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11 Oct, 2022 75 Vues Auteur : Saïd, Hamza

Comment les générateurs de creux de tension sont-ils utiles pour le test d'interruption de tension

Définition du générateur de creux de tension
NEMA MG1-16.48 définit chute de tension comme la plus grande différence de tension par rapport à la tension de sortie nominale du générateur. Les courants d'appel au démarrage du moteur ou les charges de bloc importantes limitent la vitesse du moteur et une excitation inférieure au champ principal génèrent ces creux. Étant donné que les causes et les solutions des creux de tension instantanés diffèrent de celles des charges de bloc, elles sont mesurées et analysées indépendamment. En raison de sa nature instantanée, la plus grande baisse causée par le courant d'appel du moteur se produit dans les cinq cycles et ne peut être surveillée qu'avec un oscilloscope. Les enregistreurs mécaniques peuvent détecter les creux causés par de lourdes charges de blocs qui ralentissent la vitesse du moteur.

Générateur de creux de tension

CSS61000-11_Générateur de baisses de tension et d'interruptions

Confusion d'immersion soutenue
Certaines marques de groupes électrogènes sont difficiles à comparer car chute de tension est défini différemment dans la documentation de l'entreprise. Au lieu d'un creux de tension instantané, un creux de tension soutenu est fourni, ce qui évalue la chute à une courbe de récupération plus faible mais plus longue.
Avec une comparaison de la réactance sous-transitoire de deux générateurs avec des temps de réponse AVR comparables, une comparaison significative de la chute de tension de démarrage du moteur peut être obtenue. Lors du démarrage du même moteur, deux machines avec une réactance sous-transitoire identique auront à peu près le même creux de tension.

Par conséquent, les fournisseurs qui utilisent une baisse de tension soutenue comme mesure de la baisse de tension ne fourniront qu'une réponse plate « oui » ou « non » quant à savoir si leur groupe électrogène correspondra aux normes de baisse de tension instantanée établies par d'autres fabricants.
C'est la seule méthode pour s'assurer que vous recevrez des offres comparables sur les projets que vous décrivez.

Comprendre la réponse transitoire des groupes électrogènes
Il n'y a pas lieu de s'inquiéter de la capacité du service public local à supporter la charge ou des effets transitoires sur la qualité de l'alimentation lorsqu'un commutateur envoie quelques centaines de kW sur un circuit. Cependant, ce sont des problèmes légitimes lorsque l'énergie est tirée d'un groupe électrogène. La quantité de charge pouvant être acceptée en une seule étape, ainsi que l'ampleur des effets transitoires sur la qualité de l'alimentation, varient considérablement d'un modèle de groupe électrogène à l'autre.

Lorsqu'une forte charge est appliquée à un groupe électrogène, le régime du moteur chute temporairement - ou diminue - avant de revenir à un état stable. Lorsqu'une charge est retirée, le régime moteur augmente temporairement – ​​ou dépasse. La qualité de l'énergie électrique est altérée car la fréquence du générateur est déterminée par le régime moteur. La réponse transitoire est la mesure de ces fluctuations de vitesse transitoires.

La durée et le pourcentage de changement de fréquence d'une réaction transitoire sont mesurés (voir figure ci-dessous). Le temps nécessaire au moteur pour revenir à un fonctionnement stable est appelé temps de récupération. Cela peut aller d'une seconde à vingt secondes. En général, plus le pourcentage de creux est élevé et plus il faut de temps au moteur pour récupérer, plus le poids du bus augmente.

Les creux sont souvent plus dangereux que les dépassements car une charge excessive du bloc peut provoquer le calage du moteur et la chute de la tension du générateur. La masse en rotation du groupe électrogène facilite le maintien de la fréquence, bien que l'inertie doive être soigneusement équilibrée entre le générateur et le moteur. Lorsqu'un générateur plus grand est spécifié, la chute de fréquence est réduite, ce qui permet de disposer de plus de puissance moteur pour la récupération. Le mécanisme de régulation de tension du groupe électrogène est le composant le plus critique influençant la réactivité transitoire. Les méthodes de régulation de tension en volt par hertz contrôlent la tension en suivant proportionnellement la fréquence.

Comme une grosse charge de bloc réduit le régime du moteur et la fréquence du générateur, la tension chute, déchargeant efficacement le moteur et raccourcissant le temps de récupération. Ce système est utilisé par tous les groupes électrogènes Cat. Les systèmes de régulation à tension constante ont un pourcentage de changement de tension plus faible mais une période de récupération beaucoup plus longue. Lorsque le moteur est à pleine charge, le risque de calage du moteur augmente. Certains générateurs utilisent des méthodes de régulation à double tension par hertz. Bien que ces méthodes améliorent considérablement les capacités de chargement des blocs ou réduisent le temps de récupération, elles se présentent avec un creux de tension beaucoup plus élevé. La réactivité transitoire est également affectée par la configuration du moteur.

La plupart des moteurs de groupes électrogènes sont turbocompressés pour fournir une puissance supplémentaire - et des kW - sans nécessiter un moteur plus gros. L'inconvénient de la suralimentation réside dans la réactivité transitoire. L'air devient un élément limitant dans les scénarios de transport. Plus la réponse transitoire d'un moteur de groupe électrogène est longue, plus il est turbocompressé. Les creux de tension et les interruptions brèves sont causés par des pannes dans un réseau électrique causées par des changements rapides de charges lourdes. Les charges variables en continu connectées au réseau électrique provoquent des changements de tension. Étant donné que ces événements peuvent avoir un impact sur les équipements électriques et électroniques, ils doivent être reproduits en laboratoire.

Essais CEI 61000-4-30
• CEI 61000-4-11, qui concerne les équipements électriques et électroniques avec un courant d'entrée nominal ne dépassant pas 16 A par phase pour le raccordement à des réseaux alternatifs 50 Hz ou 60 Hz.
• CEI 61000-4-34, qui s'applique aux équipements électriques et électroniques dont le courant nominal d'entrée est supérieur à 16 A par phase, notamment les creux de tension et les coupures brèves pour les équipements connectés aux réseaux à courant alternatif 50 Hz ou 60 Hz, y compris monophasés et secteur triphasé. La CEI recommande des mesures in situ dans tout le système électrique pour les courants supérieurs à 1 A par phase.
• CEI 61000-4-29, qui s'applique aux équipements électriques et électroniques en cas de chutes de tension, de brèves interruptions ou de changements de tension sur les ports d'alimentation CC.
L'objectif, comme pour toutes les normes fondamentales CEM, est de créer une référence unique pour évaluer l'immunité des équipements électriques et électroniques soumis à ces phénomènes. Les normes de produits sont chargées de déterminer la pertinence et l'applicabilité des essais indiqués dans la norme de base. Le matériel fourni ici sera centré sur la norme CEI 61000-4-11.

Exigences relatives à l'équipement d'essai
Un équipement de test dédié peut être utilisé dans les laboratoires pour reproduire les creux de tension, les interruptions brèves et les tests de variabilité. Les normes de base CEI prévoient des essais de variations de tension en option. Voici les normes auxquelles l'équipement de test doit répondre afin d'être utilisé pour les tests de conformité :

• Tension de sortie à vide – la tension de sortie du générateur doit se situer à moins de 5 % des niveaux de creux définis lorsqu'aucune charge n'est appliquée. Les niveaux de creux sont spécifiés à 0 %, 40 %, 70 % et 80 % de la tension nominale.
• Changement de tension de sortie avec charge – le changement de tension de l'absence de charge à la charge doit être inférieur à 5 % du niveau de chute défini.
• Capacité de courant de sortie – le générateur doit être capable de supporter un courant supérieur à 16 A pendant une courte période au niveau de creux requis. La circonstance la plus difficile se situe au niveau du creux de 40 %, lorsque le générateur doit gérer 40 A pendant 3 secondes.
• Capacité de courant d'appel de crête – L'équipement de test ne doit pas limiter la capacité de courant d'appel de crête. La capacité de crête maximale du générateur ne doit pas dépasser 1000 250 A pour les réseaux de 600 V à 500 V, 200 A pour les réseaux de 240 V à 250 V et 100 A pour les réseaux de 120 V à XNUMX V.
• Dépassement/sous-dépassement de tension – Lorsque le générateur est chargé avec une charge résistive de 100, le dépassement/sous-dépassement de crête instantané de la tension réelle doit être inférieur à 5 % du niveau de creux défini.
• Temps de montée et de descente de la tension – Le générateur doit être capable de commuter entre 1 et 5 secondes lors d'un changement soudain de niveau de tension.
• Déphasage – le générateur doit être capable de déphaser entre 0 et 360 degrés.
• Relation de phase et passage par zéro - le générateur doit être capable de détecter et de se synchroniser avec l'alimentation en courant alternatif. La relation de phase de l'événement creux et coupures de tension doit être inférieure à 10° de la fréquence du réseau. De plus, la commande de passage à zéro du générateur doit être à moins de 10° de la fréquence du secteur.

vidéo

Importance des temps de montée et de descente
Il est essentiel d'utiliser un équipement de test qui respecte les temps de montée et de descente rapides requis tout en effectuant des creux de tension et de courtes interruptions pour éviter un déphasage majeur pendant le changement. Le temps de commutation de 1 s à 5 s est le pire scénario et reproduit un court-circuit dans le réseau électrique à proximité de l'équipement électronique. Par conséquent, les tests utilisant une commutation rapide peuvent évaluer la durabilité de l'équipement évalué dans la situation la plus défavorable. Nous examinerons l'effet des synchronisations de commutation sur un réseau électrique 230V / 50Hz à titre d'exemple.

Nous pouvons déterminer le déphasage pour divers timings de commutation en utilisant la fréquence du courant alternatif. Nous pouvons voir que la limite de temps de commutation la plus lente de 5 s établie dans la norme CEI 61000-4-11 se traduit par un déphasage de seulement 0.09°. Un générateur de creux de pré-conformité avec un temps de commutation de 200 s ajoute un déphasage de 3.6° et un temps de commutation de 500 s ajoute un déphasage de 9°.

Une baisse du niveau de test est un effet secondaire de ce déphasage considérable. Sur les réseaux électriques à 60 Hz, l'impact du déphasage est encore plus prononcé. Un temps de commutation de 200 s, par exemple, représente un déphasage de 4.3° à 60 Hz, tandis qu'un temps de commutation de 500 s équivaut à un déphasage de 10.8°. Étant donné que l'angle de départ réel des creux peut également être dicté par la précision du générateur, il est très avantageux de conserver un déphasage réduit en raison du processus de commutation.

Importance de la capacité de courant d'appel
Lorsque vous connectez un équipement électronique à un réseau électrique, un courant d'appel se précipite dans l'équipement, ce qui peut causer des dommages. La plupart des équipements électroniques sont conçus avec un circuit pour limiter ce courant d'appel. Lorsque le réseau électrique se rétablit après un creux de tension ou une courte interruption, le même flux de courant d'appel reprend, mais le circuit de protection peut être désengagé. Pour minimiser les dommages matériels lors d'un creux de tension ou d'une brève interruption, le générateur de creux doit fournir un courant suffisant sans limiter le courant d'appel.

La série creux de tension et l'équipement de test des interruptions courtes devrait idéalement répondre à la capacité de commande du courant d'appel de pointe. Si l'équipement de test répond à cette exigence (au moins 1,000 250 A pour le secteur 600 V - 500 V, 220 A pour le secteur 240 V à 250 V et 100 A pour le secteur 120 V - 70 V), il n'est pas nécessaire de mesurer le courant d'appel de crête de l'EST, ce qui permet de gagner du temps. Si le courant d'appel observé de l'EST est inférieur à 61000 % de la capacité d'entraînement d'appel rapportée de l'équipement de test, la CEI 4-11-XNUMX permet une solution de contournement consistant à utiliser un générateur avec un courant d'appel plus faible. Étant donné que les deux caractéristiques doivent être mesurées avant le test, cela augmente le temps et les dépenses.

Changements entre CEI 61000-4-11 Ed.2 et Ed.3
La norme CEI 61000-4-11 Ed.3 a été publiée en 2020 et remplace la précédente CEI 61000-4-11 Ed.2 de 2004. Les principales modifications apportées à la norme sont une description plus explicite des temps de montée et de descente et une réitération de la forte exigence d'utiliser un générateur avec des temps de montée et de descente allant de 1s à 5s pour les tests de conformité.

Les exigences de sur / sous-dépassement de la norme n'étaient pas claires dans l'édition 2, ce qui a conduit à un malentendu concernant les paramètres à mesurer lors de l'étalonnage / de la vérification. Selon certaines interprétations, le dépassement et le sous-dépassement doivent être enregistrés à la fois lorsqu'une transition de niveau se produit et lorsque la transition de niveau est terminée.

Le dépassement et le sous-dépassement sont désormais explicitement définis comme des effets qui se produisent après la commutation, plutôt qu'avant la commutation. Cela indique qu'un sous-dépassement du front descendant nécessite simplement une mesure, mais qu'un dépassement du front montant nécessite une mesure. Lorsqu'il est mesuré avec une charge résistive de 100, le dépassement ou le sous-dépassement doit être inférieur à 5 % de la tension réelle.

FAQs
Pourquoi la chute de tension se produit-elle ?
A chute de tension se produit lorsque la tension d'alimentation (UF) descend en dessous d'un seuil fixé à 90 % de la tension d'alimentation annoncée (Uc). Un creux de tension se produit sur un système polyphasé lorsqu'au moins une des tensions tombe en dessous du seuil et se termine lorsque toutes les tensions sont égales ou supérieures au seuil.

Qu'est-ce qu'un test de creux et d'interruptions de tension ?
Creux de tension et les courtes interruptions sont causées par des pannes dans un réseau électrique causées par des changements rapides de charges lourdes. Les charges variables en continu connectées au réseau électrique provoquent des changements de tension.

Qu'est-ce qu'une coupure de tension exactement ?
Une interruption de tension se produit lorsque la tension URMS(1/2) tombe en dessous du niveau d'interruption désigné. Typiquement, le seuil d'interruption est réglé nettement plus bas que le niveau de creux de tension. L'interruption commence lorsque la tension URMS(1/2) tombe en dessous de la valeur du seuil d'interruption et se termine lorsque la tension URMS(1/2) est égale ou supérieure à la valeur du seuil d'interruption plus l'hystérésis de tension.

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