Présentation

Article

1 - CRITÈRES DE DÉFINITION

2 - DIMENSIONNEMENT D’UN GROUPE ÉLECTROGÈNE

3 - RÉGIME DU NEUTRE

4 - DÉCLASSEMENT

5 - COUPLAGE DES GROUPES ÉLECTROGÈNES

6 - LE GROUPE ÉLECTROGÈNE ET L’ENVIRONNEMENT

7 - SCHÉMAS DES CIRCUITS FLUIDES

  • 7.1 - Circuits de refroidissement haute température (Hθ) et basse température (Bθ)
  • 7.2 - Circuit de lubrification
  • 7.3 - Circuit d’alimentation en combustible
  • 7.4 - Circuit de démarrage

8 - SURVEILLANCE DU GROUPE ÉLECTROGÈNE

9 - ENTRETIEN D’UN GROUPE ÉLECTROGÈNE

10 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : D5180 v1

Régime du neutre
Groupes électrogènes de secours

Auteur(s) : Bernard COLIN

Relu et validé le 03 janv. 2023

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Auteur(s)

  • Bernard COLIN : Directeur Ingénierie à SDMO Groupes électrogènes

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INTRODUCTION

Dans 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.

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 ren-contre 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 méca-nique ;

  • 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).

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-d5180


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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

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’harmo-nique 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.

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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)...

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1 Constructeurs, distributeurs

Electro Diesel http://www.electrodiesel.fr

Eneria (groupe Monnoyeur) http://www.eneria.com

Groel

SDMO Industrie http://www.sdmo.com

SEMT Pielstick http://www.pielstick.com

Wartsila http://www.wartsila.com

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2 Organisme

Groupement des industries du groupe électrogène (Gigrel) http://www.gimelec.fr

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