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

Schémas des circuits fluides
Groupes électrogènes de secours

Auteur(s) : Bernard COLIN

Relu et validé le 03 janv. 2023

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Sommaire

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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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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 (Hθ) et basse température (Bθ)

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 Hθ 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 Hθ 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:...

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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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