Surveillance de tension : Contrôle continu de la tension dans les réseaux électriques | A. Eberle
Surveillance continue de la tension dans les réseaux électriques.
Qu'est-ce que la surveillance de tension dans les réseaux énergétiques publics et industriels et comment fonctionne-t-elle ?
Définition de la surveillance de tension
La surveillance de tension consiste à contrôler en permanence la tension dans les réseaux électriques afin de garantir qu'elle reste dans les limites de tolérance définies. Selon la norme DIN VDE 0108-100, la définition officielle est la suivante : "La surveillance de tension est le contrôle continu de la tension dans les réseaux électriques afin de détecter les écarts par rapport aux valeurs limites spécifiées et de prendre les mesures de protection appropriées." Selon cette norme VDE, la surveillance de tension a pour objectif de « garantir la qualité et la stabilité de l'alimentation électrique ainsi que la protection des appareils et installations électriques ». Cette surveillance est essentielle pour assurer un fonctionnement sûr et efficace des systèmes électriques.
Nécessité de la surveillance de tension
La surveillance de tension est indispensable dans les réseaux énergétiques publics et industriels afin de garantir leur sécurité de fonctionnement et leur efficacité. Dans les réseaux publics, la surveillance du réseau permet d'assurer une alimentation électrique fiable des ménages, des infrastructures publiques et des grands consommateurs. Dans les réseaux industriels, la surveillance de tension est essentielle pour garantir le fonctionnement sans interruption et économique des machines et installations. La surveillance des phases joue également un rôle important afin d'assurer une répartition équilibrée des charges et d'éviter tout déséquilibre de phase.
Risques et inconvénients en l'absence de surveillance de tension
Sans surveillance de tension, différents risques et inconvénients peuvent survenir :
- Surcharge des appareils : Les moteurs électriques et autres équipements peuvent être surchargés en cas de sous-tension, ce qui peut entraîner des dommages ou une usure prématurée.
- Dommages causés par les surtensions : Les équipements peuvent être endommagés ou détruits par des surtensions, par exemple à la suite d'un mauvais réglage des générateurs en fonctionnement en îlotage.
- Interruptions d'exploitation : L'absence de surveillance de tension peut entraîner des arrêts imprévus et des interruptions de production, provoquant des coûts importants et des pertes de productivité, notamment dans les processus industriels.
Résultats et recommandations issus de l'analyse et des mesures
L'analyse de la surveillance de tension peut fournir différents résultats :
- Tension normale : Aucune mesure n'est nécessaire lorsque la tension se situe dans les limites admissibles et conformes aux normes.
- Sous-tension et surtension : En cas de sous-tension, des mesures telles que la réduction des charges ou la déconnexion des consommateurs non critiques peuvent être recommandées afin de stabiliser temporairement la tension. Les mesures contre la surtension peuvent comprendre : L'installation de dispositifs de protection contre les surtensions, L'adaptation du réglage des générateurs, Pour les problèmes de tension dans les réseaux de distribution basse tension, le système de régulation basse tension LVRSys® offre une solution flexible. Ce système est utilisé dans le monde entier comme une alternative économique et rapidement disponible aux renforcements ou extensions de réseau.
- Déséquilibre de phase : Un déséquilibre de phase peut indiquer une répartition inégale des charges et nécessiter : Une redistribution des charges, Une correction des phases
Différence entre la surveillance de sous-tension et de surtension
La surveillance de sous-tension détecte les niveaux de tension inférieurs au seuil autorisé. La surveillance de surtension détecte les niveaux de tension supérieurs à la limite autorisée. Les deux formes de surveillance ont pour objectif de maintenir la tension dans les tolérances définies par les normes afin de garantir la sécurité d'approvisionnement des gestionnaires de réseau et des consommateurs. La surveillance continue de la tension au moyen d'analyseurs de réseau Power Quality installés de façon permanente offre également aux gestionnaires de réseau et aux grands consommateurs industriels la possibilité de surveiller, enregistrer et documenter les accords de qualité de tension et les niveaux de référence. Les appareils de mesure Power Quality modernes et très précis d'A. Eberle sont certifiés Classe A conformément à la norme IEC 61000-4-30 Ed. 3. Cette norme définit les méthodes de mesure et les équipements appropriés afin d'obtenir des résultats comparables et reproductibles. Les données mesurées par des appareils de Classe A sont souvent considérées comme juridiquement recevables, car ces appareils offrent une très grande précision de mesure ainsi qu'une excellente compatibilité électromagnétique (CEM) et enregistrent uniquement ce qui se produit réellement sur le réseau.
Surveillance de tension pour différents niveaux de tension
- Surveillance de tension 12 V : Utilisée principalement dans les circuits de commande et les circuits à courant continu. Elle protège les équipements électroniques sensibles contre les sous-tensions et les surtensions.
- Surveillance de tension 24 V : Similaire aux systèmes 12 V, mais principalement utilisée dans les systèmes industriels de commande et d'automatisation.
- Surveillance de tension 230 V : Importante pour les applications domestiques et les installations industrielles monophasées. Elle protège contre les fluctuations de tension du réseau public.
- Surveillance de tension 400 V (triphasée) : Essentielle dans les installations industrielles triphasées. Les trois phases sont surveillées afin de : Détecter une perte de phase, Identifier un déséquilibre de phase, Garantir le fonctionnement stable et sécurisé des machines
Surveillance de tension réglable
La surveillance de tension réglable permet d'adapter de manière flexible les seuils de surveillance aux exigences spécifiques de chaque installation. Cette fonction est particulièrement utile dans les environnements industriels complexes où différents équipements présentent des exigences de tension différentes. Elle permet de mettre en place des mécanismes de protection personnalisés pour diverses applications, améliorant ainsi la fiabilité ainsi que l'efficacité de la surveillance des phases et du réseau.
Surveillance des phases
La surveillance des phases consiste à contrôler la tension et la position des phases dans les systèmes triphasés. Elle garantit l'équilibre de toutes les phases et évite les dommages dus à une perte de phase ou à un déséquilibre de phase. Une surveillance efficace des réseaux triphasés est essentielle pour assurer la stabilité et l'efficacité des réseaux énergétiques industriels complexes.
Surveillance du réseau selon la norme DIN VDE 0126-1-1
La surveillance du réseau conformément à la norme DIN VDE 0126-1-1 garantit un fonctionnement sûr, fiable et efficace des réseaux énergétiques publics et industriels grâce à la surveillance continue de la tension et de la position des phases ainsi qu'à l'activation de mesures de protection si nécessaire.
La surveillance de tension en résumé
La surveillance de tension constitue un élément essentiel d'une alimentation électrique fiable, tant dans les réseaux publics qu'industriels. Elle permet :
- Un fonctionnement sûr des installations électriques
- Une protection contre les sous-tensions et surtensions
- La prévention des dommages aux équipements
- Une meilleure continuité de service
- Une amélioration de la qualité de l'énergie
L'application de la surveillance de tension à différents niveaux de tension et sur différentes phases permet une surveillance complète du réseau. Le respect de normes telles que DIN VDE 0126-1-1 joue un rôle essentiel dans la garantie de la fiabilité et de la sécurité de l'alimentation électrique.
Quels appareils de mesure sont nécessaires pour la surveillance de tension ?
Fonctions des appareils de mesure pour la surveillance de tension
Les appareils destinés à la surveillance de tension doivent remplir plusieurs fonctions essentielles afin de garantir une surveillance efficace et fiable des réseaux électriques.
- Surveillance des sous-tensions et des surtensions : Il s'agit de l'une des fonctions fondamentales de la surveillance de tension. Elle garantit que la tension reste dans les limites prédéfinies. Un relais de surveillance de tension réagit aux écarts et protège les équipements connectés contre les dommages causés par les sous-tensions ou les surtensions.
- Surveillance des phases : Les relais de surveillance de phase contrôlent à la fois la tension et la position des phases dans les systèmes triphasés. Ils garantissent l'équilibre des phases et l'absence de perte de phase.
- Surveillance de l'asymétrie : Cette fonction vérifie la symétrie des tensions entre les différentes phases. Les asymétries peuvent entraîner des pertes, une baisse de rendement et des dommages aux équipements.
- Surveillance de l'ordre des phases : Elle vérifie que l'ordre des phases est correct, ce qui est indispensable au bon fonctionnement des moteurs triphasés.
- Surveillance de fréquence : Cette fonction contrôle la fréquence du réseau afin qu'elle reste dans les limites autorisées.
- Surveillance du conducteur neutre : Elle contrôle la tension du neutre afin d'éviter toute surtension indésirable.
- Seuils réglables : Une surveillance de tension réglable permet d'adapter les limites de surveillance aux exigences spécifiques de chaque installation.
Normes importantes dans le domaine de la surveillance de tension
Il existe différentes normes et réglementations applicables à la surveillance de tension.
Ces normes servent notamment à définir et à vérifier :
- La qualité et les niveaux de compatibilité des tensions et des courants dans les réseaux énergétiques publics et industriels
- L’aptitude des appareils de mesure à la surveillance de tension et à l’analyse des réseaux
- L’adéquation des méthodes de mesure pour la surveillance de tension et l’analyse de la qualité de l’énergie (Power Quality)
Vous trouverez ci-dessous un aperçu des principales normes.
DIN EN / IEC 61000-2-X et normes similaires Niveaux de compatibilité des tensions dans le réseau
- DIN EN 61000-2-2 | IEC 61000-2-2 Décrit la compatibilité électromagnétique (CEM) au point de raccordement des réseaux publics basse tension (PCC). Des niveaux de compatibilité sont définis jusqu’à 150 kHz.
- DIN EN 61000-2-4 | IEC 61000-2-4 Classe 1 / 2a / 2b / 3 Applicable aux points de raccordement internes (IPC) dans les réseaux basse et moyenne tension jusqu’à 35 kV.
- DIN EN 61000-2-12 | IEC 61000-2-12 Cette norme est utilisée dans les réseaux publics moyenne tension, conformément à l’IEC 61000-2-2.
- DIN EN 50160 Décrit les caractéristiques de la qualité de la tension dans les réseaux publics, de la basse tension à la haute tension.
- IEEE 519 Traite des valeurs limites des courants et tensions harmoniques dans les réseaux électriques. Cette norme est largement utilisée aux États-Unis, en Asie et dans les pays arabes.
- Le groupe de normalisation IEC 61000-2-x traite exclusivement des niveaux de compatibilité des tensions. Aucune valeur limite pour les courants n’y est définie.
DIN EN / IEC 61000-3-X Normes produits et limites d’émission des équipements et installations
- DIN EN 61000-3-2 | IEC 61000-3-2 Définit les limites des courants harmoniques pour les équipements jusqu’à 16 A.
- DIN EN IEC 61000-3-12 | IEC 61000-3-12 Définit les limites des courants harmoniques pour les équipements supérieurs à 16 A et inférieurs à 75 A.
- DIN EN 61000-3-3 | IEC 61000-3-3 Décrit les limites relatives aux variations de tension et au flicker.
- DIN EN 61000-3-X | IEC 61000-3-X Cette série comprend de nombreuses autres normes complémentaires.
- Le groupe de normalisation IEC 61000-3-x traite exclusivement des niveaux de compatibilité des courants générés par les équipements et installations. Aucune valeur limite pour les tensions n’y est définie.
DIN EN / IEC 61000-4-X Normes d’essai pour l’évaluation des appareils de surveillance de tension
- DIN EN 61000-4-30 Classe A Ed. 3 | IEC 61000-4-30 Classe A Ed. 3 Cette norme définit les exigences applicables aux appareils de mesure Power Quality.
Les appareils de mesure de Classe A doivent :
- Fournir des mesures précises
- Produire des résultats reproductibles
- Permettre des analyses comparatives fiables
- Répondre aux exigences réglementaires et légales
La norme décrit notamment les méthodes de mesure relatives à :
- La qualité de la tension
- La fréquence
- Le flicker
- Les harmoniques
- DIN EN 61000-4-4 | IEC 61000-4-4 Décrit l’immunité aux perturbations transitoires rapides (bursts).
- DIN EN 61000-4-7 | IEC 61000-4-7 Décrit les méthodes appropriées pour mesurer les harmoniques et interharmoniques dans les réseaux électriques.
- DIN EN 61000-4-15 | IEC 61000-4-15 Définit les méthodes de mesure du flicker dans les réseaux électriques. Les appareils de surveillance de tension doivent être capables d’effectuer des mesures de flicker afin d’évaluer correctement les variations de tension.
- DIN EN 61000-4-X | IEC 61000-4-X Cette famille de normes comprend de nombreuses autres normes d’immunité CEM et décrit les procédures d’essai permettant d’évaluer la résistance des équipements aux perturbations électromagnétiques.
Autres normes importantes pour les appareils de mesure Power Quality
- DIN EN 62586-1 | IEC 62586-1 Décrit les caractéristiques produit et les exigences de performance des appareils destinés à mesurer, enregistrer et éventuellement surveiller les paramètres de qualité de l’énergie.
- DIN EN 62586-2 | IEC 62586-2 Décrit les méthodes d’essai applicables aux appareils Power Quality de Classe A et Classe S conformément à l’IEC 61000-4-30.
Ces normes et réglementations garantissent que les tensions peuvent être évaluées de manière fiable et comparable et que les appareils de mesure répondent aux exigences nécessaires en matière de sécurité, de fiabilité et de performance.
Le respect de ces normes est essentiel pour garantir une alimentation électrique stable et sûre dans les réseaux énergétiques publics et industriels.