Groupes électrogènes de secours

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17/09/2008
Groupes électrogènes de secours
par
Bernard COLIN
Directeur Ingénierie à SDMO Groupes électrogènes
1.
1.1
1.2
1.3
Critères de définition...............................................................................
Classes de puissance ...................................................................................
Classes d’applications..................................................................................
Délais d’intervention ....................................................................................
2.
2.1
2.2
Dimensionnement d’un groupe électrogène.....................................
Dimensionnement en fonction de l’impact de charge ..............................
Alimentation de charges non linéaires.......................................................
—
—
—
5
5
6
3.
3.1
3.2
Régime du neutre......................................................................................
Régime du neutre en basse tension ...........................................................
Régime du neutre en haute tension............................................................
—
—
—
7
7
7
4.
Déclassement.............................................................................................
—
10
5.
5.1
Couplage des groupes électrogènes ...................................................
Méthodes de couplage.................................................................................
—
—
10
10
6.
6.1
6.2
Le groupe électrogène et l’environnement .......................................
Émissions polluantes dans les gaz d’échappement ..................................
Nuisances acoustiques ................................................................................
—
—
—
12
12
13
7.
7.1
Schémas des circuits fluides.................................................................
Circuits de refroidissement haute température (Hq)
et basse température (Bq)............................................................................
Circuit de lubrification..................................................................................
Circuit d’alimentation en combustible........................................................
Circuit de démarrage....................................................................................
—
13
—
—
—
—
13
15
15
16
7.2
7.3
7.4
D 5 180 - 3
—
3
—
3
—
3
8. Surveillance du groupe électrogène ...................................................
—
16
9. Entretien d’un groupe électrogène......................................................
—
17
10. Conclusion ..................................................................................................
—
17
Pour en savoir plus ........................................................................................... Doc. D 5 180
ans la société actuelle, toutes les activités, qu’elles soient professionnelles
ou privées, sont consommatrices d’énergie électrique. Toute interruption
ou perturbation dans la distribution de cette énergie entraîne des désordres qui
peuvent devenir insupportables par l’usager. L’importance de la continuité et de
la qualité de l’alimentation électrique est fonction de l’activité concernée. Certaines applications exigent une permanence quasi complète de l’alimentation
car une absence met en péril la sécurité des personnes ou des biens. En tête de
ces consommateurs viennent bien évidemment l’activité hospitalière, les sites
recevant du public et les installations de protection contre l’incendie. Le législateur s’est préoccupé de ce problème et tout site de cette nature doit être équipé
de moyens d’alimentation de secours en énergie électrique. D’autres consommateurs, pour lesquels la fiabilité de l’alimentation électrique ne se mesure pas
en terme de risques humains, ne peuvent admettre toutefois de coupure car
celle-ci peut avoir des conséquences extrêmement préjudiciables sur le plan
économique. Les activités mettant en jeu des systèmes informatiques sont un
exemple évident de ce type d’exigence puisqu’elles ne peuvent admettre la
moindre coupure de quelque durée que ce soit.
D
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D 5 180 - 1
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Divers moyens de secours ont donc été envisagés et mis en œuvre ; le choix
de la source de remplacement utilisée est fonction de plusieurs critères :
— le temps de coupure maximal admissible,
— la nature de la charge à réalimenter,
— la puissance de la charge à secourir.
Plusieurs sources de remplacement peuvent être mentionnées.
■ La batterie à courant continu est rarement suffisante par elle-même car la
plupart des applications réclament une alimentation en courant alternatif. Elle
est toutefois utilisée en éclairage de secours par exemple.
■ L’onduleur permet d’obtenir à partir d’une source à courant continu, une alimentation en courant alternatif. Cette solution est utilisée quand l’autonomie et
la puissance nécessaire sont relativement limitées (quelques kVA pendant
quelques minutes). Cette source de remplacement est généralement associée à
un autre moyen de secours (un groupe électrogène) permettant d’augmenter la
durée de l’autonomie.
■ Le groupe électrogène permet d’atteindre des puissances et des durées de
fonctionnement importantes.
Outre son application en source de remplacement, le groupe électrogène offre
des possibilités d’utilisation dans différents domaines.
■ Des groupes de base sont destinés à fournir la totalité de la puissance électrique d’une zone non alimentée par un distributeur. Cette application se rencontre surtout dans les pays en voie de développement car elle permet d’éviter
des investissements lourds et peut se mettre en œuvre dans des délais très
courts.
■ Des groupes d’écrêtage sont destinés à fournir tout ou partie de la puissance
consommée sur un site pour limiter le montant de la prime fixe ou pour bénéficier de conditions tarifaires liées à cette fonction ; cette application est généralement couplée à l’application groupe de secours qu’elle permet souvent de
rentabiliser ; ainsi de nombreux hypermarchés, qui doivent s’équiper de
groupes de secours, rentabilisent ceux-ci en faisant de l’écrêtage.
■ Des groupes de cogénération destinés, comme les groupes d’écrêtage, à
fournir tout ou partie de l’énergie électrique consommée sur un site ; toutefois
pour des moteurs fonctionnant au gaz, la fonction groupe de secours n’est pas
toujours acceptable car elle implique dans certains cas, comme l’alimentation
des hôpitaux, de disposer d’une énergie primaire stockable ce qui n’est pas le
cas du gaz.
Dans le présent exposé, nous ne traitons que les groupes électrogènes dans
les applications secours et production. L’application cogénération ne sera donc
pas évoquée.
Un groupe électrogène qui est une machine permettant de transformer en
électricité un combustible primaire comme le fioul ou le gaz est constitué de
deux composants principaux :
— un moteur thermique transformant l’énergie primaire en énergie mécanique ;
— un alternateur transformant l’énergie mécanique développée par le moteur
thermique en énergie électrique.
La puissance d’un groupe électrogène équipé d’un moteur Diesel va de moins
de 1 kVA à plusieurs MVA et la vitesse de rotation est également variable suivant
la puissance et l’application (tableau 1).
Tableau 1 – Familles d’application des groupes électrogènes
Vitesse de rotation
Type
3 000 tr/min
900 , N , 1 800 tr/min
350 , N , 900 tr/min
N , 350 tr/min
Rapide
Rapide
Semi-rapide
Lent
D 5 180 - 2
Puissances
Applications
Faible
Domestiques - Secours
Moyenne , 5 000 kVA Production - Secours
Forte 4 , P , 20 MVA Production - Secours
Forte
Production
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1. Critères de définition
1.1 Classes de puissance
La puissance d’un groupe électrogène est définie comme la puissance disponible aux bornes de l’alternateur, déduction faite de la
puissance électrique absorbée par les auxiliaires essentiels. Elle
s’exprime en kW, à la fréquence de définition et sous un facteur de
puissance de 0,8.
Les puissances du groupe électrogène doivent être définies en
accord avec les plans et les programmes d’entretien spécifiés par le
constructeur du moteur, de l’alternateur et de l’appareillage de coupure et de commande.
À toutes les puissances garanties, il faut ajouter une puissance
additionnelle nécessaire aux besoins de la régulation (applications
brusques d’une charge). Cette puissance additionnelle, qui est en
général égale à 10 % de la puissance assignée du groupe, ne doit
pas être utilisée pour l’alimentation permanente de la charge.
Trois types de puissance sont définies :
— la puissance continue correspond à la puissance que le
groupe est capable de fournir en service continu, pendant un
nombre illimité d’heures par an, en respectant les arrêts normaux
pour maintenance et dans les conditions ambiantes définies ;
— la puissance principale correspond à la puissance maximale
disponible, sous charge variable, pendant un nombre illimité
d’heures par an, en respectant les arrêts normaux pour maintenance
et dans les conditions ambiantes définies. La puissance moyenne
admissible sur une période de 24 heures, ne doit pas être supérieure
à une fraction de la puissance principale. Cette puissance moyenne
P, qui est définie par le constructeur du moteur Diesel, est calculée
comme suit :
P 1 t 1 + P 2 t 2 + ... + P n t n
P = ---------------------------------------------------------t 1 + t 2 + ... + t n
avec
P1, P2, ... Pn
puissances pendant les temps t1, t2, ..., tn
Dans ce calcul, toute puissance inférieure à 30 % de la puissance
principale doit être remplacée par une puissance égale à 30 % de la
puissance principale et les temps d’arrêt ne doivent pas être
comptés ;
— la puissance pour utilisation limitée correspond à la puissance maximale que peut fournir le groupe avec une durée annuelle
limitée à 500 h et une marche continue maximale de 300 h, en respectant les arrêts normaux pour maintenance et dans les conditions
ambiantes définies. Bien entendu, le fonctionnement dans ces
conditions peut affecter la durée de vie du groupe.
1.2 Classes d’applications
Un groupe électrogène doit être défini en fonction des exigences
de la charge qu’il doit alimenter. Il existe quatre classes d’applications qui ont été définies pour répondre à ces diverses exigences.
■ La classe G1 est définie pour l’alimentation de charges ne
nécessitant que des contraintes mineures en tension et en fréquence.
Exemple : éclairage et charges électriques simples.
■ La classe G2 est définie pour l’alimentation de charges nécessitant des caractéristiques proches de celle du réseau public ; sur
application brutale de la charge, des fluctuations temporaires en
tension et en fréquence sont admises.
Exemple : éclairage, pompes, ventilateurs.
■ La classe G3 est définie pour des exigences sévères en tension,
en fréquence et en forme d’onde.
Exemple : charges régulées par thyristors, télécommunications.
L’alimentation de ce type de charges peut nécessiter des études particulières en raison de leur influence sur la forme d’onde de tension de
l’alternateur (§ 3.2).
■ La classe G4 est définie pour des exigences en tension, en fréquence et en forme d’onde exceptionnellement sévères.
Exemple : systèmes informatiques.
1.3 Délais d’intervention
Cette notion de délai d’intervention est prise en compte dans le
cas de groupes électrogènes destinés à fonctionner en secours de la
source normale d’alimentation.
Le temps admissible de coupure peut être plus ou moins long suivant le site secouru.
Dans le cas d’un délai d’intervention non spécifié, la durée de la
coupure a peu d’importance et il est possible d’utiliser un groupe à
démarrage manuel. Le temps de reprise dépend du temps mis par
l’opérateur à intervenir et les montées en vitesse et en charge qui
sont liées à la température de l’huile du moteur, seront fonction de
la température ambiante.
Dans le cas d’un délai d’intervention à coupure spécifiée, la durée
maximale de la coupure est définie en fonction des impératifs du
site à réalimenter. Les temps de reprise se situent généralement
entre 8 et 15 secondes. Ce délai d’intervention est le plus couramment rencontré notamment dans les hôpitaux, les immeubles de
grande hauteur, les bâtiments recevant du public.
Pour pouvoir répondre au délai d’intervention, le groupe doit être
préparé afin de démarrer dans toutes les conditions de température.
Si le groupe se trouve dans une ambiance froide, il ne peut
atteindre sa vitesse et prendre la charge dans les délais impartis que
s’il a été préchauffé. Cet équipement de préchauffage est toujours
prévu dans ce cas d’application. Certains constructeurs de moteurs
exigent également un système de prégraissage cyclique ou permanent des parties tournantes du moteur pour autoriser un démarrage
sans source auxiliaire.
Il convient de noter que, dans le cas d’une installation de secours
assuré par la mise en parallèle de plusieurs groupes, il est nécessaire d’ajouter au temps de démarrage des groupes la durée nécessaire au couplage de n-1 groupes. Le temps de couplage d’un
groupe étant généralement de l’ordre de 15 à 20 s, le délai global de
mise à disposition des moyens de secours peut être très long et
incompatible avec les impératifs de sécurité du site secouru.
Pour faire face à cette difficulté, il est possible de mettre en œuvre
le procédé du couplage à l’arrêt qui consiste à fermer les disjoncteurs des groupes dès réception de l’ordre de démarrage en maintenant hors service l’excitation des alternateurs jusqu’au passage de
tous les groupes à une vitesse très voisine de la vitesse nominale.
Cette disposition permet de disposer de l’ensemble des moyens
de production dans un délai comparable au délai de démarrage d’un
seul groupe. Elle présente en outre les avantages qui suivent.
■ Dans le cas où les moyens de production sont surabondants par
rapport à la puissance appelée au moment de la perte de l’alimentation normale, elle permet d’assurer la reprise de la charge dans de
bonnes conditions ; les groupes en excès par rapport aux besoins
sont arrêtés par la mise en œuvre d’une gestion wattmétrique qui
assure l’adéquation de la puissance tournante à la puissance appelée.
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■ Dans le cas d’une installation secourue en haute tension, la procédure de couplage à l’arrêt permet d’assurer la magnétisation progressive de la boucle HTA et de transformateurs qu’il ne serait pas
possible de réaliser sans mise en œuvre de séquences de délestage
préjudiciables au délai global de reprise en secours.
L’application de la charge au groupe électrogène doit être
conduite dans des conditions de tension et de fréquence acceptables par le site.
Le temps de reprise d’une charge est fonction :
— de la valeur relative de cette charge par rapport à la puissance
nominale du groupe ;
— de l’inertie des masses tournantes (moteur, alternateur, accouplement) ;
— de la régulation ;
— du système d’alimentation en air comburant.
Les deux premiers points sont évidents et les problèmes liés au
dimensionnement d’un groupe en fonction de l’impact de charge
appliqué sont traités au paragraphe 3.1.
Toutefois, il convient de noter que des critères de tension et de
fréquence ainsi que les capacités du groupe à reprendre des impacts
de charge imposent fréquemment la mise en œuvre de procédures
de délestage/relestages automatiques pouvant conduire à des études particulières de distribution électrique en fonction des circuits
d’utilisation prioritaires.
Les deux points concernant la régulation et le type de diesel se
doivent d’être expliqués plus précisément.
■ La régulation de vitesse est destinée à maintenir le groupe à sa
vitesse nominale pour fournir une fréquence constante. Les régulateurs peuvent être de plusieurs types suivant l’application
concernée :
— dans un régulateur proportionnel, une variation de vitesse liée
à la charge entraîne une variation proportionnelle du signal de
commande ;
— dans un régulateur proportionnel intégral, une variation de
vitesse liée à la charge entraîne une modification proportionnelle du
signal de commande et, de plus, une correction intégrale de la
vitesse.
Un régulateur proportionnel intégral dérivé est un régulateur proportionnel intégral qui corrige le signal de commande proportionnellement à la variation de la vitesse.
Un groupe électrogène peut fonctionner suivant deux modes de
régulation définissant la chute de vitesse entre un fonctionnement à
vide et un fonctionnement à pleine charge.
■ Il y a fonctionnement isochrone lorsque la vitesse et donc la fréquence restent constantes quelle que soit la charge, en dehors des
variations transitoires dues aux variations brutales de cette charge.
Cette disposition est surtout applicable dans le cas d’un groupe
fonctionnant en solo. Dans le cas de groupes fonctionnant en parallèle, il est nécessaire de prévoir un dispositif de répartition de puissance assurant un équilibrage des puissances relatives entre les
groupes.
■ Il y a fonctionnement avec statisme lorsque l’on impose une
baisse de vitesse entre le fonctionnement à vide et le fonctionnement en charge. Elle permet d’assurer un fonctionnement stable de
plusieurs groupes couplés en parallèle.
Pour assurer une fréquence constante, il est nécessaire de prévoir
un dispositif de centrage de fréquence. Le statisme est défini par
rapport à la vitesse nominale et calculé par :
statisme = 100 ( N 0 Ð N ) ¤ N 0
formule dans laquelle N0 et N représentent respectivement la
vitesse à vide et la vitesse à pleine charge.
Ce statisme a une valeur comprise entre 3 et 5 %.
D 5 180 - 4
■ Le type de Diesel dépend du mode d’alimentation en air
comburant. En effet, la puissance maximale que peut fournir un
moteur Diesel est fonction de la masse de combustible injectée dans
le cylindre et donc de la masse d’air nécessaire pour brûler ce
combustible. En conséquence, il est possible de définir deux catégories de moteurs Diesel.
Le moteur à aspiration naturelle où aucun artifice n’est utilisé
pour augmenter la quantité d’air emmagasiné dans les cylindres
permet de reprendre instantanément une puissance égale à sa puissance nominale.
Le moteur suralimenté est tel que la quantité d’air comburant est
augmentée par l’utilisation d’un turbocompresseur de suralimentation entraîné par les gaz d’échappement du moteur. Pour améliorer
encore ce système, certains moteurs sont équipés d’un système de
refroidissement de l’air ; ces procédés permettent d’obtenir des augmentations de puissance considérables puisqu’avec une même
cylindrée, il est possible d’atteindre des puissances trois fois supérieures à la puissance d’un moteur non suralimenté avec des augmentations de masse et de volume de l’ordre de 10 %.
Dans ce cas, les échelons de puissance applicables instantanément au moteur sont fonction de la pme (pression moyenne effective) qui est la pression moyenne du cycle de travail et qui se calcule
comme suit :
pme = KP ¤ NC
avec
K = 1 222,8
pour un moteur à 4 temps et 611,4 pour un
moteur à 2 temps,
P (kW)
puissance par cylindre,
N (tr/min)
vitesse de rotation,
C (L/cylindre) cylindrée
Pour un moteur non suralimenté, pme est de l’ordre de 7 bar et,
pour un moteur suralimenté avec refroidissement de l’air, pme
dépasse à présent 22 bar.
La suralimentation en air d’un moteur Diesel est quantifiée par
son taux de suralimentation défini par :
Taux de suralimentation = pme ¤ 8 Ð 1
Un moteur suralimenté ne permet pas toutefois de reprendre
d’un seul coup sa puissance nominale. En effet, pour obtenir la puissance, il faut que le turbocompresseur de suralimentation fournisse
l’air nécessaire pour assurer une parfaite combustion du combustible injecté dont la quantité peut varier rapidement et de façon
importante en fonction de la consigne du régulateur de vitesse. Le
temps de montée en vitesse du turbocompresseur et donc le temps
de mise à disposition de l’air comburant, dépendent de la puissance
disponible dans les gaz d’échappement et de l’inertie du turbocompresseur.
En règle générale, un groupe suralimenté est capable de fournir
brutalement une puissance correspondant à 60 % de sa puissance
assignée avec une chute de vitesse transitoire de l’ordre de 10 à
12 % de sa vitesse nominale.
■ De ce fait, pour assurer la réalimentation d’un site à partir d’un
groupe électrogène de secours, il convient toujours de vérifier que
les conditions de relestage de la charge sont compatibles avec les
capacités du moteur en conservant les critères définis de tension et
fréquence.
■ Un groupe sans coupure dont l’utilisateur ne peut tolérer aucune
coupure est un groupe dont l’alternateur tourne en permanence
comme moteur synchrone en garantissant une alimentation complètement ininterrompue dans l’éventualité d’une défaillance de la
source normale d’alimentation (l’alternateur est alors appelé aussi
ondulateur tournant). Un accumulateur d’énergie potentielle qui
peut être d’origine électrique (batteries) ou mécanique (volant
d’inertie) est utilisé pour assurer la puissance pendant une courte
période dans le but de permettre le démarrage du moteur Diesel,
son accouplement à l’alternateur par l’intermédiaire d’un
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Accumulateur
d'énergie
Accouplement
MOTEUR DIESEL
ALTERNATEUR
1 500 tr/min
1 500 tr/min
Groupe à « temps zéro » avec accumulateur d'énergie cinétique tournant.
2. Dimensionnement
d’un groupe électrogène
Un des problèmes le plus fréquemment rencontré dans la définition d’un groupe électrogène réside dans le dimensionnement optimal du groupe en fonction de l’impact de charge qu’il est appelé à
assurer. De plus en plus, il est également nécessaire de définir le
groupe et en particulier l’alternateur en fonction de la nature de la
charge (charges non linéaires).
Nous allons étudier ci-après ces deux aspects en donnant des
méthodes de calcul simples permettant de dimensionner de façon
appropriée le groupe électrogène.
425
400 V
Tension U
2.1 Dimensionnement en fonction
de l’impact de charge
375
51
50 Hz
Fréquence f
49
100 %
La méthode présentée ici est une méthode par itération permettant d’obtenir la valeur de la tension à l’établissement d’une charge,
le temps de rétablissement de cette tension et la valeur de la fréquence à l’impact de charge (figure 3).
Puissance relative
Le cas le plus couramment rencontré étant celui du démarrage
d’un moteur asynchrone, nous allons nous baser sur ce cas pour
expliquer la méthode utilisée.
0,2 s
Perte du réseau
Figure 1 – Résultats lors d’une panne réseau à pleine charge
Réseau
By Pass
Lorsqu’un moteur démarre, le courant appelé est toujours très
important mais l’appel de courant varie suivant le procédé mis en
œuvre pour assurer ce démarrage.
En démarrage direct, le rapport du courant de démarrage Id au
courant nominal In est de l’ordre de 6 à 7 et le facteur de puissance
cos f de l’ordre de 0,3.
D’autres procédés de démarrage sont possibles ; il convient de les
analyser au cas par cas suivant des critères économiques car ils
entraînent des surcoûts, citons :
Redresseur
Interrupteur statique
— le démarrage sur autotransformateur ;
— le démarrage en étoile/triangle ;
— le démarrage sur résistance rotorique ;
— le démarrage sur résistance statorique ;
Batteries
Mutateur
— le démarrage sur démarreur électronique.
Distribution de secours
Onduleur
tournant
Diesel
50 Hz
f
Accouplement
Df=6%
400 V
Distribution haute qualité
Figure 2 – Groupe à temps zéro avec énergie fournie
par des batteries
U
D U = 17 %
Charge 50 %
Charge relative
Charge 0 %
embrayage électromagnétique et sa prise de puissance. Comme
l’alimentation est transférée d’une source d’énergie à une autre, il
peut se produire une fluctuation transitoire des paramètres tension
et fréquence (figures 1 et 2).
t0
t0 + 3s
Figure 3 – Évolution de la fréquence et de la tension sur impact
de charge et sur délestage
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t
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Le cas le plus défavorable en termes de chute de fréquence et de
tension, étant le démarrage en direct, nous allons considérer ce cas
pour expliquer la méthode de calcul.
Dans le cas de l’application d’une charge (régime 2) à partir d’une
charge préexistante (régime 1), le calcul s’effectue en appliquant la
formule :
Pour faire un calcul rigoureux, il serait nécessaire de disposer de
données précises concernant l’évolution de Id/In et du cos f en fonction de la montée en vitesse du moteur asynchrone. Ces données
étant rarement disponibles, il est généralement pris en compte une
valeur de Id/In et de cos f au démarrage.
D U B1 A2
-------- = ------- ------- Ð 1
A1 B2
U
Dans le cas où l’installation comporte plusieurs moteurs ou
consommateurs, il convient de dimensionner le groupe électrogène
en fonction du démarrage du plus gros moteur dans les conditions
les plus défavorables qui peuvent correspondre au fonctionnement
initial à vide du groupe, compte tenu de l’inertie du turbocompresseur de suralimentation.
Calcul du temps de rétablissement de la tension
Le temps de rétablissement de la tension peut être approché par
la formule suivante :
t = t e + t c log ( J p Ð J 1 ) ¤ ( J p Ð J 2 )
avec
Le calcul est basé sur l’application des formules suivantes donnant les puissances apparentes Sd active Pd et réactive Qd d’impact.
Pn
Id
S d = ( 1 Ð D U ) -------------------- ---cos F n I n
P d = S d cos F d
te
tc
constante de temps de l’excitatrice,
Jp
courant d’excitation
l’excitatrice,
J1
J2
courant d’excitation au régime initial,
Q d = S d sin F d
avec
DU
chute de tension après l’impact,
cos f n
facteur de puissance nominal du moteur,
Pn
puissance nominale du moteur
Il apparaît que la connaissance exacte du facteur de puissance est
un élément déterminant dans la justesse du résultat. Il est donc très
important de connaître cette valeur au même titre qu’il est indispensable de connaître Id/In.
La chute de tension au moment de l’impact peut être calculée par
une méthode approchée au moyen de la formule :
Sd
U d = U n + æè 1 Ð X ------öø
Sn
constante de charge de l’inducteur principal à la
charge après enclenchement,
courant
d’excitation
enclenchement
au
délivré
régime
par
après
2.2 Alimentation de charges non linéaires
Les groupes électrogènes sont de plus en plus appelés à assurer
l’alimentation d’installations comportant des charges non linéaires
et donc génératrices de courants harmoniques. En présence de
l’impédance de source, ces courants harmoniques créent des tensions harmoniques qui peuvent être préjudiciables au bon fonctionnement des régulations et entraîner des déclassements de certains
matériels.
Ainsi, un transformateur qui fournit un courant nominal comportant 25 % d’harmonique de rang 5, 14 % de rang 7, 9 % de rang 11 et
8 % de rang 13 (ce qui correspond à l’alimentation d’un montage
hexaphasé) se voit affecter d’un coefficient de déclassement de 0,91.
avec X réactance équivalente définie par :
X d² + 2 X d¢
X = -----------------------3
où X d² et X d¢ représentent respectivement les réactances longitudinales en régimes subtransitoire et transitoire de l’alternateur.
Il suffit ensuite de prendre en compte la valeur calculée de la
chute de tension dans les formules précédentes pour, par convergence, obtenir la valeur de la chute de tension.
La chute de fréquence correspondante est obtenue en calculant
l’impact de puissance active avec la chute de tension obtenue et en
se référant aux abaques données par les constructeurs de groupes
précisant la chute de fréquence en fonction de la valeur de l’impact.
Ce phénomène qui est déjà sensible dans le cas d’une alimentation à partir du réseau public, l’est encore plus avec un alternateur
présentant une impédance de source plus grande. Il est admis que
le taux de tension harmonique global doit rester inférieur à 6 % aux
bornes de l’alternateur.
Il est possible d’évaluer assez précisément par le calcul le taux
d’harmonique en tension que le groupe électrogène est susceptible
de générer en présence de courants harmoniques dont on connaît le
module et l’argument.
Quand on ne connaît pas précisément les taux d’harmoniques en
courant par rang, il est possible de les calculer en appliquant, dans
le cas des montages hexaphasés, la formule
Un calcul plus précis peut être conduit par application de la
formule :
2
2
2
2
2
2
2
D U U1 Ð U0 a ( R1 + a X1 ) [ a ( Xq + X1 ) + R1 ]
-------- = -------------------- = -------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ð
2
¢
2
U0
U0
a ( Xq + X1 ) ( Xd + X1 ) + R1
a
rapport des vitesses après et avant impact,
Xq
réactance synchrone transversale,
réactance transitoire,
X d¢
R1X1
résistance et inductance de la charge à l’impact,
U0U1
tension initiale et tension après impact
Cette formule peut s’écrire également :
avec
A
DU
-------- = ------1- Ð 1
U0
B1
D 5 180 - 6
plafond
I1
I h = ------------------------1,2
æ h Ð --5-ö
è
ø
h
avec
h
rang du courant d’harmonique
Le taux global d’harmonique en tension est donné par la relation :
U harmonique =
avec
X d² U 2
Z s = ---------- ------100 S n
S hZ s I h
impédance substransitoire directe de
l’alternateur
Nous allons nous contenter de deux approches pratiques du problème qui donnent des résultats satisfaisants et permettent d’éviter
les dysfonctionnements liés à un taux d’harmoniques en tension
trop élevé.
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■ La première méthode, la plus simple, consiste à choisir un alternateur d’une puissance égale à trois fois la puissance de la charge
déformante. Dans le cas où celle-ci est constituée de plusieurs charges, il convient de calculer la charge équivalente qui peut être
admise comme étant la somme quadratique de toutes les charges
exprimées en kVA.
P eq =
P 12
+
P 22
+ ... +
P n2
Cette première méthode a le désavantage de surdimensionner
l’alternateur.
■ La deuxième méthode consiste à dimensionner l’alternateur de
telle sorte que la valeur de sa réactance ramenée à la puissance de
la charge déformante soit égale à environ 7 %. Dans le cas de plusieurs charges déformantes, la charge équivalente est déterminée
comme précédemment.
La présence de condensateurs est un facteur aggravant du fait du
risque de résonance qu’elle entraîne. En effet, le rang de résonance
en tension peut se calculer par :
r =
avec
P cc
-------Qc
Qc (kVAR) puissance installée des condensateurs en kVAR
À la fréquence de résonance, un harmonique peut être amplifié de
5 à 10 fois. Le taux global peut être augmenté d’un facteur 2 à 4.
Dans le cas d’un groupe électrogène de puissance Sn et de réactance X d²
S
P cc = ------nXd
■ La puissance de court-circuit du groupe électrogène étant généralement inférieure à celle du réseau public, le rang de résonance se
situe à une valeur inférieure et souvent très proche du rang 5 qui
correspond au taux d’harmonique en courant le plus élevé. Il peut
donc s’avérer nécessaire de délester les condensateurs en fonctionnement sur groupe ou de surdimensionner l’alternateur pour situer
le rang de résonance à une valeur non dangereuse.
Une solution par l’emploi de filtres peut éventuellement être
envisagée mais elle nécessite une étude très poussée car la présence des inductances et de la régulation de l’alternateur peut
entraîner des phénomènes de résonance ou de pompage.
Exemple : soit à alimenter une charge déformante de 300 kVA
compte tenu d’une batterie de condensateurs de Qc = 300 kVAR.
• Première méthode
La puissance de l’alternateur est choisie à Sn = 3 x 300 = 900 kVA,
avec une réactance subtransitoire X d² = 15 % .
On en déduit :
P cc = S n ¤ X d² = 900 /0,15 = 6 000 kVA et le rang de résonance
r =
6 000
--------------- =
300
P cc = X d² = 600 /0,15 = 4 000 kVA et le rang de résonance est :
r =
P cc
------Qc
4 000
--------------- =
300
13,33 = 3,65
Il convient de choisir l’alternateur de 600 kVA qui, outre son prix
moindre, permet d’éloigner du rang 5 la fréquence de résonance.
3. Régime du neutre
Le régime de neutre d’une installation alimentée par un ou plusieurs groupes électrogènes est étudié différemment suivant que le
groupe alimente une installation en basse tension ou en haute tension.
3.1 Régime du neutre en basse tension
Pcc (kVA) puissance de court-circuit de la source,
P cc
------Qc
Avec un alternateur de Sn = 600 kVA présentant une réactance de
15 %, soit une réactance ramenée à 300 kVA, X d² = 7,5 % , on
obtient :
20 = 4,47
• Deuxième méthode
La réactance de l’alternateur ramenée à la puissance de la charge
déformante doit être de 7 %.
Un groupe électrogène doit être soumis au même régime de
neutre que l’installation qu’il va secourir. Néanmoins, un cas particulier est à considérer :
— lorsque plusieurs groupes sont couplés en parallèle, si les
alternateurs sont bobinés en pas pleins (voisins du pas diamétral), il
ne faut pas mettre tous les neutres des alternateurs à la terre. Cette
disposition entraîne soit la circulation de forts courants d’harmonique 3.
Si l’installation impose un régime de neutre à la terre, il existe
deux solutions possibles :
— il ne faut mettre à la terre que le neutre d’un seul alternateur et
laisser les autres neutres en l’air ;
— il faut choisir un alternateur bobiné suivant un pas raccourci
(pas 2/3) pour éviter la circulation des courants d’harmonique 3. Il
est souhaitable de privilégier autant que possible cette solution.
Cette disposition doit être également choisie, même en cas de
régime de neutre isolé (IT), si plusieurs alternateurs fonctionnent en parallèle, neutres couplés.
Un groupe électrogène alimentant une installation comportant des générateurs d’harmoniques homopolaires (3 et multiples de 3) doit être prévu avec un alternateur bobiné au pas 2/3.
Ces courants d’harmoniques se retrouvent intégralement dans
le conducteur de neutre qui peut alors être traversé par des courants très supérieurs aux courants de phases. Cette situation
concerne particulièrement les installations comportant une
quantité importante de lampes à décharge.
3.2 Régime du neutre en haute tension
Le neutre du réseau HTA de distribution publique est toujours mis
à la terre en France ce qui donne la possibilité d’équiper un réseau
interne de distribution de protections sélectives en courant homopolaire. Ce type de protections se rencontre dans des installations
importantes (grosses industries) et fréquemment dans les hôpitaux
pour lesquels cette notion de sélectivité est très importante. Si ces
protections ne sont pas installées, tout défaut homopolaire se traduit par un déclenchement du disjoncteur général.
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D1
D2
TT
D3
I>>
Io>
Id>
I>>
Io>
Id>
20 kV
I>
I>>
400 V
P>
<-P>
<-Q>
CPI
U>
KWh
KVARh
GE 1
Dyn11
I>>
Io>
20 kV
Dyn11
I>
400 V I>>
P>
<-P>
<-Q>
CPI
U>
KWh
KVARh
GE 1
BPN
Io>
Équipements
D1
D2
D3
TT
BNP
TC
T1
T2
KWh
KVARh
Types de protections
Disjoncteur du groupe 1
Disjoncteur du groupe 2
Disjoncteur de départ vers l'utilisation
Cellule transformateurs de mesure de tension
Bobine de point neutre
Transformateurs de courant
Transformateur élévateur du GE1
Transformateur élévateur du GE2
Compteur d'énergie active
Compteur d'énergie réactive
I>
I>>
Io>
Id>
P>
<-P>
<-Q>
U>
CPI
Surcharge alternateur
Court-circuit
Maximum de courant homopolaire
Maximum de courant directionnel
Surcharge moteur diesel
Contre les retours de puissance active
Contre les pertes d'excitation
Maximum de tension
Contrôleur permanent d'isolement
Dans l’étude de l’installation d’un groupe électrogène raccordé en
haute tension, il faut prévoir le régime de neutre HTA permettant
d’obtenir une sélectivité de protection équivalente à celle offerte par
le réseau normal.
La mise à la terre du neutre HTA ne se justifie donc que pour
autant que le site est équipé de protections homopolaires sélectives.
Cette mise à la terre peut être réalisée de diverses façons.
■ Bobine point neutre raccordée sur le jeu de barres général HTA
de la Centrale (figure 4).
Le courant de limitation doit être défini en fonction du réseau
interne du site (courants capacitifs) et des protections installées.
■ Mise à la terre du point neutre du transformateur élévateur du
groupe (figures 5 et 6).
■ Le groupe de couplage doit être correctement choisi (Ynd11 par
exemple). Il n’est pas utile de prévoir, dans ce cas, l’insertion d’une
résistance de limitation du courant puisque, compte tenu des réactances de l’alternateur et du transformateur élévateur, le courant
homopolaire susceptible de se développer est généralement du
même ordre de grandeur que le courant de limitation du réseau de
distribution publique.
Si le groupe doit fonctionner en couplage au réseau et en îlotage,
il est nécessaire de prévoir un dispositif permettant d’ouvrir la
liaison à la terre du point neutre lors de la phase de couplage au
réseau pour éviter deux mises à la terre simultanées. Dans le cas
D 5 180 - 8
Figure 4 – Exemple de centrale en HTA
à régime de neutre TT.
Mise à la terre par Bobine de point neutre
d’une liaison directe du point neutre à la terre, il faut installer un
interrupteur unipolaire motorisé haute tension (figure 5). Si la configuration du réseau s’y prête (réseau de faible étendue), il est possible de prévoir le système de mise à la terre représenté sur la
figure 6 consistant à insérer entre le point neutre du transformateur
et la terre un transformateur de tension dont le secondaire est fermé
sur une résistance de charge par l’intermédiaire d’un contacteur
basse tension. Le courant homopolaire de défaut est alors contrôlé
par un relais à maximum de courant homopolaire alimenté par un
tore placé sur l’enroulement secondaire. Cette solution peut être
économiquement avantageuse.
Si le site n’est pas équipé de protections sélectives en courant
homopolaires, la mise à la terre du neutre ne se justifie plus et la
protection du réseau HTA peut être assurée par la mise en œuvre de
l’un des dispositifs suivants (figure 7) :
— contrôleur permanent de l’isolement ;
— protection à maximum de tension homopolaire.
Ce régime de neutre demande deux précautions :
— déclenchement au premier défaut pour éviter les montées de
potentiel et les surtensions ;
— équipement des transformateurs de tension d’enroulements
tertiaires raccordés en triangle fermé sur une résistance de charge
pour éviter les phénomènes de ferrorésonance.
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D1
TT
I>>
Io>
TC
I>>
Types de protections
I> Surcharge alternateur
I>> Court-circuit
Io> À maximum de courant
homopolaire
Id> À maximum de courant
directionnel
P> Surcharge moteur diesel
U> À maximum de tension
CPI Contrôleur permanent
d'isolement
D2
T
Équipements
I>
I>>
P>
CPI
U>
KWh
KVARh
KWh
KVARh
D1
D2
T
TT
TC
Io>
400 V
TC
Compteur d'énergie active
Compteur d'énergie réactive
Disjoncteur du groupe électrogène
Disjoncteur de départ vers l'utilisation
Transformateur élévateur du groupe électrogène
Cellule transformateurs de mesure de tension
Transformateurs de courant
Figure 5 – Exemple de groupe électrogène en HTA à régime de neutre TT. Mise à la terre du point étoile du transformateur élévateur
Types de protections
D1
TT
D2
I>
I>>
Io>
Id>
P>
U>
CPI
I>>
Io>
I>>
TC
Surcharge alternateur
Court-circuit
À maximum de courant homopolaire
À maximum de courant directionnel
Surcharge moteur diesel
À maximum de tension
Contrôleur permanent d'isolement
Équipements
D1
D2
T
TT
TC
C
R
KWh
KVARh
T
I>
400 V
I>>
P>
CPI
U>
KWh
KVARh
TC
Io>
TT
C
TC
Disjoncteur du groupe électrogène
Disjoncteur de départ vers l'utilisation
Transformateur élévateur du groupe électrogène
Cellule transformateurs de mesure de tension
Transformateur de courant
Contacteur
Résistance de charge
Compteur d'énergie active
Compteur d'énergie réactive
Figure 6 – Exemple de groupe électrogène en HTA à régime de neutre TT. Mise à la terre du point étoile du transformateur élévateur
par un transformateur de tension
D1
I>>
Id>
TC
D2
I>>
Id>
TT
TC
I>>
Uo>
20 kV
I>
T1
I>>
P>
400 V
<-P>
<-Q>
CPI
U>
KWh
KVARh
GE1
D3
20 kV
I>
I>>
P>
400 V
<-P>
<-Q>
CPI
U>
KWh
KVARh
GE2
T2
TC
Types de protections
I>
Surcharge alternateur
I>>
Court-circuit
Io>
À maximum de courant homopolaire
Id>
À maximum de courant directionnel
P>
De surcharge moteur diesel
<-P> Contre les retours de puissance active
<-Q> Contre les pertes d'excitation
U>
À maximum de tension
Uo> À maximum de tension homopolaire
CPI
Contrôleur permanent d'isolement
Équipements
D1
D2
D3
TT
TC
T1 et T2
KWh
KVARh
Disjoncteur du groupe 1
Disjoncteur du groupe 2
Disjoncteur de départ vers l'utilisation
Cellule transformateurs de mesure de tension
Transformateurs de courant
Transformateur élévateur du GE1 et du GE2
Compteur d'énergie active
Compteur d'énergie réactive
Figure 7 – Exemple de centrale en HTA à régime de neutre IT
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4. Déclassement
Tableau 3 – Tableau de déclassement d’un alternateur
Température ambiante
La puissance développée par un moteur Diesel est fonction de la
masse de combustible et donc de la masse d’air emmagasinée par
le cylindre.
q air
°C
Altitude
K1
h
m
K2
Cette masse d’air est une fonction :
40
1
, 1 000
1
— de la température d’air aspiré ;
45
0,96
1 500
0,96
— de la pression atmosphérique ;
50
0,93
2 000
0,91
55
0,90
2 500
0,87
60
0,87
3 000
0,83
— de la température d’eau du circuit à basse température assurant le refroidissement de l’air de suralimentation.
La puissance d’un moteur Diesel est donc donnée en fonction de
ces paramètres dont la variation peut entraîner un déclassement de
puissance.
La norme précise les conditions de référence suivantes :
Le coefficient à appliquer au groupe correspond bien entendu à la
valeur la plus pénalisante des deux valeurs correspondant au
déclassement du moteur et au déclassement de l’alternateur.
— pression barométrique globale : 100 kPa ;
— température de l’air : 25 °C ;
— température de l’eau à basse température : 25 °C.
Les tableaux de déclassement sont différents suivant les constructeurs de moteurs. Le tableau 2 est un exemple des déclassements
que l’on peut rencontrer.
Le déclassement total est donné par la formule :
déclassement = a ( % ) + b ( % ) + c ( % )
Tableau 2 – Tableau de déclassement d’un moteur
Température
ambiante
q air
°C
Température
d’entrée à basse
température
a
%
q eau
°C
25
0
30
0,4
35
40
Altitude
b
%
h
m
c
%
40
0
1 000
0
45
1,25
1 500
6
0,6
50
2,5
2 000
12
1,2
55
3,75
2 500
18
45
1,9
60
5
3 000
24
50
2,5
65
6,25
3 500
30
55
3,1
70
7,5
De même, la puissance assignée de l’alternateur est définie dans
des conditions normales de référence qui sont :
— température de l’air de refroidissement : 40 °C ;
— altitude : < 1 000 m .
Si les conditions de fonctionnement s’éloignent de ces valeurs, il
faut appliquer des coefficients de déclassement dont le tableau 3
donne un exemple.
Le coefficient global de déclassement lié à l’alternateur est donné
par :
K = K1 ´ K2
D 5 180 - 10
5. Couplage des groupes
électrogènes
La puissance appelée par une installation ou la variation importante de cette puissance peut rendre nécessaire la mise en parallèle
de plusieurs groupes électrogènes. Cette possibilité permet de
mettre en production un nombre de groupes adapté à la puissance
appelée en évitant ainsi de faire fonctionner un groupe à une puissance trop faible. Il est précisé en effet qu’un groupe électrogène ne
doit pas fonctionner à des puissances inférieures à 30 % de sa puissance nominale pendant des durées prolongées. Une durée consécutive de 30 minutes au maximum est une valeur normalement
admise.
5.1 Méthodes de couplage
Pour coupler un groupe électrogène sur un réseau ou un autre
groupe électrogène, il faut respecter les conditions suivantes :
— égalité des tensions ;
— égalité des fréquences ;
— concordance des phases.
L’ordre de fermeture de l’organe de puissance ne sera autorisé
que si ces trois conditions sont remplies. Cet organe de puissance
devra avoir un temps de fermeture suffisamment rapide pour que
l’angle de déphasage entre les deux tensions à coupler ne soit pas
trop important à l’instant de la fermeture. Dans le même but, la fréquence de glissement (différence entre les deux fréquences) doit
être suffisamment faible pour autoriser le couplage. Le temps de fermeture maximal de l’organe de coupure doit être inférieur à 100 ms.
5.1.1 Couplage manuel
Pour réaliser le couplage d’un groupe électrogène sur un réseau
ou un autre groupe, il faut disposer de deux dispositifs de réglage.
■ Le dispositif de réglage de la vitesse du moteur Diesel est
constitué habituellement d’un potentiomètre d’ajustage agissant
sur la consigne de vitesse du régulateur. Ce dispositif permet d’ajuster la fréquence du groupe à coupler à celle de la source de référence. Il permet également d’annuler le déphasage entre les deux
tensions par la création d’un très faible glissement entre les fré-
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quences qui permet de rattraper le décalage angulaire. Les conditions d’égalité de fréquence et de concordance de phases sont
contrôlées respectivement par un fréquencemètre double et par un
synchronoscope.
■ Le dispositif de réglage de la tension de l’alternateur est
constitué habituellement par un potentiomètre d’ajustage agissant
sur la consigne de tension du régulateur. Cette disposition n’est pas
systématiquement utilisée dans le cas où la source de référence (le
réseau public par exemple) présente une valeur constante en tension. Il faut noter qu’une différence de tension faible, de l’ordre de
5 %, est admissible. Cette différence se traduit, au moment du couplage par un échange de puissance réactive sur le réseau de référence et le groupe. Le contrôle de l’égalité des tensions est réalisé
par un voltmètre différentiel ou un voltmètre double.
Réseau
TT
TC
Consigne
de puissance
5.1.2 Couplage automatique (figure 8)
Jeu de barres de la Centrale
TT
Les centrales de secours demandent des temps de réalimentation
rapide des installations secourues. Il est donc indispensable de prévoir des systèmes de couplage automatique qui nécessitent la mise
en œuvre des composants suivants :
— un synchroniseur qui amène les tensions au synchronisme par
action sur la consigne de vitesse du régulateur ;
— un égaliseur de tension qui assure l’ajustage de la tension de
l’alternateur à celle de la source de référence ; cette fonction est très
souvent intégrée au régulateur de tension et est couramment appelée fonction U = U ;
— un coupleur qui effectue le contrôle de l’ensemble des conditions de couplage et qui délivre l’ordre de fermeture de l’organe de
coupure du groupe électrogène.
Synchroniseur
Répartiteur
Transformateur
400 V / 20 kV
Transformateur
400 V / 20 kV
TT
TT
Synchroniseur
Répartiteur
TC
Synchroniseur
Répartiteur
TC
Lignes de parallèles
400 V
Alternateur
400 V
Vers régulation
de vitesse
Alternateur
Vers régulation
de vitesse
5.1.3 Couplage à l’arrêt
Le couplage à l’arrêt présente de nombreux avantages qui seront
précisés après présentation de cette technique.
TC Transformateur de courant
TT Cellule transformateurs de mesure de tension
Figure 8 – Couplage de deux groupes au réseau
Sur demande de démarrage de la centrale électrique :
— fermeture du disjoncteur de chacun des groupes électrogènes ;
— démarrage simultané des moteurs, l’excitation des alternateurs étant hors service ;
— à l’arrivée du dernier groupe à sa vitesse nominale, mise en
service simultanée de l’excitation de tous les groupes ;
— la synchronisation des groupes est obtenue pendant la phase
d’établissement de la tension aux bornes des alternateurs.
Une temporisation contrôle que chacun des groupes arrive à sa
vitesse nominale dans un temps imparti. Si un groupe n’atteint pas
sa vitesse à l’écoulement de cette temporisation, son disjoncteur est
ouvert et la séquence se poursuit avec les autres groupes. Le groupe
défaillant sera démarré ultérieurement et couplé en utilisant une
procédure classique de synchronisation.
Ce procédé de couplage présente les avantages suivants :
— mise à disposition rapide de tous les moyens de production :
ce temps correspond au temps de démarrage d’un groupe et permet
donc de répondre, avec la souplesse présentée par l’utilisation de
plusieurs groupes, aux impératifs réglementaires des reprises en
secours de sites sensibles comme les hôpitaux ;
— capacité de magnétiser une puissance importante en transformateurs, dans le cas de l’alimentation d’un réseau HTA : en effet, la
magnétisation se réalise de façon progressive pendant la phase
d’établissement de la tension ;
— suppression de la procédure de synchronisation et de couplage qui est toujours une opération délicate pouvant durer plusieurs secondes.
5.1.4 Répartition de puissance
Lorsque plusieurs groupes fonctionnent en parallèle, il faut veiller
à assurer une répartition équilibrée des puissances actives et des
puissances réactives.
Cette répartition est réalisée de deux façons.
■ En mode manuel
La prise de puissance est réalisée par action sur la consigne de
vitesse du groupe. La stabilité en puissance du groupe est ensuite
assurée grâce au statisme affiché sur le régulateur de vitesse. Il est
recommandé, même en couplage manuel, d’utiliser un répartiteur
automatique de puissance active.
Le réglage de la puissance réactive est assuré par action sur la
consigne de tension de l’alternateur. La stabilité de fonctionnement
est ensuite assurée grâce au statisme affiché sur le régulateur. Dans
le cas où le groupe est couplé au réseau, il est souhaitable de mettre
en œuvre un dispositif automatique d’ajustage du facteur de puissance à une valeur constante. Cette régulation de cos f peut être
intégrée au régulateur de tension mais ne peut être utilisée pour le
couplage entre groupes en l’absence du réseau.
■ En mode automatique
L’équilibrage des charges est réalisé par un répartiteur de charge
active qui agit sur les consignes des régulateurs de vitesse des
moteurs Diesel. Dans le cas où la centrale n’est pas couplée au
réseau, il convient de prévoir un dispositif de centrage de fréquence
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permettant d’assurer une fréquence constante à l’installation secourue.
réseau aval ; dans le cas d’un montage avec transformateur élévateur, il n’est plus nécessaire d’assurer cette sélectivité, car un défaut
homopolaire survenant en aval du transformateur n’est pas vu par
la protection de masse stator.
● Protection contre les pertes d’excitation : elle peut être assurée
par la mise en œuvre d’un relais à retour de puissance réactive.
● Protection à maximum de tension.
Si la centrale est couplée au réseau, les groupes peuvent fonctionner suivant deux modes selon le principe de régulation retenu :
— dans le fonctionnement à puissance réseau constante, la puissance délivrée par le réseau ou injectée au réseau est régulée à une
valeur fixe ;
— à l’inverse, dans le fonctionnement à puissance centrale constante, la puissance délivrée par les groupes est constante, le réseau
assurant l’appoint éventuel vers l’installation consommatrice.
Ces deux modes de régulation peuvent être réalisés à partir d’un
système de gestion de la puissance du réseau.
■ Protections spéciales
Ces protections concernent principalement les surtensions d’origine atmosphérique ou de manœuvre.
6. Le groupe électrogène
et l’environnement
5.1.5 Dispositifs de protection
Le fonctionnement en parallèle de groupes électrogènes entre
eux ou avec le réseau implique la mise en œuvre de dispositifs de
protection destinés à sauvegarder l’intégrité des matériels.
L’objet des protections est de limiter l’amplitude et la durée des
contraintes électriques thermiques ou mécaniques engendrées par
des perturbations de façon à diminuer les conséquences et l’importance des avaries.
Les dispositifs de protection peuvent se diviser en trois parties.
La pollution sous toutes ses formes est devenue un souci majeur
du fait de son impact sur la santé. Les deux formes de pollution liées
au fonctionnement d’un groupe électrogène qui sont la pollution par
le rejet d’effluents gazeux dans l’atmosphère et le bruit font l’objet
de réglementations qu’il convient d’intégrer dans le choix et la mise
en œuvre du groupe électrogène.
■ Protections contre les défauts d’origine externe
Les protections mentionnées ci-après ne sont pas systématiquement utilisées. Le choix doit être fait en fonction de critères liés à
l’importance du réseau et de la centrale. Sans prétendre être
exhaustive, la liste des protections rencontrées est la suivante :
— protection de surcharge de l’alternateur ;
— protection contre les courts circuits ;
— protection thermique du bobinage stator réalisée à partir de
sondes insérées dans le bobinage ;
— protection contre les déséquilibres de courant ;
— protection contre les retours de puissance active protégeant le
diesel qui peut être entraîné par l’alternateur fonctionnant en
moteur synchrone, sur défaut d’injection ou manque de combustible.
6.1 Émissions polluantes dans les gaz
d’échappement
Les effluents rencontrés dans les gaz d’échappement d’un moteur
Diesel sont les suivantes :
— les oxydes d’azote ou NOx dont la teneur est exprimée en
NO2 ;
— le monoxyde de carbone exprimé en CO ;
— le dioxyde de soufre exprimé en SO2 ;
— les imbrûlés exprimés en CH4 ;
— les poussières.
■ Protections contre les défauts d’origine interne
Les protections mentionnées ci-après ne sont pas systématiquement utilisées.
● Protection contre la mise à la masse du stator : le choix de la
protection dépend de la mise à la terre ou non du neutre de l’alternateur ; dans le cas d’un neutre relié à la terre, la protection est assurée par un relais à maximum de courant homopolaire ; le seuil et la
temporisation choisis doivent tenir compte de la capacité de l’alternateur à supporter le courant homopolaire et de la sélectivité avec le
Les valeurs sont données en mg/m3, dans les conditions normales
de température et de pression, sur gaz sec, en considérant une
teneur en oxygène ramenée à 5 %.
Les valeurs limites doivent être respectées dans les conditions
normales de fonctionnement des installations, à pleine charge. Elles
sont définies en fonction du combustible utilisé, du régime de rotation du moteur et de la durée de fonctionnement. Le tableau 4
donne les valeurs limites applicables.
Tableau 4 – Valeurs limites applicables des émissions polluantes dans les gaz d’échappement
Combustible
Régime
Gaz naturel et GPL
NOx
SO2
CO
Imbrûlés
Poussières
350 (1)
3 000
650 (2)
150
50
Autres
. 1 200 t/min
1 500 (3)
3 000
650 (2)
150
100
Combustibles
, 1 200 t/min
1 900 (4)
3 000
650 (2)
150
100
(1) Limite fixée à 500 mg/m3 jusqu’au 1er janvier 2000. Dans le cas des moteurs utilisant un système d’allumage par injection pilote (dual fioul),
la limite d’émission, en mode gaz, est fixée au double des valeurs imposées pour ce combustible.
(2) Limite fixée à 800 mg/m3 jusqu’au 1er janvier 2000.
(3) Limite fixée à 1 750 mg/m3 jusqu’au 1er janvier 2000.
(4) Limite fixée à 2 400 mg/m3 jusqu’au 1er janvier 2000. Cette valeur s’applique également aux moteurs dual fioul fonctionnant en combustible
liquide.
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Lorsque la durée de fonctionnement n’excède pas 500 h/an, les
valeurs limites en oxydes d’azote sont fixées à :
— 500 mg/m3 pour les combustibles gazeux ;
— 2 000 mg/m3 pour les autres combustibles. Toutefois, lorsque
l’installation comporte des moteurs dont la puissance unitaire est
inférieure à 1 MW et à condition que la puissance totale des moteurs
soit inférieure à 3 MW, les valeurs limites en oxydes d’azote sont
fixées à 3 000 mg/m3 jusqu’au 31 décembre 2000 et 1 900 mg/m3
après cette date.
6.2 Nuisances acoustiques
Le bruit auquel est associée généralement la notion de gêne est
un mélange complexe de sons de fréquences différentes et dont les
pressions acoustiques sont différentes pour chacune de ces fréquences. Il faut rappeler que la pression acoustique exprime la différence entre la pression de l’air en présence d’ondes acoustiques et
la pression atmosphérique.
L’analyse d’un bruit consiste à mettre en évidence, pour les fréquences le composant, la pression acoustique correspondante. Il
n’est pas utile de réaliser des analyses extrêmement fines et les fréquences prises en compte sont regroupées en bandes d’octaves
centrées sur 63, 125, 250, 500, 1 000, 2 000 et 4 000 Hz.
Un groupe électrogène est générateur de bruit et le niveau sonore
à proximité d’un groupe en fonctionnement peut atteindre des
valeurs très importantes (120 dB(A)).
L’émergence étant définie comme étant la différence entre les
niveaux de bruit mesurés lorsque l’installation est en fonctionnement et lorsqu’elle est à l’arrêt, selon l’arrêté du 25 juillet 1997, le
bruit émis par l’installation ne doit pas être à l’origine d’une émergence supérieure à :
— pour un niveau de bruit ambiant (incluant le bruit de l’installation) supérieur à 35 et inférieur ou égal à 45 dB(A) :
• 6 dB(A) pour la période allant de 7 h à 22 h, sauf dimanches et
jours fériés ;
• 4 dB(A) pour la période allant de 22 h à 7 h, ainsi que les
dimanches et jours fériés ;
— pour un niveau de bruit ambiant (incluant le bruit de l’installation) supérieur à 45 dB(A) ;
• 5 dB(A) pour la période allant de 7 h à 22 h, sauf dimanches et
jours fériés ;
• 3 dB(A) pour la période allant de 22 h à 7 h, ainsi que les
dimanches et jours fériés.
De plus, le niveau de bruit en limite de propriété de l’installation
ne doit pas dépasser, lorsqu’elle est en fonctionnement, 70 dB(A)
pour la période de jour et 60 dB(A) pour la période de nuit, sauf si le
bruit résiduel (hors fonctionnement de l’installation) dépasse ces
limites.
L’émergence est la différence entre les niveaux de bruit mesurés
lorsque l’installation est en fonctionnement et lorsqu’elle est à
l’arrêt.
Il est donc indispensable d’atténuer les bruits émis par un groupe
électrogène par la mise en œuvre de dispositions telles que :
— un capotage insonorisant qui doit être réalisé de manière correcte pour se montrer efficace (nombre minimal des ouvertures
indispensables à l’exploitation et à l’entretien) ;
— des baffles acoustiques placés dans les gaines d’amenée ou de
sortie d’air ;
— un traitement absorbant des parois réfléchissantes ;
— des écrans acoustiques ;
— des silencieux d’échappement ;
— des fermetures par portes insonorisantes ;
— des suspensions antivibratiles.
Ces dispositions doivent être prises après identification des voies
de propagation aérienne (trous, passages de gaines, etc.) ou solidienne (vibrations, scellements au sol, etc.).
7. Schémas des circuits
fluides
Les moteurs Diesel ont besoin de circuits auxiliaires pour assurer :
— leur démarrage ;
— leur alimentation en combustible ;
— leur refroidissement ;
— leur lubrification.
Ces circuits auxiliaires sont vitaux pour le moteur et sont de ce fait
équipés de systèmes de sécurité entraînant des alarmes ou des
arrêts sur défauts en cas de nécessité.
Les figures 9, 10 et 11 sont des exemples significatifs pour un
groupe de 2 000 kVA fonctionnant à 1 500 tr/min.
7.1 Circuits de refroidissement
haute température (Hq)
et basse température (Bq)
Le refroidissement des moteurs est assuré par deux circuits de
réfrigération (figure 9).
■ Circuit d’eau à haute température. Il refroidit le moteur proprement dit (culasses, chemises). L’eau Hq est elle-même refroidie
par l’intermédiaire d’un radiateur ventilé ou d’un aéroréfrigérant.
Le radiateur est installé en bout de châssis du groupe et sa ventilation est assurée par une hélice entraînée mécaniquement par le
moteur diesel.
L’aéroréfrigérant peut être installé en tout endroit de l’installation,
généralement à l’extérieur du bâtiment. Sa ventilation est assurée
par un ou plusieurs électroventilateurs. La vitesse de rotation des
ventilateurs peut être choisie en fonction d’impératifs d’émergence
sonore. Il est fréquent d’utiliser des ventilateurs tournant à 500 tr/
min voire 350 tr/min pour limiter l’impact sonore.
Pour permettre au moteur de fournir sa puissance immédiatement après son démarrage, le circuit d’eau Hq est maintenu à une
température suffisante pendant ses périodes d’arrêt. Cette température, déterminée par le constructeur du moteur, est de l’ordre de
50 °C.
Ce circuit de refroidissement est équipé des sécurités qui suivent.
■ Température de préchauffage trop basse (, 35 °C par exemple) :
sécurité verrouillant le démarrage du groupe.
■ Température trop haute 1er seuil : sécurité actionnant une alarme
permettant de prendre les dispositions pour assurer la continuité du
fonctionnement du groupe. Une de ces dispositions consiste à
délester partiellement le groupe de sa charge. Cette opération de
délestage peut être réalisée automatiquement. Le seuil de réglage
de cette alarme est ajusté à une valeur de température inférieure de
3 °C au seuil de sécurité.
■ Température trop haute 2e seuil : sécurité provoquant l’arrêt du
groupe. Cet arrêt doit être différé pour permettre au moteur de se
refroidir avant de s’arrêter. Il convient tout d’abord de délester totalement le groupe de sa charge par ouverture instantanée de son disjoncteur général.
Le groupe continuera de tourner à vide. Un arrêt immédiat entraînerait une montée en température du circuit d’eau, liée à l’inertie du
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4
11
12
SP
SP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4
1
ST
13
ST
14
TI
15
20
2
3
16
TI
TI
18
Thermostat température trop haute
1er seuil Alarme
14
Pressostat manque pression eau haute température
15
Thermomètre indicateur température sortie
eau haute température
16
Thermomètre indicateur température sortie
eau basse température
17
Thermomètre indicateur température entrée
eau haute température
18
Niveau du contact vase d'expansion circuit
eau basse température
19
Niveau du contact vase d'expansion circuit
eau haute température
20
Vanne thermostatique
SN 19
6
5
9
8
10
Aéro-réfrigérant eau haute température
Aéro-réfrigérant eau basse température
Pompe de préchauffage
Réchauffeur
Thermostat manque de préchauffage
Thermostat température trop haute
2ème seuil Défaut
13
17
SN
Moteur
Pompe à haute température
Pompe à basse température
Réfrigérant d'air de suralimentation
Vase d'expansion circuit eau haute température
Vase d'expansion circuit basse température
7
20
Figure 9 – Circuits de refroidissement
7
8
9
SP
SP
PI
1
2
ST 10
ST 11
12
4
TI
3
5
Eau basse
température
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Moteur
Pompe à huile moteur
Réfrigérant d'huile
Pompe de prégraissage manuelle
Pompe de prégraissage électrique
Réchauffeur
Seuil de pression d'huile. Alarme
Seuil de pression d'huile. Défaut
Manomètre d'huile
Seuil de température d'huile sortie moteur. Alarme
Seuil de température d'huile sortie moteur. Défaut
Thermomètre d'huile
Figure 10 – Circuit de lubrification
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10
7
16
1
PI
17
11
PI
9
8
4
6
15 NC
18
14 NC
C
5
13 NC
12 NC
3
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Moteur
Réservoir de stockage
Réservoir journalier
Réservoir de récupération des fuites
Pompe de transfert électrique
Pompe de transfert manuelle
Pompe d'alimentation
Pompe d'amorçage
Filtre double à combustible
Pompe d'injection
Clapet de décharge
Niveau contact. Niveau très bas
Niveau contact. Niveau bas démarrage pompe de transfert
Niveau contact. Niveau haut arrêt pompe de transfert
Niveau contact. Niveau très haut
Manomètre de pression de fioul entrée moteur
Manomètre de pression différentielle filtre à combustible
Compteur de fioul
Figure 11 – Circuit de combustible
système, avec risque de vaporisation. La temporisation entre le
délestage de la charge et l’arrêt du moteur doit être réglée à une
valeur minimale de deux minutes.
pouvant être cyclique ou permanent. Ce dispositif de prégraissage
peut également être couplé avec un système de préchauffage de
l’huile.
■ Niveau d’eau trop bas du vase d’expansion : sécurité entraînant
un arrêt immédiat du moteur après délestage instantané de la
charge. Cette alarme peut parfois être précédée d’une préalarme
permettant de préserver le fonctionnement du moteur par mise en
œuvre d’un appoint en liquide de refroidissement.
● Circuit d’eau basse température. Il assure le refroidissement de l’air de suralimentation et du circuit de lubrification.
Le circuit de lubrification est équipé des sécurités suivantes :
— alarme pression d’huile 1er seuil ne provoquant pas d’arrêt du
groupe ; cette disposition est peu utilisée ;
— alarme pression d’huile 2e seuil entraînant simultanément
l’ouverture du disjoncteur et l’arrêt immédiat du groupe ;
— alarme température d’huile provoquant le délestage de la
charge et l’arrêt différé du moteur après une temporisation minimale de deux minutes ; cette sécurité n’est pas systématiquement
prévue.
La mise en œuvre des sécurités de pression d’huile est assurée
grâce au passage par un seuil de vitesse permettant à la pression de
s’établir. De même, ces sécurités sont inhibées lors de séquences
d’arrêt du moteur en dessous de cette vitesse (750 tr/min pour une
vitesse nominale de 1 500 tr/min).
Son refroidissement est assuré par le même radiateur ou le même
aéroréfrigérant que l’eau Hq ; dans ce cas, ce radiateur est équipé de
deux faisceaux, le faisceau destiné au refroidissement de l’eau Bq
étant placé le plus près du ou des ventilateurs.
Il n’est pas prévu en règle générale, sur ce circuit, de sécurités
provoquant l’arrêt du groupe. Toutefois, il est fréquent de prévoir
des alarmes de niveau d’eau et des alarmes de température provoquant la mise en œuvre de séquences de délestage.
7.3 Circuit d’alimentation en combustible
7.2 Circuit de lubrification
Le circuit de lubrification (figure 10) permet d’abord d’assurer le
graissage du moteur mais également d’assurer le refroidissement
des pièces en mouvement (pistons).
L’huile est refroidie dans un échangeur Huile/Eau Bq.
Pour permettre la prise de charge rapide du groupe, certains constructeurs prévoient la mise en œuvre d’un système de prégraissage
L’alimentation en combustible d’un groupe électrogène
(figure 11) est assurée à partir d’un réservoir journalier alimenté
depuis un réservoir de stockage principal dimensionné en fonction
de l’application et de la puissance du groupe.
Le remplissage de la cuve journalière, de capacité limitée à
500 litres si elle est installée dans le même local que le groupe, est
normalement assuré de façon automatique par une pompe de transfert commandée par des niveaux contacts haut et bas.
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Le réservoir de service est également équipé de deux sécurités de
niveau :
— un niveau très bas confirmant le démarrage de la pompe de
remplissage ou la mise en service de la pompe de secours si l’installation en est équipée et actionnant une alarme ;
— un niveau très haut confirmant l’arrêt de la pompe de transfert
et actionnant une alarme.
Par ailleurs, par mesure de sécurité, il est souhaitable de prévoir
une tuyauterie de retour à la cuve principale pour éviter un éventuel
débordement.
La cuve journalière est montée sur un bac de rétention d’une
capacité au moins égale à celle de la cuve pour collecter les fuites
éventuelles. Ce bac de rétention doit être équipé d’un niveau contact
d’alarme.
8. Surveillance du groupe
électrogène
7.4 Circuit de démarrage
Dans une application de secours, le système de démarrage doit
être particulièrement fiable et assurer un démarrage à coup sûr du
moteur.
Le système de démarrage d’un groupe électrogène peut être soit
électrique, soit pneumatique. Dans certains cas, il est possible d’installer deux systèmes de démarrage, pour des raisons de sécurité.
Les types de démarreurs peuvent être identiques ou non. Le choix
du démarreur prioritaire est déterminé par l’automatisme de
commande et, en cas de non démarrage par le système prioritaire,
celui-ci est assuré par le système de secours.
L’automatisme prévoit trois tentatives de démarrage par système
installé. Chaque tentative dure environ 5 s avec un temps d’attente
de 5 s entre chaque tentative.
7.4.1 Démarrage électrique
Les démarreurs électriques assurent le lancement du groupe par
action d’un pignon entraînant une couronne dentée placée sur
l’arbre du moteur. L’ordre de démarrage est arrêté par la détection
d’une vitesse de 300 tr/min environ, le temps maximal de l’action du
démarreur étant fixé à 5 secondes environ.
7.4.2 Démarrage à air comprimé
Il existe deux systèmes de démarrage pneumatique :
— système pneumatique à turbine suivant le même principe que
le démarreur électrique et fonctionnant avec une pression d’air
comprimé de 7 à 10 bar ;
— démarrage par injection d’air comprimé dans les cylindres
sous une pression d’air comprise entre 20 et 30 bar ; cet air
comprimé assure la mise en rotation du groupe par action sur les
pistons du moteur.
L’injection d’air est arrêtée sur détection d’une vitesse de rotation
du moteur de 150 à 200 tr/min ou après une temporisation de 5 s si
le démarrage n’a pas été réussi.
7.4.3 Gestion de la vitesse
Le contrôle de la vitesse du moteur est assuré soit par la mesure
de la fréquence de la tension de l’alternateur, soit à partir d’un signal
délivré par un capteur magnétique. Un boîtier de contrôle tachymétrique délivre les informations suivantes :
— indication de la vitesse de 0 à 1 800 tr/min ;
— seuil de coupure du démarreur réglable entre 150 et 300 tr/
min ;
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— seuil de mise en service des sécurités de pression d’huile à
750 tr/min ;
— seuil de vitesse de 1 480 tr/min autorisant, suivant les cas, la
fermeture du disjoncteur ou la mise en service de l’excitation dans
le système de couplage à l’arrêt ;
— seuil de survitesse (1 800 tr/min pour une vitesse nominale de
1 500 tr/min) ; cette sécurité provoque l’arrêt immédiat du moteur
avec mise en œuvre de dispositifs d’arrêt spécifiques à une procédure d’arrêt d’urgence. Ces dispositifs peuvent être, suivant les
constructeurs,
— chasse d’air dans les tuyauteries de combustible ;
— fermeture de volets étouffoirs placés sur les collecteurs d’air
comburant, après les turbocompresseurs de suralimentation.
L’utilisation courante de systèmes de contrôle-commande informatisés a permis le développement des concepts de supervision, de
télégestion et de télémaintenance des groupes électrogènes et des
centrales de production.
■ La supervision consiste à collecter des informations concernant
le fonctionnement du groupe, à les mettre en forme, à les interpréter
et à les afficher à l’écran d’un ordinateur sous différentes formes :
schémas de fonctionnements animés, bargraphes, tableaux de
valeurs courantes...
■ Dans l’application de télégestion, ces informations sont transmises à distance via le RTC (Réseau téléphonique commuté) à travers
un modem.
La télégestion a pour objectif d’assurer une surveillance permanente de l’installation pour prévenir immédiatement, dès l’apparition d’un défaut ou d’une alarme, le personnel responsable qui peut
faire un diagnostic à distance et agir éventuellement en télécommande pour remettre en exploitation la centrale, si le défaut peut
être acquitté sans intervention locale.
La procédure généralement appliquée est la suivante :
— sur une apparition d’un défaut, le système local déclenche une
alarme transmise via le réseau téléphonique commuté au centre de
télégestion ;
— le centre de télégestion accuse réception de l’alarme et, après
avoir pris connaissance des événements enregistrés par la consignation d’états, évalue l’origine, la gravité du défaut et la possibilité
de l’acquitter à distance pour pouvoir remettre en service l’installation. Dans le cas contraire, il convient de déléguer sur site le personnel d’astreinte. L’action d’intervention se fait plus rapidement
compte tenu de l’analyse préalable qui a pu être réalisée et le déplacement sur le site ne s’effectue que dans les cas de nécessité.
Le système de télégestion permet en outre d’effectuer périodiquement des télérelevés de compteurs ou de valeurs analogiques permettant l’échantillonnage de mesures et leur stockage pour
consultation ultérieure. Ce système permet de soulager l’exploitant
d’une surveillance locale contraignante.
■ L’application de télémaintenance permet, par l’acquisition de
paramètres de fonctionnement représentatifs de l’état du moteur, de
planifier des opérations de maintenance et d’ajuster les entretiens
préventifs aux besoins réels de la machine. Les paramètres ci-après
sont de bons indicateurs :
— les températures d’échappement de chaque cylindre permettant de mettre en évidence l’usure des soupapes. Ces acquisitions
ne sont réalisées que pour des moteurs de puissance importante ;
— les températures des gaz d’échappement avant et après les turbocompresseurs de suralimentation permettant de suivre l’état des
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turbines de ces composants. Ces mesures sont réalisées pour des
moteurs de puissance moyenne (de 1 000 kW à 2 000 kW) ;
— la pression de l’air de suralimentation qui permet également
de contrôler l’état des turbocompresseurs de suralimentation.
De plus, certaines anomalies ou dégradations de paramètres permettent de prévenir, avant la panne, le personnel d’entretien qui
peut entreprendre les actions correctives.
9. Entretien d’un groupe
électrogène
Les gammes de maintenance applicables à un groupe électrogène
exigent une bonne connaissance du matériel et des préconisations
du constructeur mais doivent également tenir compte de la configuration du site et du mode d’exploitation.
La norme NFX 60010 de décembre 1994 prévoit trois niveaux
d’intervenants pour assurer la maintenance.
1er niveau ou niveau de l’exploitation qui a en charge :
— la conduite et le contrôle visuel ;
— le relevé des paramètres ;
— les tâches d’entretien courant ;
3e niveau correspondant à un domaine d’exécution lié à des
contraintes ou des responsabilités du constructeur :
— le réglage général du groupe ;
— le réalignement ;
— le remplacement d’ensembles ou de sous-ensembles nécessitant des techniciens qualifiés et spécialisés.
10.Conclusion
Le groupe électrogène dans ses applications « secours », présente des avantages liés à :
— un large éventail de puissance ;
— la rapidité de sa mise en œuvre ;
— sa capacité à fonctionner pendant de longues périodes.
Ces avantages lui confèrent une position prépondérante loin
devant toutes les autres sources de remplacement. Il est donc permis d’affirmer que le groupe électrogène est toujours un produit
d’avenir, d’autant que les performances du moteur diesel s’améliorent constamment dans les domaines du rendement de la fiabilité et
de la pollution.
2e niveau ou niveau du maintenancier qui a en charge :
— le contrôle des performances ;
— le réglage de certains paramètres ;
— le remplacement par échange standard de certaines pièces.
Outre l’utilisation du groupe électrogène en source de secours, sa
souplesse d’installation, sa modularité et son coût en font le moyen
de production d’électricité idéal pour des zones sous équipées et
pour lesquelles l’énergie électrique constitue un facteur de développement incontournable ou pour des régions dont la faiblesse des
besoins ne justifie pas la mise en œuvre de moyens plus lourds
(réseaux insulaires par exemple).
Ce niveau d’intervention nécessite une formation spécifique des
intervenants auprès des constructeurs des matériels concernés et
l’acquisition des outillages adaptés qui sont définis par les constructeurs.
Enfin il faut rappeler que le développement de la cogénération,
qui permet d’atteindre des rendements énergétiques compris entre
80 et 85 %, représente une autre application dont l’importance
s’affirme de jour en jour.
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Groupes électrogènes de secours
par
P
O
U
R
E
N
Bernard COLIN
Directeur Ingénierie à SDMO Groupes électrogènes
S
A
V
O
I
R
Constructeurs de groupes électrogènes
Les constructeurs de groupes électrogènes se sont regroupés dans le Groupement des Industries du groupe Électrogène (GIGREL) à Paris. On trouvera
ci-après la liste des constructeurs adhérant à ce groupement :
— Bergerat Monnoyeur Energie
— Electro Diesel
—
—
—
—
—
Groel
Houvenaghel Hennequin
SDMO Industrie
SEMT Pielstick
Wartsila
P
L
U
S
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