Alimentation de substitution Flashcards
Quels sont les types d’alimentation de substitution?
- Groupe de secours
- Alimentation statique sans coupure (ASSC)
- Groupe à temps zéro (no break)
Quels sont les types d’ASSC?
les ASSC ou UPS existent en version:
- Off-line
- Line interactive
- On-line
Décrire le principe de fonctionnement d’une ASSC Off-Line
Il s’agit du niveau le plus basique de protection UPS
- le consommateur est directement alimenté par le réseau tant que celui-ci est disponible
- en parallèle le réseau charge des batteries en passant par un convertisseur AC/DC
- en cas de coupure, un convertisseur DC/AC génère une alimentation de remplacement à partir des batteries
- temps de transfert entre 3 et 8ms
Décrire le principe de fonctionnement d’une ASSC Line-intercative
Il s’agit du niveau intermédiaire de protection UPS, entre off-line et on-line
- le consommateur est alimenté par le réseau tant que celui-ci est disponible
le réseau est filtré et régulé dans une certaine mesure afin de fournir une alimentation plus propre - en parallèle le réseau charge des batteries en passant par un convertisseur AC/DC
- en cas de coupure ou de trop mauvaise qualité du réseau, un convertisseur DC/AC génère une alimentation de remplacement à partir des batteries
- temps de transfert entre 2 et 4ms
Décrire le principe de fonctionnement d’une ASSC On-Line
Il s’agit du niveau le élevé de protection UPS
- tant qu’il est disponible, le réseau charge des batteries en passant par un convertisseur AC/DC
- en permanence un convertisseur DC/AC génère une alimentation pour le consommateur à partir des batteries
- cette alimentation est aussi filtrée et régulée permettant d’absorber les défauts du réseau
- il n’y a pas de temps de transfert
En plus, il y a, ou peut avoir, un bypass qui se met en route en cas de défaut sur le système UPS afin que le consommateur soit directement raccordé au réseau. Le temps de transfert sur le bypass est de l’ordre de 5ms.
Donner les caractéristiques physique et de consommation pour un groupe 1000kVA
- encombrement version compact: env 4.2x1.8x2.2 m (LongxLargxHaut)
- masse: env 6 tonnes
- consommations:
- @100% : 150l/h
- @75% : 130l/h
- @50% : 100l/h
- @25% : 60/h
Décrire le fonctionnement d’un groupe no-break
ATTENTION VERIFIER LE FONCTIONNEMENT
- la charge est alimentée par le réseau au travers d’une inductance (self)
- le coeur du système est une machine synchrone Moteur/Générateur qui est maintenue en mouvement
- le réseau alimente aussi soit des batteries soit une réserve d’énergie cinétique (élément en rotation)
- c’est cette réserve d’énergie qui supplée immédiatement aux coupures réseau (en alimentant la machine synchrone M/G)
- si la coupure se prolonge, le groupe diesel est démarré à vide (moins de risque de panne)
une fois la vitesse nominale atteinte, il y a couplage du diesel sur la machine synchrone M/G et la charge est progressivement transférée au diesel - au retour du réseau, le générateur se synchronise avec le réseau
- la réserve d’énergie cinétique (si présente) est remise en mouvement pour atteindre le niveau de stockage initial
- le moteur est découplé, puis tourne au ralenti pour se refroidir et finalement s’arrête
Quels sont les avantages d’un groupe No-break?
- avantage de l’alimentation sans coupure et de la durée de fonctionnement du groupe diesel
- possibilité de différencier les charges critiques (pas d’interruption) et les charges non critiques (interruption courte possible)
- pas de nécessité d’avoir un groupe diesel en plus, donc moins de coûts
Quels sont les critères à prendre en compte pour le dimensionnement d’un groupe diesel?
- puissance nécessaire pour répondre aux besoins présents/futurs
- *APPLIQUER UN FACTEUR 1.6**
- type de démarrage (manuel/automatique)
- fonctionnement en // avec d’autres systèmes (ou réseau) ou pas
- encombrement
- insonorisation/échappement
- réservoir de carburant
- normes légales pour installation
Quels sont les critères à prendre en compte pour le dimensionnement d’une ASSC
- puissance de sortie en VA nécessaire pour répondre aux besoins présents/futurs
APPLIQUER UN FACTEUR JUSQU’A 1.3 à 3 SELON LE TYPE DE CHARGE (harmonique, moteur, crête, courant d’appel, …) - capacité de l’accumulateur selon la durée de secours désirée
prendre en compte le fait que le chargeur de l’ASSC mettra plus de temps à charger plus de batterie
sinon prévoir des chargeurs supplémentaires pour réduire le temps - technologie Off-line, Line-intercative, In-line selon la charge
- interface entre ASSC et utilisateur (afficheur, Ethernet, USB, …)
- by-pass interne/externe
A quoi faut-il faire attention concernant la protection des circuits avec les ASSC?
le courant de court-circuit est très faible comparé à celui du réseau entre 2 et 4x In
il faut donc utiliser des dispositifs de protection adaptés: disjoncteurs rapides limiteur, disjoncteurs ultra-rapide, disjoncteurs réglables (type NSX)
il est intéressant de sous-diviser à l’aval de l’ASSC
Quels sont les courants de court-circuit selon le type d’alimentation de substitution?
- UPS statique (batterie) : 2 - 4 x In
- UPS dynamique (volant d’inertie) : 11 - 14 x In
- Groupe de secours : env. 5 x In
- Groupe no-break : selon composants
Quelles sont les capacités en kVA des différents type d’alimentation de substitution?
- UPS statique : < 500 kVA
- UPS dynamique : 200 à 2000 kVA
- Groupe de secours : 10 à 2500 kVA
- NoBreak : 200 à 2500 kVA (théoriquement dès 10 kVA mais pas dans la pratique)
Batteries plombs vs. batteries Lithium ion
Batteries plomb:
- plus encombrantes
- plus lente à recharger
- effet mémoire
- plus souple à l’utilisation
- moins chères
- plus grande durée de vie (10 ans env.)
Batteries Lithium ion:
- énergie massique importante (2 à 5x celle de le Nickel-Hydrure)
- pas d’effet mémoire
- 3-4 heures pour charge complète, charge rapide jusqu’à 80%
- ne supporte ni surcharge ni décharge excessive (U doit être maîtrisé)
- 500 à 1000 cycles complets, 2-3 ans après fabrication
Exemple dimensionnement ASSC
Pn=100kW, maintien 2.5 heures
batteries plomb 12V/90Ah/32kg
Pups = Pn (100[kW]) * 1.6 = 160kW; 1.6 = facteur de crête
S = Pups / 0.9 = 180 kVA ; 0.9 = cos Phi
I = Pn / (400 * √(3) * cosPhi) = 160A ; 400 = U réseau
Qups [Ah] = 160 * 2.5 = 400Ah
Nb batteries pour atteindre les 400V = 400[V] / 12[V] = 34 batteries
Nb boucles de 34 batteries pour atteindre les 2.5h = 400[Ah] / 90[Ah] = 5 boucles
Nb total de batteries = 5 * 34 = 170 batteries
Poids total batteries = 170 * 32 = 5440kg
