1ere revue de projet
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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