guide_ups_fr-2009-00022-01-e1-2009-00218-01-e.pdf

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Alimentations Sans Interruption

GUIDE EUROPEN

Par le CEMEPComit Europen des Constructeurs de Machines lectriqueset dlectronique de Puissance

CEMEP


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PRSENTATION DU GROUPE DE TRAVAIL ASI DU CEMEP

Le CEMEP est un Comit Europen fond par les principales associations professionnelles

du domaine de llectronique de puissance.

Cette organisation permet aux constructeurs de matriel dlectronique de puissance de

coordonner leurs actions au niveau europen. Les principaux sujets abords sont lvolution

du march, la standardisation, la promotion et les rapprochements avec dautres produits et

groupes professionnels.

Au travers du CEMEP, les constructeurs parlent dune seule voix et prennent en compte les

directives techniques et environnementales de lUE et dautres sujets industriels dintrt

commun. Lorganisation du CEMEP comprend quatre groupes de travail, respectivement en

charge des :

MOTEURS BT CA,

MOTEURS HT

VARIATEURS DE VITESSE

ASI.

Les membres du groupe de travail ASI du CEMEP sont :

FINLANDE SET FRANCE GIMELEC

ALLEMAGNE ZVEI

ITALIE ANIE/AssoAutomazione

ESPAGNE SERCOBE

RU GAMBICA

GUIDE EUROPEN ASI

PRAMBULE

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GUIDE EUROPEN ASI


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POURQUOI UN GUIDE EUROPEN SUR LES ASI ?

La haute qualit et la disponibilit de lnergie lectrique sont dsormais des besoins

stratgiques pour tous les secteurs de lconomie. Une panne dalimentation peut mettre en

pril lactivit normale dune socit et entraner des pertes considrables. La dfaillance

dune installation lectrique peut amener un risque important pour les personnes, exploitants

comme utilisateurs.

Comme lattestent les pannes gantes survenues rcemment dans plusieurs pays et des

coupures plus mineures, la frquence des problmes dalimentation lectrique continue

augmenter. Cette tendance pourrait tre encore accentue par la drglementation du

march de llectricit et les changements climatiques, sajoutant aux perturbations gnres

par les installations elles-mmes.

Mais des solutions existent pour protger les infrastructures, btiments tertiaires et

processus industriels de toute dfaillance dalimentation lectrique. Parmi ces solutions, lASI

est la plus couramment utilise aujourdhui. Cest pourquoi le CEMEP a dcid de publier une

nouvelle dition de son Guide des ASI, qui fait autorit en la matire, afin de fournir aux

utilisateurs les informations les plus jour sur les fonctions et lvolution technologique des

ASI. Son contenu est fond sur la mise en commun des technologies les plus avances entre

les constructeurs europens dASI.

Le Guide CEMEP ASI est particulirement adapt aux utilisateurs dsireux :

dvaluer prcisment leurs besoins en matire de solutions de puissance,

de choisir lASI qui rpond le mieux ces besoins,

ensuite dinstaller, exploiter et maintenir au cours des annes leur ASI de la faon la plus

efficace.

Nous tenons remercier, au nom de tous les membres du groupe de travail ASI du CEMEP,

les experts qui ont crit ce guide, MM. BEAUDET, CAPPELLARI, CIPOLLA, FINCK, GALBIATI,

MASCAGNI, PIAZZI, RUETH, SINIGALLIA et SUSSET.

Antoine de FLEURIEU

Secrtaire Gnral du CEMEP ASI

GUIDE EUROPEN ASI

PRAMBULE

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GUIDE EUROPEN ASI


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1 PROBLMES DALIMENTATION LECTRIQUE 91.1 PERTURBATIONS DE LALIMENTATION LECTRIQUE 91.2 ORIGINES DES PERTURBATIONS 91.3 CONTRAINTES DES CHARGES SENSIBLES 101.4 COTS LIS LA QUALIT DE LALIMENTATION LECTRIQUE 10

2 SOLUTIONS AUX PROBLMES DALIMENTATION LECTRIQUE 112.1 PROTECTION INTEGRE 112.2 FILTRES, TRANSFORMATEURS DISOLEMENT, REGULATEURS DE TENSION 13

2.3 ALIMENTATIONS COURANT CONTINU 142.4 SOLUTIONS ROTATIVES 142.5 ALIMENTATIONS SANS INTERRUPTION DE TYPE STATIQUE 15

3 RGLEMENTATION EUROPENNE 20

4 NORMES TECHNIQUES 214.1 SECURIT 214.2 COMPATIBILIT LECTROMAGNETIQUE 214.3 PERFORMANCES 22

4.4 AUTRES NORMES 224.5 CERTIFICATION DU SYSTME QUALIT 22

5 CLASSIFICATIONS 235.1 ASI FONCTIONNANT EN DOUBLE CONVERSION 245.2 ASI FONCTIONNANT EN DOUBLE CONVERSION AVEC BYPASS 255.3 ASI FONCTIONNANT EN INTERACTION AVEC LE RESEAU 255.4 ASI FONCTIONNANT EN ATTENTE PASSIVE 26

6 CRITRES DE CHOIX - DFINITION DU BESOIN 286.1 DIMENSIONNEMENT DE LASI 28

6.2 RENDEMENT 306.3 COURANTS HARMONIQUES DENTRE 316.4 BRUIT 326.5 DIMENSIONS ET FACILIT DE MAINTENANCE 326.6 DEGR DE PROTECTION 326.7 PARAMTRES DE FIABILIT 336.8 TECHNOLOGIE DE BATTERIES 336.9 CONSIDERATIONS GNRALES SUR LES CONCEPTS TROMPEURS DE LA

PUISSANCE DES CHARGES INFORMATIQUES 356.10 DONNES DE BASE POUR LA SPCIFICATION DES ASI 35

7 COMMUNICATION 377.1 COMMUNICATION LOCALE 377.2 COMMUNICATION DISTANCE 37

GUIDE EUROPEN ASI

SOMMAIRE

7

GUIDE EUROPEN ASI


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8 OPTIONS 408.1 TRANSFORMATEUR DISOLEMENT GALVANIQUE 408.2 AUTOTRANSFORMATEUR 408.3 SOLUTIONS POUR REDUIRE LES HARMONIQUES DU COURANT DENTRE 408.4 AUTRES OPTIONS 40

9 GUIDE DINSTALLATION DES ASI DE MOYENNE ET FORTE PUISSANCE 419.1 INSTALLATION 419.2 DISPOSITIFS DE PROTECTION DES CIRCUITS 41

9.3 PROTECTION DES CIRCUITS ET SELECTIVIT 419.4 LIMITATION DU COURANT DE SORTIE DE LASI 419.5 DIMENSIONNEMENT DU NEUTRE 429.6 ISOLEMENT DU NEUTRE 429.7 GROUPES DE SECOURS 429.8 INSTALLATION DES BATTERIES 449.9 ARRT COMMAND DISTANCE DES ASI 459.10 PORTS DE COMMUNICATION DES ASI 469.11 CHARGES NON LINAIRES 46

10 MAINTENANCE ET SERVICES 4810.1 POURQUOI LE SERVICE EST-IL PRIMORDIAL ? 4810.2 ASSISTANCE AVANT-VENTE 4810.3 INSTALLATION 4910.4 MISE EN SERVICE 4910.5 CONTRATS DE MAINTENANCE 4910.6 ASSISTANCE APRS-VENTE 5010.7 TLMAINTENANCE 5010.8 FORMATION CLIENT 5010.9 SERVICES DU CONSTRUCTEUR DASI 51

11 GLOSSAIRE 53

ASI GUIDE EUROPEN

SOMMAIRE

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1Problmes

dalimentation

lectrique

Solutions aux

problmes

dalimentation

lectrique

Rglementationeuropenne

Normes

techniques

Classification

Critres de choix -

Dfinition du

besoin

Guide

dinstallation des

ASI de moyenne

et forte puissance

Maintenanceet services

Glossaire

1.1 PERTURBATIONS DE LALIMENTATION LECTRIQUE

Les rseaux de distribution publique ou prive dnergie lectrique dlivrent, en thorie, une

tension sinusodale damplitude et de frquence fixes aux quipements lectriques quils

alimentent (ex. 400 volts efficaces, 50 Hz, en basse tension).

En ralit, les distributeurs dnergie spcifient des fluctuations autour des valeurs nominales

indiques. La norme EN 50160 dfinit les fluctuations normales de la tension dalimentation

BT des rseaux europens :

tension + 10 % - 15 % (toutes les valeurs efficaces moyennes sur 10 mn), dont 95 %

dans la plage 10 % pour chaque semaine.

frquence + 4 6 % sur 1 anne avec 1 % pendant 99,5 % du temps (rseaux

interconnects par des liaisons synchrones).

En pratique, outre les fluctuations indiques, la sinusode de tension est plus ou moins altre

par diverses perturbations pouvant survenir sur le rseau.

1.2 ORIGINES DES PERTURBATIONS

Le rseau

Il peut tre perturb, voire interrompu par :

des phnomnes atmosphriques invitables qui peuvent affecter les lignes ariennes ou lescbles enterrs :

- foudre qui propage une surtension brusque sur le rseau,

- givre qui alourdit les lignes et peut provoquer leur rupture,

des accidents :

- chute de branche sur une ligne, qui peut provoquer un court-circuit ou sa rupture,

- coupure de cble, par exemple lors de travaux de terrassement,

- dfaut sur le rseau,

des dsquilibres de phases,

des manuvres des appareils de protection ou de commande du rseau, lors de dlestages

ou doprations dentretien.

Les quipements des utilisateurs

Certains dentre eux peuvent polluer le rseau, par exemple :

installations industrielles du fait :

- de moteurs, qui crent des chutes de tension par appel de courant au dmarrage,

- dappareils, tels fours arc ou machines souder particulirement polluants, qui crent

des chutes de tension et des parasites HF,

systmes dlectronique de puissance (alimentation dcoupage, variateurs de vitesse,

ballasts lectroniques, etc.), qui gnrent souvent des harmoniques,

quipements des btiments tels que les ascenseurs qui crent des appels de courant ou les

installations dclairage fluorescent qui gnrent des harmoniques.

GUIDE EUROPEN ASI

PROBLMES DALIMENTATION LECTRIQUE

9

1Problmes

dalimentation

lectrique

Solutions aux

problmes

dalimentation

lectrique


Normes

techniques

Classification

Critres de choix -

Dfinition du

besoin

Communication

Options

Guide

dinstallation des

ASI de moyenne

et forte puissance


Glossaire

GUIDE EUROPEN ASI


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11.3 CONTRAINTES DES CHARGES SENSIBLESLes quipements numriques (informatique, tlcommunications, instrumentation, etc.)utilisent des microprocesseurs cadencs plusieurs Mgas voire Gigas Hertz, cest--direeffectuant plusieurs millions voire milliards doprations par seconde. Quelques millisecondesde perturbation de lalimentation lectrique affectent ainsi des milliers ou millions doprationslmentaires. Le rsultat peut se traduire par des dysfonctionnements et des pertes dedonnes aux consquences dangereuses (ex. aroports, hpitaux) ou coteuses (ex. pertes deproduction).

Aussi, de nombreuses charges, dites sensibles ou critiques, ncessitent une alimentationscurise vis--vis des perturbations du rseau. Exemples : procds industriels et leur contrle-commande pour viter des pertes de production, aroports ou hpitaux pour assurer la scurit des personnes,technologies de linformation et de la communication lies Internet pour viter larrt des

traitements avec des cots horaires trs levs.

De nombreux constructeurs de matriel sensible spcifient dailleurs pour lalimentation deleurs quipements des tolrances strictes, beaucoup plus contraignantes que celles durseau (ex: CBEMA - Computer Business Equipment Manufacturers Association, pour

linformatique).

1.4 COTS LIS LA QUALIT DE LALIMENTATION LECTRIQUEPlus de 50 % des pannes des charges critiques ont une origine lie leur alimentationlectrique, avec des cots horaires pour les applications correspondantes en gnral trslevs (fig. 1). Il devient donc vital pour lconomie actuelle, de plus en plus dpendante des

technologies numriques, de palier les problmes qui affectent la qualit et la disponibilit delnergie du rseau lorsquil sagit dalimenter des charges sensibles.

GUIDE EUROPEN

PROBLME DALIMENTATION LECTRIQUE

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Solutionsaux problmesdalimentation

lectrique


Normestechniques

Classification

Critres de choix -Dfinition du

besoin

Guidedinstallation desASI de moyenne

et forte puissance


Glossaire

Problmesdalimentation

lectrique

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GUIDE EUROPEN


lectrique


Normestechniques

Classification


besoin

Communication

Options


et forte puissance


Glossaire


lectrique

ASI GUIDE EUROPEN


lectrique

Solutions auxproblmes

dalimentationlectrique


Normestechniques

Classification


besoin

Communication

Options


et forte puissance


Glossaire


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Problmesdalimentationlectrique

Solutionsaux problmesdalimentationlectrique


Normestechniques

Classification

Critres de choix -Dfinition dubesoin

Communication

Options

Guidedinstallation des

ASI de moyenneet forte puissance


Glossaire

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GUIDE EUROPEN ASI

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Solutions auxproblmesdalimentationlectrique


Normestechniques

Classification


Options




Glossaire

2.1 PROTECTION INTGRE

De nombreuses solutions techniques existent et le choix de lutilisateur doit tre fait enfonction de plusieurs paramtres (cot, type de perturbation, caractristiques desquipements protger, distribution lectrique du site, criticit des applications protger,etc.).

GUIDE EUROPEN ASI

[FIG. 1] ORIGINE ET COT DE DFAILLANCES SYSTME LIES LALIMENTATION LECTRIQUE

45 %dfaut rseau

lectrique

20 %pannedquipement

20 %Dclenchement intempestif(disjoncteur, etc.)

15 %erreur humaine

EXEMPLES DE COTS HORAIRES DE PANNES- tlphonie mobile - 40 k- rservation arienne - 90 k- transaction carte de paiement - 2,5 M- ligne dassemblage automobile - 6 M- transactions boursires 6,5 M

2SOLUTIONS AUX PROBLMES DALIMENTATIONLECTRIQUE


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lectrique


Normestechniques

Classification


besoin


et forte puissance


Glossaire


lectrique

2Ce document offre un panorama de toutes les solutions, des plus simples aux plusperformantes ou aux plus polyvalentes.

Certains quipements comportent des protections intgres, mais qui se limitent le plussouvent des protections contre les perturbations les plus frquentes tels que des creux de

tension, des coupures brves ou des micro-coupures (au moyen de batteries ou decondensateurs).

De plus, les solutions fournies avec les quipements courants sont relativement peu efficaceset se rduisent la protection (non destruction) de lquipement, un arrt systme propreet la sauvegarde des donnes essentielles. Elles permettent rarement la poursuite dufonctionnement normal de lquipement sensible.

En fait, la poursuite de lexploitation en cas de coupure dalimentation de plus de 10 20 msncessite la commutation instantane sur une alimentation de remplacement utilisantlnergie accumule dans un volant dinertie ou dans des batteries.Il est noter quaujourdhui, ces deux moyens demeurent les seules faons de stockerfacilement lnergie pour remplacer une source dalimentation de puissance suprieure quelques centaines de watts.Les fonctions et caractristiques correspondantes sont prsentes dans les pages suivantes.

Protection par logicielCes mthodes sont bien sr utilises avec les quipements de traitement de donnesnumriques (ordinateurs, gros ordinateurs centraux, automates programmables, matriel de

tlcommunication ou de contrle-commande de procds industriels).

Leur utilisation se limite principalement rduire ou liminer les consquences duneperturbation sur lquipement ou lapplication en utilisant des moyens tels que : sauvegarde systmatique et rgulire des donnes vers un support permanent insensible

aux perturbations, procdures darrt matris et de redmarrage des quipements, auto surveillance de lalimentation par la machine pour dtecter toute perturbation pouvant

tre prjudiciable son fonctionnement avec alerte de lexploitant ou redmarrage dunesquence de traitement interrompue, ou mme prise de dcision concernant le produitengag dans un processus de fabrication (rejet ou redmarrage).

Les mthodes logicielles sont rserves aux machines travaillant en temps rel, mises enrseau avec des interconnexions et des changes de donnes frquents, ou des procdscontinus pour lesquels larrt de lquipement au cours du traitement pourrait tre dangereux(ex. industries chimiques ou ptrochimie) ou amener une perte de production importante ouune perte dinformations irrversible.

Il faut aussi noter que ces mthodes ncessitent des programmes et des ressources encapacit mmoire supplmentaires et peuvent conduire un arrt prolong de lapplication.

La coupure peut entraner un arrt systme (bien que propre) dune unit de production oudun ordinateur pendant plusieurs minutes voire plus.

GUIDE EUROPEN

SOLUTIONS AUX PROBLMES DALIMENTATIONLECTRIQUE


lectrique


Normestechniques

Classification


besoin

Communication

Options


et forte puissance


Glossaire

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ASI GUIDE EUROPEN

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Normestechniques

Classification





Glossaire

22.2 FILTRES, TRANSFORMATEURS DISOLEMENT, RGULATEURS DE

TENSIONLorsque lquipement est fourni sans solution intgre par le constructeur ou lorsquune tellesolution reviendrait trop cher sil fallait linclure dans chaque partie dquipement, il suffitsouvent dajouter une interface entre le rseau dalimentation lectrique et lapplication ou legroupe dapplications protger (solution centralise).

a) FiltresLe filtre est la solution la plus simple. Il protge des interfrences magntiques ouradiolectriques et des perturbations atmosphriques (il peut tre associ un parafoudre).

Il na pas deffet sur les creux de tension ou variations de frquence et ne protge pas descoupures.

b) Transformateurs disolementUn transformateur disolement quip dun cran lectrostatique rduit les interfrences HF.

Le niveau dattnuation atteint varie en fonction de la conception et de la fabrication dutransformateur. Ici aussi, aucune protection contre les autres types de perturbation nestassure.

Cependant, un transformateur disolement permet la rduction des courants de fuite laterre dune installation lectrique en les confinant dans les circuits aliments par le secondairedu transformateur. Lutilisation de certains types de couplages dans les transformateurs

triphass permet la rduction de certains courants harmoniques au primaire (harmoniquesde rang 3 et multiples de 3).

c) Rgulateurs de tension et conditionneurs de rseauUn rgulateur de tension maintient une tension de sortie constante en dpit des variations desa tension dentre.

Il existe trois types principaux : les rgulateurs ferro-rsonnants,

les rgulateurs lectromcaniques, les conditionneurs statiques commutation de prises.

Les critres prendre en compte pour valuer les performances dun rgulateur de tensionsont la plage de rgulation, la rponse aux variations de charge et la vitesse et souplesse dergulation.

Sils rsolvent les problmes de variations de tension, les rgulateurs sont souvent inefficacesvis--vis des bruits transitoires et des variations de frquence.

Pour rpondre ce problme, la solution consiste combiner un transformateur disolementet un rgulateur de tension, cest ce que lon appelle un conditionneur de rseau ou de ligne.

Bien quils constituent une bonne solution pour les variations importantes de tension et lesbruits transitoires, les conditionneurs de tension sont compltement inefficaces contre lescoupures (> 10 ms) et les variations de frquence auxquels seuls des systmes secouruspeuvent apporter une solution.



Normestechniques

Classification


Communication

Options




Glossaire

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GUIDE EUROPEN ASI

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GUIDE EUROPEN ASI

SOLUTIONS AUX PROBLMES DALIMENTATIONLECTRIQUE


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2.3 ALIMENTATIONS A COURANT CONTINUCette solution est surtout utilise dans les systmes de scurit, mais aussi dans lesquipements de tlcommunications et lalimentation des relais ou contacteurs.

Ce type dalimentation comprend un redresseur et une unit de stockage dnergie qui peuttre compose de : condensateurs pour des secours infrieurs 1 seconde, un ensemble de batteries pour des dures suprieures.

Ce systme est simple et dun bon rapport qualit/prix, mais il ncessite dutiliser un appareil alimentation permanente en courant continu de tension de 12 220 V. Dans le cas dunsecours centralis, il ncessitera aussi linstallation dun circuit de distribution courantcontinu spar.

2.4 SOLUTIONS ROTATIVESIl existe plusieurs variantes dASI rotatives, mais toutes utilisent des ensembles moteur-alternateur avec la sortie gnrateur raccorde la charge critique.Une version associe un moteur et un gnrateur avec un onduleur trs simplifi.Londuleur filtre en sortie les perturbations du rseau dalimentation et rgule seulement la

frquence de son signal de sortie (en gnral en forme donde carre) qui alimente ungroupe lectrogne moteur rgul. Le groupe lectrogne gnre une onde de tension desortie fiable en prenant la frquence de sortie de londuleur comme rfrence.Une seconde version associe une machine synchrone (rgulateur-gnrateur), un couplageinductif et un moteur diesel avec un embrayage roue libre.

Ces solutions rotatives sont utilises dans les grosses installations (plus de 1000 kVA) etprincipalement pour des applications en environnement industriel.

Les arguments souvent avancs en faveur de ces solutions rotatives sont le courant de court-circuit lev, lisolement galvanique et la faible impdance interne procurant une bonne tenuesur charges non linaires.


lectrique


Normestechniques

Classification


besoin

Communication

Options


et forte puissance


Glossaire


lectrique

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ASI GUIDE EUROPEN

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GUIDE EUROPEN

[FIG. 2] SOLUTIONS ROTATIVES

SolutionPerturbations

Transformateurdisolement

Rgulateur ConditionneurGroupe lectrogne

synchrone

Transitoires 8 8 8

Creux de tension 8 8 8

Variation

de frquenceCoupure 8

Coupure prolonge 8


lectrique


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Classification


besoin

Communication

Options


et forte puissance


Glossaire

2 SOLUTIONS AUX PROBLMES DALIMENTATIONLECTRIQUE


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Mais les inconvnients des ASI rotatives sont le niveau de bruit lev (70 95 dBA), leremplacement des roulements qui ncessite un temps darrt important, ainsi quun poids etdes dimensions leves.

2.5 ALIMENTATIONS SANS INTERRUPTION DE TYPE STATIQUEPlus de 35 ans aprs leur apparition, les alimentations sans interruptions (ASI) reprsententplus de 95 % des interfaces dalimentation secourues vendues et environ 98 % de cellesutilises pour les applications sensibles de linformatique et de llectronique.

Rappelons brivement leur principe de fonctionnement, leur utilisation et les possibilitstechniques quelles offrent aux utilisateurs.

a) Un rappel du principe de fonctionnementFonctionnant comme une interface entre le rseau et les applications sensibles, les ASIalimentent les charges avec une nergie lectrique de haute qualit indpendamment de ltatdu rseau.Les ASI fournissent une tension dalimentation fiabilise exempte de toutes les perturbationsdu rseau, dans des tolrances compatibles avec les spcifications des quipementssensibles lectroniques.Les ASI peuvent aussi fournir cette nergie fiabilise de manire autonome au moyen dune

source dnergie (batterie) en gnral suffisante pour assurer la scurit des personnes et delinstallation.

Les ASI de type statique sont en gnral constitues de trois parties : un redresseur-chargeur pour transformer le courant alternatif en courant continu et

charger la batterie, un ensemble de batteries (en gnral au plomb) permettant de stocker lnergie et de la

restituer instantanment pour une priode de 5 30 minutes, voire plus, un convertisseur statique, pour convertir la tension continue en tension alternative

parfaitement rgule et filtre en amplitude et/ou frquence.

Ces trois fonctions peuvent tre compltes par dautres fonctionnalits, notamment unbypass statique pour le cas de surcharge ou de dfaut de lASI, un bypass mcanique demaintenance permettant disoler compltement lASI, ainsi que diverses options pour lasignalisation, la maintenance ou encore la tlmaintenance.

b) Utilisation des ASIDepuis de nombreuses annes, les ASI font partie intgrante de la distribution dnergielectrique de qualit aux utilisateurs. Tous leurs composants sont conus par le constructeurde faon permettre une parfaite intgration au site dimplantation, quil sagisse dunealimentation de 250 VA pour un ordinateur personnel dans un bureau ou dune installation

trs complte de 2000 kVA pour un grand centre informatique dentreprise ou pour laprotection dune unit de production.

La figure qui suit montre un exemple dune installation basse tension protge par une ASI. noter la prsence dun groupe lectrogne, un quipement souvent considr commecomplmentaire de lalimentation statique.

GUIDE EUROPEN ASI




Normestechniques

Classification


Communication

Options




Glossaire

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Normestechniques

Classification


Communication

Options




Glossaire



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lectrique


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Classification


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Glossaire


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ASI GUIDE EUROPEN

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En pratique, en cas dune trs longue coupure, le groupe permettra daugmenter la duredautonomie procure par la batterie, cette dernire assurant bien sr la continuitdalimentation pendant que le groupe dmarre et une autonomie de 10 minutes ou plus pourle cas o il ne dmarrait pas, temps qui permet dexcuter toutes les squences darrtpropre de lapplication client.

Ces technologies sont, comme on limagine, complmentaires et en fait les constructeursdASI travaillent souvent en troite collaboration avec les constructeurs de groupelectrogne lors de la conception dinstallations importantes pour dfinir ensemble lescaractristiques des quipements (puissances, squences de fonctionnement, etc.)

c) Mise en parallleDans les installations de moyenne et forte puissance, il est possible dassocier plusieurs ASIen parallle : pour obtenir une puissance dalimentation suprieure celle disponible avec un seul module, pour augmenter la fiabilit de lalimentation grce un ou plusieurs modules redondants.

Des topologies trs labores sont ralisables pour accrotre la disponibilit ou faciliterlexploitation et la maintenance.

Plusieurs types de mise en parallle sont possibles.

d) Architecture avec STSLes architectures avec STS (Systme de Transfert Statique) alimentent un ensembledquipements partir de deux sources indpendantes et redondantes pour accrotre lafiabilit et la disponibilit.

GUIDE EUROPEN

[FIG. 3] EXEMPLE DUN SCHMA DINSTALLATION DASI

G

ASI unitaire

Rseau dalimentation BT

Groupe lectrogne

Tableau gnral basse

tension

ASI

Interrupteur statique

Bypass manuel

Batteries


lectrique

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besoin

Communication

Options


et forte puissance


Glossaire



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Les STS assurent des transferts automatiques sans coupure entre deux sourcesindpendantes ou plus en cas de dfaillance de la source principale.Souvent utiliss avec deux systmes dASI spars, les STS procurent une alimentationredondante tolrance de panne au point dutilisation, proximit des charges protges. Cesystme protge les applications critiques non seulement dune indisponibilit de la sourceprincipale mais aussi de la plupart des pannes telles que celles rsultant du dclenchement

intempestif de disjoncteur, de la coupure dun cble, derreurs de manuvres, etc., pouvantsurvenir dans linstallation lectrique entre les sources dalimentation et les quipements

terminaux.

Les architectures avec plusieurs STS, alimentant chacun diffrentes charges, permettentlisolement automatique dune charge en dfaut des autres charges alimentes par la mmesource, protgent ainsi les charges saines des effets de la propagation du dfaut.

e) Avantages pour le client

Efficacit accrue

Lutilisateur est toujours intress par la rduction des cots de fonctionnement de sesquipements. Il suit de prs la consommation lectrique et, de ce fait, les pertes des ASI quifonctionnent en gnral en permanence.De plus, ces pertes sont payes deux fois sous forme des kWh consomms par les ASI et deskWh additionnels de la climatisation.




Normestechniques

Classification


Communication

Options




Glossaire

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GUIDE EUROPEN ASI

[FIG. 4] SYSTMES DALIMENTATION SANS INTERRUPTION STATIQUES (AVEC STS)

ASI1A

ASI2A

distribution 1

DPART 1

ARRIVE

ASI1B

ASI2B

distribution 2

DPART 2

ARRIVE

STS1

STS2

STSn

Charge


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Classification


Communication

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Glossaire



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lectrique


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Communication

Options


et forte puissance


Glossaire


lectriqueCeci a conduit les constructeurs dASI engager une course contre les pertes dans laquellechaque nouvelle technologie permet un gain de quelques pourcents.

Une alimentation bien adapte aux charges non linaires

Depuis des annes, depuis lintroduction des alimentations dcoupage, la majorit descharges lectriques, en particulier les ordinateurs, sont des charges non linaires oupolluantes.

Ceci signifie que londe de courant nest pas une sinusode et peut avoir un fort tauxdharmoniques (pour les rangs 3, 5, 7, 9, etc.).

Une telle onde de courant est aussi caractrise par un facteur de crte (2 3,5) et unfacteur de puissance de 0,65 0,8.

Les constructeurs ont rapidement pris ceci en compte dans la conception des ASI actuelles,en particulier en utilisant des onduleurs MLI (Modulation Largeur dImpulsion).

Limpdance de sortie de diffrentes sources, analyse en terme de la frquence harmonique,

montre que londuleur MLI est la meilleure solution. Limpdance de sortie est trs faiblejusqu des frquences leves et la distorsion de la tension de sortie due aux courants nonlinaires fort taux dharmoniques est ngligeable.

On peut donc dire que le problme des charges non linaires a t rsolu avec les nouveauxonduleurs MLI et que le dclassement nest plus ncessaire.

Plus rcemment, une volution des technologies dalimentation a conduit des charges ayantun facteur de puissance capacitif et plus lev, jusqu 0,9.

Intgration des systmes de communication et de gestion de donnes techniques.

Les paramtres de fonctionnement des ASI, les donnes et les alarmes sont convertis ensignaux numriques et stocks ou affichs sur lcran de lASI. Ils peuvent tre aisment

transmis, par exemple vers une signalisation distance ou un systme de Gestion TechniqueCentralise (GTC) volu. Le systme de GTC peut traiter la fois des donnes de gestion delnergie (distribution MT, distribution BT ou groupes lectrognes) et des donnesconcernant la protection des installations.

LASI est un lment cl dans les installations dnergie lectrique de haute qualit.Lutilisateur peut recevoir en permanence des informations sur le nombre de micro-coupures,la puissance consomme, le nombre dASI en service et le courant consomm par phase.

Les microprocesseurs permettent dtablir la communication entre les ASI et les ordinateursaliments, le rseau informatique, la GTC ou un site distant (ex. Service maintenance) via unsystme de communication (Internet, le rseau de tlcommunication).


lectrique

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besoin

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Options


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Glossaire

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ASI GUIDE EUROPEN

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Normestechniques

Classification


Communication

Options




Glossaire

Outre la puissance fournie par lASI au systme informatique aliment, il existe de plus en plussouvent entre les deux un rseau de communication. Grce aux informations envoyes par lesASI (dure de coupure, charge, autonomie de la batterie, retour de la source normale, etc.), lesystme informatique peut lancer des procdures automatiques (fermeture de fichiers, arrtde priphriques, redmarrage), le tout bien sr sans laide doprateur.

Les caractristiques de communication des ASI sont compatibles avec la plupart dessystmes dexploitation informatiques.

LASI est frquemment situe plus prs du systme informatique que du tableau lectrique,de plus en plus directement dans le bureau ou la salle informatique ct du systme protger.

Fiabilit et maintenabilit accrues

La fiabilit des quipements a considrablement augment ces dernires annes du fait de lameilleure qualit et des performances accrues des composants de puissance (transistors,

thyristors), et de lintgration (circuits intgrs, microprocesseurs, ASICs, etc.) qui rduit lenombre de composants et simplifie la conception des circuits.

Nanmoins des pannes demeurent possibles.

En cas de panne dASI, un diagnostic prcis et des rparations rapides sont essentiels. Lencore, les systmes base de microprocesseur offrent des avantages majeurs comprenantdes diagnostics prcis et lidentification des sous-ensembles en dfaut. Lutilisateur reoit unedescription claire des actions correctives possibles, directement ou via nimporte quel rseaude communication.

Le diagnostic distance fait, une rparation rapide est ncessaire. Les fonctions essentiellespeuvent tre facilement retires et remplaces en quelques minutes.


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3Les deux directives sappliquant aux ASI sont Basse Tension 2006/95/CE, publie auJournal Officiel de lUnion Europenne L374 le 27/12/2006, et CompatibilitElectromagntique 2004/108/CE (avec les amendements correspondants), publie auJournal Officiel de lUnion Europenne L390/24 le 31/12/2004.

La Directive Basse Tension 2006/95/CE est entre en vigueur le 16 janvier 2007. Satransposition par les tats Membres nest pas requise puisquelle rsulte de la Directive duConseil 73/23/CE et ses modifications subsquentes de la Directive du Conseil 93/68/CE.La Directive 73/23/CE dfinit les spcifications de scurit pour mettre sur le march des

matriels, machines et quipements alimentation lectrique. Les produits satisfont auxdispositions de la directive sils sont compatibles avec les normes harmonises publies auJournal Officiel de lUnion Europenne ou avec les normes nationales, lorsque cellesharmonises ne sont pas disponibles.La Directive 93/68/CE, entre en application depuis le 1er janvier 1995, modifie la Directive73/23/CE de faon respecter les Directives concernant les autres secteurs et rendobligatoire le marquage CE sur les produits. Pour le marquage CE sur un produit, lesfabricants doivent tablir une dclaration de conformit et prparer une documentation

technique pour vrifier la conformit du produit avec les exigences de la Directive.Les fabricants doivent archiver cette documentation dans lventualit dune inspection de

lautorit de contrle et prendre les mesures ncessaires de faon que le processus defabrication garantisse la conformit.

La Directive de compatibilit lectromagntique 2004/108/CE annule et remplace laDirective 89/336/CEE relative la compatibilit lectromagntique.

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NORMES EUROPEENNES

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NORMES EUROPENNES


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4Le CENELEC et la CEI sont les organismes de normalisations reconnus, respectivement auxniveaux europen et international.

Les normes produits des ASI europennes sont disponibles et sont reconnues aux niveauxnational, europen et international. Cette normalisation garantit la conformit avec lesdirectives de lUE.

La srie EN 62040-X remplace la srie EN 50091-X et la srie CEI 61000-X-Y remplace lasrie CEI 1000-X-Y.

4.1 SCURITLes normes EN 62040-1-1 et EN 62040-1-2 sont les normes de rfrence concernant lesspcifications de scurit de base pour les ASI utilises dans des locaux accessibles auxoprateurs ou dans des locaux daccs restreint.

4.2 COMPATIBILIT LECTROMAGNETIQUECest la capacit de lASI fonctionner, vis--vis dautres quipements, sans subir (immunit)

et sans crer (mission) de perturbations lectromagntiques conduites par les filslectriques ou rayonnes depuis lenveloppe (voir fig.5).La norme de rfrence est la EN 62040-2 qui dfinit les limites et les procdures dessais.

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NORMES TECHNIQUES

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NORMES TECHNIQUES

[FIG. 5] IMMUNIT ET MISSIONS

dchargeslectrostatiques

missionslectromagntiquesrayonnes

immunit aux champslectromagntiques

immunit aux perturbations

conduites :- transitoires rapides- surtensions- signaux basse frquence

missionsconduites


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44.3 PERFORMANCESLe document de rfrence est la norme EN 62040-3. Cest un guide pour assurer unemeilleure comprhension entre le constructeur et lutilisateur dans la mesure o il dfinit lesperformances annoncer et les mthodes et dfinitions appropries.

4.4 AUTRES NORMESLes autres normes concernant les installations avec ASI sont listes ci-dessous :

HD384/CEI 60364-X-X pour linstallation lectrique des btiments

EN 60439-1/CEI 60439-1 pour les ensembles dappareillage basse tension

EN 60529/CEI 60529 pour le degr de protection procur par les enveloppes

EN 50272-2 pour les rgles de scurit pour les batteries et lesinstallations de batteries - Partie 2. Batteries stationnaires.

4.5 CERTIFICATION DU SYSTME QUALITLes constructeurs dASI peuvent mettre en uvre un systme qualit pour leur organisation,leurs procdures, les mthodes et ressources visant mettre en uvre la politique et lagestion de la qualit.

La conformit avec la norme de rfrence de la srie UNI EN ISO 9000 (V 2000) doit trecertifie et audite de faon permanente par une tierce partie accrdite et tre garantie parle systme qualit mis en place pour les clients, utilisateurs finaux, fournisseurs etintervenants extrieurs de la socit.

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NORMES TECHNIQUES

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ASI GUIDE EUROPEN

NORMES TECHNIQUES


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5Diverses ASI ont t dveloppes afin de rpondre aux besoins des utilisateurs dassurer lacontinuit et la qualit de lalimentation de diffrents types de charges couvrant une largeplage de puissance depuis quelques watts plusieurs mgawatts.

La classification fait partie de la norme Europenne EN 62040-3 qui dfinit les configurationsdASI par leurs performances.

La premire partie du code de classification dfinit la topologie dASI.

VFI (output Voltage and Frequency Independent of mains supply)(Tension et frquence de la sortie indpendantes du rseau)

La sortie de lASI est indpendante du rseau, les variations de la tension et de la frquencetant rgules dans les limites donnes par la norme CEI 61000-2-2. Ce type de conceptionpermet le fonctionnement en convertisseur de frquence (voir exemple de cette configurationaux sections 5.1-5.2).

VFD (output Voltage and Frequency Dependent on mains supply)(Tension et frquence de la sortie dpendantes du rseau)La sortie de lASI est dpendante des variations de la tension et de la frquence du rseau (voirexemple de cette configuration la section 5.4).

VI (output Voltage Independent of mains supply)(Tension de sortie dpendante du rseau)La sortie de lASI est dpendante des variations de la frquence du rseau, mais les variationsde la tension sont rgules par un systme de rgulation lectronique active/passive dans leslimites de fonctionnement normal (voir exemple de cette configuration la section 5.3)

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CLASSIFICATION

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[FIG. 6] CODE DE CLASSIFICATION

La norme Europenne EN 62040-3 dfinit la mthode de spcification des performancesASI et des conditions dessais. Cette norme fournit une classification en trois parties.

XXX Y ZZZ

Impact de variations de charge sur lasortie de lASI

Signal de sortie en fonctionnement sur rseau ou surbatterie

Relation entre lentre et la sortie de lASI

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CLASSIFICATION


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5NOTELa norme CEI EN 61000-2-2 dfinit les niveaux normaux dharmoniques et de distorsion du

rseau dalimentation public basse tension susceptibles dapparatre aux bornes dune

installation avant son raccordement.

La seconde partie du code de classification dfinit le signal de sortie en mode defonctionnement normal et en autonomie. S : sinusodal (THDu < 8 %),X : sinusodal avec une charge linaire et non sinusodal avec une charge non-linaire

(THDu > 8 %),Y : non-sinusodal.

La troisime partie du code de classification dfinit les performances dynamiques de latension de sortie dans trois conditions diffrentes : changement de mode de fonctionnement, impact de charge linaire en mode de fonctionnement normal et autonomie, impact de charge non-linaire en mode de fonctionnement normal et autonomie.

Pour chacune de ces conditions, la rponse dynamique est note de 1 (pas de coupure) 3.

La norme EN 62040-3 dcrit les principales fonctions dune ASI. La fonction de base dune ASIest dassurer la continuit de lalimentation lectrique dune charge et peut tre ralise avecdiffrentes architectures et suivant divers modes de fonctionnement. Ces topologies sontdcrites titre dexemple dans les sections qui suivent.

5.1 ASI FONCTIONNANT EN DOUBLE CONVERSION

En mode de fonctionnement normal, la charge est alimente en permanence par lacombinaison convertisseur / onduleur selon une technique de double conversion, cest--dire

CA - CC - CC - CA.

Lorsque lalimentation alternative est hors des tolrances spcifies de lASI, cette dernirepasse en mode autonomie, pendant lequel la combinaison batterie / onduleur assure lapermanence de lalimentation de la charge pendant le temps de lautonomie ou jusqu ce quelalimentation alternative dentre revienne dans les limites des tolrances spcifies de lASI.

NOTECe type est souvent appel ASI On-Line signifiant que la charge est alimente en permanence

par londuleur indpendamment des conditions de lalimentation alternative dentre. Le terme

On-Line signifie galement sur le rseau. Afin dviter toute confusion, le terme On-Line

devra tre vit et on utilisera celui de double conversion.

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5.2 ASI FONCTIONNANT EN DOUBLE CONVERSION AVEC BYPASSLadjonction dun bypass permet damliorer la performance de lalimentation de la charge en

fermant le bypass au moyen dun interrupteur de transfert en cas de :

a) dfaillance de lASI,b) transitoires de courant de la charge (courants dappel ou courants dlimination de dfaut),c) pointes de charge,d) maintenance.

5.3 ASI FONCTIONNANT EN INTERACTION AVEC LE RSEAU

En mode de fonctionnement normal, lutilisation est alimente par le rseau conditionn,

constitu par le rseau dalimentation alternative dentre en parallle avec londuleur.Londuleur est en fonctionnement afin de conditionner la puissance de sortie et/ou dassurerla recharge de la batterie. La frquence de sortie est dpendante de la frquence delalimentation alternative dentre.

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[FIG. 7]ASI FONCTIONNANT EN DOUBLE CONVERSION - VFI

ASI fonctionnant en double conversion avec bypass

Entre CA (*)Convertisseur CA-CC (***)

Chargeur de batterie (optionnel)Batterie

Liaison CCOnduleurBypass (principal ou secours)

Interrupteur de lASISortie CA

(**

Mode normalMode autonomieMode Bypass

(*) Les entres CA peuvent tre combines.(**) Diode de blocage, thyristor ou interrupteur.(***) Ce convertisseur peut-tre un redresseur, un redresseur phase contrle,

une combinaison de redresseur et de convertisseur CC-CC.


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Lorsque la tension de lalimentation alternative dentre est hors des tolrances spcifies delASI, londuleur et la batterie assurent la permanence de lalimentation de la charge en modeautonomie et linterrupteur dconnecte lalimentation alternative dentre pour viter unretour dalimentation depuis londuleur.

LASI continue fonctionner en autonomie pendant le temps dautonomie ou jusqu ce quelalimentation alternative dentre revienne dans les limites des tolrances spcifies de lASI,selon le cas qui se produit le plus tt.

5.4 ASI FONCTIONNANT EN ATTENTE PASSIVEEn fonctionnement normal, lutilisation est alimente travers linterrupteur dASI par lerseau dalimentation alternative dentre. Des dispositifs additionnels peuvent treincorpors pour assurer le conditionnement de lalimentation, comme des stabilisateurs de

tension. La frquence de sortie dpend de la frquence de lalimentation alternative dentre.Lorsque lalimentation alternative dentre sort des tolrances spcifies de lASI, cettedernire passe en mode autonomie, londuleur est activ et la charge est transfre surlonduleur directement ou par lintermdiaire de linterrupteur dASI (qui peut tre statique oulectromcanique).

La combinaison batterie/onduleur assure la permanence de lalimentation de la chargependant le temps dautonomie ou jusqu ce que lalimentation alternative dentre reviennedans les limites des tolrances spcifies de lASI et que la charge soit alors retransfre,suivant le cas qui se produit le plus tt.

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[FIG. 8]ASI FONCTIONNANT EN INTERACTION AVEC LE RESEAU - VFD

ASI fonctionnant en interaction avec le rseau, avec bypass

Bypass (principal ou secours)Entre CAInterface de puissance

Onduleur

Batterie


Mode normalMode autonomie

Mode Bypass


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NOTECe type est souvent appel ASI Off-Line, pour signifier que lalimentation statique nalimente

la charge que lorsque lalimentation alternative dentre est hors tolrances. Le terme

Off-line signifie aussi non aliment par le rseau alors quen fait, la charge est

principalement alimente par le rseau en mode de fonctionnement normal. Afin dviter toute

confusion, le terme Off-line devra tre vit et on utilisera celui dattente passive.

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[FIG. 9]ASI FONCTIONNANT EN ATTENTE PASSIVE - VI

ASI fonctionnant en attente passive

Entre CA

Chargeur de batterie

Batterie

Onduleur


Mode normalMode autonomie


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66.1 DIMENSIONNEMENT DE LASILes paramtres suivants jouent un rle essentiel pour le dimensionnement de lASI.

6.1.1 PUISSANCE APPARENTE (VA OU KVA)Elle est dfinie par :

S = U x I pour une charge monophaseS = (U L1 x I L1) + (U L2 x I L2) + (U L3 x I L3)pour une charge triphase

o :U est la tension,I est le courant absorb par la charge dans des conditions normales (EN 62040-1-X).

Ces informations figurent normalement dans la documentation et/ou sur la plaque de firmedes utilisations, bien quil sagisse souvent de valeurs surdimensionnes.

La puissance apparente dune ASI est indique en VA ou kVA avec le FP (facteur de puissance)spcifi pour un signal sinusodal.

6.1.2 PUISSANCE ACTIVE (W OU KW)Elle est dfinie par :

P = S x FPo :FP est le facteur de puissance.

La valeur de P ou le FP des charges est rarement indique, cest pourquoi undimensionnement correct de lASI ncessite la mesure de P absorbe par les charges.Lexprience montre que les quipements informatiques typiques ont un FP compris entre

0,65 et 0,9.

Lutilisation dun quipement de compensation de lnergie ractive (PFC) avec desalimentations dcoupage est de plus en plus frquent pour les quipements informatiqueshaut de gamme (serveurs dentreprises). Ces chargeurs PFC utilisent principalement desfiltres passifs avec des condensateurs qui surcompensent lorsque lalimentation est peucharge. Dans ce cas, la charge prsentera un facteur de puissance capacitif pour lASI ouune autre source (typiquement de 0,8 0,95 capacitif).Dans ce cas, lutilisateur doit sassurer que lASI peut alimenter ce type de charge,ventuellement avec un dclassement ou avec un systme de correction inductif du FP.Il y a aussi la gestion de la source de secours lorsque lASI transfre cette charge capacitivesur lalimentation bypass, en particulier lorsque cette source est un groupe lectrogne. Ceparamtre doit tre pris en compte lors du dimensionnement du groupe pour viterlinstabilit de ce dernier.

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66.1.3 FACTEUR DE CRTEUne charge linaire absorbe un courant sinusodal qui a une valeur efficace (Ieff.habituellement mesure) et une valeur crte (Ipk).

Le facteur crte est dfini par :

FC = lpk / Ieff.

La valeur normale, pour une charge linaire, est FC = 1,41.

La plupart des charges raccordes aux ASI sont des charges non linaires (fig.12). Ellesabsorbent un courant dform avec une valeur de FC suprieure 1,41 et ncessitent de cefait des courants crtes plus levs, ce qui se traduit par une distorsion de la tensionsuprieure celle de charges linaires quivalentes.La valeur du facteur crte nest pratiquement jamais indique et il peut savrer ncessairede la mesurer spcialement. La norme EN 62040-1-X, Annexe M5, donne une charge nonlinaire de rfrence de FC = 3, utilise pour les essais des ASI. On pourra utiliser cette valeuren labsence de donnes site o lASI va tre installe.

6.1.4 SURCHARGEDes surcharges temporaires qui dpassent les conditions de rgime permanent peuvent avoirlieu lors de la mise sous tension dun ou plusieurs quipements de lutilisateur.

6.1.5 PARAMTRES DE FONCTIONNEMENTLors du dimensionnement de lASI, les paramtres de fonctionnement doivent vrifier lesconditions suivantes.

SLa puissance nominale apparente de lASI doit tre suprieure ou gale la somme S despuissances apparentes des charges.

PLa puissance nominale active de lASI doit tre suprieure ou gale la somme P despuissances actives des charges.ATTENTION. Les dfinitions telles que la puissance de la charge informatique ou lapuissance de commutation ne doivent pas tre retenues pour le dimensionnement de lASI etde la batterie (cf. 6.9).

FCIl faut vrifier que lASI est dimensionne pour alimenter des charges non-linaires de FCsuprieur ou gal au FC de lensemble des charges et que la distorsion de la tension de sortieadmissible indique est compatible avec les charges alimenter.

SurchargeIl faut valuer la surcharge et vrifier que lASI peut la supporter, en prenant en compte lacapacit de surcharge de lASI.

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Si les charges occasionnent une surcharge dont la niveau ou la dure excde les valeursadmissibles par lASI, alors les deux solutions suivantes sont possibles : utiliser une ASI de calibre suprieur, accepter quen cas de surcharge, les charges soient automatiquement alimentes

directement par le rseau (bypass statique sil est install) le temps ncessaire.

NOTEUn problme peut survenir si lalimentation du rseau est absente ou hors tolrances. Dans

ce cas, la charge peut ne plus tre alimente. Dans la mesure du possible, mettre les charges

sous tension de manire progressive de faon viter la surcharge.

Temprature de fonctionnementSi la temprature du local est plus leve que celle donne par le constructeur, la puissancede lASI doit tre dclasse suivant les consignes du constructeur.

ATTENTION. Les performances nominales des ASI doivent tre compares pour destempratures de fonctionnement identiques.

6.1.6 EXTENSIONS FUTURES

Une fois le dimensionnement de lASI effectu, il est recommand de prvoir une puissancesupplmentaire pour permettre des futures extensions.

en gnral, une puissance supplmentaire dau moins 30 % est considre commesatisfaisante.

elle laisse la possibilit daugmenter la puissance par mise en parallle.

6.2 RENDEMENT

6.2.1 DFINITION DU RENDEMENTLe rendement est le rapport entre la puissance active de sortie et la puissance active dentre.

= P sortie / P entre

Lnergie dissipe en chaleur lors du fonctionnement de lASI reprsente videmment unsurcot mesur par les pertes calorifiques.

cause des pertes calorifiques, il peut savrer ncessaire, pour les ASI de moyenne et fortepuissance, dutiliser des quipements lectriques supplmentaires pour la climatisation.

6.2.2 RENDEMENT - LES PARAMTRES IMPORTANTSPour viter des surprises dsagrables (cots de fonctionnement levs, ventilation ou

climatisation inadaptes) lorsquil est question du rendement, il faut prendre en compte uncertain nombre de paramtres dans la mesure o chaque technologie et topologie dASIprsente des avantages, mais aussi des caractristiques trs diffrentes.

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Les principaux paramtres prendre en compte sont les suivants :topologies,taux de charge,variations de la tension dentre,type de charge.

Par rapport ce dernier paramtre, il est important de noter que les charges alimentes parune ASI peuvent avoir des caractristiques trs diffrentes.Les charges sont rarement linaires (sinusode parfaite) et les charges non-linaires ont des

courants non sinusodaux fort taux dharmoniques.Cest en particulier le cas des matriels informatiques et des quipements mdicaux etindustriels.Aussi, il est essentiel de connatre le rendement rel dune ASI alimentant ce type de charges,dans la mesure o certains convertisseurs sont trs sensibles aux charges non-linaires.Les rendements de diffrentes technologies seront compars pour les charges non linairesdfinies dans lannexe E de la norme EN 62040-3.

6.2.3 COT DE CONSOMMATIONSur une base annuelle, le cot des pertes lectriques pour une charge donne sobtient par :

Cot des pertes lectriques = Pu x (1/ - 1) x T x c

o,

Pu est la puissance active (kW) fournie lutilisation,

est le rendement de lASI pour ce taux de charge et, de ce fait, pas ncessairement lerendement nominal de lASI,

T est le temps dutilisation, en heures de fonctionnement, sur une anne, ce taux de charge,

c est le cot du kWh dlectricit.

Si lon doit prend en compte la climatisation, le cot de lnergie augmentera de faonsignificative.

6.3 COURANTS HARMONIQUES DENTREEn fonction de la technologie, une ASI peut gnrer un courant dentre dform contenantdes harmoniques multiples de la frquence fondamentale (50 Hz).

La section Options ( 8.3) indique les mthodes possibles pour rduire les harmoniques ducourant dentre.

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6CRITRES DE CHOIX - DFINITION DU BESOIN


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Solutions

aux problmes

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Normes

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Critres de choix -

Dfinition du

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dinstallation des

ASI de moyenne

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Problmes

dalimentation

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aux problmes

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Critres de choix -

Dfinition du

besoin

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dinstallation des

ASI de moyenne

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66.4 BRUIT

La mise en place dune ASI doit tre ralise de faon ne pas perturber les conditions de

travail. Il ne faut pas oublier que le niveau de bruit moyen, mesur suivant la norme ISO 3746,

est de :

52 dBA dans un bureau,

60 dBA dans une salle informatique,

65/75 dBA dans un local lectrique.

6.5 DIMENSIONS ET FACILIT DE MAINTENANCEDes dimensions compactes se traduisent par :

un encombrement rduit lors de linstallation, facteur important selon le cot du mtre

carr de lemplacement souhait,

une plus grande facilit et un moindre cot de manutention et dinstallation de lASI.

Une conception adapte permet de sassurer dune bonne maintenabilit mme pour une ASI

de faible encombrement.

6.6 DEGR DE PROTECTION

Ceci se rfre aux dispositions de scurit figurant dans la norme CEI EN 60529 Degr de

protection procur par les enveloppes (Code IP) contre laccs aux parties dangereuses et la

pntration de corps solides (premier chiffre caractristique suivi dune lettre optionnelle) et

contre la pntration de leau (second chiffre caractristique suivi dune lettre supplmentaire

optionnelle).

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(FIG. 10) EXEMPLE DU CODE IP

International

Protection

Protection contre lescontacts directs

Pas de protectioncontre leau

I P 2 O


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66.7 PARAMTRES DE FIABILIT

6.7.1 MTBFLe MTBF (Mean Time Between Failures) est un paramtre dvaluation de la fiabilit dune ASI.Il reprsente le temps estim de bon fonctionnement entre deux pannes.

Cela dpend de diverses conditions comme la temprature ambiante de fonctionnement,laltitude, la fiabilit des composants utiliss et leur taux dutilisation, des caractristiques deconception et, sil y a lieu, du fonctionnement en redondance (mise en parallle).

6.7.2 MTTRLe MTTR (Mean Time To Repair) est un paramtre dvaluation de la facilit de rparation delASI et de cette faon du temps darrt ncessaire pour effectuer des rparations.Le MTTR reprsente en fait le temps moyen de rparation, qui dpend beaucoup de laconception de lASI (facilit de remplacement des composants et modules) et desquipements de diagnostic embarqus (localisation facile des pannes). noter que le MTTRdpend de la disponibilit des pices de rechange sur site lorsque des rparations sontncessaires.

noter aussi que les valeurs du MTBF et du MTTR sont seulement indicatives, car elles sesituent dans de larges plages de valeurs, du fait quelles dpendent de nombreux facteurs lisentre eux.

6.7.3 DISPONIBILITLa disponibilit est dfinie par la relation suivante :

A = (1 - MTTR/MTBF)*100

6.8 TECHNOLOGIE DE BATTERIE

Les batteries sont normalement fournies avec lASI et peuvent tre installes dans la mmecellule. Dans ce cas, le fournisseur garantit lautonomie de fonctionnement spcifi de lASIpour la puissance apparente de charge et le facteur de puissance pour laquelle elle estdonne.

Diffrentes technologies de batteries sont disponibles et dcrites dans le tableau ci-aprs.

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6 CRITRES DE CHOIX - DFINITION DU BESOINTECHNOLOGIE ELECTROLYTE

DUREE DE VIE EN

ANNEES A 20 CIgaz

APPLICATIONS

COURANTESAVANTAGES INCONVENIENTS

Batterie au plombtanche

AGM = llectrolyteest absorb par unmatriel en fibre de

verre

GEL = llectrolytese trouve dans ungel

AGM et GEL 3-5 (EUROBAT)Standard ducommerce

Floating: 1En charge: 8

Applications grandpublicJouetsSystmes dalarmeASI pour PC

Maintenancemoins importante

Pas de localspcifique

Pas dopration deremplissage

Haute densitdnergie

Trs faiblemission de gaz

Besoins deventilation rduits

Plus sensibles latemprature, enparticulier pour le

type AGM Ncessite des

chargeurs avecune bonne rgula-

tion de tension Pas de possibilit

de vrifier ou voirles lments

Doit tre mise enservice rapide-

ment aprsfabrication

HabituellementAGM

6-9 (EUROBAT)Usage gnral

Utilisation gnrale faible exigence descurit et deperformance : Eclairage de

secours ASI

Systmesdalarme

AGM et GEL 10-12 (EUROBAT)Haute performance

Applications exigence moyennede scurit : Tlcommuni-

cations Alimentations de

puissance Distribution de

puissance ASI

AGM et GEL 12 et plus(EUROBAT)Longue dure de vie

Applications longue dure de vieet exigence levede scurit : Tlcommuni-

cations

Alimentations depuissance Distribution de

puissance

Batterie au plombouverte

Liquide lair l ibre 10-12(DUREE DE VIE)

Environ 15(DUREE DE VIE)

Floating: 5En charge: 50

Systmes ASI deforte puissance

Systmesdalimentation CCpour lindustrie

Applications exigence leve descurit : Tlcommuni-

cations Energie

renouvelable Eclairage de

secours

Alimentations depuissance

Distribution depuissance

Facilit decontrle de ltatdun lment parle bac transparent

Possibilit detester la densitde llectrolyte

Possibilit delongues priodesde stockage pourles lments charge sche

Longue dure devie

Possibilit detester la densit dellectrolyte Longues priodes

de stockage Dure de vie plus

leve

Moindre sensibilitaux hautes

tempratures

Installation dansdes locaux ddis

Besoin deremplissage

Faible densitdnergie

Emission de gaz

Installation dansdes locaux ddis

Besoin deremplissage

Emission de gaz

Environ 20(DUREE DE VIE)

Applications exigence trsleve de scurit : Alimentations de

puissance Distribution de

puissance

Cadmium-Nickel Liquide lair libre Environ 20 Floating: 1En charge: 50

Applicationscomme celles desbatteries au plombouvertes, maispour des environne-ments pluscritiques

* La dure de vie de la batterie sur site peut tre affecte par la temprature ambiante de fonctionnement, la rgulation, lafrquence et les conditions des cycles de charge/dcharge.


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et forte puissance


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6.9 CONSIDRATIONS GNRALES SUR LES CONCEPTS TROMPEURSDE LA PUISSANCE DES CHARGES INFORMATIQUES

Dans la dfinition de la puissance assigne de lASI, il est parfois fait mention de valeurs deparamtres comme puissance de la charge informatique, puissance de commutation,puissance diffrentes tempratures, etc.

Ces valeurs arbitraires nont aucun lien avec la puissance apparente et la puissance active.Elles ne peuvent tre ni quantifies ni dfinies et ne doivent pas tre prises en comptedans le dimensionnement de lASI (voir Glossaire).

6.10 DONNES DE BASE POUR LA SPCIFICATION DES ASILes informations minimales ncessaires pour spcifier une ASI sont les suivantes.

ENTRE

Type dentre : monophase ou triphase ________ Tension dentre : 230-400 V - autre ( spcifier) ________ Frquence dentre : 50-60 Hz - autre ( spcifier) ________

CHARGE (UTILISATIONS)

(Caractristiques de la plaque de firme si disponibles)

Type de sortie : monophase ou triphase ________ Tension de la charge : 230-400 V- autre ( spcifier) ________ Frquence de la charge : 50-60 Hz- autre ( spcifier) ________

- Puissance apparente (VA) :________- Facteur de puissance () : ________

- Puissance active (W) : ________- Facteur de crte () : ________- Surcharge (%) : ________

Description succincte de la charge :- Informatique (ordinateurs, imprimantes, etc.), clairage, quipement de tlcommunication,quipement mdical, etc.,

- Besoin futur dextension de puissance (%) ________

BATTERIE

Dure dautonomie (mn) : ________Type de batterie : tanche, ouverte, NiCd

Dure de vie (annes) ________

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lectriqueENVIRONNEMENT

Temprature de fonctionnement : Local ASI Dure de fonctionnement (annes) : ________

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6 CRITRES DE CHOIX - DFINITION DU BESOIN6


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7LASI sintgre de plus en plus dans un systme dquipements communicants. Dans ce typedenvironnement, lASI doit se comporter comme un priphrique du systme capabledenvoyer les informations rpondant aux besoins de lutilisateur. Ceci doit se faire de manireefficace et sre, et souvent sous le pilotage dun microprocesseur.

La communication peut tre divise en deux types : locale et distance.

7.1 COMMUNICATION LOCALE

VOYANTS LUMINEUXDe simples alarmes lumineuses, sur la face avant de lquipement, fournissent des indicationsimmdiates sur ltat de lASI et suffisent, normalement, pour les ASI de faibles puissances.

AFFICHAGEPour des informations plus spcifiques sur le fonctionnement de lASI et ses paramtreslectriques, il peut tre utile dquiper lASI dun cran alphanumrique pour fournir desinformations claires. En complment, il est possible de mettre en uvre des fonctionsspciales lies lutilisation et au diagnostic de lASI. Cette solution est adapte pour les ASIde plus forte puissance.

7.2 COMMUNICATION DISTANCE

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(FIG. 11) DIFFRENTS TYPES DE COMMUNICATION DISTANCE

contact sec

synoptiquedport

micro-ordinateur

gestiontechnique

centralise

imprimante

maintenance distance


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7INDICATIONS DISTANCE VIA DES CONTACTS LIBRES DE POTENTIELSi lexploitant ne dispose pas dun accs facile lASI, cette dernire peut tre quipe dunesignalisation distance pour les principales fonctions dexploitation (au moins alarmegnrale et fonctionnement sur batterie). Cette signalisation peut tre transmise dessystmes dinformation aliments par lASI, un coffret de signalisation client ou unsynoptique de contrle fourni avec lASI.

COMMUNICATION ASI / UTILISATEURUne communication entre lASI et lutilisateur par contacts secs ou par une liaison srie

permet larrt matris des systmes dexploitation en cas de coupure et la transmission desinformations dtat de lASI aux oprateurs.

COMMUNICATION SRIEPour un diagnostic distance plus dtaill de lASI, les informations peuvent tre reportessur un afficheur alphanumrique ou directement sur un ordinateur personnel. Dans ces cas,la communication est ralise via une liaison srie RS232, RS422 ou RS485 garantissantune transmission complte des informations par une simple paire de cbles torsads.Linterface srie peut aussi tre utilise pour afficher sur un PC une plus grande quantitdinformations que celles qui sont disponibles localement et ce, sans limitation de distance.

Linstallateur est libre dutiliser tout quipement de communication compatible avec cesstandards, ex. modem tlphonique, fibres optiques ou tout autre moyen ncessaire pour seconnecter des sites distants.

RSEAU DE COMMUNICATIONLes ASI daujourdhui peuvent tre connectes au rseau informatique et devenir un lmentcommunicant vers les autres quipement du rseau. Lors du choix dune solution de gestionde linfrastructure physique des rseaux informatiques, il faut prvoir la gestion individuelle dechaque quipement afin de visualiser les nombreux lments dinformation ncessaires lafiabilit de fonctionnement de linfrastructure physique critique de rseau. Les solutions degestion par lment constituent lapproche optimale car elles grent un type particulier

dquipement et ont la capacit dassimiler et, lment primordial, de grer le volumeimportant de donnes ncessaires pour la disponibilit du rseau.Les interfaces rseau des ASI permettent leur gestion individuelle en les connectantdirectement au rseau avec une adresse IP ddie, vitant le recours un serveur proxy. Les

technologies embarques procurent une fiabilit exceptionnelle et permettent aux ASI deredmarrer les quipements qui leurs sont relis. Chaque ASI peut tre gre individuellement

via un navigateur web, Telnet, SNMP ou via SSL et SSH. La notification automatique vousinforme des problmes au fur et mesure de leur apparition. Pour les serveurs protgs, unlogiciel darrt matris assure sans intervention larrt propre des systmes en cas decoupure prolonge.Les systmes de Gestion Technique Centralise (GTC) utilisent frquemment des rseaux

distincts du rseau informatique. Ces rseaux sont couramment raliss laide de liaisonssrie utilisant des protocoles propritaires ou des protocoles standards comme MODBUS ouPROFIBUS.

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7COMMUNICATION ENTRE ASI ET UN CENTRE DASSISTANCE TECHNIQUELa commande distance peut tre tendue et traite jusqu devenir un complment duservice dassistance technique. Il est possible dtablir une connexion, laide dune ligne

tlphonique normale reliant lASI installe et le centre dassistance technique, pourdclencher une alarme immdiate et permettre une surveillance prventive afin dassurer unbon fonctionnement de lASI. Le niveau de dtail des informations dune ASI unitaire peutmme inclure lenregistrement des paramtres importants lors dvnements particuliers.

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8Il est possible de complter la version standard de lASI par des options permettant derpond

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