ATS, appareillage de commutation et mise en parallèle : comment l’énergie produite par le groupe électrogène alimente la charge

Le disjoncteur du groupe électrogène et le tableau de commande

Chaque groupe est équipé, au niveau de ses bornes, d’un disjoncteur qui protège l’alternateur et le câble contre les surcharges et les courts-circuits ; ce disjoncteur est activé et désactivé par le contrôleur du générateur. Le contrôleur démarre et arrête le moteur, surveille ses températures, ses pressions et sa vitesse, régule la tension et la fréquence, et transmet ces informations à la centrale. Sur un groupe de secours simple, le disjoncteur et le contrôleur sont logés dans un tableau situé sur le groupe ou dans l’enceinte ; sur les installations plus importantes, ils sont placés dans un coffret de commande avec le reste des équipements.

Le commutateur de transfert automatique

L’ATS se place entre le réseau, le groupe et la charge. Il détecte la défaillance du réseau, commande le démarrage du groupe et transfère la charge sur le groupe dès que sa tension et sa fréquence sont dans les limites, le tout en quelques secondes. Lorsque le réseau revient et s’est stabilisé pendant un temps donné, il rebascule la charge et laisse le groupe se refroidir puis s’arrêter. Un inverseur à transition ouverte interrompt la liaison pendant une fraction de seconde lors du transfert, que comble l’onduleur ; un inverseur à transition fermée synchronise le groupe avec le réseau et transfère sans coupure, ce que le distributeur doit autoriser. L’ATS est dimensionné pour le courant nominal complet et, dans les installations critiques, il est doublé.

Mise en parallèle de plusieurs ensembles

Lorsque plusieurs groupes alimentent une même charge – pour des raisons de capacité, de redondance ou les deux –, ils sont raccordés à un jeu de barres commun via un appareillage de mise en parallèle. Chaque groupe est synchronisé avant la fermeture de son disjoncteur : la tension, la fréquence et l’angle de phase sont ajustés automatiquement par le contrôleur. Sur le jeu de barres, les contrôleurs répartissent la charge active et réactive entre les groupes, démarrent des groupes supplémentaires lorsque la charge augmente et les arrêtent lorsqu’elle diminue, et déconnectent un groupe du jeu de barres pour maintenance sans provoquer de scintillement au niveau de la charge. Ce même appareillage de commutation permet de synchroniser la centrale avec le réseau pour un fonctionnement en parallèle – écrêtement des pics, réponse à la demande, exportation – conformément aux exigences de protection du gestionnaire de réseau.

L’appareillage de commutation est défini par le niveau de tension (basse ou moyenne tension avec transformateurs), la tenue au court-circuit, le nombre de groupes et de départs, le schéma de protection et le système de commande ; il est généralement logé dans son propre conteneur ou local, avec l’armoire MCC.

Le MCC et les auxiliaires

Une centrale de production d’électricité comporte ses propres charges : pompes de transfert de carburant, systèmes de purification, ventilateurs de radiateurs et de ventilation, réchauffeurs d’eau de chemise, chargeurs de batteries, éclairage, alimentation des commandes. Le centre de commande des moteurs (l’armoire auxiliaire) les alimente et les protège à l’aide de démarreurs, de disjoncteurs et de commandes ; il est lui-même alimenté par le réseau ou par les groupes électrogènes via un petit commutateur de transfert, ce qui permet à la centrale de s’autoalimenter en cas de coupure de courant. AXON fabrique des tableaux de disjoncteurs, des commutateurs automatiques de transfert (ATS), des appareillages de mise en parallèle et des centres de commande (MCC) pour ses installations conteneurisées ou sous forme de tableaux autonomes, adaptés à des groupes électrogènes de toutes marques et conformes au schéma unifilaire de l’installation.