Centrales de mesure et management de l’énergie

La maîtrise de l’énergie comprend trois grands axes : la protection, la surveillance et le contrôle continu du réseau électrique. Pour l’exploitant, il est aussi essentiel de procéder à un contrôle de sa consommation pour un rapport coût / utilisation optimal. Pour atteindre cet objectif, il est nécessaire d’avoir une vue globale et en temps réel de tous les paramètres électriques. 

De nos jours il existe des systèmes communicants élaborés autour de nombreux protocoles et interfaces : les centrales de mesure. Avec le logiciel d’analyse et de supervision Gridvis, fourni en version complète et gratuite, les centrales de mesure Janitza permettent de mettre en place un système intelligent de maîtrise de l’énergie.

Finalités de la gestion d’énergie

Il est indispensable de hiérarchiser les besoins de gestion de l’énergie. En effet, ils peuvent être nombreux et dépendent principalement du secteur et de l’activité de l’entreprise. Ainsi priorisés ils permettent d’exploiter et de maintenir les installations électriques.

 

  • Sécurité des biens et des personnes

Un réseau électrique doit opérer efficacement tout en garantissant une totale sécurité. Afin de comble ce besoin il existe des relais de protection. Avec leur aptitude à communiquer, ces systèmes permettent d’accroître la sécurité. Le ProData® de Janitza par exemple inclut par exemple une sortie relais qui se déclenche dès que le seuil d’alarme est dépassé.

 

  • Exploitation et maintenance

En fonction des installations, le nombre d’interventions de maintenance peut vite augmenter et devenir difficile à gérer. Afin d’améliorer la visibilité des défauts et de mettre en place des actions au bon endroit et au bon moment, les centrales de mesure Janitza peuvent être programmées et pilotées à distance grâce au logiciel Gridvis. La centrale de mesure UMG604E (52.16.002) permet par exemple de consulter les données sur Internet et ce partout dans le monde et sur n’importe quel support afin d’optimiser la maintenance et le réseau.

 

  • Disponibilité

Selon son secteur d’activité, l’exploitant a besoin de différents niveaux de continuité du service. Dans un hôpital il doit être ininterrompu pour les salles de réanimation par exemple. Dans l’industrie, une coupure du réseau électrique implique un arrêt de la production qui peut engendrer des pertes colossales. Les centrales de mesure Janitza permettent de mesurer la qualité de distribution d’électricité et ainsi déceler et prévenir les éventuels défauts. La centrale de mesure UMG511 (52.19.001) est une de centrale de mesure classe A. En cas de dégradation de matériel à cause de la distribution électrique, les données mesurées par cette centrale de mesure constitue une preuve juridique légale.

 

  • Qualité de l’énergie

Avec l’émergence d’équipements déphasants ou générateurs d’ondes harmoniques, le nombre de dysfonctionnements dus à la qualité de l’énergie ne cesse de croître. Ainsi à chaque fois que la chaîne de production est interrompue à cause d’un creux ou d’une surtension cela occasionne une perte de plusieurs milliers d’euros.

Certains distributeurs, dont EDF, ont désormais des tarifs basés sur la qualité en termes de continuité et d’harmoniques. Afin de prévenir d’éventuelles détériorations de matériel et d’arrêts de production, il est essentiel de mettre en place une gestion des harmoniques avec des centrales de mesure Janitza et des correcteurs d’harmoniques.

 

  • Optimisation des coûts de l’énergie

Dans l’optique de réduire les coûts énergétiques on peut agir sur trois points :

  • la consommation en kWh
  • la puissance appelée (kW) en fonction du contrat souscrit avec le distributeur
  • la puissance réactive consommée (kVARh)

Il est donc primordial de connaître les besoins en électricité pour pouvoir optimiser la consommation. Un système avec des centrales de mesure permet d’enregistrer et d’analyser les consommations et de détecter les secteurs énergivores. Avec un système de délestage automatique comme le système Emax® de Janitza il est possible d’optimiser sa consommation électrique en fonction de la grille tarifaire.

Les centrales de mesure

Une centrale de mesure est un instrument de mesure polyvalent modulaire (rail DIN) ou en panneau frontal qui s’installe aux points clés d’un réseau : à l’arrivée de l’électricité, à chaque point de mesure, etc. Une centrale de mesure participe à la maintenance, l’exploitation et à la maîtrise du réseau électrique.

  • Afficher

Une centrale de mesure permet de collecter et d’afficher de nombreux paramètres du réseau électrique : tension, puissance, intensité, cos phi, etc. Une centrale de mesure remplace toute une panoplie d’appareils analogiques tels que les voltmètres, ampèremètres, etc. Cela résulte en un gain :

  • économique : une centrale de mesure UMG96L de Janitza remplace plus de 12 appareils analogiques
  • de place : plus d’espace libre dans l’armoire ou le tableau électrique
  • de facilité d’installation : moins de câblage à réaliser

Une centrale de mesure, en fonction de sa mémoire, peut afficher des moyennes, les minimums et maximums des valeurs fondamentales, etc.

  • Capter et convertir

La centrale de mesure, avec ses nombreuses entrées et sorties, peut se changer en un compteur d’énergie grâce à ses sorties numériques / d’impulsions, un transducteur avec des sorties analogiques du type 4-20 mA et possède en plus des entrées de température. La centrale de mesure UMG604E par exemple possède deux sorties numériques / d’impulsions et une entrée de température PT100. Enfin, grâce aux sorties d’alarmes et la surveillance des paramètres à l’aide de seuils paramétrés sur le logiciel Gridvis, le réseau est continuellement surveillé et la maintenance optimisée.

 

  • Renseigner

Le processeur et la mémoire interne de la centrale de mesure, associés à l’horloge interne, permettent à la centrale de mesure de pouvoir enregistrer les données du réseau. Ensuite il sera possible pour l’exploitant d’horodater les événements, d’obtenir des courbes de charges, de surveiller l’évolution des principaux paramètres, etc. Les centrales de mesure renseignent aussi sur la qualité de l’électricité : défauts de tension, transitoires, flickers, taux de distorsion harmonique, etc. Il existe deux systèmes d’enregistrement sur les centrales de mesure Janitza : les données sont stockées sur la mémoire interne de la centrale et l’exploitant synchronise les informations de la centrale de mesure sur l’ordinateur via le logiciel Gridvis. Il peut aussi décider d’enregistrer directement les données de la centrale sur l’ordinateur via le logiciel Gridvis qui devra alors rester ouvert 24/24h.

Installer des centrales de mesure

Les centrales de mesure peuvent être installées sur tous les points du réseau : production, transport et distribution de l’énergie. De format modulaire ou en panneau frontal, avec ou sans afficheur, les centrales de mesure sont adaptées aux besoins des réseaux HT, MT ou BT. On les trouve par exemple :

  • dans les centrales de production d’énergie pour surveiller un alternateur
  • sur les dispatchings de distribution électrique MT pour la surveillance des boucles
  • sur les départs MT/BT dans l’industrie
  • sur les sites industriels et commerciaux pour superviser et faire du sous-comptage BT
  • dans la section des énergies renouvelables pour l’analyse de la consommation et la gestion du délestage

Véritables capteurs électriques spécialisés, les centrales de mesure peuvent s’intégrer dans un système global de supervision. Reliées à des automates en Profibus, Modbus, RS485, Ethernet, etc. elles s’inscrivent parfaitement dans un système de relais et de contrôle-commande pour surveiller et commander les organes de coupure par exemple.

Le logiciel Gridvis permet une analyse poussée des données et augmente le champ d’action de l’exploitant. En effet il est possible de superviser ses installations sur Internet et ce depuis n’importe quel support (smartphone, tablette tactile, etc.). En paramétrant une alerte e-mail dans le logiciel Gridvis, il est possible de recevoir les alertes directement sur son ordinateur afin de pouvoir prendre les décisions qui s’imposent et ainsi gérer plus efficacement ses installations. Avec le logiciel Gridvis il est même possible de produire automatiquement des rapports sur la qualité de l’énergie et des rapports sur les coûts mensuels.

Conclusion

Apparues à la fin des années 80, les centrales de mesure étaient initialement destinées à simplifier l’affichage des principaux paramètres d’une installation électrique triphasée, tout en offrant quelques fonctions de sortie. Elles se sont devenues en quelques années organe intelligent de contrôle de toute une installation. Dans le même temps, leur format s’est singulièrement réduit, (on trouve aujourd’hui des centrales au format DIN 96), et en parallèle, leur mise en œuvre et leur exploitation est de plus en plus simple. Les centrales de demain donneront accès à de plus en plus d’information, qu’elles seront capables de hiérarchiser, de même qu’elles seront capables d’autodiagnostic et d’expertise (analyse des événements et des perturbations).