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HarmoCem Etude des perturbations des réseaux électriques Notice technique Tous

HarmoCem Etude des perturbations des réseaux électriques Notice technique Tous les exemples développés dans ce manuel sont d'ordre pédagogi- que, et peuvent à ce titre ne pas représenter totalement la réalité. Ils ne doivent donc en aucun cas être utilisés, même partiellement, pour des applications industrielles, ni servir de modèle pour de telles applications. Les produits présentés dans ce manuel sont à tout moment susceptibles d'évolutions quant à leurs caractéristiques de présentation, de fonction- nement ou d'utilisation. Leur description ne peut en aucun cas revêtir un aspect contractuel. L ’Institut Schneider Formation accueillera favorablement toute demande de réutilisation, à des ﬁns didactiques, des graphismes ou des applica- tions contenus dans ce manuel. © CITEF S.A. Toute reproduction de cet ouvrage est strictement interdite sans l'autorisation expresse de l’Institut Schneider Formation. AVERTISSEMENTS Institut Schneider Formation / MDG9AD151 / 09-2002 / IE : 02 1 HarmoCem Etude des perturbations des réseaux électriques Notice technique HarmoCem 2 Institut Schneider Formation / MDG9AD151 / 09-2002 / IE : 02 Institut Schneider Formation / MDG9AD151 / 09-2002 / IE : 02 3 Sommaire général Page Présentation 5 1.1 Présentation de l’équipement 7 1.2 Présentation de la pédagogie 8 1.3 Applications de l’équipement 11 1.4 Domaine d’application 13 Eléments fournis avec l’équipement 15 2.1 Matériel fourni 17 2.2 Matériel non fourni 19 2.3 Documentation 19 2.4 Options 19 2.5 Instrumentation 20 2.6 Bibliographie Schneider 21 Conditions d’utilisation 23 3.1 Avertissements 25 3.2 Symboles utilisés 26 3.3 Environnement 27 Mise en service 29 4.1 Installation 31 4.2 Mise à la terre 32 4.3 Raccordement 32 4.4 Description 33 4.5 Conditions initiales 40 4.6 Gestion des sécurités 41 4.7 Fonctionnement et utilisation 42 4.8 Consignation 47 Caractéristiques techniques 49 5.1 Caractéristiques électriques 51 5.2 Caractéristiques mécaniques 51 Dossier électrique 53 Caractéristiques des constituants 99 Maintenance 295 8.1 Entretien 297 8.2 Dépannage 297 8.3 Nos coordonnées 297 Déclaration de conformité 299 4 1 2 3 5 8 6 9 7 HarmoCem 4 Institut Schneider Formation / MDG9AD151 / 09-2002 / IE : 02 Institut Schneider Formation / MDG9AD151 / 09-2002 / IE : 02 5 1 Chapitre Présentation 1Présentation HarmoCem 6 Institut Schneider Formation / MDG9AD151 / 09-2002 / IE : 02 Présentation Institut Schneider Formation / MDG9AD151 / 09-2002 / IE : 02 7 1 1.1 Présentation de l’équipement I L ’équipement pédagogique HarmoCem est constitué de deux coffrets permettant de reproduire les phénomènes de perturbations rencontrées en milieu industriel. I Un premier coffret est constitué d’une structure de distribution électrique, représentée par un synoptique se situant en façade de l’armoire. Il inclut un variateur de vitesse ainsi que les appareils apportant des solutions aux phénomènes étudiés : ﬁltres, compensateurs, selfs ou capacités. I Ces éléments peuvent être shuntés ou actifs, grâce aux commandes par boutons poussoirs lumineux liés au synoptique. I Des points de mesure et un lot d’accessoires permettent d’effectuer facilement tous les relevés nécessaires aux travaux pratiques. I Un deuxième coffret (partie opérative) contient des charges non linéaires (gradateurs, lampes, lampes à ballast ….) permettant de mettre en évidence les phénomènes harmoniques, ainsi qu’un moteur asynchrone avec charges qui, associé au variateur, permet d’étudier les phénomènes liés à la CEM (Compatibilité Electro- Magnétique : performances des ﬁltres, règles de câblage, blindage…). I Cet équipement permet de réaliser les travaux pratiques suivants : - Mesures d’harmoniques sur des charges non linéaires (éclairages, alimentation à découpage) ; mise en œuvre des remèdes. - Inﬂuence des harmoniques sur un condensateur de compensation d’énergie réactive (anti-résonnance) ; étude des remèdes. - CEM : étude du rayonnement d’un câble ; mise en œuvre des remèdes. - Etude de l’émission conduite sur le réseau et des phénomènes de rayonnement. HarmoCem - vue de face HarmoCem 8 Institut Schneider Formation / MDG9AD151 / 09-2002 / IE : 02 1.2 Présentation de la pédagogie I Objectifs pédagogiques I L ’ensemble que constitue "l’équipement d’étude des perturbations des réseaux électriques" permet de réaliser des études portant sur : ❏ la mise en évidence et la visualisation des phénomènes harmoni- ques, ❏ la visualisation et la mise en évidence des perturbations électro- magnétiques, ❏ la mesure de ces deux phénomènes, ❏ les solutions pour réduire et/ou éliminer les harmoniques et les perturbations électromagnétiques. I Choix par ﬁlière et niveau I Compétences du technicien dans ce domaine L'utilisation croissante de dispositifs électriques utilisant les semi- conducteurs, tant dans les installations industrielles que pour les besoins électro-domestiques, est à l'origine de perturbations harmo- niques et électromagnétiques dans les installations électriques mais aussi sur réseaux de distribution et de transport. Les exigences des clients industriels et tertiaires en matière de qualité de courant élec- trique sont de plus en plus fortes. Aux raisons techniques (dévelop- pement des automatismes et de l'informatique) s'ajoutent les besoins induits par les démarches qualité et la recherche du zéro défaut, pour lesquels les utilisateurs doivent parfaitement maîtriser le fonctionnement de leur équipement. Chasser les perturbations harmoniques et électromagnétiques devient une des préoccupa- tions majeures des responsables d'exploitation de l'énergie électri- que d'une usine. BAC PRO BAC STI BTS DUT CPGE Génie électrique ❍ ❍ ❍ ❍ Automatique et informatique ❍ ❍ Génie mécanique Enseignement général ❍ Présentation Institut Schneider Formation / MDG9AD151 / 09-2002 / IE : 02 9 1 I Pour ceci, en présence d'un système automatisé, les schémas et la documentation technique étant fournis, un électrotechnicien doit être capable de : ❏ H0 : Connaître les normes en vigueur BF et HF , le marquage CE, ainsi que leurs champs d'application ; ❏ H1 : Connaître et savoir mettre en œuvre les règles de câblage et d'installation pour assurer la coexistence des différents courants (forts et faibles) ; ❏ H2 : Choisir et appliquer une stratégie de protection en fonction des données constructeur (montage et remèdes) ; ❏ H3 : Identiﬁer , sur une installation, les supports de propagation des perturbations (courants forts et courants faibles) ; ❏ H4 : Identiﬁer les différents pollueurs et victimes de l'installation ; ❏ H5 : Proposer un protocole d'investigation et de mesures sur site face à un problème de dysfonctionnement de l'installation ; ❏ H6 : Déterminer , en fonction de critères prédéﬁnis, la stratégie de protection utilisée sur l'installation, calculer et justiﬁer cette der- nière. HarmoCem 10 Institut Schneider Formation / MDG9AD151 / 09-2002 / IE : 02 I Stratégie pédagogique Harmoniques/CEM H0 H1 H2 H3 H4 H5 H6 Niveau 1 Information, compré- hension du sujet ... Connaissance ❏ ❏ ❏ Niveau 2 Expression, maîtrise du savoir Compréhension ❏ ❏ Niveau 3 Maîtrise d’un outil, d’un savoir faire Application ❏ ❏ Niveau 4 Maîtrise méthodologique d’une démarche Analyse ❏ ❏ Synthèse ❏ Evaluation ❏ Harmoniques Etude des charges d’éclairages TP n°1 ❍ ❍ Normes et réglementation Cours ❍ ❍ La distribution : effet sur les composants TD ❍ ❍ ❍ Etude des remèdes TP n°2 ❍ ❍ ❍ ❍ ❍ Harmoniques et capa. de cos j TP n°3 ❍ ❍ ❍ ❍ ❍ Impédance de source TP n°4 ❍ ❍ ❍ CEM La C.E.M. Cours 1 ❍ Les normes et directives Cours 2 ❍ ❍ Les couplages Cours 3 ❍ ❍ ❍ Les règles de câblage et les SLT Cours 4 ❍ ❍ Rayonnement d’un câble TP n°1 ❍ ❍ ❍ ❍ Influence du rayonne- ment d’un câble TP n°2 ❍ ❍ ❍ Efficacité d’une armoire CEM TP n°3 ❍ ❍ Mesure d’émission con- duite TP n°4 ❍ ❍ ❍ ❍ Corrélation Site/Labora- toire TP n°5 ❍ ❍ Présentation Institut Schneider Formation / MDG9AD151 / 09-2002 / IE : 02 11 1 1.3 Applications de l’équipement Cet équipement a pour objectif la mise en œuvre de manipulations destinées à démystiﬁer ces phénomènes, par des travaux pratiques très concrets et des moyens de mesure simples. I Perturbations "Basses fréquences" : les harmoniques I Responsable d’échauffement supplémentaire des câbles, des transformateurs et des moteurs, de surtensions sur les condensa- teurs et de dysfonctionnement des installations électriques, les har- moniques menacent la stabilité des réseaux électriques industriels et tertiaires. ❏ L’équipement permet de : ❏ Mettre en évidence les phénomènes harmoniques. ❏ Visualiser les phénomènes harmoniques à partir de charges non linéaires de type industriel (convertisseur, alimentation à découpage, variateur) et de type domestique (gradateurs, tubes ﬂuo BF et HF). ❏ Effectuer des mesures. ❏ Mettre en œuvre des solutions pour réduire et/ou éliminer les har- moniques (self, ﬁltres passifs et actifs, transformateur déphaseur ...) Certaines de ces manipulations nécessitent l’emploi d’un analyseur d’harmoniques. I Compensation d’énergie réactive : ❏ L’équipement permet de : ❏ Mettre en évidence la compensation d’énergie réactive. ❏ Mettre en oeuvre une méthode de calcul de cette compensation. ❏ Visualiser la dégradation du cos ϕ par insertion de charges déphasantes. ❏ Visualiser l’amélioration du cos ϕ par mise en service du conden- sateur de compensation intégré dans la maquette. HarmoCem 12 Institut Schneider Formation / MDG9AD151 / 09-2002 / IE : 02 I Perturbations "Hautes fréquences" : la Compatibilité Electro- Magnétique I Les problèmes de perturbations électriques sur les transmissions de données à des niveaux faibles par la proximité d’équipements électriques uploads/Industriel/ dt-harmocem-complet.pdf