1ere revue de projet

MICRO-CENTRALE HYDROELECTRIQUE:Moulin de NANCES

Tuteur : Pascal HUBERTEmmanuel BODINEAU

Franck LAURENT

1 ère revue de projet

Présentation géographique

Historique- 17 ème siècle : obtention du droit d’eau

- 1924 : mise en place de 2 turbines de type Françis(force méca; éclairage)

- années 60 : arrêt de la filature

Moulin deNances

Rodez17 km

Rénover une micro-centralehydroélectrique

(mise en marche 1ère turbine)

OBJECTIFS :

Directrices

Vannemanuelle

Synoptique de l’existant :

Réseau EDF

VitesseBout d’arbre

Capteur T°Huile goutteur

Fdc vérin

Pompe hydraulique

T° local

Potentiomètredirectrice T° extérieur

CapteurNiveau amont

CapteurNiveau aval

Capteur T°d’eau du local

turbine

Pupitre Magelis

Et goutteur

Capteurs, directrices et sécurité machine

API

Ligne d’énergie

PartieAutomatisation

JUERY Valentin

Le client demande d’automatiser le système afin de piloter en mode

automatique ou manuel.

Le but est de revendrel’énergie produit par la

génératrice.

Cahier des charges concernant l’APIContraintes

Temps de réponse entre 50 et 100ms

La commande est contrôlée par

rebouclage sur une entrée automate.

Prévoir extensions matérielle et

logicielle pour année à venir.

Filtrage selon niveau de sécurité

Opérationnel : Le fonctionnement est correct

Dégradé: Problème sur une partie du système mais la machine continue à produire

Avarie: Problème sur le fonctionnement principal, arrêt définitif de la machine, RAZ

0

C-APression huileNiveau huile

S-TORMotoPompe

C-TORFin de course

CAPosition

angulaire

S-TORDistributeur

E-TORATU+Portes

C-AVitesse rotation +

T° génératrice

S-TORContacteur couplage

C-AT° Huile

S-TORThermoplongeur

C-A

T° ext airT° int air

T°eau local turbine

Niveau d’eau chambre et

canal de sortie

S-TORV.Vert/Rouge/

Orange

HMI

Automate

Centrale à Huile

Mvt directrices

SécuritéGénératriceHuileur

Sonde d’environnement

Armoire

Choix divers

Modicom M340TSX 37

11 2

CPU

CPU

Modbus

Ethernet

Entrées18 entrées

analogiquesDont 11 cette

année

Dont 2 cette année

10 entrées TOR

Entrées Analogiques

2x

Entrées Analogiques

2x

Entrées TOR

Entrées TOR

Sorties

16 sorties TOR

Dont 6 cette année

Sortie TOR

Sortie TOR

Autres

- Pile pour TSX 37

- Module de communication

internet

-Rack 8 positions

-Alim AC Standard

Module de communication

internet

Rack 8 positions

Alim standardRack

4110.41€

5387.72 €

Comparaison Tarifs Automates

TSX 224110.41€

M 3405587.72€

1477.31€

Choix définitif de l’automate:

1

•Plus performant sur le serveur WEB

2

•Automate récent encore des pièces détachées

Planning Automatisation

Menu

CABRIERES Clément

PartieLigne d’énergie

• Envoyer le surplus de l’énergie de la génératrice sur le réseau.• Mesure de la vitesse.• Equiper la ligne d’énergie en respectant les normes.• Garder les galvanomètres.• Visualisation de l’état de l’installation

Exigence du Client

Contraintes• Prévoir l’implantation de l’armoire pour les années suivantes.• Surveiller la température de la génératrice.

Capteur de vitesse

ERDF

Comptage + protection générale

Protection de découplage

Câble d’alimentation

Génératrice

Synoptique

Protection

Contacteur de couplage API

Choix du matériel

Calcul de l’intensité de la génératrice:

Pgéné = 22 KW U = 400 V Cos φ = 0.77

I = 41.2 A

Choix du Contacteur de couplage

Tension du circuit de commande

Référence : LC1D50A3B7 Prix : 116.50 €

Choix du Disjoncteur de la génératrice

1ere solution :

Référence : GV3P50 Prix : 154.68 €

2ème solution :

Référence : GV3L50

Référence : LT3SA00MW

Prix : 140.60 €

Prix : 127.70 €

Solution 1 Solution 2

Description Disjoncteur Magnétothermique

Disjoncteur magnétique + Relais de sonde thermique

Référence GV3P50 GV3L50LT3SA00MW

Prix 154.68 € 268.30 €

Tableau Comparatif

Relais de protection de tension et de

fréquence

La protection MiCOM fournit toute les fonctionnalités nécessaires à la protection du point de couplage entre la génératrice et les réseaux de distribution.

Choix Boutons tension et Voyants

Prix public : 16

€

Prix public: 16

€

Planning Menu

PICARD Anthony

PartieSécurité, capteurs

et pompe

Le client souhaite piloter les directrices afin de contrôler le débit d’eau entrant

dans la turbine pour obtenir une puissance électrique optimum.

 La commande de l’actionneur

(vérin hydraulique) des directrices doit est réalisée par groupe hydraulique

comprenant une motopompe et une bâche à huile. La commande des directrices sera

réalisée par un vérin simple effet. La position des directrices sera obtenue par

des fins de courses (boucle sèche) et potentiomètre de mesures du %

d’ouverture des directrices. 

Le moteur de la pompe doit être alimenté au démarrage de l’installation puis stopper à l’arrêt de l’installation.

Contraintes

contrôler le niveau de la bâche à huile du groupe hydraulique pour éviter

tout manque d’huile dans le système.

la commande de la motopompe doit se faire en mode automatique ou en mode manuel en local

du tableau électrique.

la précision de l’angle d’ouverture des

directrices doit être au dixième de degrés

Synoptique Général directrices

Réseau

Capteur pression

Capteur niveau

Capteurs

Capteur de niveauCapteur pression immergé

CNR

•6 à 38V continu

Tension d’alimentation

•4-20mA

Signal de sortie•Acie

r inoxydable

Matière corps

•10 mètres

Câble

•<+ ou – 0.1% de la pleine échelle

Sensibilité

•Mini : hors gel

•Maxi : +80°C

Température de stockage

Prix: 237 € HT

Capteur de niveauCapteur ultrason Paratronic

•10 à 40V continu

Tension d’alimentation

•4-20mA

Signal de sortie•Boiti

er métallique IP68

Matière corps

•Longueur sur demande

Câble

•0.2% de la pleine échelle

Résolution

•Mini -20°C

•Maxi : +60°C

Température de stockage

Prix: 589 € HT

Capteur de niveauCapteur ultrason Carlo Gavazzi

•10 à 30V continu

Tension d’alimentation

•4-20mA

Signal de sortie•Plas

tique IP67

Matière corps

•2 mètres

Câble

•0.2%

Résolution

•Mini -15°C

•Maxi : +70°C

Température de stockage

Prix: 531.794 € HT

Sonde de température eau

local turbine

Prix: 114.2 € HT

Prix: 132.4 € HT

Sonde de température intérieure et extérieure

Prix: 337.6 € HT Prix: 347.99 € HT

Récapitulatif capteurs

Capteur de niveau

589 € HT 531.8 € HT

Capteur T° local &

extérieure

114.2 € HT

Capteur T° eau de la chambre

132.4 € HT

Tarifs :

Récapitulatif capteurs

AN TOR

Capteur angulaire

X1

Capteurs niveau

d’eau X2

Capteurs T° eau et

air X3

Capteur pression et

niveau huile X2

Capteur Fdc

directrices X2

Ligne d’énergie pompe

Disjoncteur-moteur

Prix public: 46.3 € HT

Contacteur

Prix public: 20.65 € HT

Sécurité

Déterminationdu niveau PL requis

Prix public: 132.84 € HT

Preventa: XPSAC5121

Arrêts d’urgence

Prix public: 33.43 € HT

Prix public: 31.34 € HT

Planning Menu

PartieHuileur et HMI

LACAN Mathis

Partie huileur:

Contraintes imposées par le client : • La température de l’huile doit être

maintenue à une valeur de consigne.

• Le thermoplongeur sera alimenté lorsque l’armoire sera sous tension (= 1).

Détermination de la puissance du thermoplongeur

/ ƿ Cp LAcier 7,8 12 /Inox 7,8 0,12 /Eau 1 1 537

Huile 0,9 0,5 /

V : Volume en litre ou dm3Unités à connaîtreρ : Masse volumique en kg/dm3V x ρ : Masse à chauffer en kgt1 : Température initiale en °Ct2 : Température finale en °CCp : Chaleur spécifique en kcal/kg.°CT : Temps de chauffe en heures

P = (V x ρ x Cp x (t2 - t1) x 1,2)/( 860 x T)

1,2 : coefficient de sécurité tenant compte des tolérances sur tension du secteur et sur valeur ohmique de la résistance.

Détermination de la puissance du thermoplongeur

/ ƿ Cp LAcier 7,8 12 /Inox 7,8 0,12 /Eau 1 1 537

Huile 0,9 0,5 /

V : Volume en litre ou dm3Unités à connaîtreρ : Masse volumique en kg/dm3V x ρ : Masse à chauffer en kgt1 : Température initiale en °Ct2 : Température finale en °CCp : Chaleur spécifique en kcal/kg.°CT : Temps de chauffe en heures

P = (V x ρ x Cp x (t2 - t1) x 1,2)/( 860 x T)

1,2 : coefficient de sécurité tenant compte des tolérances sur tension du secteur et sur valeur ohmique de la résistance.

Détermination de la puissance du thermoplongeur

P = (V x ρ x Cp x (t2 - t1) x 1,2)/( 860 x T)

P = (15 x 0,9 x 0,5 x (20-5) x 1,2 / (860 x 0,2)

P = 0,7 Kw

Choix de la sonde de température :

Contraintes :

Sortie : 4~20mA Température : 0-30°cType de liquide : Huile

Coût estimé : 50-100€

Partie HMI :

Exigence du client :

Dialoguer avec le process afin de pouvoir visualiser :

• La température du local technique.• La température extérieure.• La température de l’eau dans le local turbine.• La hauteur d’eau dans le local turbine.• La hauteur d’eau dans le canal de sortie.• La fréquence du réseau.• Défauts (dégradé, avarie).• La vitesse de la génératrice. • La température de l’huile .• Le couplage.

Piloter :• Mode Automatique (Automatisation de l’ensemble).• Mode Manu (Piloter les directrices et le couplage).• Consigne température de l’huile.

Choix HMI

XBT GT 2220 HMI STU 855 XBT GT 4340

Choix HMI

Choix HMI

Pages écrans

Centrale Hydroélectrique

.Moulin de Nance.

MENU

MENU

Auto Manu

MODE AUTO

VOYANTS DEFAUTS COUPLAGE

MENU MESURES

DCY

MESURES

Température local : 23°c

Température extérieure : 25°c

Température de l’eau local turbine : 17°c

Hauteur d’eau dans le local turbine : 1 m 15

Vitesse génératrice : 1500 tr/min

Fréquence du réseau : 50 hz RETOUR

Température de l’huile : 20°c

MENU

Auto Manu

MODE MANU

MESURESMENU

25 % 50 % 75 %

MESURES

Température local : 23°c

Température extérieure : 25°c

Température de l’eau local turbine : 17°c

Hauteur d’eau dans le local turbine : 1 m 15

Vitesse génératrice : 1500 tr/min

Fréquence du réseau : 50 hz

RETOUR

Température de l’huile : 20°c

Planning Menu

Planning Général