PM1000/PM1200

Les centrales de mesure de la série PM1000 de Schneider Electric concentrent dans un boîtier de taille 96x96mm toutes les mesures nécessaires a la surveillance d’une installation électrique :
– Mesures efficaces instantanées (I, In, V, U, F, P, Q, S, FP).
– Valeurs moyennes avec sauvegarde valeur maximale (I, P, Q, S).
– Qualité de l’énergie THD (Total Harmonic Distortion : taux de distorsion harmonique).
– Énergies active, réactive et apparente.
– Classe 1 en énergie active selon CEI 62053-21.

Elles conviennent idéalement aux tableaux de commande, centres de commande des moteurs et tableaux de commande pour groupes électrogènes.

La centrale de mesure PM1000 est disponible en deux versions différentes afin de mieux s’adapter à des applications spécifiques :
– PM1000 : la version de base.
– PM1200 : la version de base avec en plus un port Modbus RS-485.

Les centrales sont destinées à la surveillance de l’installation électrique, à l’étude des charges et l’optimisation des circuits, à la surveillance et la commande des équipements, à la maintenance préventive, etc.

Description

Face avant
La face avant est dotée de trois lignes d’affichage avec mise à l’échelle automatique à quatre chiffres / caractères chacune, et les indications kilo (K), méga (M) et moins (–).
Les indicateurs K et M s’allument simultanément pour afficher les valeurs en giga.

L’afficheur à barres de charge à droite de l’écran indique la consommation exprimée en pourcentage de charge d’ampères par rapport à la pleine échelle (FS) sélectionnée.
Cinq touches permettent de naviguer entre les paramètres très rapidement et intuitivement pour afficher les données et réaliser la configuration.

Face arrière
Les bornes de tension et de courant ainsi que le port de communication RS-485 sont situés à l’arrière de la centrale de mesure.
– Six bornes de courant, une d’entrée (in) et une de sortie (out) par phase.
– Quatre bornes de tension, pour les trois phases et le neutre.
– Deux bornes d’alimentation auxiliaire (alimentation dédiée).
– Deux bornes pour le port de communication RS-485 (PM1200).

Les mesures efficaces sont indiquées avec quatre chiffres.
Les mesures d’énergie sont affichées avec huit chiffres, y compris quatre décimales supplémentaires.
Le plus grand nombre pouvant être affiché par le compteur est 9999 G pour les valeurs efficaces et d’énergie.
Cela signifie que les mesures d’énergie de la centrale atteignent le dépassement pour trois valeurs de Wh (énergie active) ou VAh (énergie apparente) sélectionnables par le menu de configuration, en fonction des rapports de transformation TP (transformateurs de potentiels) et TC (transformateurs de courant) paramétrés.

Touches de navigation

La centrale est facile à utiliser ; les cinq touches permettent de naviguer dans le tableau d’utilisation du clavier.
Les pages d’affichage se développent à mesure que l’on va vers la droite, comme l’arborescence de répertoires ou d’explorateur d’un ordinateur. L’afficheur indique la situation.

(1) Touche “droite” qui permet :
> D’avancer dans les pages des sous-paramètres.
Pour aller dans SET et CLR à droite de EDIT, il est nécessaire de saisir un code pour accéder au menu de configuration (configuration et effacement).
Pendant la configuration, la touche permet de sélectionner le chiffre suivant (vers la droite).

(2) Touche “gauche” qui permet :
> De revenir aux pages des paramètres principaux.
Pendant la configuration en mode édition, la touche permet de sélectionner le chiffre précédent (vers la gauche).
> Sortir du mode édition, pour revenir au menu de configuration.
La centrale de mesure passe en mode SIM (simulation) si on maintien le bouton gauche appuyé pendant la mise sous tension de la centrale. Ce mode permet observer le fonctionnement sans aucun signal d’entrée. L’appareil affiche une tension, une intensité et une fréquence fixes avec un facteur de puissance de 0,5. Les paramètres de puissance et d’énergie sont calculés en fonction de la tension (V), de l’intensité (A) et du facteur de puissance affichés.

(3) Touche “haut” qui permet :
> De faire défiler vers le haut les pages du même niveau, au sein de la même fonction.
Une pression pendant trois secondes lance le défilement automatique limité (au sein de la même fonction).
Pendant l’édition, permet d’augmenter la valeur du chiffre qui clignote.

(4) Touche “bas” qui permet :
> De faire défiler vers le bas les pages du même niveau, dans toutes les fonctions.
Une pression pendant trois secondes lance le défilement automatique intégral, dans toutes les fonctions.
Pendant l’édition, permet de diminuer la valeur du chiffre qui clignote.

(5) Touche “turbo” qui permet :
La touche TURBO permet d’accéder simplement aux pages des paramètres les plus fréquemment utilisés (réglés en usine) comme :
RMS (page d’accueil), VLL, A, PF VLN, A, F VA, W, PF VA, W, VAR W, VAR, PF PF1, PF2, PF3, V% 1 2 3, A % 1 2 3, VAd RD TR, MD HR, VAh, Wh, VAh E, Wh E, RVAh, RWh, tVAh, tWh.
Maintenir la touche TURBO appuyée pendant la mise sous tension permet d’accéder directement au menu de configuration de la centrale.

Défilement automatique
Le défilement automatique permet d’afficher un groupe de pages séquentiellement, toutes les cinq secondes, sans avoir à maintenir un bouton appuyé.
Ceci permet de visualiser des pages à distance.
Le compteur indique le nom du paramètre (pendant 1 s) puis sa valeur (pendant 4 s) sur le même grand afficheur.

Principe de navigation

Affichage de la centrale de mesure

Tension :
> Trois mesures de tension phase-phase : 1-2, 2-3, 3-1 et moyenne.
> Trois mesures de tension phase-neutre : 1-4, 2-4, 3-4 et moyenne.

Courant :
> Trois mesures de courant de phase (1, 2, 3).
> Courant moyen des trois phases.
> Courant de neutre et trois angles de phase de courant (A°1, A°2, A°3) par rapport au vecteur correspondant de tension phase-neutre.

Charge de phase en % :
> Trois courants en % de la pleine échelle (%A FS).

Déséquilibre de charge en % :
> Déséquilibre de courant et de tension.

Fréquence :
> Mesure de la phase active.

Tr/min :
> Mesure du régime du générateur.

Puissance :
> VA, W, VAR, par phase et totale.
> Facteur de puissance par phase et moyen.
Les mesures de puissance par phase fournissent un contrôle de polarité rapide des TC.
Une valeur de puissance négative indique l’inversion du TC.

Énergie :
> VAh, Wh, +VARh (ind.), -VARh (cap.), heures d’exécution, durée d’alimentation sous tension, coupure de l’alimentation (panne).

Énergie (OLD) :
> VAh, Wh, +VARh (ind.), -VARh (cap.), heures d’exécution.

Afficheur à barres de charge en % d’ampères :
L’afficheur à barres de charge indique la consommation en pourcentage des ampères totaux.
Il est facile d’estimer la charge en observant l’affichage sans appuyer sur aucun bouton. L’affichage à barres est constitué de 12 segments. Chaque segment indique une charge de courant de 10 % du primaire du TC.

Spécifications techniques

Mesure de puissance alternative

Réseaux triphasés
Un système triphasé fournit des niveaux de puissance plus élevés pour les applications industrielles et commerciales.
Les trois phases correspondent à trois lignes de potentiel. Un décalage de 120° existe entre les trois lignes de potentiel.
Une configuration type est couplée soit en triangle, soit en étoile.
Dans un système triphasé idéal, les niveaux de tension entre les phases et le neutre sont définis par V₁ = V₂ = V₃ = V₁₂ / √3 = V₂₃ / √3 = V₃₁ / √3.
Dans la pratique, il y a un certain déséquilibre (différence).

Les tensions entre phases varient en fonction des facteurs de charge et de la qualité des transformateurs de distribution.
La mesure de puissance dans un système polyphasé est régie par le théorème de Blondel.
Le théorème de Blondel stipule que dans un réseau de distribution électrique de n conducteurs, le nombre d’éléments de mesure nécessaire pour déterminer la puissance est n-1.
La configuration type d’un système polyphasé est couplée soit en triangle soit en étoile.

où E_AB = tension entre les points A et B.
E_CB = tension entre les points C et B.
E_AN = tension entre les points A et N (neutre).
E_BN = tension entre les points B et N (neutre).
E_CN = tension entre les points C et N (neutre).
I_A = courant dans le conducteur A.
I_B = courant dans le conducteur B.
I_C = courant dans le conducteur C.

Consommation et faible facteur de puissance

Wh = W x t,
où W = puissance instantanée, t = temps en heures.
L’utilisation d’énergie électrique totale sur une période est la consommation de Wh.
L’unité généralement utilisée pour exprimer la consommation est le kilowattheure (kWh) : mille watts consommés pendant une heure.

Faible facteur de puissance :
Entraîne une consommation de puissance réactive.
La transmission de puissance réactive sur un réseau de distribution entraîne des pertes d’énergie.
Pour obliger les consommateurs à corriger le facteur de puissance, les fournisseurs d’énergie surveillent la consommation de puissance réactive et pénalisent l’utilisateur si son facteur de puissance est faible (cos φ ≥ 0,93 soit tan φ = 0,4).

Mesure de kVA en « 3D »
Les centrales de mesure sont équipées pour mesurer les kVA en 3D.
Cette méthode avancée assure la mesure la plus précise et prévisible dans des conditions de déséquilibre et de forme d’onde déformée.
Une option de configuration permet toutefois d’aligner la mesure des valeurs sur celle d’appareils de mesure plus anciens ou plus simples qui emploient la définition arithmétique des kVA, si nécessaire.

Raccordements électriques

Il est plus que conseillé d’utiliser des cosses à œil pour toutes les connexions sur les circuit des transformateurs de courant. Tout le câblage de la partie TC est réalisé de façon ininterrompu sans aucun passage par un bornier ou un autre dispositif de raccordement intermédiaire (sauf boîte à essais spécialement prévue à cet effet).

Pour le câblage des TC il faut prendre en compte la chute de tension (section des fils adaptés) , et la puissance nominale (VA) des TP et des TC qui doit être appropriée pour qu’ils puissent supporter la consommation (charge) sur leur secondaire.

Nota : la centrale de mesure accepte jusqu’à 6 A AC efficaces par voie directement.
Au-dessus de cette valeur, un transformateur de courant doit être inséré pour réduire le courant proportionnellement.

Raccordements des TC
Il faut monter les transformateurs de courant (TC) le plus près possible de la centrale de mesure pour une bonne précision de mesure. Le tableau suivant indique les distances maximales recommandées pour différentes tailles de TC, en supposant que le raccordement soit réalisé avec du câble de 1,5 – 2,5 mm².

– Gamme de courant primaire des TC programmable par l’utilisateur : 1 A à 99 kA AC.
– Secondaire du TC : 1 A ou 5 A AC (paramétrage sur la centrale)
D’autres valeurs sont également paramétrables sur la centrale pour compenser les erreurs des TC, si nécessaire.
– Consommation des TC de la centrale de mesure : 0,2 VA maximum par entrée.

Sélection des fusibles de tension
Il est vivement recommandé d’utiliser des protections sur chaque tension mesurée (sauf sur le neutre) et sur la tension d’alimentation auxiliaire (dédiée).

Configuration du type de réseau

La centrale de mesure doit connaître le type de réseau auquel elle est raccordé.
Cette information est paramétrée lors de la procédure de configuration, avant utilisation.

Les options sont les suivantes :
> Wye/Star : pour circuits triphasés 4 fils, à trois wattmètres ou à trois éléments. Dans ce cas, les trois signaux de tension de phase, le raccordement de tension de neutre et les trois signaux d’entrée de courant doivent être câblés (raccordement triphasé 4 fils en étoile avec trois TC et trois TP).
> Delta : pour circuits triphasés 3 fils, à deux wattmètres ou à deux éléments. Pour une configuration en triangle (raccordement triphasé 3 fils en triangle avec deux TC et trois TP et raccordement triphasé 3 fils en triangle ouvert avec deux TC et deux TP).
> 2-phase : pour circuits biphasés 3 fils, à deux wattmètres ou à deux éléments. Dans ce cas, les deux signaux de tension de phase, le raccordement de tension de neutre et les deux signaux d’entrée de courant doivent être câblés (raccordement biphasé 3 fils avec deux TC).
> Single-phase : pour circuits monophasés 2 fils, à un wattmètre ou à un élément. Dans ce cas, un seul signal de tension de phase, le raccordement de tension de neutre et un seul signal d’entrée de courant doivent être câblés.

Raccordement triphasé 4 fils en étoile
WYE/Star est paramétré dans la configuration

Raccordement triphasé 3 fils en triangle avec 2 TC et 3 TP
Delta est paramétré dans la configuration

Raccordement triphasé 3 fils en triangle ouvert avec 2 TC et 2 TP
Delta est paramétré dans la configuration

Raccordement biphasé 3 fils avec 2 TC
2-phase est paramétré dans la configuration

Raccordement monophasé avec un TC
1. Il faut paramétrer la centrale en mode monophasé.
Toutefois, les tensions primaire et secondaire doivent être paramétrées comme phase-phase.
2. Il faut raccorder les entrées de tension et de courant uniquement aux bornes de tension V1 et de courant A1 de la centrale de mesure.
3. Les bornes de courant non utilisées (A2 et A3) doivent être court-circuitées pour éviter que la centrale de mesure ne capte des bruits.
4. Les mesures de paramètres d’énergie seront néanmoins précises

Communications

La communication n’est possible qu’avec la centrale de mesure PM1200.

Port de données RS-485
Le port RS-485 permet :
– Des mesures en temps réel, rapides et en ligne, dans un logiciel SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) ou un automate programmable : par exemple les produits logiciels de gestion de l’énergie comme Vijeo Citect, PowerLogic SCADA pour identifier la consommation et les pertes d’énergie.
– La prise en charge d’ION enterprise.

Liaison de communication 2 fils semi-duplex

2 fils semi-duplex à boucle fermée
Communications fiables, tolérant à une coupure du câble.