Inverseurs de sources

Pour être alimentées en permanence, certaines installations électriques sont connectées à deux sources d’énergie :
– Une source normale N (normal)
– Une source de remplacement R (rescue) qui alimente l’installation lorsque la source normale n’est plus disponible.

Un inverseur de sources réalise la permutation entre ces deux sources. Il peut également être associé à un automatisme qui gère le basculement d’une source à l’autre en fonction de paramètres externes. Il est réalisé autour de deux ou trois disjoncteurs ou interrupteurs.
Généralement c’est le réseau ERDF qui réalise la source normale et un ou plusieurs groupes électrogènes la source de remplacement. Pour les alimentations qui ne tolères aucunes coupures on associe des onduleurs souvent “On-line” (qui alimentent en permanence les équipements sensibles).

Les solutions :

Inverseur de sources manuel
C’est le dispositif le plus simple. Il nécessite l’intervention d’un agent d’exploitation et, par conséquent, la durée de passage de la source normale à la source de remplacement est différée (temps de coupure important).
Un inverseur de sources manuel est réalisé autour de 2 ou 3 appareils commandés manuellement (disjoncteurs ou interrupteurs) et inter-verrouillés mécaniquement. Les inter-verrouillages empêchent toute mise en parallèle, même transitoire, des deux sources.

Inverseur de sources télécommandé
C’est le dispositif le plus employé sur les appareils de fort calibre (souvent à partir de 400 A).
Aucune intervention humaine n’est nécessaire. Le passage de la source normale à la source de remplacement est piloté électriquement.
Un inverseur de sources télécommandé est constitué de 2 ou 3 appareils auxquels sont associés un inter-verrouillage électrique réalisé suivant différents schémas. La commande des appareils est sécurisée par un inter-verrouillage mécanique qui protège d’un dysfonctionnement électrique et interdit une manœuvre manuelle qui pourrait être extrêmement dangereuse.

Inverseur de sources automatique
L’association d’un automatisme dédié avec un inverseur de sources télécommandé permet le pilotage automatique des sources suivant différents modes programmés.
Cette solution assure une gestion optimale de l’énergie :
– Permutation sur une source de remplacement en fonction de contraintes externes.
– Gestion des alimentations.
– Régulation.
– Remplacement de sécurité…
Une option de communication sur superviseur peut être associée à l’automate.

Ou utilise t-on des inverseurs de sources ?

Dans tous les lieux qui nécessitent une continuité de service :
– Salles d’opérations des hôpitaux : alimentées en permanence par des onduleurs (Alimentation Sans Interruption : ASI) secourus eux même par des groupes électrogènes.
– Dans des établissements aux dimensions importantes ou l’on reçoit du public (ERP), des travailleurs (ERT) : aéroports, banques, centres commerciaux, industries à process continue…

Exemple d’architecture du réseau BT (basse tension) :

Les inter-verrouillages :

Il est impératif de ne pas pouvoir coupler différentes sources d’alimentation entre elles. Des dispositifs de verrouillages électriques et mécaniques sont indispensables pour que les manœuvres soient réalisées en toute sécurité.
Voici quelques exemples d’installations électriques :

Un disjoncteur adapté pour l’inversion de source automatique : le Masterpact

Masterpact est un disjoncteur de Schneider électric, extrêmement performant, et utilisé comme disjoncteur général des installations en basse tension (BT).

Deux gammes de disjoncteurs :

Masterpact NT
– Courant nominal : 630 a 1600 A.
– Performance de coupure 42 a 150kA sous 220/415 V CA.
– Tension d’emploi : jusqu’a 690V.
– 1 seule taille physique de 630 a 1600 A.
– Un seul pas pôlaire de 70mm.
– 3 et 4 pôles.
– 4 types d’unités de contrôle Micrologic (déclenchement, fonctions mesure, gestion d’énergie et analyse de réseaux).

Masterpact NW
– Courant nominal : 800 a 6300 A.
– Performance de coupure 42 a 150kA sous 220/415V CA.
– Tension d’emploi : jusqu’a 1000V.
– 2 tailles physiques de 800 a 6300 A.
– 2 pas polaires 115 et 230 mm.
– Version 3 et 4 pôles.
– 4 types d’unités de contrôle Micrologic (déclenchement, fonctions mesure, gestion d’énergie et analyse de réseaux).

Masterpact est un disjoncteur qui peut être télécommandé pour son ouverture et sa fermeture à distance.
Installé dans un châssis débrochable, il peut être remplacé ou mis en maintenance très facilement. Le système de débrochage verrouillable par différentes possibilités permet d’assurer une exploitation en toute sécurité pour les consignations électriques (coupure visible par débrochage).

La commande est composée :

– D’un moto-réducteur MCH équipé d’un contact fin de course CH “ressorts armés”
Le moto-réducteur réalise le réarmement automatique des ressorts d’accumulation d’énergie dès la fermeture du disjoncteur. Ce mécanisme permet de réaliser une re-fermeture instantanée de l’appareil après ouverture. Le levier d’armement sert uniquement de commande de secours en cas d’absence de tension auxiliaire.

– De deux déclencheurs voltmétriques : un électro-aimant de fermeture XF, un électro-aimant d’ouverture MX.
(ou un déclencheur à minimum de tension MN).

Elle peut être complétée par :
– Un contact “prêt à fermer” PF.
– Un bouton de fermeture électrique BPFE.
– Un réarmement à distance après défaut RES.

Une commande à distance est généralement associée à :
– Une signalisation de position O/F de l’appareil
– Une signalisation de défaut électrique SDE.

L’ordre d’ouverture est toujours prioritaire sur l’ordre de fermeture.

Schéma de câblage d’une télécommande “fil à fil”

Schéma de câblage d’une télécommande “bus”

Inter-verrouillages de Masterpact

Les appareils inter-verrouillés mécaniquement peuvent être fixes ou débrochables, tripolaires ou tétrapolaires, de calibres et de tailles différents.
L’inter-verrouillage électrique se compose d’un dispositif de commande électrique.

Automatismes

Un contrôleur intégré BA ou UA permet de piloter automatiquement le transfert des sources suivant des séquences paramétrables.

La communication :

L’option de communication COM est compatible avec tous les inverseurs de sources disjoncteurs ou interrupteurs Compact NS (voir article dans le blog) et Masterpact NT/NW.
Elle permet la signalisation d’états.
Elle ne permet pas la commande à distance : cette commande est réalisée uniquement en local par le contrôleur d’inversion de source.
Suivant les déclencheurs électroniques, l’option COM permet également l’analyse des paramètres du réseau pour des besoins d’aide à l’exploitation et à la maintenance.

Essais de remplacement de sources dans un TGBT :

Exemple de schéma avec deux disjoncteurs Masterpact débrochables avec blocage après défaut (avec MN)

Légende
QN : Masterpact NW “Normal”
QR : Masterpact NW “Remplacement”
MCH : moto-réducteur de réarmement
XF : déclencheur voltmétrique de fermeture standard
MN : déclencheur voltmétrique à manque de tension (nécessite une alimentation secourue pour éviter les risques de micro-coupures et les baisses de tension du réseau).
OF : contact de signalisation “ouvert/fermé”
SDE1 : contact de signalisation “défaut électrique”
PF : contact de signalisation “prêt à fermer”
CE1 : contact de signalisation “appareil embroché”
CH : contact de signalisation “ressort chargé”
IVE : inter-verrouillage électrique et bornier de raccordement
F1 : disjoncteur de protection de l’alimentation auxiliaire
F2 : disjoncteur de protection (haut pouvoir de coupure)
S1 : commutateurs de choix de fonctionnement
KA1 : relais auxiliaire
KA2 : temporisation de l’ordre de marche-groupe pour éviter les démarrages sur coupures brèves de UN
KA3 : relais auxiliaire