Couplage de 2 groupes electrogènes

[FC9966]

Bonjour,

Actuellement j'ai 2 groupes Cummins (même modèle) de 320kVA fonctionnant en secours sur mon installation. Sur une perte secteur, j'ai un des 2 groupes qui démarre et prend la charge en fonction du commutateur de sélection de groupes. La charge actuelle est de 140kVA donc pas de problème.

Nous allons effectuer des travaux d'extension de nos bâtiments et la puissance consommée va passer à 400 kVA. Il frauda donc que les 2 groupes démarre en même temps et prennent la charge en même temps. Pour cela je vois 2 solutions :

La première : En cas de perte secteur, démarrer les 2 groupes, les coupler à l'aide d'un synchro-coupleur (Technirel par exemple) et leurs faire prendre la charge. Puis effectuer une régulation de puissance avec un petit automate en jouant sur les +/- Vite, en sachant que les groupe ce régul tous seul en fréquence.

La deuxième la moins onéreuse mais je ne suis pas sur quelle marche : Sur perte secteur, mettre les deux groupes directement en parallèle et les démarrer et lorsque que la tension et la fréquence sont OK leurs faire prendre la charge. Puis effectuer la même régulation de puissance que la première solution.

Je ne sais pas si la deuxième solution peut être réalisée. Il me semble que dans les Hôpitaux ce système est utilisé pour reprendre la charge rapidement.

Est-ce que quelqu'un à une idée sur le sujet ?

Merci

[Candela]

Bonsoir,

La deuxième la moins onéreuse mais je ne suis pas sur quelle marche : Sur perte secteur, mettre les deux groupes directement en parallèle et les démarrer et lorsque que la tension et la fréquence sont OK leurs faire prendre la charge. Puis effectuer la même régulation de puissance que la première solution.

Oui, ça marche, mais avec un petit détail à ne pas oublier : il faut impérativement que l'excitation soit en fonction dès le démarrage, et non pas une fois en régime ou à l'arrêt du démarreur.
En effet, si l'on excite une fois en régime, les groupes ne seront pas synchronisés auparavant et il risque d'y avoir un "saut de vecteur" correspondant à une mise en phase brutale, exactement ce que l'on veut éviter.(risque maxi si l'un des moteurs démarre plus lentement que l'autre).
Au contraire, si l'on excite dès le début du démarrage, le couplage se fera en douceur, à fréquence et tension faible, et le groupe qui aura pris de l'avance aidera l'autre à démarrer (son alternateur fonctionnant en moteur).
Pour le schéma exact il vaut mieux consulter le fabricant du groupe ou de l'alternateur, car tous les types de régulation et d'excitation ne se prêtent pas à cette pratique.
Ce qui est certain, c'est que de grosses centrales multi-groupes utilisent cette méthode qui est très avantageuse quand on a par exemple 4 x 2 MW!
Pour l'égalisation de puissance, les fabricants de régulations électroniques ont des cartes additionnelles qui assurent cette fonction. Ne pas oublier qu'il faut aussi égaliser la puissance réactive, ce qui se fait de la même façon sur la régulation d'alternateur (qui doit-être d'un modèle particulier).
Cordialement

[Patrick21]

bonsoir,
en fait il y a plusieurs solutions possibles pour réaliser le couplage de GE.

Dans un premier temps pourriez vous vous assurer que le contrôle-commande des GE ne dispose pas de cette fonction de couplage. Il n'est pas rare de voir des armoires GE1-0-GE2 montées simplement parce les utilisateurs considèrent que cette solution leur convient et la trouve plus facile comparée aux automates.

je vous communique quelques orientations simplistes, les détails viendront par la suite avec vos informations.
GE couplables:
- les opérations suivantes sont à réaliser:
- une liaison bus à installer
- reparamétrage des GE
- calibrage de la centrale
- gestion de la charge

GE non couplables
les opérations dépendront du contrôle commande installé (si possible communiquer la doc ou les références)

variante1:
installer une armoire intermédiaire comprenant:
- un coupleur automatique
- un répartiteur de charge
- une gestion absence tension
- un module "synthèse sécurité" interdisant le couplage de GE sur l'autre en cas de défaut de l'un ou l'autre

variante 2:
installer un superviseur de centrale

variante 3:
revoir le controle commande

Ces opérations vont de la plus simple à la plus sophistiquée qui pourrait éventuellement anticiper sur les évolutions de votre site, assurer des fonctions d'écrétage, de couplage au réseaux, etc..


cdl,

[FC9966]

Bonjour,

Merci pour vos réponse.

Pour la solution de couplage directe au démarrage mon client est un peu frileux, je lui est donc proposé la solution suivante :

Sur perte secteur, démarrage des 2 groupes puis couplage entre eux avec Relais RG87b (Technirel). Une fois qu'ils sont couplés, ils prennent la charge ensemble.

La répartition sera réalisée avec un Automate scheider et un petit programme maison. Pour cela, je récupère les mesures des groupes (P et f) via un réseau modbus sur 2 Diris. Je fixerai un groupe en base et un autre à caler dessus en ajustant sa puissance avec des ordres de + ou - Vite. Par contre mes régulateurs ne me permettent pas de faire de la régulation de cos phi, est-ce que cela peut me poser un problème ?

Cordialement

[Candela]

Bonjour,

Par contre mes régulateurs ne me permettent pas de faire de la régulation de cos phi, est-ce que cela peut me poser un problème ?

Non, cette fonction n'est utile que pour se coupler au réseau. En mode ilôté, la régulation de tension est suffisante.
Cordialement.

[Patrick21]

bonjour,
je vous propose de consulter les sites suivants de la socité DSF technologie: ( http://www.dsf-technologies.com/ et http://www.cretechnology.com/index.php)
Professionnellement, je travaille essentiellement avec leurs produits, même si en tant que MOA (maitre d'ouvrage) et MOE (maitre d'oeuvre) je suis tenu de ne pas citer de marque dans mes CCTP.
Leurs produits m'ont, jusqu'à présent, donnés entière satisfaction.
Il s'agit d'une société d'ingeneering spécialisée dans la régulation de moteurs (multi-marques) . Les produits sont vendus à des intégrateurs, cette société propose la prestation intellectuelle les accompagnant et formation complémentaire si nécessaire.

bonne continuation,

cdl,

[Tipler]

Bonjour,

FC9966 a écrit: Par contre mes régulateurs ne me permettent pas de faire de la régulation de cos phi, est-ce que cela peut me poser un problème ?


Non, cette fonction n'est utile que pour se coupler au réseau. En mode ilôté, la régulation de tension est suffisante.

Sur un projet de centrale groupe électrogène couplée au réseau, je n'ai pas su expliquer correctement ce phénomène de régulation de cos phi... Pouvez vous développez svp la nécessité de devoir réguler le cos phi à partir des groupes électrogènes lors d'un couplage permanent au réseau?
Le cos phi dépendant de la charge à alimenter, il me semble que sur un mauvais cos phi (0,7 par exemple), les groupes électrogènes sont capables d'assurer la fourniture d'énergie électrique à un léger déclassement prés, à la rigueur, le problème est plus côté réseau sachant qu'EDF par exemple facture un mauvais cos phi, je suis un peu perdu, les alternateurs doivent alors permettre de faire de la compensation de réactif comme le ferai des batteries de condensateurs?

Pourquoi en mode iloté la régulation de cos phi n'est t'elle pas nécessaire?

Merci de vos retour. Cdt, Tipler.

[Candela]

Bonsoir,
Tout d'abord, je rappelle une notion fondamentale: en agissant sur l'excitation, on régule la fourniture de réactif et par là même la tension.
Si sur un réseau le est bas et inductif, on peut:
-ajouter des condensateurs
-augmenter le courant d'excitation de l'alternateur
Ce qui dans les deux cas a le même effet: la tension augmente
Cet effet est bien entendu réversible: on cite des cas de réseaux capacitifs (on a une grande longueur de câbles HT avec une faible charge, ou on a "trop" de condensateurs en service). Dans ce cas, on peut bien entendu retirer des condensateurs (si c'est possible), ou diminuer l'excitation. La limite de cette diminution, c'est quand le réseau (capa des câbles ou condensateurs) fournit plus que la totalité des besoins d'excitation de la machine. Le régulateur règle alors le courant d'excitation à zéro, et comme cela ne suffit pas, il n'y a plus de régulation et la tension monte...

Donc dans un réseau ilôté, en maintenant la tension à la valeur de consigne, on s'assure que grâce à son excitation l'alternateur fournit:
-ses propres besoins en réactif (à vide + du à la charge)
-ceux du réseau, selon le réel
-et un peu plus pour compenser les chutes de tension ohmiques

Lorsque l'on est connecté au réseau, la régulation en tension n'est plus possible. Il suffirait par exemple que la tension imposée par le réseau (via le rapport de transformation du transfo, le etc) soit à un moment inférieure à la consigne pour que le régulateur mette l'excitation "à fond" pour tenter de revenir à la bonne valeur. Quelle que soit sa puissance, l'alternateur a peu de chance d'y parvenir à lui tout seul, même celui d'un groupe de 1300 MW et les protections déclencheront! C'est pour cette raison que dans ce cas on travaille "en régulation de " . Si l'on reprend l'exemple du groupe alimentant un industriel, on va placer l'organe de mesure sur la liaison entre l'installation client et le réseau de façon à surveiller uniquement l'échange entre les deux.
Selon ce que demande le fournisseur, la consigne sera:
-soit aucun flux de réactif
-soit la tangente est réglée à 0,4 uniquement si l'abonné est consommateur (fourniture d'actif pur)
-soit la tangente est réglée à 0,4 dans les deux sens, ce qui veut dire que si le groupe fournit 100 kVA au réseau il doit aussi fournir 40 kVAr (je donne 0, 4 parce que c'est la valeur "normale" en consommation, mais en production il n'y a pas de règle nationale, c'est le contrat qui fixe la valeur selon les besoins locaux).
Bien entendu, quel que soit l'option retenue, les besoins internes de l'abonné sont couverts puisque le groupe se substitue au réseau.
Cette régulation est tout à fait analogue à celle de la puissance active: en ilôté on régule la fréquence, en mode couplé on régule la puissance active fournie par le groupe, avec ou sans fourniture d'énergie au réseau.
Cordialement

[Tipler]

Bonsoir,

merci Candela pour ce retour...

J'ai bien noté que lors d'une mise en parallèle avec un réseau, l'alternateur est en quelque sorte ''accroché'' par le réseau, une relation maitre (réseau) esclave (groupe) s'établi.

Concernant les platines de régulation de cos phi:
- la platine R726 de leroy Somer par exemple http://www.leroy-somer.com/documentatio ... _fr-en.pdf est tri fonctions (voir 4), assurant la régulation de cos phi: comment agit t'elle sur l'AVR? c'est elle qui pilote l'excitation de ce dernier en fonction de la charge?
- quelle différence avec le DROOP CT (TC de statisme) placé généralement sur le neutre de l'alternateur?

J'ai toujours entendu dire qu'en couplage entre groupes, les TC de marche en parallèle n'étaient pas nécessaires (je pense que cela est du au fait que les controleurs d'aujourd'hui sont communiquant entre eux par liaison type canbus?), quelle en est la raison exactement?
et inversement, pour un couplage au réseau, ces TC sont nécessaires (je croyais pour assurer la régulation de cos phi? mais alors quelle différence avec la platine citée plus haut, qui elle même nécessite un DROOP CT? je n'y comprend plus rien.

Merci de votre retour, j'y vois un peu plus clair mais pas totalement... Cdt, Tipler.

Grossièrement: quelle utilité des platines type R726 et quelle utilité des TC de marche en parallèle?

[Candela]

Bonjour,
Je pense qu'il faut se mettre en tête les besoins des 3 situations rencontrées:
-marche en solo = régulation de tension
-marche en parallèle idem, mais nécessité d'un statisme (la tension baisse légèrement lorsque le cos baisse. Le TI de marche en parallèle est destiné à égaliser la fourniture de réactif par les différents groupes en évitant que s'établisse un courant de circulation entre les alternateurs (ce qui voudrait dire qu'un groupe absorberait du réactif alors que l'autre/les autres en fournirai(en)t). Il s'agit ni plus ni moins que d'une fonction d'égalisation des tensions de chaque alternateur (machines couplées, on ne peut pas mesurer la tension de chaque machine...).
-marche couplée au réseau chaque groupe gère individuellement son couplage au réseau (la fonction mise en parallèle n'est plus active). On ne règle plus une tension, mais un flux de réactif en fonction d'une valeur affichée du . Diverses situations peuvent se rencontrer.Il peut y avoir un couplage sans échange de réactif, un couplage consommateur (le réseau complète la fourniture groupe, avec un cos 1 ou 0, 927) ou un couplage producteur (le réseau absorbe le surplus -ou la totalité- de puissance avec un défini par contrat.

Le régulateur R726 agit sur le 438, 448,449 en modifiant tout simplement la consigne de tension.
Sur les régulateurs cités, je ne vois pas de Tc de statisme sur le neutre, ni de bus Can. Vous ne confondriez pas avec les mêmes fonctions utilisés sur les régulations de puissance active (donc régulation de moteurs)? Car les fonctions sont assez similaires (égalisation de puissance, contrôle du flux de puissance, transfert sous charge à l'exception du puisque cette fonction est secondaire à la charge moteur (le flux de puissance active est indépendant alors que l'on agit sur Q pour respecter le ratio Q/P).
Le Tc de mise en parallèle comme celui de contrôle du cos sont toujours représentés sur la phase 1. Il peut éventuellement s'agir du même TC, mais assurément pas de la même fonction. Si un can bus existe entre régulateurs, il peut effectivement dispenser d'un TC supplémentaire, mais la fonction mesure doit toujours être assurée. Peut-être s'agit-il d'une égalisation de tension sans statisme ?
En tout cas, chez LS, c'est obligatoirement:
-Marche en // assurée par le régulateur et TI de marche en //
-couplage réseau assuré par R 726 et TI de regulation de

Cordialement