Avec près de 50 ans d’expérience dans le secteur de l’électricité, nous ouvrons notre filiale en France pour être plus proche de vous.

Notre objectif: vous accompagner dans le développement de vos projets d'efficacité énergétique.

 

Afin de vous faciliter la réalisation de vos projets, CIRCUTOR vous propose son offre de services:

 

  • Assistance technique
  • Service avant-vente
    • Dimensionnement de batteries de condensateurs BT
    • Dimensionnement de solutions de filtrage des harmoniques
    • Conception sur mesure de projets de compensation d'énergie réactive MT
    • Développement de systèmes de gestion d'énergie
    • Campagnes de mesure pour audits énergétiques
  • Assistance téléphonique
  • Logistique
  • Services après-vente
  • Support technique
  • Formations techniques à destination de nos partenaires et clients
Nouvelle filiale de CIRCUTOR en FRANCE
Nouveau catalogue de Solutions pour l’Efficacité Énergétique

 

Téléchargez le nouveau catalogue de Solutions pour l’Efficacité Énergétique:

Catalogue de Solutions pour l’Efficacité Énergétique

Toute batterie avec filtres est-elle valable pour compenser une réactive dans des réseaux avec harmoniques ?

La solution pour compenser l'énergie réactive dans les réseaux avec distorsion harmonique est généralement basée sur un équipement standard, mais dans certains cas, l'application d'un équipement spécifique est requise.

Batteries de condensateurs avec filtres de rejet

La particularité de la compensation de l'énergie réactive dans les réseaux présentant des niveaux importants de distorsion harmonique, tant en tension qu'en courant, est un sujet de plus en plus connu des responsables de la prescription de la batterie de condensateurs adaptée à toute installation électrique.

En général, la plupart des fabricants de batteries de condensateurs automatiques incorporent dans leur catalogue des équipements conçus pour être utilisés dans des réseaux présentant des distorsions harmoniques d’un certain niveau. CIRCUTOR, en particulier, propose une gamme complète de batteries de condensateurs automatiques, avec manœuvre par contacteur et par thyristor, ainsi que de groupes de compensation fixes, équipés de filtres de rejet (également appelés filtres désyntonisés) avec une fréquence de syntonisation de 189 Hz (dans des réseaux 50 Hz), correspondant à un facteur de surtension de p= 7 %.

Cette syntonisation de 189 Hz est la norme choisie par CIRCUTOR, car elle offre une solution adéquate et efficace pour la grande majorité des installations nécessitant une batterie équipée de filtres de rejet, étant adaptée à la présence d'harmoniques d'ordre 5 (250 Hz dans des réseaux de 50 Hz) ou supérieurs, qui sont ceux généralement générés par les sources de courants harmoniques les plus courantes, c’est-à-dire les charges triphasées équipées d’un pont redresseur à 6 impulsions à son entrée : variateurs de vitesse ou de fréquence, redresseurs CA/CC, fours à induction,....

Pour le cas, beaucoup moins courant, d'une prédominance d'harmoniques d'ordre 3 (150 Hz dans des réseaux 50 Hz), l'installation de filtres de rejet réglés sur 134 Hz est disponible en option (facteur de surtension de p= 14 %).

  • Cette normalisation implique-t-elle alors, à la fréquence de résonance de 189 Hz, que le choix de la batterie de condensateurs doit être effectué simplement en optant pour celle de la puissance nécessaire parmi les modèles standard ?
    La réponse est simplement : non.
  • Est-ce alors une erreur d'avoir choisi cette fréquence de 189 Hz comme norme ?
    La réponse est simplement : non.

 

Où est le problème alors ?


Typologie de réseaux électriques

La réponse à cette question nécessite un bref rappel du principe de fonctionnement des filtres de rejet. Si nous observons le graphique impédance-fréquence d’une série réactance-condensateur définie avec p= 7 % (Fig. 1), nous voyons qu’elle offre l’impédance la plus basse à 189 Hz et que l’impédance augmente progressivement de part et d’autre, avec la particularité que l’impédance est capacitive à des fréquences inférieures à 189 Hz, et de nature inductive à des fréquences plus élevées.

"C'est précisément ce caractère inductif face aux fréquences harmoniques d'ordre 5 ou supérieur qui évite la possibilité qu'un phénomène de résonance se produise à l'une de ces fréquences."

 

Mais la valeur de cette impédance aux différentes fréquences harmoniques, ainsi que la valeur de l'impédance de court-circuit au point de connexion de la batterie au réseau (Xcc en CCP) constituent également un paramètre clé pour le bon fonctionnement du filtre de rejet.

Fig. 1 Réponse en fréquence d'un filtre de rejet avec p= 7 % (189 Hz)
Fig. 1 Réponse en fréquence d'un filtre de rejet avec p= 7 % (189 Hz)

Dans un réseau équipé d’un filtre de rejet, avec un schéma unifilaire et un schéma équivalent, comme indiqué dans la Fig. 2, il est habituel que l'impédance de court-circuit (Xcc) au point de connexion de la batterie au réseau (CCP) soit nettement inférieure à l'impédance de chaque échelon de la batterie de condensateurs, de sorte que l'absorption par chaque échelon des courants harmoniques circulant dans le réseau doit être relativement faible par rapport à celle qui circule vers le réseau, car c’est le chemin de moindre impédance.

Mais la situation peut changer dans le cas de réseaux où la valeur Xcc est élevée, c'est-à-dire dans les réseaux où la puissance de court-circuit (Scc) dans le CCP est faible. Ce type de réseaux est également appelé réseau virtuel.

Fig. 2 Schéma unifilaire et schéma équivalent d’une installation équipée d’un filtre de rejet

Fig. 2 Schéma unifilaire et schéma équivalent d’une installation équipée d’un filtre de rejet

Les installations susceptibles de subir cette situation sont celles où la puissance de court-circuit dans le réseau de distribution haute tension est faible au point de couplage du réseau basse tension, ou celles qui sont alimentées par un transformateur de puissance avec une valeur de facteur K (facteur de surcharge harmonique) qui ne convient pas, par défaut, au contenu harmonique des charges qu’il alimente, ou lorsqu'il existe de longs tronçons de câbles entre la sortie du transformateur et le CCP de la batterie au réseau, ce qui implique une haute impédance dans ladite section.

Dans ces cas, l’effet le plus courant est l’augmentation des courants harmoniques absorbés par les échelons de la batterie de condensateurs. Cette augmentation peut être dans certains cas très importante, surchargeant sévèrement les condensateurs et les réactances constituant chaque filtre de rejet, et accélérant, notamment dans le cas des condensateurs, leur détérioration qui se traduit généralement par une diminution de leur capacité. Cette diminution de capacité augmente même l’absorption de courants harmoniques puisque, comme on peut le déduire de la formule qui détermine la fréquence de résonance (Fig. 1), une diminution de capacité implique une augmentation de la fréquence de syntonisation, de sorte qu'elle est encore plus proche des fréquences harmoniques présentes dans le réseau (rappelez-vous que c'est généralement celle d'ordre 5 qui prédomine), réduisant ainsi l'impédance. à ladite fréquence et, par conséquent, augmentant la consommation en courant dudit ordre.

En d'autres termes, le filtre désyntonisé a un comportement plus proche de celui d'un filtre syntonisé ou d'un filtre d'absorption, mais comme il n'a pas été conçu pour un tel usage, sa capacité est dépassée, ce qui entraîne sa détérioration.

De plus, les réseaux avec de faibles valeurs de Scc tendent à présenter, dans le cas d'une forte circulation de courants harmoniques, des niveaux élevés de distorsion harmonique (THD (U)), ce qui suppose un élément de plus qui contribue à l’augmentation du courant harmonique absorbé par les condensateurs.

En bref, une solution adoptée pour empêcher que l’installation d’une batterie de condensateurs n'affecte le réseau et que cette dernière ne soit à son tour affectée par l’existence d’harmoniques dans le réseau, peut ne pas fournir les résultats escomptés, avec la problématique tant au niveau technique que commercial que cela entraînera sans aucun doute.

Solutions spéciales à appliquer

Quelle option pouvons-nous envisager au moment de proposer une compensation de réactive au moyen d’une batterie avec filtres de rejet dans ce type d’installation ?

Le premier point serait évidemment de déterminer si l'installation à compenser peut ou non être du type exposé, c'est-à-dire, un réseau virtuel. Malheureusement, il n’existe pas de méthode simple et infaillible pour le faire, mais il existe une série de conditions qui peuvent nous aider à le déterminer avec un degré de réussite assez élevé. Les principales sont celles énumérées ci-dessous :

  • Il y a une diminution notable de la valeur de la tension entre les conditions de vide (sans charge) et de pleine charge, et le niveau de distorsion harmonique en courant (THD (I)) est supérieur à 15 % en condition de pleine charge.
  • Le niveau de distorsion harmonique en tension (THD (U)), au point où la batterie de condensateurs sera connectée, a une valeur supérieure à 3 % dans les conditions de vide de l'installation.
  • Le niveau de distorsion harmonique en tension (THD (U)), au point où la batterie de condensateurs sera connectée, a une valeur supérieure à 6 % dans des conditions de charge normale de l'installation.

Dans le cas où une ou plusieurs des situations ci-dessus sont rencontrées, il est vivement conseillé de prescrire une batterie de condensateurs équipée de filtres de rejet avec une syntonisation différente de celle standard de 189 Hz (toujours, bien entendu, en supposant que les harmoniques présents dans le réseau sont d’ordre 5 ou supérieur).

Quelle syntonisation est alors conseillée ?

CIRCUTOR propose pour ces cas une syntonisation d'une valeur de 170 Hz, correspondant à p= 8,7 %, qui confère un haut niveau de protection à la batterie de condensateurs installée dans des réseaux du type susmentionné.

Qu'obtenons-nous avec ce changement de syntonisation ?

En reprenant le graphique de la réponse en fréquence d’un filtre de rejet (Fig. 1), il est observé qu'en diminuant la fréquence de résonance, l'impédance que le filtre présente aux harmoniques d'ordre 5 ou supérieur est augmentée, nous réduisons donc considérablement la possibilité d'une consommation élevée desdits courants harmoniques. De plus, ce changement de syntonisation s'accompagne de l'utilisation de condensateurs de tension nominale supérieure à celle de ceux utilisés dans les filtres standard de p= 7 %, et de l'utilisation de réactances avec une valeur d'inductance (mH) également supérieure à celle des modèles standard. Tout cela donne une batterie de condensateurs nettement plus robuste qu'une batterie analogue en puissance avec p= 7 %.

Cas d'étude

Ce qui suit est un cas réel où l’application de deux batteries de filtres de rejet, à manœuvre par thyristors, et d’ensembles réactance-condensateur syntonisés à 170 Hz, a permis d’obtenir une compensation parfaite du réseau et, de plus, a nettement amélioré la qualité de l'alimentation (qualité de la tension) dans ledit réseau.

L’installation correspond à un funiculaire de la ville de Barcelone, dont le schéma unifilaire simplifié est illustré par la Fig. 3.

Fig. 3 Schéma unifilaire simplifié de l'installation d'un funiculaire de la ville de Barcelone
Fig. 3 Schéma unifilaire simplifié de l'installation d'un funiculaire de la ville de Barcelone

Fig. 4 Installation du funiculaire. La batterie de condensateurs est observée à gauche de la photo
Fig. 4 Installation du funiculaire. La batterie de condensateurs est observée à gauche de la photo

Ce type d’installations présente clairement une symptomatologie similaire à celle décrite pour déterminer si elles sont ou non susceptibles de poser des problèmes dans le cas où une batterie de condensateurs classique avec des filtres de rejet est installée, puisqu’elles sont généralement situées loin de la sous-station à haute tension qui les alimente, avec une distance entre le transformateur MT/BT et la charge principale, en l’occurrence le convertisseur de puissance et le moteur de commande, généralement de plusieurs mètres et, avec l’existence, précisément, d’un convertisseur de puissance qui fait que le niveau de distorsion harmonique dans le courant est assez élevé.

Situation préalable à l'installation de la batterie de condensateurs

La Fig. 5 montre l'évolution des puissances actives et réactives inductives (période d'intégration de 1 s) dans l'un des deux transformateurs de l'installation. La batterie de condensateurs, qui correspond à un dispositif CIRCUTOR, avec manœuvre par thyristors, de 6 x 55 kvar/500 V/50 Hz/p = 8,7 %, est déconnectée.

Fig. 5 Évolution de la puissance active triphasée générée (rouge), de la puissance active triphasée consommée (vert) et de la puissance réactive inductive consommée (violet et bleu)
Fig. 5 Évolution de la puissance active triphasée générée (rouge), de la puissance active triphasée consommée (vert) et de la puissance réactive inductive consommée (violet et bleu)

La Fig. 6 montre clairement l'influence sur la tension du réseau de la valeur du courant fourni par le transformateur, autre symptôme évident de réseau virtuel.

Fig. 6 Evolution de la tension entre les phases L1 et L2 (bleu) et de l'intensité du courant en L1 (vert) au point A
Fig. 6 Evolution de la tension entre les phases L1 et L2 (bleu) et de l'intensité du courant en L1 (vert) au point A

La Fig. 7 présente l'évolution des niveaux de distorsion en tension THD (U), qui sont significativement élevés en période de forte consommation d'intensité de courant par le convertisseur de puissance.

Fig. 7 Evolution de la distorsion harmonique en tension par phase au point A
Fig. 7 Evolution de la distorsion harmonique en tension par phase au point A

Fig. 8 Formes d'onde de tension et de courant aux moments de consommation maximale du convertisseur
Fig. 8 Formes d'onde de tension et de courant aux moments de consommation maximale du convertisseur

Situation actuelle, après l'installation de la batterie de condensateurs

La Fig. 9 montre l'évolution des puissances actives et réactives inductives (période d'intégration de 1 s) dans l'un des deux transformateurs de l'installation. La batterie de condensateurs est déjà en service.

Fig. 9 Évolution de la puissance active triphasée générée (rouge), de la puissance active triphasée consommée (vert) et de la puissance réactive inductive consommée (violet et bleu)
Fig. 9 Évolution de la puissance active triphasée générée (rouge), de la puissance active triphasée consommée (vert) et de la puissance réactive inductive consommée (violet et bleu)

La Fig. 10 montre comment la réduction de la valeur du courant que le transformateur doit fournir réduit les variations de la tension dans le réseau de manière très sensible, améliorant ainsi la qualité de l'alimentation.

Fig. 10 Evolution de la tension entre les phases L1 et L2 (bleu) et de l'intensité du courant en L1 (vert) au point A
Fig. 10 Evolution de la tension entre les phases L1 et L2 (bleu) et de l'intensité du courant en L1 (vert) au point A

La Fig. 11 présente l'évolution des niveaux de distorsion en tension THD (U) lorsque l'équipement de compensation de réactive est en service. En comparant ces valeurs avec celles de la Fig. 7, une réduction notable des taux de distorsion harmonique en tension peut être observée (environ 40 % pour les valeurs maximales). La connexion de la batterie a un double effet réducteur de ces débits, effet provoqué par l'absorption d'un certain pourcentage du courant harmonique généré par le convertisseur par les condensateurs (dans ce cas, sans aucun risque pour ceux-ci car il s'agit d'un équipement renforcé pour cette situation), ainsi que par la réduction du courant circulant entre la sortie du transformateur de puissance et le CCP, ce qui diminue considérablement la chute de tension harmonique dans ledit câble, ainsi que les pertes internes dans le transformateur. En bref, la qualité de la tension dans le réseau, même si elle présente toujours des niveaux de distorsion élevés, passe à des valeurs plus tolérables, entraînant une amélioration significative de la qualité de l'alimentation électrique de l'installation, minimisant ainsi le risque de dysfonctionnement des équipements.

Fig. 11 Evolution de la distorsion harmonique en tension par phase au point A
Fig. 11 Evolution de la distorsion harmonique en tension par phase au point A

Conclusions

Des diverses conclusions auxquelles aboutissent ce qui vient d'être discuté, nous pouvons considérer que la principale est la recommandation, par contre habituelle et constante de CIRCUTOR, de réaliser, dans la mesure du possible, une analyse de toute installation nécessitant l'incorporation d'une batterie de condensateurs pour la compensation réactive, devant laquelle des doutes raisonnables pourraient naître quant à un éventuel problème au niveau de la distorsion harmonique existant dans le réseau ; une analyse qui nous fournit les informations nécessaires à la sélection correcte et sûre de l'équipement le plus approprié pour chaque cas particulier. Il ne faut pas oublier que, en ce sens, CIRCUTOR met à la disposition du marché une gamme complète d'analyseurs de réseau à la point de la technologie qui, associés à un logiciel de gestion de données efficace, permettent de réaliser toute étude liée au sujet exposé dans cet article.

CIRCUTOR, votre allié le plus fiable pour tous les besoins liés au domaine de la compensation de réactive et du filtrage d'harmoniques.

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