Forum de la petite hydroélectricité

Bonjour a tous.

En parallele de cette discussion tres interessante sur la supervision, pourrait-on s'attarder 2 minutes sur la partie "puissance" necessaire au bon fonctionnement d'une microcentrale de quelques centaines de kW, qui injecte au resaeau ErDF en 20kV, equipee d'une generatrice synchrone ou d'un alternateur ?
Je n'ai pas trouve de discussion sur le sujet ici. J'aimerais avoir l'avis des membres experimentes qui sont dans ce forum.

Avec une generatrice asynchrone:
- contacteur
- protection de decouplage GTE2666
- un sectionneur juste avant le transfo ???? (est-ce utile?)
- un disjoncteur magneto-thermique ??? J'ai eu une centrale ou le contacteur avait un relais magnetothermique qui ouvrait le contacteur en cas de depassement des seuils. Le magnetique etait regle trop bas (meme a fond) et il sautait a chaque couplage, j'ai du le debrancher... Il me parait plus sur d'utiliser un disjoncteur, son pouvoir de coupure est nettement plus eleve qu'un contacteur, qui n'est pas vraiment fait pour couper les forts courants. Le disjoncteur est-il utile ????
- un disjoncteur differentiel (quelle sensibilite ??) est-il utile ?
- un contacteur ou plusieurs pour mettre en service les condensateurs
- pour mesurer la vitesse de la gene (pour coupler), vous utilisez quoi ? un tachymetre, ou juste un decteur inductif branche sur l'entree comptage rapide du micro-automate ?
- une mesure de vitesse sur la turbine elle-meme si il y a transmission par courroie. Idem, tachymetre ou direct par l'automate ?


Avec un alternateur:
-idem que la gene asychrone (contacteur, GTE2666, sectionneur???, disjoncteur magnetothermique???, disjoncteur differentiel ???))
- Un synchrocoupleur pour coupler en douceur.
- un systeme de reglage de la tension avant couplage / reglage du cos phi apres couplage sur l'alternateur (je suppose que c'est fourni avec l'alternateur ??)

Pour la securite contre le retour d'energie, c'est quoi le mieux: juste un contact fin de course sur l'ouverture de la turbine (j'ai que l'orientation des pales, pas de directrices mobiles dans mon cas), qu'il faut regler une fois pour toute, ou alors l'automate regarde le courant avec le wattmetre triphase et s'il est trop faible, on decouple ???

merci d'avance.
zeitoun.

Bonjour

En parallèle de cette discussion très intéressante sur la supervision, pourrait-on s'attarder 2 minutes sur la partie "puissance" nécessaire au bon fonctionnement d'une micro centrale de quelques centaines de kW, qui injecte au réseau EDF en 20kV, équipée d'une génératrice synchrone ou d'un alternateur ?
Je n'ai pas trouve de discussion sur le sujet ici. J'aimerais avoir l'avis des membres expérimentés qui sont dans ce forum.

Avec une génératrice asynchrone:

- contacteur de puissance + relais thermique : indispensable.
- protection de découplage GTE2666: indispensable. Le type de protection dépend de la puissance de l'installation
- un sectionneur juste avant le transfo ???? (Est-ce utile?) : ou disjoncteur MT - Indispensable - voir normes C13-100 – C14-100
- un disjoncteur magnétothermique ??? J'ai eu une centrale ou le contacteur avait un relais magnétothermique qui ouvrait le contacteur en cas de dépassement des seuils.
Le magnétique était réglé trop bas (même a fond) et il sautait a chaque couplage, j'ai du le débrancher...
Il me parait plus sur d'utiliser un disjoncteur, son pouvoir de coupure est nettement plus élevé qu'un contacteur, qui n'est pas vraiment fait pour couper les forts courants. Le disjoncteur est-il utile ???? Voir réponse suivante
- un disjoncteur général BT : indispensable différentiel (quelle sensibilité ??) est-il utile ?
Si vous êtes en neutre isolé (avec Contrôleur Permanent d’Isolement - CPI), il n’est pas obligé que le disjoncteur général BT soit différentiel. Dans les autres cas oui.
Le disjoncteur pour les auxiliaires sera toujours de préférence différentiel haute sensibilité (attention à la sélectivité)-
Un contacteur ou plusieurs pour mettre en service les condensateurs: Indispensables
- pour mesurer la vitesse de la génératrice (pour coupler), vous utilisez quoi ? un tachymètre, ou juste un détecteur inductif branche sur l'entrée comptage rapide du micro-automate ? Deuxième solution actuellement préférable.
- une mesure de vitesse sur la turbine elle-même s’il y a transmission par courroie. Idem, tachymètre ou direct par l'automate ? : Très utile

Avec un alternateur:

Avec nos micros centrales raccordées au réseau, l’alternateur est à exclure.

-idem que la génératrice asynchrone (contacteur, GTE2666, sectionneur???, disjoncteur magnétothermique???, disjoncteur différentiel ???))
- Un synchro coupleur pour coupler en douceur.
- un système de réglage de la tension avant couplage / réglage du cos phi après couplage sur l'alternateur (je suppose que c'est fourni avec l'alternateur ??)

Pour la sécurité contre le retour d'énergie, c'est quoi le mieux: juste un contact fin de course sur l'ouverture de la turbine Non, pas pour cette fonction (j'ai que l'orientation des pales, pas de directrices mobiles dans mon cas), qu'il faut régler une fois pour toute, ou alors l'automate regarde le courant Non, la puissance avec le wattmètre triphasé pourquoi pas ? et s'il est trop faible, on découple ???

2 solutions :
- Relai directionnel de puissance active + 2 ou 3 transfos d’intensité.
- Vérification par l’automate de la vitesse génératrice : si on est en dessous de la vitesse de synchronisme, on est en retour d’énergie (prévoir tempo)

La discussion reste ouverte si j'ai fait une erreur ou si vous avez d'autres idées.

Bonsoir,

tout à fait d'accord avec ce qui a été dit, juste quelques précisions :

- le contacteur de ligne, commandé entre autres par la protection de découplage, permet de connecter ou déconnecter en charge l'installation au réseau, que ce soit pour le démarrage, l'arrêt, ou en cas de coupure réseau.
- la protection de découplage (ancienne GTE2666) est exigée par ERDF, sans elle, pas de raccordement ! Elle n'autorise le couplage au réseau que si la tension et la fréquence réseau sont dans des fourchettes bien définies.
- un relais thermique ou une protection moteur classique permettent de protéger la génératrice contre les surintensités ou la perte d'une phase.
- un différentiel va lui déclencher en cas de fuite de courant à travers une isolation défectueuse.
- un sectionneur simple permet d'isoler et consigner une installation arrêtée, pour réaliser des travaux de maintenance.
- s'il est équipé d'un contact de préouverture commandant le contacteur de ligne, il permet aussi de sectionner l'installation en fonctionnement
- il peut aussi être équipé ou suivi de fusibles
- l'ensemble peut être avantageusement remplacé par un disjoncteur magnétothermique
- il existe aussi des démarreurs statiques (gamme Sirius par exemple) qui permettent un démarrage "soft", avec ensuite pontage par contacteur de bypass intégré. Ils réalisent tout ou partie des fonctions de protection, et comportent, en plus des entrées logiques M/A et sorties défauts, des entrées pour les sondes de température moteur.
- pour la gestion de réactif, il existe des coffrets pré-cablés bien pratiques (voir liste fournisseurs rubrique compensation de réactif) qui comportent les condensateurs avec résistances de décharges, fusibles, contacteurs, selfs éventuelles, et le module de gestion automatique de réactif en plusieurs gradins. En option, les contacteurs mécaniques peuvent être remplacés par des contacteurs statiques, qui commutent précisément au meilleur moment, et sont en principe plus fiables (mais beaucoup plus coûteux) - pour la vitesse, un détecteur inductif placé à proximité de l'arbre (avec une clavette qui passe devant le détecteur, ou un pignon rapporté dont les dents passent devant le détecteur) permet d'envoyer un signal sur une entrée rapide d'automate. Si on utilise une seule impulsion par tour, à 1500 tr/min par exemple, on a un signal de 25 Hz, qui peut même attaquer une entrée normale d'automate (à peaufiner selon les automates et les temps de cycles).
- mesurer aussi la vitesse de la turbine apporte plus de sécurité (redondance), et permet de détecter une rupture de courroie, ou même d'évaluer le patinage.
- le plus simple pour le retour d'énergie est à mon sens la simple surveillance de la vitesse de rotation

Ci-joint deux intéressants sujets d'examens type BTS, trouvés sur Internet il y a quelque temps, et qui donnent des exemples de solutions :
En principe, s'agissant de sujets d'examens, c'est du domaine public : si problème, je les retire !

Cordialement

dB-)

Bonsoir,

Centrale Pâquis
A regarder le schéma électrique, de quoi en décourager plus d'un !
Quelle puissance y a-t-il : 200 où 10.000 KW !!.
Un rendement de transmission de 90 % n'est vraiment pas terrible !
Quelle est la justification d'une Kaplan puisque le débit est, d'après ce qui est annoncé, constant
On est là, encore, dans le cas typique de suréquipement d'un site. Non pas en puissance installée, mais en matériel.
Il faut bien se garder un peu de maintenance pour l'avenir !

Quant à la centrale de Chigny sur l'Oise, propriété d'une SICAE, montré en exemple par l'ADEME, que je connais puisque habitant non loin
- La passe à poisson est symbolique, la régulation du niveau du bief doit être mauvaise, l'eau ne s'y déverse pas.
- Le dégrilleur ne fonctionne mal ou pas, un employé de la SICAE se déplace pour enlever les déchets qui ne s'évacuent pas.
Résultat, elle est arrêtée la moitié de l'année !
Chaque fois que j'ai voulu voir, elle était à l'arrêt !

Bonsoir,

oui, ces projets sont très sophistiqués, il faut plus les voir comme la vitrine d'un savoir faire que comme la solution la plus pragmatique. C'est un peu comme la pièce montée préparée pour une fête, et exposée dans la vitrine d'un pâtissier : on ne va pas l'acheter alors qu'on vient juste chercher un croissant !

Mais ces deux dossiers représentent un respectable travail de synthèse et de rédaction ! Ils donnent des exemples de solutions, de schémas électriques, et présentent une vue d'ensemble assez complète de ce qu'est une microcentrale hydroélectrique.

Tout à fait d'accord aussi pour dire qu'ils ne doivent pas être copiés tels quels pour des puissances modestes, et qu'il est alors indispensable (et possible) de trouver des solutions techniques beaucoup plus simples et moins coûteuses, tout en restant fiables, si l'on veut que ce soit rentable.

Cordialement

dB-)

Bonsoir,

J’ai une installation similaire dans mon sous-sol de mon moulin avec les mêmes fournisseurs que les deux centrales nommées ci-dessus par Mr Perret (turbine + équipement électrique et informatique).

Ces Constructeurs de turbines sont sur le marché de l’hydroélectricité depuis plus de 20 ans, dans plusieurs moulins de ma région, il y a toujours du matériel V**Y qui à plus de 40 ans et qui fonctionne toujours !. Ils ont par obligations un savoir faire qui rassure le Client malheureusement, cela à un coût, un prix à payer afin de ne pas déposer le bilan si votre machine casse au bout de….6 mois par exemple.

Oui dB-), je suis absolument d’accord avec vous pour les petites turbines de moins de 100 kW mais quand vous commencez à "taper" dans de plus de 150 kW, à mon avis, il vaut mieux faire confiance à ces Professionnels en effet, le risque "0" n’existe pas, il y a toujours des problèmes. Si je prends mon cas personnel, suite d’une pièce manquante, j’ai eu 2 mois de retard sur la mise en service industrielle, les remboursements d’emprunt, eux, n’ont jamais de retard (dommage ). Le Constructeur de ma machine à mobiliser tout son personnel (jour et nuit si besoin) afin de trouver et de monter la pièce manquante. Est-ce que j’aurai eu ce dépannage aussi rapidement si j’avais commandé mon matériel chez un concurrent non connu

Bien souvent, c’est le Client qui choisit le matériel à installer. Je connais parfaitement bien les deux centrales nommées par Mr Perret, et à mon avis, il y a eu ce "mauvais" choix de mettre des courroies sur des machines de plus de 150 kW ce qui confirme ce rendement médiocre.

Pour revenir à la centrale Pâquis, je confirme les propos de Mr Perret, une Kaplan sur un canal avec un débit de 7 m3/s constant ne sert à rien.


Bonne nuit.

PV

Merci messieurs pour ces infos.
Maintenant il faut que je digère tout ca....
Quelqu'un aurait'il la NFC13-100 et 14-100 sous forme électronique, ou connait un endroit ou on peut la trouver ?

Perret, je suis un peu surpris par ta remarque "Avec nos micros centrales raccordées au réseau, l’alternateur est à exclure."
Pour la puissance que je compte faire (~350kW) je compte bien mettre un alternateur: couplage en douceur, controle du cos phi precis, pas de risque avec les condensateurs...
Pourquoi es-tu contre les alternateurs ?
Il y a plein de microcentrales raccordées au réseau avec des alternateurs !
Pour le multiplicateur, je vais mettre un courroie type poly-V.
Moins de problème et de bruit (voisins pas loin !) que les multiplicateurs a engranages.
Dans le 1er sujet de BTS, le rendement de 90% de la courroie me parait vraiment faible. Bizarre. Ca doit frotter fort !

Admin, tu dis "l'ensemble peut être avantageusement remplacé par un disjoncteur magnétothermique"
Quel ensemble exactement remplace le disjoncteur magnetothermique ?

A bientot
Zeitoun

Bonsoir zeitoun,

Transmettre 350 KW par courroie Poly V, possible, tout dépend de la vitesse de la turbine, du diamètre et de la largeur de la grande poulie.
A priori difficile en basse chute, compte tenu de la faible vitesse de rotation d'une turbine de cette puissance.

L'alternateur est une solution plus lourde à mettre en œuvre, surtout pour de petites puissances. Attention aux faux couplages !
Il faut utiliser un synchro-coupleur pour un démarrage automatique. L'ajustage du facteur de puissance se fait en modifiant l'excitation.
Une source auxiliaire est souvent nécessaire.
Mais si vous ou votre installateur vous vous sentez de taille à assimiler les 200 pages de notice, pourquoi pas.

Mais il est certain que cela évite la présence de batteries de condensateurs, coûteuses et pas toujours très fiables.

On peut se procurer les normes C13-100, C14-100 et C15-100 sur le site Promotelec. Pas toujours digestes ! Il existe aussi des mémentos, beaucoup plus accessibles.

Bon courage !

Bonsoir,

une chose est sûre, avec 350 kW ça va bien "péter" si jamais l'installation est mal conçue, que ce soit coté transmission, génératrice / alternateur, ou coffrets électriques ! On peut s'aider du forum pour des puissances de quelques dizaines de kW, mais au delà, les erreurs sont dangereuses et l'expérimentation coûteuse !

En électrotechnique, en plus des normes, une bonne expérience est indispensable pour concevoir et réaliser une telle installation.

Un disjoncteur magnétothermique BT peut remplacer un sectionneur avec ou sans pré-coupure, avec ou sans fusibles, et avec ou sans relais thermique et son contacteur associé.

Vous pouvez acheter les normes électriques sur le site de l'UTE : http://www.ute-fr.com . Elles sont hélas assez chères, et soumises au Copyright : les versions numériques comportent ainsi sur chaque page les coordonnées de l'acheteur !

Cordialement

dB-)

zeitoun a écrit :Pourquoi es-tu contre les alternateurs ?

Je ne comprends pas bien, pourquoi voulez-vous absolument installer un alternateur ? Ce type d’appareil autonome (comme les dynamos) est plutôt installé sur les sites isolés lorsqu’il n’y a pas de réseau dans le but de faire de l’autoconsommation par exemple.

zeitoun a écrit :Pour le multiplicateur, je vais mettre un courroie type poly-V.

Je vous le déconseille vivement, déjà avec + de 150 kW les courroies ne tiennent pas la route, avec 350 !!! Comme dit dB-) ça va "péter". Une question ? Vous pensez faire votre installation tout seul ou vous êtes aidés par un "bon" Professionnel ?

zeitoun a écrit :Moins de problème et de bruit (voisins pas loin !) que les multiplicateurs a engranages.

Vos voisins auront toujours le sifflement très désagréable de la génératrice. Je suis moi-même en plein centre ville et à moins de 30 mètres d'une base nautique, aucun son ne sort de ma centrale à moins de 10 m ! Donc, l'isolation phonique d'une centrale n'est pas un problème, si on met les moyens:
- Local technique entièrement insonorisé.
- Exit les extracteurs d'air, le local doit être climatisé.

Bonne nuit.

PV