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Timestamp: 2020-04-09 11:12:47+00:00
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Spec source autonome 230V – Entre Électriciens
Spec source autonome 230V
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Mots-clés : ASI, ferroviaire, Onduleur, traction
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5 décembre 2018 à 20 h 56 min #4683
La présente note a pour objet de définir les caractéristiques techniques des sources autonomes, de type onduleur, 400V / 230V – 50Hz, destinées à alimenter l’ensemble des équipements sécuritaires des stations (sonorisation, vidéo surveillance, télétransmission, éclairage de sécurité, …), sous-station et locaux techniques de la ligne de tramway.
2.1 Structure du réseau
Elle est définie par les schémas unifilaires Basse Tension.
2.2 Implantation des équipements
• L’ensemble constitué par le chargeur et l’onduleur est implanté dans une enveloppe unique située dans la sous-station.
• Les batteries sont placées en armoire (batteries étanches) ou en chantier.
Les différents organes respectent la liste de normes suivantes :
NF C 15 100 : Installations basse tension
NF EN 60439 : Ensembles d’appareillage à basse tension
NF C 32 070 : Comportement au feu des conducteurs et câbles isolés
NF EN 62 034 : Système automatique de test pour éclairage de sécurité sur batteries
NF C 71 815 : Essais de type pour les sources centralisées de série
NF EN 50 171 : Systèmes d’alimentation à source centrale
NF C 63 412 : Ensembles préfabriqués à basse tension
CEI 60896 : Batteries stationnaires
NF EN 50 272 : Règles de sécurité pour les batteries et les installations de batteries
4.1 Caractéristiques dimensionnelles – masse
Le Titulaire indique quelles sont les dimensions hors tout et la masse de l’armoire constituant l’ensemble chargeur-onduleur.
Il précise en outre les dimensions et la masse des batteries.
4.2 Caractéristiques électriques particulières
4.2.1 Chargeur
• Tension d’entrée : 400 V 50 Hz +/- 10 % triphasé / 230 V 50 Hz monophasé
• Fréquence : 50 Hz +/- 5 %
4.2.2 Onduleur
• Tension de sortie : 230 V +/- 1 % ~ monophasé ou 230 V / 400 V-50 Hz tri.
• Fréquence : 50 Hz +/- 1 % indépendant de la charge
• Distorsion : <3 % en pleine charge quelle que soit la tension batterie
• Cos ϕ de la charge : 0,8 (0,95 pour l’éclairage de sécurité)
• Durée transfert secours : sans coupure
• Température de fonctionnement : <35 ° C
Le Titulaire précise :
• La plage de température d’utilisation de l’ensemble,
• La puissance des chargeurs dans la gamme d’intensités normalisées suivant l’utilisation,
• Les tensions de sortie des chargeurs,
• La tension d’entrée maximale de l’onduleur,
• La tension d’entrée minimale de l’onduleur,
• La durée de tenue au court-circuit,
• Le rendement global de l’ensemble chargeur/onduleur,
• Temps de remise en phase des signaux (secteur et onduleur),
• Temps de couplage sur le réseau en cas de défaut onduleur,
• La capacité et le nombre d’éléments de batterie,
• Le courant de charge maximum des batteries,
4.3 Caractéristiques garanties
Les valeurs suivantes sont garanties dans les conditions fixées par la présente spécification technique:
• Tension de sortie redresseur et conditions de régulation,
• Puissance délivrée par le chargeur,
• Taux d’ondulation du redresseur,
• Facteur de conversion du redresseur,
• Tension de sortie onduleur et conditions de régulation,
• Fréquence de sortie onduleur et conditions de régulation,
• Distorsion du signal de sortie onduleur,
• Durée d’autonomie de la batterie,
• Niveau de bruit de l’ensemble chargeur onduleur,
• Le rendement de l’ASI (Nota : le meilleur rendement est obtenu par l’utilisation de la technologie de découpage IGBT avec une régulation numérique),
• Sa capacité à alimenter des charges non linéaires, (filtrage du réseau des perturbations induites par l’alimentation des charges non linéaires),
• Ses caractéristiques en matière de « pollution » électrique (redresseur à faible réinjection),
• Ses conditions de traitement et de recyclage en fin de vie.
5 CONDITIONS INDUSTRIELLES D’EXPLOITATION
5.1 Utilisation normale du matériel
• En régime permanent, la puissance disponible à la sortie de l’onduleur est la puissance nominale de celui-ci.
• En régime permanent, la puissance disponible à la sortie du chargeur est la somme de la puissance définie précédemment et de la puissance nécessaire à une charge forcée automatique des batteries.
• L’attention du Titulaire est attirée sur la bonne reconstitution du régime de terre en aval des sources autonomes dans toutes les configurations de fonctionnement.
• Pour les régimes de neutre IT, il convient de prévoir un transformateur d’isolement à la sortie de l’onduleur, lorsque celui-ci ne possède pas d’isolement galvanique entre l’entrée et la sortie.
• Pour les régimes de neutre TT, il convient de prévoir un transformateur d’isolement à la sortie de l’onduleur, que celui-ci possède ou non une isolation galvanique, afin de rétablir le régime de neutre.
Toutes ces dispositions seront à valider par le Contrôleur Technique. En cas de refus, le Titulaire procédera aux modifications nécessaires, à ses frais.
Le Titulaire mettra en oeuvre les moyens nécessaires (en coffret ou au niveau du local technique) pour rendre compatible les plages de fonctionnement des équipements (température…) avec les conditions extérieurs (température, humidité, précipitation…)
5.2 Conditions exceptionnelles d’utilisation du matériel
Le titulaire précise la valeur et la durée de la surcharge temporaire que peut supporter l’ensemble chargeur-batterie-onduleur.
En régime exceptionnel, la puissance disponible à la sortie du chargeur est la somme de la puissance nominale de l’onduleur et de la puissance nécessaire à une charge automatique forcée des batteries.
6 CONDITIONS D’ALIMENTATION DES AUXILIAIRES DE FONCTIONNEMENT
• Tous les contacteurs, relais, cartes électroniques, ventilateurs, propres à l’équipement et contenus dans celui-ci sont alimentés sous les tensions du choix du constructeur. Ces tensions sont générées par l’équipement à partir de l’alimentation chargeur.
• Toutes les informations de marche, défaut et couplage, transmises à distance, sont recueillies par un circuit de contrôle 48 V = (contact sec – boucle tension externe à l’ASI)
7 DESCRIPTION DU MATERIEL
L’ensemble de l’équipement est constitué par trois éléments principaux : le chargeur, la batterie et l’onduleur.
7.2 Chargeur et onduleur
7.2.1 Constitution
• Le chargeur et l’onduleur sont contenus dans une enveloppe unique, d’indice de protection IP 52 – IK10.
• Les armoires, en tôle pliée, regroupent en face avant, les organes de commande et de contrôle. Les raccordements sont réalisés à la partie inférieure et sont accessibles portes ouvertes.
• Les locaux recevant ces équipements sont (sauf indication contraire sur CCTP), ventilés naturellement. Le titulaire prévoit, si nécessaire, un extracteur mécanique fixé sur ses armoires, pour refroidir ses équipements.
• Les organes de commande contrôle sont placés en face avant de l’onduleur et doivent permettre :
• la marche ou l’arrêt du chargeur,
• la marche ou l’arrêt de l’onduleur,
• le couplage de l’onduleur,
• la visualisation de ces 3 états,
• la possibilité de visualiser un défaut chargeur et défaut onduleur,
• la signalisation de l’état de fonctionnement de l’onduleur (fonctionnement normal, fonctionnement en autonomie, au recours couplé),
• la lecture de l’intensité sortie onduleur, totale chargeur,
• l’état de décharge des batteries.
• La commande et la régulation de l’électronique de puissance sont implantées sur des cartes enfichables à l’aide de connecteurs. Le titulaire s’efforce de réaliser des cartes traitant chacune des fonctions précises. Des points de test et des voyants de défaut implantés sur les cartes permettent un dépannage rapide.
• Le Titulaire précise les possibilités de télé-diagnostic et prévoir une carte d’interface à relier au réseau.
• Le titulaire précise, par ailleurs, les critères de fonctionnement du dispositif permettant le passage de la charge normale à la recharge après décharge prolongée des batteries. Pour l’éclairage de sécurité, il indique la durée d’une recharge pour des batteries déchargées à 80 % (maxi. 12 h).
• Si l’onduleur est équipé de roulettes, l’installateur doit fournir les raccordements souples prévus par le constructeur, afin que la maintenance de l’onduleur puisse se faire normalement.
Il indique, en outre, la durée d’une recharge pour des batteries déchargées à 80 %.
7.2.2 Dispositifs particuliers
• La protection des batteries se fait par disjoncteur et non par fusible. Ce disjoncteur est situé en coffret mural indépendant.
• Un commutateur statique, contenu dans l’équipement, permet, en cas de défaut onduleur, de coupler directement le réseau sur la charge, sans pour autant arrêter la charge de la batterie. A cet effet, un circuit d’alimentation 230 V 50 Hz monophasé est fourni au titulaire jusqu’à l’équipement. (Nota : ce dispositif n’existe pas sur l’onduleur d’alimentation de l’éclairage de sécurité).
• Un transformateur d’isolement générant un régime de neutre différent au réseau amont peut être inséré sur la bretelle de secours.
• Un dispositif contrôle et ajuste en permanence la mise en phase entre le signal du réseau et celui généré par l’onduleur. En cas de coupure puis de rétablissement du secteur, la remise en phase devra s’effectuer dans un temps très court.
• Un dispositif de coupure automatique, associé à un relais de tension, permet d’isoler la batterie de l’utilisation lorsque la tension de sortie de l’onduleur atteint un seuil, à préciser par le titulaire, permettant d’éviter une décharge complète des accumulateurs.
• Un dispositif de protection automatique constitué par un relais de tension permet de couper l’alimentation du chargeur lorsque la tension batterie devient supérieure à la tension continue maximum que peut supporter l’onduleur.
• Le fonctionnement du chargeur est asservi, éventuellement, à celui du ventilateur du local des batteries, l’arrêt du ventilateur entraînant l’arrêt du chargeur.
7.2.3 Commutation manuelle ou by-pass manuel de maintenance
Ce dispositif permet la connexion directe de l’utilisation sur le réseau secours.
Cette commutation s’opère après avoir arrêté l’onduleur.
Pour l’onduleur qui alimente l’éclairage de sécurité, ce dispositif est placé dans un coffret résistant au feu, de tenue équivalente aux câbles.
La réalisation de cet ensemble doit permettre d’intervenir sur la source stabilisée et d’avoir la possibilité de procéder au démontage de celle-ci sans conséquence pour la permanence de l’alimentation électrique.
Pour des raisons de maintenabilité certains organes peuvent être disposés à l’extérieur de l’armoire onduleur/chargeur.
7.2.4 Contrôle
Mise à disposition de contacts secs d’alarme pour automate:
• Fonctionnement sur batteries,
• Fonctionnement sur réseau,
• Niveau des batteries basses,
• Système en défaut
• Disjoncteur de protection batteries onduleur ouvert.
7.2.5 Mise à la terre
Une barre de cuivre perforée, de section appropriée, est fixée à proximité des borniers de raccordement des câbles d’alimentation et de départs « utilisation ».
Sur cette barre de cuivre sont raccordées : la liaison principale de terre entre l’armoire et le local et les équipotentielles des différents équipements de l’armoire, ainsi que celles reliées au conducteur de protection des câbles aboutissant sur le bornier, par l’intermédiaire d’une borne bicolore.
7.3 Batterie d’accumulateurs
• Les batteries sont du type étanche
• Elles sont constituées de telle sorte qu’elles permettent d’espacer les opérations d’entretien (batterie à entretien réduit).
• Les liaisons entre les éléments de batterie sont constituées de manière à ce qu’un court-circuit sur les éléments ne détériore pas ces liaisons, et soit éliminé normalement par les fusibles de protection.
• Elles sont munies de bouchon antidéflagrant.
• Le niveau d’électrolyte de la batterie est contrôlable visuellement.
7.3.2 Installation des batteries – accessoires
• Pour chaque source autonome, les batteries correspondantes sont livrées avec tous les accessoires nécessaires à leur entretien ainsi que câblots ou barrettes de liaison.
• Les batteries sont montées sur chantiers et séparées du sol par des isolateurs ou montées en armoire à tiroirs dont les dimensions sont adaptées au volume des batteries, ou sur étagère.
• Des caillebotis en bois sont placés devant les chantiers, de telle sorte que toute opération relative aux batteries puisse se faire en étant sur les caillebotis.
• Chaque élément de batterie, après mise en place sur les chantiers est numéroté à l’aide d’une étiquette autocollante sur laquelle est gravé un numéro allant de 1 à n. Cette étiquette ne doit ni se dégrader, ni se décoller au contact de l’eau ou de l’acide et être visible quel que soit le nombre d’étages du chantier.
• Chaque batterie est identifiée par une étiquette gravée, fixée sur le mur à proximité immédiate, sans confusion possible avec une autre batterie qui serait installée dans le même local.
• Des plastrons isolants empêcheront le contact simultané entre un élément de batterie et une masse, ou entre 2 chantiers de batteries distincts.
Pour tout local qui renferme des batteries, une ventilation naturelle ou mécanique qui entraîne un apport d’air neuf d’au moins 0,05 fois le nombre d’éléments x par l’intensité maximale du dispositif de charge doit être installée. Pour les onduleurs de forte puissance, les batteries d’accumulateurs seront le plus souvent installées dans un local spécialisé. Leur installation doit de faire conformément à la norme NF C15 100 paragraphe 554.
7.4 Liaison entre chargeur et batterie
Elle est réalisée en câble U1000 R0 2V et protégée par un disjoncteur (2 contacts de position, 1 contact O et 1 contact F), installé dans un coffret polyester (liaison verticale sous goulotte plastique). Le Titulaire précise la section du câble utilisé et le réglage du disjoncteur.
Pour l’éclairage de sécurité, lorsque la batterie se trouve dans un local autre que celui de l’onduleur, la liaison électrique est réalisée par un câble résistant au feu (essai CR1 suivant norme NF C 32 070).
En cas d’absence tension secteur, la durée d’autonomie de la source autonome est celle indiqué au CCTP.
• Eclairage de sécurité : 2 h
• Décharge maximale : 80 % de la capacité nominale
7.6 Température de fonctionnement
Les batteries seront installées dans un environnement compatible avec l’environnement et les variations de température ambiante.
Autant que possible, le refroidissement par climatisation du compartiment batteries sera à éviter.
9.1 Présentation des études
Les schémas électriques seront présentés sous forme de liasses regroupant par ensemble fonctionnel et par lieu géographique tous les éléments permettant un dépannage rapide.
L’implantation des batteries est soumise à l’approbation du Maître d’oeuvre.
9.2 Standardisation du matériel
L’appareillage électrique est disposé de façon rationnelle et facilement accessible.
Il est pris dans le catalogue de matériel défini dans la note technique « harmonisation des équipements ». Il est disposé de façon rationnelle et facilement accessible, groupé dans des armoires robustes, chauffées, s’il y a lieu, et ventilées protégées contre les projections d’eau.
Un court-circuit à la sortie utilisateur ne doit pas provoquer de détérioration de la source.
9.3 Documentation à fournir
• Documentation des différents équipements
• PV d’essais
• Valeurs nominales des grandeurs caractéristiques des différents équipements
Dossier de sûreté de fonctionnement (taux de défaillance, MTBF, MTTR)
10 CERTIFICATS- CONTROLES EN USINE – ESSAIS
L’équipement est soumis en usine aux essais préconisés pour ce type d’équipement et définis dans les normes suivantes :
• Chargeur : NF EN 60439
• Batteries : Il n’est procédé à aucun contrôle en usine.
Il est réalisé, pour chaque ensemble chargeur/onduleur, les essais permettant la vérification des grandeurs garanties définies au paragraphe 4.1 ou dans le CCTP.
10.3 Essais d’automatisme de fonctionnement
Réalisés après installation sur site.
• Mise en marche chargeur,
• Mise en marche onduleur,
• Couplage onduleur sur la charge installée (cette charge installée sera complétée par des charges complémentaires fournies par le titulaire pour atteindre la puissance nominale à cos ϕ = 0,8 ou à cos ϕ = 0,95 pour l’éclairage de sécurité, Cf. § 4.2.2),
• Simulation de manque et retour secteur sur différentes valeurs de charge,
• Simulation des défauts,
• Le cas échéant, simulation du défaut ventilation local batteries entraînant l’arrêt du chargeur.
10.4 Temps de commutation et distorsion
Font l’objet d’enregistrements propres à chaque source.
10.5 Essais d’autonomie
Secteur coupé, la source débite dans la charge nominale pendant une durée d’une heure. Il est procédé alors à une mesure de la tension batterie.
Ce sujet a été modifié le il y a 1 an et 4 mois par LPEL.
Ce sujet a été modifié le il y a 1 an et 4 mois par pil69.