Distribution d'énergie dans les industries - Tout ce que vous devez savoir

Distribution d'énergie dans les industries – Tout ce que vous devez savoir

Aujourd'hui, nous sommes destinés à vous emmener dans l'environnement industriel en donnant l'image de comment une énergie électrique est distribuée dans les industries . Dans les industries, les panneaux électriques jouent un rôle majeur dans la distribution de l'énergie qui abrite divers équipements tels que les jeux de barres, les disjoncteurs, les compteurs, etc.

Ces panneaux sont répartis sur différentes sections d'une industrie afin d'alimenter en électricité les systèmes installés individuels et sont connectés via des conduits de câbles. Regardons ce concept en bref.

Structure de la distribution d'énergie dans les industries

Dans un système d'alimentation électrique industriel, l'énergie électrique est fournie par des services publics privés ou publics, ou les deux. La tension fournie est de l'ordre de 11KV, 33KV, 66KV ou 132KV. Ces hautes tensions sont abaissées à une basse tension à l'aide de transformateurs abaisseurs.

Les tensions de l'ordre de 440 volts ou moins sont appelées systèmes à basse tension. Cette tension étagée est en outre fournie à divers panneaux et équipements par le biais d'un agencement d'appareillage composé d'interrupteurs électriques, de disjoncteurs, de fusibles, d'équipements de protection, de tableaux de mesure, etc.

La figure ci-dessous montre un schéma schématique de la distribution d'alimentation . Ce schéma modèle est principalement utilisé pour les grandes et moyennes industries. Dans certains cas, les panneaux sub-LT ne sont pas trouvés ; au lieu de cela, l'alimentation est fournie directement des panneaux BT aux SDB en fonction de la taille de la zone de distribution où le nombre d'unités (ou de sections) à alimenter est la principale considération. Dans la figure ci-dessus, les éléments de ce modèle de distribution d'alimentation inclus panneau BT, sous-panneau BT, SDB (sous-tableau de distribution), PDB (tableau de distribution électrique) et LDB (tableau de distribution d'éclairage).

Divers transformateurs sont fournis aux panneaux BT, qui agissent comme un système de commutation principal pour l'ensemble du schéma de distribution d'énergie et supportent la demande de charge totale. Nous discuterons brièvement des éléments à l'intérieur des panneaux LT plus loin dans cet article. Les départs de sortie du panneau BT sont connectés à des sous-panneaux BT qui sont placés pour un groupe de charges sur une section donnée pour répondre à la demande.

L'arrivée du panneau sous-LT est appliquée aux SDB qui sont placées pour alimenter les charges constituées d'un groupe de machines telles que les fours électriques, les palans, etc. (qui sont connectés à divers PDB).

Les PDB agissent comme une connexion électrique réelle de la charge à la source où les machines individuelles sont connectées directement à l'alimentation. Et une partie de l'énergie de l'APB est fournie aux LDB où elle alimente les équipements d'éclairage tels que les lampadaires (voir le projet d'éclairage public simple ici), l'éclairage dans la zone de travail, les tableaux de connexion, etc.

Tous les panneaux du système de distribution sont mis à la terre avec une mise à la terre et une mise à la terre appropriées pour protéger les appareils ainsi que le personnel d'exploitation.

Panneau à faible tension (LT)

La disposition de l'appareillage de chaque côté distribution est logée dans structures à enveloppe métallique appelées panneaux BT (basse tension). Ces panneaux BT sont responsables de la distribution de la puissance aux différents sous-panneaux BT en la recevant du transformateur. Ils sont conçus pour un système à trois ou quatre fils de 430 V, triphasé, 50 Hz.

Il s'agit d'une unité autoportante montée au sol et de type totalement fermé et extensible. Sa conception inclut toutes les dispositions pour la sécurité de fonctionnement ainsi que pour le personnel de maintenance.

La connexion interne du panneau LT est illustrée dans la figure ci-dessous.

Disjoncteur d'air (ACB)

Les ACB (disjoncteurs à air) sont constitués des barres omnibus nécessaires pour connecter les bornes avec des liaisons neutres de type boulonné. Ceux-ci sont équipés de systèmes à microprocesseur pour activer les systèmes de protection tels que les surcharges, les défauts à la terre et les courts-circuits. ACB donne également les indications nécessaires et les exigences de mesure avec l'utilisation de TC, de lampes, d'ampèremètres, de voltmètres, etc.

Barre omnibus et connexions

Les barres omnibus sont fabriquées avec du cuivre à haute conductivité (dans certains cas, des barres omnibus en aluminium sont utilisées pour réduire le coût). Le panneau LT se compose d'un système de barres omnibus horizontales principales et de barres omnibus verticales auxiliaires dans des allées de barres omnibus sur lesquelles un panneau peut être disposé avec un accès frontal pour connecter les câbles.

Les câbles sortants sont connectés aux barres omnibus soit comme une connexion solide ou flexible selon le fabricant du panneau. Toutes les barres omnibus sont convenablement isolées / gainées de manière approuvée.

Les barres omnibus collectent l'alimentation des bornes du transformateur et l'alimentent aux différents éléments du panneau tels que les ACB, les commutateurs de batterie de condensateurs et d'autres charges connectées. Les barres omnibus peuvent être installées en haut ou en bas, ou des deux côtés du panneau, mais la plupart des barres omnibus du côté supérieur prennent l'alimentation du transformateur tandis que les barres omnibus du côté inférieur prennent l'alimentation du groupe DG (générateur diesel).

Coupleur de bus

Il couple une barre omnibus avec une autre barre omnibus de source différente (mais la valeur nominale doit être la même) sans créer d'arcs ou d'interruption du système d'alimentation. En cas de maintenance d'autres disjoncteurs sur le même panneau, ce coupleur de bus détourne la source d'alimentation vers l'autre. Il s'agit également d'un arrangement d'appareillage de commutation avec ACB et doté d'un dispositif de verrouillage.

Banque de condensateurs

Il s'agit d'un panneau séparé composé de barres omnibus, de MCCB, de réacteurs accordés, d'unités de condensateur, de contacteurs, d'équipements de mesure et de câbles. Il est également appelé panneau de correction automatique du facteur de puissance (APFC). Ce panneau est connecté au panneau BT avec des ACB et d'autres dispositifs de commutation par des câbles.

Les condensateurs et les réactances sont de type intérieur avec des unités refroidies par air. Les batteries de condensateurs sont connectées à travers l'alimentation pour améliorer le facteur de puissance du système. Les condensateurs sont commutés automatiquement (par des dispositifs programmables) ou manuellement (par des commutateurs) en fonction de la quantité de puissance réactive à compenser.

Mesure et indication

Les voltmètres, les ampèremètres et les compteurs de facteur de puissance dans le panneau LT indiquent divers paramètres et ceux-ci sont protégés par des MCB. Sur tous les panneaux BT, des lampes indicatrices (principalement des lampes à LED) sont fournies pour chaque phase pour indiquer l'état sous tension ou en panne. Des boutons-poussoirs de démarrage et d'arrêt sont également fournis sur le panneau de mesure pour donner des commandes d'entrée telles que la mise en marche de l'alimentation et l'arrêt d'urgence.

Panneaux sous-LT

Ces panneaux sont similaires aux panneaux LT, mais la note de ces panneaux est légèrement inférieure à celle des panneaux LT et ceux-ci sont également placés dans une section particulière d'une industrie (telle que la section d'assemblage ou section de dispatching) plutôt près du transformateur comme dans le cas du panneau BT. Ceux-ci agissent comme secteur pour divers SDB, car ces panneaux distribuent l'alimentation aux SDB en la recevant des panneaux BT.

Le circuit interne est le même que celui du panneau LT, comme les barres omnibus, les connexions de batterie de condensateurs, les ACB, les panneaux de mesure (les coupleurs de bus peuvent ne pas être inclus dans la plupart des cas). Ces panneaux se composent également d'une chambre de barre omnibus utilitaires ainsi que d'une chambre de barre omnibus DG (générateur diesel) de sorte que certaines charges (SDB) peuvent être commutées sur l'alimentation DG pendant une moindre quantité d'énergie fournie par les services publics. Cependant, dans la plupart des cas, la chambre DG peut ne pas être incluse dans les panneaux sous-LT, mais elle est placée dans le panneau LT lui-même. Les panneaux Sub LT comprennent également des batteries de condensateurs ou une unité APFC pour améliorer le facteur de puissance.

Tableaux de sous-répartition

Ceux-ci sont disponibles dans des conceptions standardisées et personnalisées de divers fabricants. Les SDB se composent de barres omnibus (cuivre ou aluminium) qui reçoivent l'alimentation électrique des panneaux sous-BT ou des panneaux BT principaux, puis la distribuent à diverses machines lourdes (telles que les fours, les refroidisseurs, les pompes à eau, les fours, etc.) et les PDB (tableaux de distribution électrique).

Il reçoit l'alimentation (c'est-à-dire l'arrivée) via ACB ou MCCB et la distribue via des MCCB sortants ou des SDFU (Switch-Disconnect-Fuses). Les SDFU sont constitués d'interrupteurs en série avec des fusibles (fusibles HRC à haut pouvoir de coupure) avec une structure mécanique pour un fonctionnement manuel. Ces unités de commutation sont utilisées pour la commutation de charge, l'isolation et la protection contre les courts-circuits.

Certains SDB se composent également de batteries de condensateurs, en particulier ( SDB) sont prévus pour alimenter de fortes charges inductives afin d'améliorer le facteur de puissance. Les SDB utilisent des barres omnibus pour permettre la connexion de toutes les SDFU et d'autres appareils à l'intérieur via la chambre de la barre omnibus, permettant également les connexions sortantes via des câbles haute capacité dans la chambre des câbles.

Chaque compartiment de commutation de charge est pourvu d'étiquettes d'identification permanentes, de voyants lumineux et d'équipements de mesure (si nécessaire). La figure ci-dessous montre le schéma de principe d'un SDB .

Tableaux de distribution d'alimentation (PDB)

Ceux-ci sont conçus pour distribuer la puissance à diverses machines et équipements, même dans les grands bâtiments, nous pouvons observer une telle disposition de la distribution de puissance via les PDB. Les PDB sont construits avec des systèmes de protection contre les courts-circuits et les surcharges. Ceux-ci sont équipés de différents relais de protection qui peuvent déclencher les différents disjoncteurs (de grande capacité) contre différents types de défauts. Les PDB sont des boîtiers métalliques composés de divers MCB montés sur un support métallique qui relie les différents équipements électriques tels que moteurs et distribue également la puissance à divers LDB.

Les PDB reçoivent l'énergie de divers SDB et alimentent en conséquence les charges qui leur sont adjacentes. Ceux-ci sont donc placés à proximité de l'application concernée, telle que la commutation de convoyeurs, les machines de levage et de levage, les ensembles de commande de pompes, etc.

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Ceux-ci peuvent être montés au mur ou au sol en fonction des besoins du client ainsi que de la puissance pour laquelle il est conçu. En plus de l'arrivée des SDB, certaines PDB sont alimentées en UPS (alimentation sans interruption) comme source d'alimentation auxiliaire pour permettre la continuité de service de l'équipement lors des coupures de courant.

Tableaux de distribution d'éclairage (LDB)        

Ce sont les tableaux de commutation finaux (dans le câblage et l'installation électriques) et sont situés dans les zones de commutation de petites charges électriques, y compris l'éclairage, les climatiseurs, la commutation de petits moteurs, les tableaux de distribution pour brancher les portables des appareils tels que des ventilateurs, etc. Nous pouvons également observer ces LDB dans nos maisons et nos bureaux car ils sont utilisés dans des opérations de commutation à faible intensité.

Cliquez ici pour voir le schéma de câblage du tableau de distribution d'éclairage

Les LDB se composent de divers MCB où chaque MCB agit comme un interrupteur pour des charges individuelles (dans certains cas, deux lumières ou plus peuvent être connectées à un seul MCB). Ces MCB protègent les charges contre les surcharges et les courts-circuits. Ces disjoncteurs sont montés ou fixés sur les racks métalliques. Ces cartes reçoivent l'alimentation des PDB et alimentent ensuite les charges d'éclairage. Il s'agit principalement de panneaux de type muraux. Lire également :Différentes méthodes de câblage électrique