Les analyseurs de la qualité du réseau électrique - Mesures
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Gui<strong>de</strong> d’achat<br />
MESURE ÉLECTRIQUE<br />
<strong>Les</strong> <strong>analyseurs</strong><br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité<br />
<strong>du</strong> réseau électrique<br />
Chauvin Arnoux<br />
▼<br />
Qualimètre, perturbographe, oscilloperturbographe, analyseur <strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité,<br />
analyseur <strong>de</strong> réseau, analyseur <strong>de</strong> puissance, etc. : <strong>la</strong> mesure <strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité<br />
d’une instal<strong>la</strong>tion ou d’un réseau électrique a beau être une <strong>de</strong>s plus<br />
simples qui soit, elle a beau être encadrée par <strong>de</strong>s normes (<strong>du</strong> moins certains<br />
paramètres, tels que les harmoniques et le flicker), elle a con<strong>du</strong>it au développement<br />
d’une multitu<strong>de</strong> d’appareils dont les frontières sont souvent difficiles<br />
à cerner.<br />
MESURES 770 - DECEMBRE 2004 - www.mesures.com<br />
Ce<strong>la</strong> va bientôt faire un siècle que<br />
l’électricité est présente dans<br />
toutes les maisons. Le “pro<strong>du</strong>it”<br />
est banalisé, mais il occupe toujours<br />
<strong>la</strong> une <strong>de</strong>s journaux. Ces <strong>de</strong>rnières<br />
semaines, il a surtout été question <strong>du</strong> changement<br />
<strong>de</strong> statut d’EDF.Il y a quelques mois,<br />
c’était l’entrée en vigueur à gran<strong>de</strong> échelle<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> libéralisation <strong>du</strong> marché <strong>de</strong> l’électricité<br />
qui focalisait l’attention. Et <strong>de</strong>puis toujours,<br />
on a <strong>de</strong>s débats passionnés sur <strong>la</strong><br />
manière <strong>de</strong> pro<strong>du</strong>ire l’électricité (le nucléaire<br />
hier, les éoliennes aujourd’hui, le so<strong>la</strong>ire<br />
<strong>de</strong>main).<br />
Curieusement, plus le temps avance, plus on<br />
a l’impression que les choses se compliquent.<br />
Par exemple, avec <strong>la</strong> généralisation <strong>de</strong>s électroniques<br />
à découpage, le réseau électrique<br />
est <strong>de</strong> plus en plus pollué.Autre “complication”,<br />
<strong>la</strong> libéralisation <strong>du</strong> marché <strong>de</strong> l’électricité<br />
pourrait se tra<strong>du</strong>ire par une augmentation<br />
<strong>de</strong>s pannes générales <strong>du</strong> réseau<br />
(“b<strong>la</strong>ck-out”) telles que celles qu’ont<br />
connues récemment Etats-Unis. C’est <strong>la</strong><br />
conséquence <strong>de</strong> l’interconnexion <strong>de</strong>s réseaux<br />
<strong>de</strong>s différents acteurs, mais sans doute aussi<br />
à <strong>la</strong> limitation <strong>de</strong>s surcapacités <strong>de</strong> pro<strong>du</strong>ction.<br />
Contrôler <strong>la</strong> qualité <strong>de</strong> <strong>la</strong> livraison<br />
Avec le nouveau contexte, le pro<strong>du</strong>it “électricité”<br />
<strong>de</strong>vient un pro<strong>du</strong>it un peu comme<br />
les autres, avec <strong>de</strong>s tarifs mo<strong>du</strong>lés et <strong>de</strong>s<br />
garanties sur <strong>la</strong> qualité <strong>de</strong> <strong>la</strong> livraison. <strong>Les</strong><br />
exigences <strong>de</strong> qualité sont <strong>de</strong>venues beaucoup<br />
plus fortes que par le passé.Tous les équipements<br />
présents dans les usines ou les<br />
immeubles incorporent en effet <strong>de</strong>s électroniques<br />
numériques, qui sont réputées être<br />
sensibles aux micro-coupures, pics et creux<br />
<strong>de</strong> tension, harmoniques et plus généralement<br />
aux perturbations.<br />
Pour être sûr <strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité <strong>de</strong> <strong>la</strong> livraison <strong>du</strong><br />
pro<strong>du</strong>it “Electricité”, il faut le contrôler.<br />
A quel endroit Au point <strong>de</strong> livraison chez<br />
l’in<strong>du</strong>striel, c’est-à-dire en général à <strong>la</strong> sortie<br />
<strong>du</strong> transformateur HT/MT.<br />
Qui doit faire le contrôle<br />
Là,c’est une affaire<br />
<strong>de</strong> confiance… ou <strong>de</strong><br />
contrat. EDF est souvent<br />
amenée à installer à<br />
<strong>de</strong>meure <strong>de</strong>s appareils<br />
<strong>de</strong> contrôle chez l’in<strong>du</strong>striel,<br />
il effectue <strong>de</strong>s<br />
télérelevés <strong>de</strong>s mesures<br />
et lui envoie <strong>de</strong>s rapports.<br />
Dans beaucoup<br />
d’autres cas, c’est l’in<strong>du</strong>striel<br />
qui déci<strong>de</strong><br />
d’installer lui-même<br />
l’appareil <strong>de</strong> contrôle.<br />
Que contrôle-t-on La<br />
qualité <strong>de</strong> <strong>la</strong> tension. Il<br />
s’agit <strong>de</strong> prouver <strong>la</strong> qualité<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> tension, même<br />
si elle est bonne. Le<br />
fournisseur d’électricité<br />
ne peut pas garantir <strong>la</strong><br />
qualité <strong>du</strong> courant car<br />
celle-ci dépend <strong>de</strong> l’instal<strong>la</strong>tion<br />
qui est en aval.<br />
En bref…<br />
La déréglementation <strong>du</strong><br />
marché <strong>de</strong> l’électricité<br />
amène <strong>de</strong> nouvelles exigences<br />
au niveau <strong>du</strong><br />
contrôle <strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité <strong>du</strong><br />
courant<br />
La généralisation <strong>de</strong>s électroniques<br />
à découpage<br />
entraîne une pollution<br />
accrue <strong>du</strong> réseau, et donc<br />
<strong>de</strong>s perturbations. La<br />
mesure permet <strong>de</strong> circonscrire<br />
le problème<br />
Il existe une gran<strong>de</strong> diversité<br />
d’appareils d’analyse,<br />
aux frontières souvent mal<br />
définies<br />
Avant <strong>de</strong> choisir, il faut<br />
d’abord cerner très précisément<br />
son besoin : mesure<br />
ou analyse, poste fixe ou<br />
appareil portable, paramètres<br />
importants à mesurer,<br />
etc.<br />
63
Gui<strong>de</strong> d’achat<br />
Une norme, l’EN50160, donne les valeurs<br />
minimum <strong>de</strong>s différents paramètres qui servent<br />
à définir <strong>la</strong> qualité <strong>du</strong> réseau électrique.<br />
Certains fournisseurs proposent à leurs clients<br />
d’aller au-<strong>de</strong>là <strong>de</strong> ces minima.<br />
Ce contrôle contractuel a con<strong>du</strong>it EDF à promouvoir<br />
une catégorie particulière d’appareils,<br />
les qualimètres. Ceux-ci sont apparus<br />
il y a une quinzaine d’années et il s’agissait<br />
alors d’appareils portables qui permettaient<br />
<strong>de</strong> faire les mesures élémentaires. Aujourd’hui,<br />
on va beaucoup plus loin et le contrôle<br />
est permanent, réalisé avec <strong>de</strong>s appareils<br />
installés à <strong>de</strong>meure dans <strong>de</strong>s racks. Par<br />
exemple, l’Alptec 2000 d’Alpes Technologies<br />
capable <strong>de</strong> calculer 500 paramètres toutes les<br />
200 ms et mémorise en permanence plus<br />
<strong>de</strong> 10000 paramètres. Rappelons qu’Alpes<br />
Fluke<br />
Cet appareil est qualifié d’énergimètre.En fait,il mesure pratiquement<br />
tous les paramètres qui permettent <strong>de</strong> qualifier une instal<strong>la</strong>tion<br />
électrique.<br />
Technologies (représenté par GP Technologie) a été<br />
homologué par EDF,ainsi que le Suisse LEM<br />
(pour le QWave Power et le QWave Silver).<br />
Ce <strong>de</strong>rnier peut aussi se prévaloir d’être le<br />
seul à être homologué par RTE (Réseau <strong>de</strong><br />
Transport d’Electricité). Ces homologations<br />
sont évi<strong>de</strong>mment très importantes pour les<br />
constructeurs concernés, d’abord parce<br />
qu’elles représentent <strong>de</strong>s volumes <strong>de</strong> comman<strong>de</strong>s<br />
importants, et ensuite parce qu’elles<br />
sont un gage <strong>de</strong> sérieux (EDF et RTE imposent<br />
<strong>de</strong>s conditions très sévères). Ce<strong>la</strong> ne veut pas<br />
dire pour autant que les autres n’ont pas d’arguments<br />
à faire valoir. En effet, comme dans<br />
tout appel d’offres, le choix d’EDF ne s’est pas<br />
fait uniquement <strong>de</strong>s critères techniques.<br />
<strong>Les</strong> appareils en poste fixe ont <strong>de</strong> grosses<br />
capacités mémoire mais ils ont peu <strong>de</strong> pos-<br />
Symptômes <strong>de</strong>s perturbations et causes possibles<br />
SYMPTÔMES<br />
ORIGINES POSSIBLES<br />
Flicker<br />
Craux <strong>de</strong> tension<br />
Sous-tension<br />
Sous-tension<br />
Harmoniques<br />
Inter-harmoniques<br />
Dysfonctionnement <strong>de</strong>s processus ● ● ●<br />
Arrêts aléatoires d’équipements ● ●<br />
<strong>de</strong> pro<strong>du</strong>ction<br />
Arrêts <strong>de</strong>s processus ● ● ●<br />
Casse <strong>de</strong> matériels ● ● ● ● ●<br />
Echauffement et bruits <strong>de</strong> matériels ● ● ● ● ● ● ●<br />
Dysfonctionnements sur les ● ● ● ●<br />
moteurs<br />
Vibrations et bruits anormaux ● ● ● ●<br />
sur les moteurs<br />
Arrêts <strong>de</strong> moteurs ● ● ●<br />
Dysfonctionnement <strong>de</strong> l’électronique ● ● ● ●<br />
Dysfonctionnement <strong>de</strong> ● ● ● ● ●<br />
l’électronique <strong>de</strong> puissance<br />
Fonctionnement erratique ● ● ● ● ●<br />
<strong>de</strong>s protections<br />
Déclenchements erratiques<br />
●<br />
<strong>de</strong>s protections<br />
Déclenchements d’arcs ● ● ● ●<br />
Gêne sur les écrans ● ●<br />
Gêne sur les radiocomm. ● ●<br />
Perturbations informatiques ● ● ● ● ● ●<br />
Destruction <strong>de</strong> cartes électroniques ● ● ● ●<br />
Destruction <strong>de</strong> matériels informatiques ● ● ● ●<br />
Papillotement <strong>de</strong> l’éc<strong>la</strong>irage ● ●<br />
Electrocution<br />
●<br />
Harmoniques homopo<strong>la</strong>ires<br />
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MESURES 770 - DECEMBRE 2004 - www.mesures.com<br />
Micro-coupures<br />
Coupures brèves<br />
Coupures longues<br />
et très longues<br />
Transitoires HF<br />
Surtensions transitoires<br />
Composante continue<br />
Déséquilibre triphasé<br />
Variation <strong>de</strong> fréquence<br />
Excès d’énergie réactive<br />
CEM<br />
Source : Gimélec et Chauvin Arnoux
Gui<strong>de</strong> d’achat<br />
sibilités d’affichage. L’affichage <strong>de</strong>s données<br />
se fait sur un PC à l’ai<strong>de</strong> d’un logiciel spécialisé.<br />
Pascal Demuynck, responsable <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
gamme instruments portables <strong>de</strong> LEM,insiste<br />
sur cet aspect : « Notre logiciel est basé sur une base<br />
<strong>de</strong> données : il n’y a pas <strong>de</strong> limites pour les enregistrements<br />
et on peut avoir immédiatement tous les renseignements<br />
re<strong>la</strong>tifs à un critère sélectionné.Ce<strong>la</strong> donne beaucoup<br />
<strong>de</strong> possibilités et une gran<strong>de</strong> souplesse à l’exploitation.<br />
Par exemple,si l’exploitant veut comparer <strong>de</strong>s enregistrements<br />
qui ont eu lieu à six mois ou un an d’intervalle,il<br />
a immédiatement le résultat.S’il veut comparer les résultats<br />
fournis à un instant donné par <strong>de</strong>s appareils installés<br />
dans <strong>de</strong>s endroits différents,il lui suffit <strong>de</strong> sélectionner le<br />
paramètre auquel il s’intéresse,avec <strong>la</strong> date,et il a toutes<br />
les indications désirées.L’utilisateur peut même superposer<br />
sur un même graphe les indications données par plusieurs<br />
appareils ». Contrairement à ce qui se passe<br />
dans l’univers <strong>de</strong> l’acquisition <strong>de</strong> données,<br />
les logiciels sont en général dédiés aux appareils<br />
fournis par le constructeur. Il existe bien<br />
un format <strong>de</strong> fichier normalisé (PQDIF),<br />
mais il est assez peu utilisé.<br />
Pouvoir expliquer une anomalie<br />
<strong>Les</strong> appareils à poste fixe ne sont pas seulement<br />
utilisés pour s’assurer <strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité <strong>de</strong><br />
<strong>la</strong> fourniture <strong>du</strong> courant électrique. Ils servent<br />
aussi à expliquer les inci<strong>de</strong>nts qui ont pu<br />
se pro<strong>du</strong>ire dans une usine ou un bâtiment.<br />
Appareils portables<br />
Constructeur Modèle Caractéristiques principales<br />
Alpes Technologies Alptec 2000 4U/4I – Ech. à 10,2 kHz/voie - EN 51160 - – <strong>Mesures</strong> <strong>de</strong> P, Q, R, S, PF, tan ϕ, etc. –<br />
Mémoire <strong>de</strong> 32 Mo à 512 Mo – Pas d’écran - 37,6x13,2x38 cm<br />
Chauvin Arnoux Qualistar CA8332 Tension P-N (600 V) – 3 I – éch. à 12,8 kHz – Paramètres EN51160 plus <strong>la</strong> puissance – Pst -<br />
2 Mo - Très compact (24x18x5,5 cm)<br />
Qualistar CA8332<br />
I<strong>de</strong>m CA 8332 mais 4 Mo <strong>de</strong> mémoire et enregistrement <strong>de</strong> transitoires pendant 80 ms<br />
Qualistar CA8332 Tension P-N (500 V) – 4 I – éch. à 9,6 kHz – Option 10 voies analogiques et 2 E TOR -<br />
Paramètres EN51160 plus <strong>la</strong> puissance – Pst et Plt - Harmonique rang 50 - Déclenchement sur<br />
a<strong>la</strong>rmes – Enregistrement <strong>de</strong> transitoires pendant 10 s – 10 Go sur disque <strong>du</strong>r – 36x30x15 cm<br />
Dewetron PNA600 4U/4I – Ecran déporté 10’’ – <strong>Mesures</strong> paramètres EN50160, mesures <strong>de</strong> puissance, flicker Plt et Pst –<br />
(Dimelco)<br />
Acquisition transitoires (éch. 200 Kéch./s) – Extension 16 voies analogiques 20 Go – 31x34x6 cm<br />
Dranetz - BMI PX 4400 4U/4I – Ech. 12,8 kHz/16 bits – Tous paramètres, Flicker Pst et Plt, harmoniques U, I et W (rang 63)-<br />
(MB Electronique)<br />
Norme IEC61000-4-30 C<strong>la</strong>sse A- Mémoire 32 à 128 Mo – Ecran tactile – 30x6,4x20,3 cm<br />
PX5<br />
I<strong>de</strong>m précé<strong>de</strong>nt mais utilisable aussi pour réseaux 400 Hz – Analyse transitoires (Ech. 1 MHz/14 bits)<br />
Fluke 1650/01 et 03 4U/5I – 6,4 Kéch./s sur 14 bits – Pas d’écran -Paramètres EN50160, puissance, énergie, PF<br />
- Capture <strong>de</strong> transitoires130 µs – Stockage <strong>de</strong> 96 000 événements - 21,25x30 x7,5 cm<br />
1650/111 et 113 I<strong>de</strong>m modèle précé<strong>de</strong>nt mais 2 Méch/s et capture transitoires 500 ns<br />
430 4U/4I – 200 kéch./s - Paramètres EN50160 plus énergie, transitoires, courant <strong>de</strong> démarrage -<br />
IEC61000-4-30 – Visualisation 8 courbes simult.– Mémoire 50 vues d’écran - 25,6x16,9x6,4 cm<br />
HT Italia GSC57 Analyseur <strong>de</strong> réseau mono/triphasé BT selon EN50160 – 2 Mo/1 000 enregistrements <strong>de</strong> 63 paramètres<br />
(Dimelco)<br />
Testeur électrique (disjoncteur, terre, etc.) - <strong>Mesures</strong> gran<strong>de</strong>urs physiques – Ecran 128x128 pixels<br />
LEM Analyst 3P 3U/3I – Ech. à 10,24 kHz – <strong>Mesures</strong> d’harmoniques (rang 40), puissance, énergie, PF- Enregistreur<br />
<strong>de</strong> perturbations – 24x18x11 cm<br />
Analyst 3Q I<strong>de</strong>m Analyst 3Q, mais 3 ou 4I et mesure <strong>de</strong>s paramètres définis par l’EN50160 -<br />
Analyst Q70<br />
Analyseur monophasé – Paramètres EN50160 Mémoire 3 Mo - 22,5x10,5x7,2 cm<br />
Memobox 808 3U/4I – Ech. 10,24 kHz - Pas d’écran – Logiciel pour visualiser paramètres EN50160 et puissance -<br />
Mémoire 8 Mo - 28,2x21,6x7,4 cm -<br />
Topas 1 000 Haut <strong>de</strong> gamme – 8 entrées tension/courant – Pas d’écran - Ech. jusqu’à 10 MHz sur 16 bits -<br />
<strong>Mesures</strong> paramètres EN50160 puissance et énergie -<br />
Megger PA-9Plus 3U/3I – Ech à 12,8 kHz – Afficheur 240x64 pixels – Paramètres EN50160 - <strong>Mesures</strong> <strong>de</strong><br />
puissance, énergie, harmoniques (rang 63), flicker – 128 Mo -<br />
Metrel (Dimelco) MI2192 3U/3I – Paramètres EN50160 plus puissance – Harmoniques rang 63 - Fonction oscilloscope – 2 Mo<br />
Yokogawa PZ4000 Analyseur puissance mo<strong>du</strong><strong>la</strong>ire – Jusqu’à 4U/4I – BP <strong>du</strong> CC à 2 MHz – 5 Méch./s – FFT et analyse<br />
(MB Electronique)<br />
d’harmoniques jusqu’au rang 500 – Entrées pour capteurs <strong>de</strong> couple et vitesse (pour instal<strong>la</strong>tion <strong>de</strong><br />
variateurs) – Mémoire <strong>de</strong> 100 Kéch à 4 Méch./voie – Ecran TFT 640x480 - 42,6x17,7x45 cm<br />
WT3000 Analyseur <strong>de</strong> puissance ultraprécis (précision <strong>de</strong> base : 0,02 % <strong>de</strong> <strong>la</strong> lecture) – Jusqu’à 4U/4I -<br />
BP 0,1 Hz à 1 MHz – Harmoniques jusqu’au rang 50 – Ecran 640x480 -<br />
DL750<br />
Oscilloscope enregistreur 16 voies avec option analyse électrique – 10 Méch/s, mémoire 1Gpoints<br />
DL7480<br />
Oscilloscope enregistreur 8 voies avec option analyse électrique – 2 Géch/s, mémoire 16 Mpoints<br />
Zimmer LMG500 4U/4I (le double sur option) – Analyseur <strong>de</strong> puissance, plus (sur option) harmoniques et flicker -<br />
(Aeroflex)<br />
Gran<strong>de</strong> précision (0,03 %) – 3Méch./s – Fonction oscilloscope – 43,3x14,7x40 cm<br />
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65
Gui<strong>de</strong> d’achat<br />
Bien <strong>de</strong>s <strong>analyseurs</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
qualité <strong>du</strong> réseau électrique<br />
ont une face avant<br />
aveugle.<strong>Les</strong> données,traitées<br />
et mémorisées en<br />
interne,sont téléchargées<br />
à intervalles réguliers<br />
pour être visualisées à<br />
l’ai<strong>de</strong> d’un logiciel spécialisées.<br />
Lem<br />
Alpes Technologies<br />
« Tous les in<strong>du</strong>striels ont un jour ou l’autre <strong>de</strong>s problèmes<br />
<strong>de</strong> pro<strong>du</strong>ction,qui les oblige parfois à déc<strong>la</strong>sser un lot,voire<br />
à le détruire.Tous cherchent ce qui a pu se passer. Et<br />
une <strong>de</strong>s causes possibles,c’est une perturbation importante<br />
au niveau <strong>de</strong> l’alimentation électrique.Certains in<strong>du</strong>striels<br />
installent donc <strong>de</strong>s appareils <strong>de</strong> contrôle à poste fixe,<br />
afin <strong>de</strong> savoir si le problème ne vient pas <strong>du</strong> réseau »,<br />
explique David Guillot, responsable “Applications<br />
Qualimétrie”à Enerdis (groupe Chauvin<br />
Arnoux). Il cite aussi un autre exemple,<br />
quoique marginal. Certains exploitants <strong>de</strong><br />
réseaux électriques locaux sous-traitent l’entretien<br />
<strong>de</strong> leurs réseaux; afin <strong>de</strong> s’assurer que<br />
<strong>la</strong> maintenance est bien assurée, ils installent<br />
<strong>de</strong>s <strong>analyseurs</strong> à poste fixe.<br />
La plupart <strong>de</strong>s in<strong>du</strong>striels ne cherchent pas à<br />
mesurer en permanence leur réseau électrique.<br />
Ils se contentent souvent <strong>de</strong> le contrôler<br />
pendant une semaine (c’est ce que prescrit<br />
l’EN50160) ou quelques semaines, un<br />
peu plus si <strong>de</strong>s problèmes sont mis en évi<strong>de</strong>nce.<br />
Dans ce cas, un appareil portable fera<br />
l’affaire. Il en existe pas mal sur le marché,<br />
tous capables <strong>de</strong> mesurer les paramètres spécifiés<br />
dans l’EN50160. « Au moment <strong>de</strong> l’achat<br />
d’un appareil,il faut s’assurer que toutes les mesures sont<br />
faites simultanément.Ce n’est en effet pas systématique »,<br />
conseille M. Demuynck (LEM).<br />
Quand il s’agit <strong>de</strong> rechercher <strong>de</strong>s causes d’une<br />
anomalie, <strong>la</strong> mesure <strong>de</strong> <strong>la</strong> qualité <strong>de</strong> <strong>la</strong> tension<br />
ne suffit évi<strong>de</strong>mment pas. « Pour contrôler<br />
le comportement d’une instal<strong>la</strong>tion électrique,il faut obligatoirement<br />
s’intéresser au courant,qui est beaucoup plus<br />
perturbé que <strong>la</strong> tension », rappelle M. Guillot. Un<br />
paramètre important intervient ici : c’est l’analyse<br />
<strong>de</strong>s perturbations, mise en œuvre sur<br />
tous les perturbographe (voir notre article<br />
sur le sujet dans ce même numéro).<br />
<strong>Les</strong> instruments d’analyse électrique sont<br />
également indispensables lorsque l’on veut<br />
installer certains équipements sur un site<br />
in<strong>du</strong>striel, comme par exemple un transformateur,<br />
<strong>de</strong>s équipements <strong>de</strong> rephasage, <strong>de</strong>s<br />
équipements d’éc<strong>la</strong>irage ou un variateur <strong>de</strong><br />
vitesse sur un moteur, par exemple. D’un cas<br />
à l’autre, on ne s’intéressera pas aux mêmes<br />
paramètres. Pour certains d’entre eux, une<br />
valeur absolue globale suffira, pour d’autres<br />
il faudra une analyse détaillée <strong>du</strong> signal. Ici,<br />
le choix <strong>de</strong>s appareils n’est pas facile. Il faut<br />
faire le tour <strong>de</strong> ce qui existe, ne pas trop s’attar<strong>de</strong>r<br />
aux appel<strong>la</strong>tions <strong>de</strong>s pro<strong>du</strong>its. Par<br />
exemple, un analyseur <strong>de</strong> puissance électrique<br />
fait beaucoup plus que restituer les<br />
signaux <strong>de</strong> puissance. Il faut aussi prendre<br />
en compte les capacités d’enregistrement <strong>de</strong>s<br />
instruments, qui <strong>de</strong>viennent <strong>de</strong> plus en plus<br />
importantes.<br />
Lors <strong>du</strong> choix, il faut aussi savoir si on veut<br />
faire toutes les analyses sur le site. Certains<br />
instruments disposent <strong>de</strong> tout ce qu’il faut<br />
pour ce<strong>la</strong>, avec un écran graphique, une fonction<br />
oscillo et d’importantes capacités <strong>de</strong><br />
stockage. D’autres ont une face avant aveugle<br />
et nécessitent un PC pour effectuer le traitement.<br />
D’autres encore ont un écran pour<br />
visualiser les paramètres essentiels mais tirent<br />
toute leur quintessence <strong>du</strong> logiciel <strong>de</strong> traitement<br />
sur PC qui leur est associé. Dans certains<br />
cas, l’instrument est en quelque sorte un<br />
frontal d’acquisition universel et c’est le logiciel<br />
qui en fait un contrôleur <strong>de</strong> puissance, un<br />
perturbographe ou un analyseur <strong>de</strong> puissance<br />
(dans ce cas, le logiciel est mo<strong>du</strong><strong>la</strong>ire<br />
et le prix est établi mo<strong>du</strong>le par mo<strong>du</strong>le).<br />
Vous trouverez dans les tableaux les principaux<br />
équipements qui permettent <strong>de</strong> faire une analyse<br />
d’une instal<strong>la</strong>tion électrique. <strong>Les</strong> caractéristiques<br />
sont extrêmement nombreuses, nous<br />
nous en sommes tenus à quelques-unes d’entre<br />
elles. Certaines, pourtant importantes, n’ont<br />
pas été mentionnées, faute <strong>de</strong> p<strong>la</strong>ce. Elles n’en<br />
sont pas moins importantes. <strong>Les</strong> niveaux <strong>de</strong>s<br />
tensions et <strong>de</strong>s courants d’entrée ont par<br />
Appareils en rack et poste fixe<br />
Constructeur Modèle Caractéristiques principales<br />
Alpes Technologies Alptec 2000 Deux versions en rack 12 et 19 pouces – 4U/4I – Ech. à 10,2 kHz/voie - EN 51160<br />
(GP Technologie) – <strong>Mesures</strong> <strong>de</strong> P, Q, R, S, PF, tan ϕ, etc. – Mémoire <strong>de</strong> 32 Mo à 512 Mo -<br />
Enerdis MAP5000* En rack 19 pouces ou 1/2 rack (possibilité <strong>de</strong> mettre <strong>de</strong>ux appareils côte à côte dans<br />
(Chauvin Arnoux)<br />
un même rack) – 4U/4I – Ech. à 12,8 kHz – 4E/4S TOR, 4E/4S analogiques – 8 à 32 Mo<br />
MAP 5200*<br />
Rack 19 pouces – 4U/4I - Ech. à 12,8 kHz (1 MHz pour les transitoires) – 8 à 16 E TOR, 4 à 8 S TOR,<br />
- 4E et 4 à 16 S analogiques – Mémoire <strong>de</strong> 8 à 64 Mo<br />
MAP 6000*<br />
I<strong>de</strong>m MAP 5200, mais éch. A 37,5 kHz<br />
Fluke 1951/1952 4U/5I – 6,4 Kéch./s sur 14 bits – Tous paramètres EN50160 plus puissance, énergie, PF -<br />
Capture <strong>de</strong> transitoires130 µs – Stockage <strong>de</strong> 96 000 événements - 31,5x29,4x15,2 cm<br />
1958/1959 I<strong>de</strong>m modèle précé<strong>de</strong>nt mais 2 Méch/s et capture transitoires 500 ns<br />
LEM QWave Power 3U/3I - Ech. à 10,2 kHz/voie - EN 51160 - – <strong>Mesures</strong> <strong>de</strong> P, Q, R, S, PF, cos ϕ, etc.<br />
– Mémoire <strong>de</strong> 4 Mo à 20 Mo -<br />
QWave Silver Rack 19 pouces - 3U/3I à 6U/6I (pour contrôler <strong>de</strong>ux transfos) - EN 51160–<br />
<strong>Mesures</strong> <strong>de</strong> P, Q, R, S, PF, cos ϕ, etc.– Mémoire <strong>de</strong> 4 Mo à 20 Mo -<br />
BEN 6000<br />
Appareil pour le contrôle <strong>de</strong>s réseaux <strong>de</strong> transport <strong>du</strong> courant électrique<br />
*<strong>Mesures</strong> conformes à l’IEC 61000-4-30 – Logiciel NRG Center restituant les paramètres <strong>de</strong> base plus options pour l’analyse avancée (harmoniques, perturbations), le comptage, le management (envoi <strong>de</strong> messages d’alertes)<br />
et <strong>la</strong> configuration personnalisée <strong>de</strong>s vues d’écran.<br />
66<br />
MESURES 770 - DECEMBRE 2004 - www.mesures.com
Gui<strong>de</strong> d’achat<br />
Des tarifs à <strong>la</strong> hausse<br />
Yokogawa (MB Electronique)<br />
<strong>Les</strong> <strong>analyseurs</strong> <strong>de</strong> puissance électrique affichent les formes d’on<strong>de</strong>s<br />
avec une définition élevée. Ils apportent une ai<strong>de</strong> précieuse dans <strong>de</strong><br />
nombreuses applications (pour par exemple installer un variateur<br />
<strong>de</strong> vitesse).<br />
exemple une inci<strong>de</strong>nce sur <strong>la</strong> facilité d’utilisation<br />
<strong>de</strong>s instruments.<br />
Pour les mesures électriques comme pour<br />
toute mesure, le rôle <strong>du</strong> capteur est essentiel.<br />
Bien sûr, on dira qu’ici les shunts ou les<br />
transformateurs <strong>de</strong> courant sont d’une gran<strong>de</strong><br />
simplicité. Hervé Mougeot, responsable<br />
<strong>de</strong> projet “Power Quality” chez Lem invite<br />
cependant à une certaine pru<strong>de</strong>nce : « <strong>Les</strong><br />
in<strong>du</strong>striels se soucient trop peu <strong>du</strong> capteur. Même ceux<br />
qui achètent <strong>de</strong>s appareils haut <strong>de</strong> gamme n’utilisent pas<br />
toujours le capteur le mieux adapté. Du coup, certaines<br />
mesures sont faussées. C’est plus particulièrement le cas<br />
<strong>de</strong>s mesures <strong>de</strong> puissance car les capteurs utilisés intro<strong>du</strong>isent<br />
un déphasage <strong>du</strong> courant.Nos appareils Topas et Ben<br />
corrigent le déphasage avant <strong>de</strong> faire le calcul <strong>de</strong> <strong>la</strong> puissance<br />
». M. Mougeot évoque aussi les transformateurs<br />
<strong>de</strong> courant, dont <strong>la</strong> ban<strong>de</strong> passante<br />
(1,5 kHz, valeur typique) est trop<br />
limitée pour permettre <strong>de</strong> mesurer les harmoniques<br />
<strong>de</strong> rang élevé. Rappelons que le<br />
capteur est <strong>la</strong> principale activité <strong>du</strong> constructeur<br />
suisse (les applications se situent à l’intérieur<br />
<strong>de</strong>s équipements, comme les voitures<br />
par exemple).<br />
Des normes très suivies<br />
Notre confrère L’Usine Nouvelle a publié<br />
dans son numéro <strong>du</strong> 10 novembre <strong>de</strong>rnier<br />
un intéressant dossier sur l’ouverture <strong>du</strong><br />
métier <strong>de</strong> l’électricité. Depuis le 1 er juillet<br />
<strong>de</strong>rnier, 3,5 millions <strong>de</strong> professionnels sont<br />
désormais libres <strong>de</strong> choisir leur fournisseur<br />
d’électricité. Sur les 19 000 sites qui ont<br />
choisi <strong>de</strong> ne plus être au “tarif”, les <strong>de</strong>ux<br />
tiers ont quitté EDF et s’approvisionnent<br />
désormais auprès <strong>de</strong> Electrabel, Snet-En<strong>de</strong>sa,<br />
Poweo, Direct Energie, Gaz Electricité <strong>de</strong> Grenoble<br />
ou un <strong>de</strong>s nombreux distributeurs<br />
locaux.<br />
Cette ouverture à <strong>la</strong> concurrence aurait dû<br />
logiquement se tra<strong>du</strong>ire par une baisse <strong>de</strong>s<br />
tarifs. C’est tout le contraire qui s’est pro<strong>du</strong>it.<br />
Le MWh, qui coûtait autour <strong>de</strong> 18 euros en<br />
2000 à <strong>la</strong> fin <strong>du</strong> monopole EDF, coûtait<br />
23 euros en mars 2003 et il continue d’évoluer<br />
à <strong>la</strong> hausse pour se situer autour <strong>de</strong>s<br />
Dranetz (MB Electronique)<br />
34 euros aujourd’hui (pour certains profils<br />
<strong>de</strong> consommation, il atteindrait les 55 euros<br />
le MWh…). La tendance est <strong>la</strong> même en Allemagne.<br />
Si outre-Rhin, <strong>la</strong> hausse <strong>de</strong>s prix peut<br />
s’expliquer par <strong>la</strong> hausse <strong>du</strong> cours <strong>du</strong> pétrole<br />
(62 % <strong>de</strong> l’électricité consommée est pro<strong>du</strong>ite<br />
à partir <strong>de</strong> l’énergie fossile), elle est plus<br />
difficile à justifier en France, où seulement<br />
5,2 % <strong>de</strong> <strong>la</strong> pro<strong>du</strong>ction d’électricité est basée<br />
sur <strong>de</strong>s énergies fossiles (le nucléaire représentant<br />
78 %). « Personne ne comprend »,<br />
souligne notre confrère. Certains pro<strong>du</strong>cteurs<br />
avancent comme argument que les<br />
réglementations en matière <strong>de</strong> protection<br />
<strong>de</strong> l’Environnement et les taxes ont augmenté<br />
les coûts. Ils soulignent aussi qu’avec les<br />
prix pratiqués par le passé, ils n’avaient plus<br />
les moyens d’amortir leurs investissements<br />
et qu’un réajustement <strong>de</strong>s prix était donc<br />
nécessaire…<br />
<strong>Les</strong> <strong>analyseurs</strong> <strong>de</strong> terrain gagnent en performance<br />
mais aussi en convivialité.Le modèle présenté ici<br />
réalise l’acquisition <strong>de</strong> transitoires,il teste <strong>de</strong>s réseaux<br />
50 Hz et 400 Hz et il est doté d’un écran tactile.<br />
La normalisation joue un rôle très important<br />
dans <strong>la</strong> mesure électrique. La norme que l’on<br />
rencontre le plus fréquemment dans les documentations<br />
est l’EN50160 <strong>du</strong> Cenelec. Celleci<br />
définit les paramètres qui permettent <strong>de</strong><br />
qualifier <strong>la</strong> tension délivrée par un réseau<br />
électrique. Elle définit donc ce que l’on doit<br />
mesurer. <strong>Les</strong> paramètres les plus courants sont<br />
<strong>la</strong> tension efficace, les coupures, les creux <strong>de</strong><br />
tension, les surtensions, le flicker, <strong>la</strong> fréquence,<br />
les harmoniques (jusqu’au rang 40), le<br />
déséquilibre <strong>du</strong> système triphasé.<br />
Il existe ensuite un certain nombre <strong>de</strong><br />
normes qui indiquent <strong>la</strong> façon dont un paramètre<br />
doit être mesuré. Le gros intérêt <strong>de</strong><br />
ces normes est <strong>de</strong> permettre <strong>de</strong> comparer<br />
<strong>de</strong>s résultats <strong>de</strong> mesure, indépendamment<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> marque et <strong>du</strong> modèle d’appareil utilisé.Trois<br />
normes sont ici plus particulièrement<br />
importantes.<br />
L’IEC 61000-4-7 porte sur <strong>la</strong> mesure <strong>de</strong>s<br />
harmoniques. Cette norme a été publiée en<br />
1993 et elle a été révisée en 2002. Désormais,<br />
les interharmoniques sont pris en<br />
compte dans le calcul, ce qui n’était pas le<br />
cas <strong>de</strong> <strong>la</strong> première version <strong>de</strong> <strong>la</strong> norme. La<br />
version 1993 <strong>de</strong> <strong>la</strong> norme va être progressivement<br />
abandonnée (<strong>la</strong> date limite d’utilisation<br />
a été fixée au 1 er octobre 2005). Rappelons<br />
que les harmoniques sont les<br />
multiples <strong>de</strong> <strong>la</strong> fréquence <strong>du</strong> secteur (50 Hz).<br />
Mais dans les instal<strong>la</strong>tions, les électroniques<br />
à découpage travaillent un peu à toutes les<br />
fréquences et génèrent leurs propres harmoniques.<br />
Ces harmoniques se situent fatalement<br />
entre les harmoniques <strong>du</strong> secteur<br />
(d’où le nom d’interharmoniques).<br />
L’IEC 61000-4-15 concerne <strong>la</strong> mesure <strong>du</strong><br />
flicker (papillotement). Le flicker est mesuré<br />
à court terme et à long terme. Le flicker dit<br />
<strong>de</strong> courte <strong>du</strong>rée (ou Pst) est mesuré sur un<br />
intervalle <strong>de</strong> temps <strong>de</strong> 10 minutes. Le flicker<br />
dit <strong>de</strong> longue <strong>du</strong>rée (ou Plt) est quant à<br />
lui calculé sur <strong>de</strong>ux heures en utilisant<br />
12 valeurs <strong>de</strong> flicker <strong>de</strong> courte <strong>du</strong>rée.<br />
L’IEC 61000-4-30 est une norme re<strong>la</strong>tivement<br />
récente (<strong>la</strong> première édition date <strong>de</strong><br />
février 2003) et elle porte sur <strong>la</strong> mesure <strong>de</strong><br />
<strong>la</strong> qualité <strong>de</strong> l’alimentation. Elle précise <strong>la</strong><br />
façon dont doivent être mesurés tous les<br />
paramètres définis par l’EN 50160 mais elle<br />
est indépendante <strong>de</strong> celle-ci (elle indique en<br />
effet <strong>de</strong>s métho<strong>de</strong>s <strong>de</strong> mesure, sans fixer <strong>de</strong>s<br />
seuils). <strong>Les</strong> effets <strong>de</strong>s trans<strong>du</strong>cteurs p<strong>la</strong>cés<br />
entre le réseau et l’appareil <strong>de</strong> mesure sont<br />
pris en compte mais ne sont pas traités en<br />
détail. <strong>Les</strong> précautions à prendre pour installer<br />
<strong>de</strong>s instruments <strong>de</strong> mesure sur <strong>de</strong>s circuits<br />
sous tension sont indiquées dans <strong>la</strong> norme.<br />
Enfin, <strong>la</strong> norme se décline en <strong>de</strong>ux<br />
versions, “A” et “B”, qui se différencient au<br />
niveau <strong>de</strong> l’incertitu<strong>de</strong> <strong>de</strong> mesure associée à<br />
chaque paramètre mesuré (<strong>la</strong> version “A”<br />
est <strong>la</strong> plus sévère).<br />
Jean-François Peyrucat<br />
MESURES 770 - DECEMBRE 2004 - www.mesures.com<br />
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