ème Rencontres France Hydro Electricité Grenoble 9 et 10 ... · - Suppression de l’excitation...
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6ème Rencontres France Hydro Electricité – Grenoble – 9 et 10 avril 2013
BERNARD & BONNEFOND est spécialisé dans la conception et la fabrication
d’alternateurs basse vitesse.
Nous regroupons les compétences aussi bien électriques que mécaniques,
permettant de répondre de façon globale à vos projets.
Effectif : 50 personnes
Présentation
7%
17%
12%
5%
59%
Direction
Bureau d'étude
Administratif
Commercial
Production
10%
25%
60%
5%
Réparations
Machines tournantes
Varivolt
Divers
Chiffre d’affaire du groupe B&B 2012 :
11,6 millions € - 80% export
Machines tournantes
ALTERNATEURS TRES BASSE VITESSE : ATBV – De 10 à 500 tr/min
– De 200 kVA à 1000 kVA
– Vertical / horizontal
– Package complet
– Applications pour éoliennes et hydroliennes
ALTERNATEURS BASSE VITESSE : ABV – De 100 à 500 tr/min
– De 750KVA à 20MVA
– Vertical / horizontal
– Package complet
– Application Centrale Hydraulique:
*Turbine Kaplan
*Francis
Machines tournantes
Alternateur Convertisseur
de fréquence Turbine Réseau
Alternateur à vitesse variable et aimants permanents
– De 10 à 500 tr/min
– De 200 KVA à 1000 kVA
– Aimants permanents
– Convertisseur de fréquence
– Vitesse variable
Machines tournantes
STATOR
– Bobinage simple sur dent
– Optimisation du diamètre extérieur
– Structure modulaire
ROTOR
– Aimants permanents
– Réduction du nombre de paires de pôles grâce à un fonctionnement à fréquence réduite
CONVERTISSEUR
– Fonctionnement de 10 à 120Hz
– Contrôle de la vitesse de rotation
– Régulation du Cosφ
– Rendement élevé sur toute sa plage d’utilisation
Machines tournantes vs
Comparatif des dimensions Ø 1960 mm
Ø 3200 mm
Conclusion : aimants permanents = encombrement réduit de 40%
Machines tournantes Remplacement pôles bobines par aimants permanents.
Pôles de
COMPACT
Conclusion :
Aimants permanents =
réduction du diamètre
extérieur du rotor
Pôles
CLASSIQUES
Convertisseur de fréquence
- Suppression de l’excitation et du synchro-coupleur
- Fonctionnement à vitesse variable
- Production à faible débit
- Couplage au réseau dès les premiers tours
- Régulation du Cosφ
Conclusion :
Gain de production et
souplesse d’utilisation
Hydroélectricité
Attentes des producteurs
Nos réponses
Augmenter le temps de production
Affiner en temps réel le niveau de tangente
Simplifier la mécanique
Grâce à la variation de vitesse
Possibilité d’augmenter la production annuelle ?
Quelle réponse à l’évolution de la législation ?
Comment diminuer les coûts d’exploitation ?
Hydroélectricité
Du monde industriel à la production d’énergie
POWERDRIVE MD2
– Convertisseur de fréquence construit de manière modulaire
– Technologie issue de plus de 30 ans d’expérience industrielle
Solution hydro déclinée à partir du convertisseur industriel qui permet :
– le démarrage possible sous le débit d’armement
– la souplesse du démarrage dès la mise sous tension
– la mise en production commence avant la fin du démarrage
– La recherche permanente de la puissance maximum
– l’adaptation fine du niveau de réactif à la demande du gestionnaire de réseau
– Le pilotage de toute technologie de générateur
– la suppression du multiplicateur
Hydroélectricité
Débit de crue : augmentation de production en jouant sur la vitesse Q > 100
+ POWERDRIVE Hydro :
production augmentée
Débit d’étiage : production équivalente ou supérieure par optimisation de la vitesse
70 > Q ≥ 30
Débit inférieur à celui d’armement
– vitesse fixe : redémarrage impossible de la turbine
– POWERDRIVE Hydro : continuité de production quel que soit le débit
Q < 30%
100 ≥ Q ≥ 70
Débit nominal : production équivalente
Hydroélectricité
Débit de crue : augmentation de production en adaptant sur la vitesse
Q > 100%
Débit nominal : production équivalente
100 ≥ Q ≥ 70
Débit d’étiage : production équivalente ou supérieure par optimisation de la vitesse
70 > Q ≥ 30
Débit inférieur au débit d’armement
– vitesse fixe : redémarrage impossible de la turbine
– POWERDRIVE Hydro : continuité de production.
Q < 30%
+ POWERDRIVE Hydro :
production augmentée
Hydroélectricité
+ POWERDRIVE Hydro : souplesse et rapidité
Accélération synchronisée à l’ouverture du débit
– Mise sous tension
– POWERDRIVE Hydro démarre la génératrice
• La puissance d’entraînement commence à être compensée par l’énergie de la turbine
• Passage en «production» à partir du débit minimum turbinable
Décélération synchronisée à la fermeture du débit
– Ralentissement en roue libre de la turbine : diminution de la puissance produite
– POWERDRIVE Hydro arrête la génératrice à détection de puissance nulle
Hydroélectricité : hauteur de chute variable
+ POWERDRIVE Hydro :
adaptation aux conditions hydrauliques
POWERDRIVE Hydro adapte la vitesse pour trouver en permanence la puissance maximum en fonction de:
– de la hauteur de chute nette
– des caractéristiques intrinsèques de l’installation (ex. turbine d’occasion non optimisée pour la chute, …)
– d’autres paramètres dédiés (débit, …)
Automate
Informations
POWERDRIVE Hydro
Générateur
ouverture
vannes,
orientation
directrices,
pales…
Consigne vitesse
Hydroélectricité : hauteur de chute variable
Gestion de la consigne de réactif
POWERDRIVE Hydro permet :
– l’adaptation fine du niveau de réactif à la demande du gestionnaire de réseau
– la suppression du système de condensateurs + contacteurs générant des ajustements par paliers (10% ou plus)
Consigne vitesse
Automate
Informations
POWERDRIVE Hydro
Générateur
ouverture
vannes,
orientation
directrices,
pales…
+ POWERDRIVE Hydro : réponse à la législation
Niveau réactif
Consigne réactif
Hydroélectricité : hauteur de chute variable
Sur coupure réseau le module intégré gère la vitesse du générateur évitant l’emballement
Reprise à la volée dès retour du réseau
POWERDRIVE Hydro permet d’augmenter
– la production
– la durée de vie de la mécanique
Consigne vitesse
Automate
Informations
POWERDRIVE Hydro
Générateur
ouverture
vannes,
orientation
directrices,
pales…
+ POWERDRIVE Hydro : gestion micro coupure
Niveau réactif
Consigne réactif
Module anti emballement
Hydroélectricité
Gain de 8 à 15% de production par l’augmentation de la disponibilité de la turbine même avec un rendement légèrement inférieur
Alternateur à aimant : quel choix ?
Pas de pénalisation du rendement dû au variateur
Vitesse fixe Vitesse variable
Obligation de conserver la batterie de condensateurs
Emballement sur coupure réseau (présence de tension élevée (1200 V)
Génératrice synchrone adaptée pour le site : nombre de pôles ajusté à la vitesse de la turbine
Machine avec un diamètre important
Suppression de la batterie de condensateurs
Gestion fine du réactif sur consigne de gestionnaire du réseau
Gestion de l’emballement sans risque de casse
Génératrice plus petite à puissance équivalente
Installation neuve – Ne nécessite pas de turbine complexe
– Utilisation possible de turbine d’occasion
Machines tournantes
Avantages du
– Entraînement direct à la vitesse de la turbine, donc très grande fiabilité
– Réduction du diamètre extérieur du rotor grâce aux aimants permanents et à la fréquence
– Réduction de la masse globale donc réduction du coût de la machine
– Vitesse variable grâce à l’armoire convertisseur, possibilité de turbiner à de très faibles débits
– Eligible au nouveau contrat EDF H07
Une solution innovante permettant des gains importants
+ 33 (0)4 77 95 30 00
+ 33 (0)4 77 95 78 06
7 Allée Mathieu Murgue – Terrenoire
42100 SAINT ETIENNE - France
www.bernardbonnefond.com
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