iEM3000

Indispensable pour répondre aux exigences de comptage par usage de la RT 2012, la gamme de compteurs iEM3000 d’énergie de Schneider Electric permet de collecter les données énergétiques et les paramètres électriques.

Communiquant par impulsions ou via le protocole Modbus, les compteurs d’énergie sont utilisés au plus près des charges.

Les imposition du comptage de la RT2012

L’article 31 de la RT2012 impose pour les bâtiments tertiaires et publics de compter les consommations d’énergie des postes suivants :

– Chauffage, refroidissement, éclairage, prises électriques: « par tranche de 500 m2 de SU_RT concernée ou par tableau électrique, ou par étage, ou par départ direct ».
– Production d’eau chaude sanitaire.
– Centrales de ventilation.
– Chaque départ direct de plus de 80 ampères.

Il est donc nécessaire de mettre en place une solution de sous-comptage électrique.

Définition de la SU_RT :

Surface utile d’un bâtiment ou d’une partie de bâtiment.
Cette surface est définie pour tout bâtiment ou partie de bâtiment à usage autre que d’habitation.

La surface utile d’un bâtiment ou d’une partie de bâtiment au sens de la RT, la SU_RT, est la surface de plancher construite des locaux soumis à la réglementation thermique, après déduction des :

– Surfaces occupées par les murs, y compris l’isolation.
– Cloisons fixes prévues aux plans.
– Poteaux.
– Marches et cages d’escaliers.
– Gaines.
– Ébrasements de portes et de fenêtres.
– Parties des locaux d’une hauteur inférieure à 1,80 m.
– Parties du niveau inférieur servant d’emprise à un escalier, à une rampe d’accès ou les parties du niveau inférieur auquel s’arrêtent les trémies des ascenseurs, des monte-charges, des gaines et des conduits de fumée ou de ventilation.
– Locaux techniques exclusivement affectés au fonctionnement général du bâtiment et à occupation passagère.

Voir l’intégralité de la RT2012.

Description du compteur iEM3000

Les compteurs d’énergie fournissent les capacités essentielles de mesure (telles que l’intensité, la tension et l’énergie) nécessaires à la surveillance d’une installation électrique monophasée ou triphasée.
Les caractéristiques principales des compteurs d’énergie sont les suivantes :
– Mesures des énergies active et réactive.
– Multi-tarif (jusqu’à 4 tarifs différents) contrôlé par une horloge interne, des entrées numériques ou la communication.
– Sorties d’impulsions.
– Affichage (mesures de courant, de tension et de l’énergie).
– Communications via Modbus, LonWorks, M-Bus ou des protocoles BACnet.

Mesures selon les séries

– Peut mesurer directement les dispositifs d’alimentation jusqu’à :
iEM31•• : 63 A
iEM33•• : 125 A
Transformateurs de courant intégrés (TC)

– Support de connexions TC et TT pour iEM32••

Câblage

Modbus

Réseau électrique

(A) Fusibles 250 mA et organe de coupure.
(B) Bloc de court-circuitage.
(C) Fusibles du primaire TP et organe de coupure.
(D) Indique le câblage pour un réseau équilibré.
La capacité nominale des fusibles et disjoncteurs doit correspondre à la tension d’installation et au courant de défaut présumé.
Un fusible est à prévoir pour le neutre si le neutre de la source n’est pas mis à la terre.

Raccordement monophasé ou biphasé
Direct :

Avec TC :

Raccordement triphasé et triphasé + neutre
Direct :

Avec TC :

Avec TC et TP :

Vue d’ensemble de l’écran d’affichage des données

Puissance, énergie et facteur de puissance

Puissance (PQS)
La charge d’un système électrique AC typique possède à la fois des composants résistifs et réactifs (inductifs ou capacitifs). Les charges résistives consomment de la puissance réelle (P) et les charges réactives consomment de la puissance réactive (Q).

La puissance apparente (S) est la somme vectorielle de la puissance réelle (P) et de la puissance réactive (Q) :

La puissance réelle est mesurée en watts (W ou kW), la puissance réactive est mesurée en vars (VAR ou kVAR) et la puissance apparente est mesurée en volts ampères (VA ou kVA).

Puissance et système de coordonnées PQ

Le compteur utilise les valeurs de la puissance réelle (P) et de la puissance réactive (Q) sur système de coordonnées PQ pour calculer la puissance apparente.

Flux d’énergie
Le flux d’énergie positif P (+) et Q (+) signifie que l’énergie circule à partir de la source d’alimentation vers la charge. Le flux d’énergie négatif P (-) et Q (-) signifie que l’énergie circule à partir de la charge vers la source d’alimentation.

Énergie fournie (importée) / énergie reçue (exportée)
Le compteur interprète l’énergie fournie (importée) ou reçue (exportée) en fonction de la direction du flux de la puissance réelle (P).
L’énergie fournie (importée) représente le flux positif de puissance réelle (+ P) et l’énergie reçue (exportée) représente le flux négatif de puissance réelle (-P).

Facteur de puissance (FP)
Le facteur de puissance (FP) est le rapport entre la puissance réelle (P) et la puissance apparente (S). C’est un nombre compris entre 0 et 1.
Une charge idéale, purement résistive n’a pas de composants réactifs, de sorte que son facteur de puissance est un (FP = 1, ou facteur de puissance un). Une charge purement inductive ou capacitive n’a pas de composants résistifs, de sorte que son facteur de puissance est zéro (FP = 0).
PF = P / S

Vrai FP et facteur de déplacement de FP
Le compteur prend en charge le vrai facteur de puissance et les valeurs de facteur de déplacement de puissance :
– Un facteur de puissance vrai inclut le contenu harmonique.
– Un facteur de déplacement de puissance ne considère que la fréquence fondamentale.

Convention d’avance / retard de FP
Le compteur fait la corrélation entre le facteur de puissance capacitif (FP d’avance) ou le facteur de puissance inductif (FP de retard), et si la forme d’onde du courant surexcite ou sous-excite la forme d’onde de tension.

Décalage de phase entre courant et tension
Pour les charges purement résistives la forme d’onde de courant est en phase avec la forme d’onde de tension. Pour les charges capacitives, le courant est déphasé avec une avance par rapport à la tension. Pour les charges inductives, le courant est déphasé avec un retard par rapport à la tension.

Puissance et avance / retard du FP

Résumé avance / retard FP

Convention des signes de FP
Le compteur indique un facteur de puissance positif ou négatif selon les normes de la CEI.

Le signe FP dans la CEI.
Le compteur fait la corrélation entre le signe du facteur de puissance (signe FP) et la direction du flux de la puissance réelle (P).
– Pour une puissance réelle positive (+ P), le signe FP est positif (+).
– Pour une puissance réelle négative (-P), le signe FP est négatif (-).

Format du registre de facteur de puissance
Chaque valeur de facteur de puissance (valeur FP) occupe un registre à virgule flottante pour le facteur de puissance (registre FP). Le compteur effectue un algorithme simple sur la valeur FP puis la stocke dans le registre de FP. Le compteur et le logiciel interprètent le registre FP pour tous les champs de rapports ou d’entrée de données selon le schéma suivant :

La valeur FP est calculée à partir de la valeur du registre FP au moyen des formules suivantes :

Communication par Modbus
Il existe trois façons différentes d’utiliser la communication par Modbus :
– En envoyant des commandes à l’aide de l’interface de commande.
– En lisant les registres Modbus.
– En lisant l’identification de l’appareil.

Communications par LonWorks
Consultez le site Web LonMark International à l’adresse www.lonmark.org pour plus d’informations sur le protocole LonTalk ou les communications LonWorks.

Communications par M-Bus
M-Bus est un protocole de communications maître/esclave dans lequel le maître initie des transactions et le(s) esclave(s) répond en fournissant les informations ou en effectuant les opérations demandées. Les données sont transférées à l’aide de télégrammes hexadécimaux.

Communications par BACnet
Le BACnet est un protocole spécifié par l’organisation ASHRAE (association de constructeurs et d’utilisateurs dans le domaine du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC ou HVAC)).
La spécification de ce protocole est devenue un standard international normalisé par l’ANSI et l’ISO.
Un réseau BACnet et une application de supervision sont tous deux des systèmes intégralement orientés objet. Du fait de cette logique objet intrinsèque, il est alors possible de les intégrer (les faire communiquer) nativement, sans passer par une conversion entre les objets BACnet et des variables de supervision.