Les alimentations sans interruption gagnent en

Secours
modulaire
Les alimentations sans interruption gagnent en intelligence,
en modularité, en souplesse et en disponibilité
Sophie Benson-Warner – Depuis de nombreuses années, les alimentations statiques sans interruption (ASI)
sécurisent et fiabilisent la distribution électrique des installations industrielles et tertiaires. Rares sont les
produits ayant investi autant d’applications stratégiques : datacenters, salles informatiques, fabrication de
semi-conducteurs, automobile . . . jusqu’aux équipements médicaux de pointe. Les ASI ont toujours été
conçues comme des appareils monolithiques, dépourvus de la flexibilité, de l’évolutivité, de la maintenabilité
et de la disponibilité si chères au client. Cette conception traditionnelle a laissé place ces dernières années à
une nouvelle technologie résolument modulaire. ABB a une longue expérience de la fourniture et de la protec­
tion électriques, avec notamment une offre d’ASI industrielles modulaires que viennent renforcer l’acquisition
de la société Newave Energy et sa toute nouvelle gamme d’ASI de moyenne et forte puissance.
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revue ABB 1|13
O
mniprésentes dans une multitude de secteurs industriels
et tertiaires, les ASI doivent
en permanence se mettre au
diapason du progrès technologique.
Trois paramètres déterminants entrent
dans le choix d’une ASI : la criticité des
installations secourues, le coût et la performance énergétique des solutions. Des
critères qui ont largement présidé à
­l’essor des ASI modulaires, synonymes
d’évolutivité, de rendement élevé et de
baisses importantes de la consommation
d’énergie et des émissions de CO2. Ces
ASI procurent également la flexibilité
­réclamée par les prescripteurs soucieux
de concilier aujourd’hui comme demain
puissance maxi et encombrement mini.
Photo
Toute installation stratégique moderne, comme ce
centre informatique, doit se prémunir des perturbations du réseau électrique. Par leur robustesse et
leur flexibilité, les ASI modulaires d’ABB garantissent
une alimentation de qualité, fiable et continue.
Newave Energy, spécialiste des solutions
électriques d’alimentation sans interruption, est depuis mars 2012 société du
Groupe ABB. Ses premières ASI modulaires sans transformateur, qui remontent
à 2001, dictent e
­ ncore aujourd’hui l’évolution architecturale du marché de la protection électrique. Si Newave possède
toute une offre d’ASI
traditionnelles autonomes et compac­
tes, près de 70 %
de ses ventes sont
constitués
d’ASI
mo­d u­l aires, en majorité ­triphasées, qui
complètent la gamme
à haut rendement
PCS100 d’ABB de
conditionneurs actifs de tension AVC
(Active Voltage Conditioners) et d’alimentations sans interruption UPS-I pour
­l ’industrie [1, 2].
PCS100 AVC
Le conditionneur actif de tension
➔ 1 protège les
PCS100 AVC d’ABB charges et équipements sensibles des
déséquilibres et creux de tension, en
conformité avec les normes et réglementations. La mesure continue de la forme
d’onde de tension d’entrée et sa compa-
De grands producteurs de
semi-conducteurs recourent
aux ASI modulaires d’ABB
pour sécuriser leurs charges
sensibles.
raison à la sinusoïde de référence permettent de créer avec l’électronique de
puissance des vecteurs de tension qui
sont injectés en temps réel pour fiabiliser
et sécuriser la distribution de courant en
aval, y compris dans les applications les
plus contraignantes comme l’automobile
et les semi-conducteurs ➔ 2.
Secours modulaire
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1 Conditionneur actif de tension PCS100 AVC
2 Les alimentations industrielles PCS100 AVC et UPS-I d’ABB protègent quantité de charges
dans une foule de configurations.
Le PCS100 AVC ne tire pas cette énergie
de supercondensateurs ou de batteries
d’accumulateurs mais de l’alimentation
résiduelle au facteur de puissance unitaire, sans incidence majeure. Il apporte
ainsi une réponse fiable, performante
et compacte aux creux de tension, qui
représentent plus de 90 % des perturbations du réseau préjudiciables à la performance industrielle.
jusqu’à 55 %. Pour des creux plus profonds, il assure une correction partielle
qui évite souvent le délestage. En outre,
tous les modèles sont capables de corriger en continu les fluctuations de ± 10 %
de la tension réseau, parant ainsi aux
­d éséquilibres nuisibles aux moteurs en
démarrage direct sur le réseau et aux
­e ntraînements à vitesse variable.
Pour autant, certaines charges critiques,
en particulier les automatismes de procédé, réclament une protection électrique qui sort du domaine d’emploi des
conditionneurs actifs de tension ; c’est
là qu’entre en jeu la solution UPS-I. Les
deux produits peuvent cohabiter dans un
grand nombre d’applications industrielles
pour secourir différents types de charge.
Le PCS100 AVC intègre un circuit « bypass­ » redondant qui assure la continuité
de service dans le cas (improbable)
d’une défaillance de l’électronique de
puissance. Disponibilité et fiabilité sont
alors de très haut niveau. Certains grands
producteurs de semi-conducteurs, très
pointilleux sur la question de la disponibilité opérationnelle, recourent à cette
technologie pour protéger leurs procédés sensibles.
Le PCS100 AVC corrige rapidement et
intégralement les creux de tension triphasée jusqu’à 70 % de la tension nominale, et ceux de tension monophasée,
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PCS100 UPS-I
L’UPS-I est une ASI modulaire à haut rendement fonctionnant en interaction directe
avec le réseau ➔ 3 et conçue pour les
­moteurs et variateurs de vitesse. Sa très
grande robustesse s’accommode des
charges industrielles les plus exigeantes.
En temps normal, un commutateur statique de fort calibre alimente la charge, le
L’une des difficultés de la protection
électrique industrielle est de discriminer
correctement les réglages du système
pour choisir la bonne solution. La topologie exclusive de l’UPS-I, de même que
la robustesse et le calibre de son commutateur statique, procurent au concepteur du système électrique une excellente protection contre les perturbations.
Avec un rendement de l’ordre de 99 %,
l’UPS-I affiche des pertes minimes qui se
traduisent par un faible coût total de
possession et de moindres besoins de
refroidissement : une solution tant économique qu’écologique.
Pour stocker l’énergie, l’UPS-I peut utiliser les traditionnels accumulateurs au
plomb mais aussi, à la d
­ emande de nombreux clients ABB,
des supercondensateurs hautes per­formances capables
d’endurer 500 000
cycles sans grande
maintenance préventive. Autrement
dit, la durée de vie
de cette réserve
d’énergie n’est pas
amputée par l’utilisation effective de
l’ASI, ce qui est
souvent le cas avec
les batteries. Nombreuses sont les applications industrielles où la réserve n’intervient que pour pallier des événements de
Le conditionneur actif de
­tension PCS100 AVC protège
les charges industrielles
­s ensibles des creux et
­d éséquilibres de tension,
conformément aux normes
et règlements.
module onduleur assurant la relève quand
la tension réseau sort des tolérances.
3 ASI industrielle PCS100 UPS-I
Le PCS100 AVC
intègre un by-pass
redondant qui
­garantit la continu­
ité, la disponibilité
et la fiabilité de
l’alimentation en
cas de défaut de
l’électronique de
puissance.
courte durée, quelques s­ econdes seulement (creux de tension profonds ou commutation de charges).
Newave a bâti ses ASI bureautiques sur
une redondance, une décentralisation
et une modularité poussées, alors
qu’ABB a opté avec son offre UPS-I pour
une architecture modulaire centralisée,
mieux adaptée aux besoins d’élimination des défauts en milieu industriel. Le
commutateur statique est prévu pour
les fortes surcharges (démarrage de
­moteurs, machines à souder, etc.), les
distorsions harmoniques provenant de
charges déformantes (variateurs, redresseurs électroniques, etc.) et les défauts
courants de l’industrie. La défaillance
4 Armoire de l’onduleur PCS100 UPS-I
d’un module onduleur n’empêche pas le
fonctionnement du système, à puissance
réduite. Même si le commutateur peut
être assimilé à un point unique de défaillance, il est secouru par un by-pass électromécanique à sécurité intrinsèque, ­garant
d’une fiabilité optimale.
Facteur de puissance
Beaucoup de problèmes liés à l’usage
d’ASI sont dus aux charges qu’elles alimentent, même dans l’informatique : en
fonctionnement normal, bon nombre des
alimentations à découpage modernes
des serveurs engendrent un facteur de
puissance en avance et des contraintes
de faible charge. Ce facteur de puissance capacitif est un inconvénient
m ajeur des ASI traditionnelles car il
­
e ntraîne la surcharge de l’onduleur et
­
un déclassement important. Les ASI
b ureautiques et industrielles PCS100
­
UPS-I d’ABB acceptent une bien plus
grande plage de facteurs de puissance,
supprimant les coûts cachés du déclassement et le surdimensionnement de la
protection électrique.
et les harmoniques de rang faible, qui
perturbent toujours les alternateurs de
ces systèmes.
Le choix d’une alimentation sans interruption ABB impose un cahier des
charges rigoureux qui porte essentiellement sur trois critères : à puissance identique (exprimée en kilowatts ou kilovolt­
ampères), deux applications peuvent
nettement se différencier par la nature
des charges alimentées et les problèmes
de qualité du courant. Dans tous les cas
de figure, la gamme complète d’ASI et
l’expertise applicative d’ABB garantissent une protection efficace, fiable et
économique des charges critiques.
Sophie Benson-Warner
Le facteur de puissance en avance
est aussi un problème majeur pour
les groupes électrogènes de secours qui
alimentent beaucoup d’installations. Le
STATCOM-I, autre produit phare de
l’offre de protection électrique d’ABB,
est une solution économique pour corriger rapidement les puissances réactives
capacitives, les déséquilibres de courant
ABB Discrete Automation and Motion
Napier (Nouvelle-Zélande)
[email protected]
Bibliographie
[1] Hoffmann, R., « La tension tient la forme »,
Revue ABB, 1/2012, p. 30–33.
[2] Benson-Warner, S., « Alimentation équilibrée »,
Revue ABB, 1/2012, p. 27–29.
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