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English
Auteur(s)
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Henri MABBOUX : Service Recherche et Développement MGE UPS SYSTEMS
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Les alimentations sans interruption (ASI) sont des interfaces entre le réseau électrique et des charges alternatives sensibles.
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Les ASI statiques, apparues au début des années 1970, ont été le résultat de l'arrivée d'une technologie, les semi-conducteurs de puissance, et du besoin d'avoir des alimentations électriques de qualité pour alimenter les grands centres informatiques de gestion. Les ASI ont suivi depuis d'importantes évolutions, du fait :
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des technologies, en particulier dans le domaine des semi-conducteurs de puissance ;
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du développement de la mini-informatique et micro-informatique ; pour répondre à ces besoins, l’offre en onduleurs s’est élargie pour se situer actuellement en puissance de quelques centaines de voltampères à plusieurs centaines de kilovoltampères ;
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de l’extension des réseaux informatiques ; l’ASI est considérée comme un périphérique de l’application, ce qui lui demande de pouvoir communiquer avec ces réseaux.
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Dans cet article, nous parlerons des ASI statiques pour charge alternative, communément appelées onduleurs. En langue anglaise, l’équivalence de ASI est le terme UPS « Uninterruptible Power Supply ».
Le terme « onduleur » peut recouvrir plusieurs réalités selon le contexte :
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la première est l’ensemble de l’interface entre le réseau et la charge ;
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la seconde est le convertisseur statique qui élabore du courant alternatif à partir d'une source continue.
Pour assurer la continuité de service, les ASI mettent en œuvre des accumulateurs chimiques d’énergie plomb-acide ou cadmium-nickel.
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Avant de présenter les ASI, voici un bref aperçu des perturbations ren- contrées sur les réseaux électriques.
Les coupures de tension correspondent à une absence du réseau pendant plus d’une minute.
Les coupures brèves de tension et les creux de tension sont des phénomènes de 10 ms à quelques dizaines de secondes entraînant une baisse de tension pouvant évoluer de 10 % à 100 % de la valeur nominale. Par exemple, on peut citer la permutation de source à la suite d’un défaut sur une arrivée moyenne tension, l’enclenchement de transformateurs ou le démarrage de moteurs.
Les microcoupures sont les perturbations transitoires inférieures à 10 ms.
Les surtensions peuvent être générées par l’enclenchement ou le déclenchement de charge sur le réseau moyenne tension (MT). Elles sont transmises au réseau basse tension (BT) par les transformateurs MT/BT.
La distorsion en tension provient des charges non linéaires qui génèrent une distorsion en tension fonction de l’impédance du réseau. Le niveau de distorsion peut annuler la marge de compatibilité entre la source et la charge alimentée.
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Compatibilité de l’ASI avec son alimentation
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3. Compatibilité de l’ASI avec sa charge
3.1 Approche générale
Pour s’assurer de la compatibilité, les points à prendre en compte sont les suivants.
HAUT DE PAGE
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Quelle est la criticité de l’application en terme de :
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sécurité des personnes et des biens ;
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perte d’exploitation et de coût de remise en route ;
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gêne en cas d’indisponibilité ?
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Quel est le temps pour arrêter correctement l’application ?
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L’application est-elle constituée d’une ou de plusieurs machines ?
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Quel est le mode d’alimentation de la charge :
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monophasé ;
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triphasé avec ou sans neutre ;
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tension et fréquence nominales ?
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Quelle est la sensibilité, en variation de tension, des machines alimentées ?
La figure 10 est un extrait de la norme CEI 60146 (partie 4) ; elle représente la caractéristique dynamique de tension convenant à la plupart des charges.
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Quelle est la sensibilité des machines alimentées en distorsion de tension ?
La charge accepte-t-elle en permanence une tension d’alimentation non sinusoïdale de forme trapézoïdale ?
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Quelle est la nature de la charge :
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charge passive ou active ;
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charge linéaire ou non linéaire ?
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Quelles sont les puissances de la charge en régime permanent et transitoire :
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puissance apparente ;
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puissance active et facteur de puissance ;
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puissance instantanée et facteur de crête ?
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- ...
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Compatibilité de l’ASI avec sa charge
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Guide Pratique : Les Onduleurs pour la sécurité des installations ; - 2e édition d’octobre 1996, Collection Journal de l’Équipement Électrique et Électronique (J3E).
-
(2) - SENON (G.E.) - Évaluation des performances d’architectures multi-ASI : fiabilité et disponibilité. - Extrait de la Revue générale de l’Électricité, no 11 (décembre 1992).
-
(3) - FIORINA (J.N.) - Onduleurs et harmoniques (cas des charges non linéaires). - Cahier Technique Merlin Gerin, no 159 (juin 1992).
-
(4) - FIORINA (J.N.) - Harmoniques en amont des redresseurs des ASI. - Cahier Technique Merlin Gerin, no 160 (mars 1993).
-
(5) - Charte des installations électriques Basse Tension. La connaissance et la prescription des schémas de liaisons à la terre. - Groupe Schneider (juillet 1996).
-
...
NORMES
-
Installations électriques à basse tension. - NF C15-100 - 12-2002
-
Installations électriques à basse tension. Guide pratique – Alimentation sans interruption (ASI) de type statique et système de transfert statique (STS) – Règles d’installation. - UTE C15-402 - 11-2004
-
Convertisseurs à semi-conducteurs. Spécifications communes et convertisseurs commutés par le réseau. Partie 1-1 : Spécifications des clauses techniques de base. - CEI 60146-1-1 - 4-1991
-
Convertisseurs à semi-conducteurs. Spécifications communes et convertisseurs commutés par le réseau. Partie 1-2 : Guide d’application. - CEI/TR 60146-1-2 - 4-1991
-
Convertisseurs à semi-conducteurs. Spécifications communes et convertisseurs commutés par le réseau. Partie 1-3 : Transformateurs et bobines d’inductance. - CEI 60146-1-3 - 4-1991
-
Convertisseurs à semi-conducteurs. Partie 2 : Convertisseurs autocommutés à semi-conducteurs y compris les convertisseurs à courant continu directs. - CEI 60146-2 - 11-1999
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