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LUBIO est un régulateur-réducteur de tension dédié à l'alimentation des lampes d'éclairage public, de tous types (sauf celles équipées de ballasts électroniques) Il permet de diminuer la consommation énergétique par réduction de la tension d'alimentation des lampes aux heures creuses de la nuit (par exemple, à 1h du matin, les rues étant peu fréquentées, il n'est pas nécessaire d'éclairer avec la même intensité lumineuse qu'à 21h) Il permet aussi d'augmenter la durée de vie des lampes (de 30 à 50%) par régulation de leur tension d'alimentation et leur mise sous tension lente et progressive LUBIO existe en deux puissances (3 et 6 kVA) et en trois versions (VRI, VR et Esclave) Documentation à l'adresse http://www.schneider-electric.fr/ Notice d'installation et de mise en service - Diaporama de présentation - Vidéo éclairage Amiens |
Synoptique de la partie puissance
L'alimentation se fait en monophasé (230v – 50Hz) LUBIO contient 3 filtres: |
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La partie puissance de LUBIO est constituée par 4 interrupteurs commandés de type IGBT Chaque IGBT contient une diode anti-parallèle (ou de roue libre) intégrée La fréquence de fonctionnement des IGBT est de 25 kHz
L'animation ci-contre indique la circulation du courant
Lorsque la tension phase-neutre est positive Lorsque la tension phase-neutre est négative |
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Oscillogrammes de principe de LUBIO (en supposant une fréquence de fonctionnement des IGBT de 500 Hz) :
Le modèle utilisé est LUBIO VRI 3 kVA alimentant 2 lampes SHP de 150 W
L'essai suivant a été effectué à une tension d'économie
réglée à 185 V
| Oscillogrammes tension (A) et courant (B) réseau | Oscillogrammes tension (A) et courant (B) sortie LUBIO |
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La sortie de LUBIO est protégée contre les courts-circuits
Pour le modèle 3 kVA, le courant de sortie est limité à 29 A pendant la première seconde, puis descend à 11,5 A par la suite
Il faut que le déconnecteur du PRD40
(voir paragraphe Parafoudres) puisse agir en cas de défaut du parafoudre
On choisit donc, comme dispositif de déconnexion, un disjoncteur de très faible calibre ou un interrupteur différentiel
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PSIM est un logiciel de simulation d'électronique de puissance. Une version de démonstration gratuite, limitée au niveau du nombre de composants pouvant être utilisés dans un même projet, est téléchargeable à l'adresse http://www.powersys.fr/ Cette version est suffisante pour réaliser la simulation proposée |
- Voir les résultats de la simulation
- Télécharger le fichier de simulation
Un essai a été effectué avec : Les lampes à haute pression exigent, pour leur allumage L'amorceur permet de générer des impulsions conformes |
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| Oscillogrammes tension (A) et courant (B) réseau | Oscillogrammes tension (A) et courant (B) lampe | ||
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On remarque que la tension aux bornes de la lampe présente un pic (surtension générée par l'amorceur)
Elle se stabilise ensuite autour de 100 V (voir notice technique de la lampe)
Le facteur de puissance est acceptable côté réseau (grâce au condensateur de compensation)
Les oscillogrammes des signaux tension et courant de la lampe invalident le modèle purement résistif utilisé dans la simulation PSIM
Voir aussi le document : Modélisation d'une lampe à vapeur de sodium haute pression (SHP)
LUBIO est protégé en entrée (côté réseau d'alimentation) L'interrupteur IF permet de séparer l'installation du réseau (interrupteur frontière) LUBIO est protégé en sortie (côté lampes) L'utilisation de l'interrupteur différentiel se justifie |
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Le câblage de terre des parafoudres doit être réalisé avec une section de 10 mm² minimum
La longueur de chaque circuit parafoudre ne doit pas excéder 50 cm
Voir aussi les documents : Protection contre la foudre dans les installations BT - Tableau de coordination
Cette norme européenne définit les valeurs d’éclairements et de luminances minimales à maintenir pour voir vite et bien et éclairer juste, afin de diminuer les accidents de la route pendant la nuit
La norme se décompose en 4 parties
– 13201-1 Sélection des classes d’éclairage : la géométrie (intersection, ralentisseur...), l'utilisation (piétons, cyclistes...) et l'environnement (milieu rural, centre-ville...) permettent de classer la situation d'éclairage par groupe (exemple : B2) et de définir une classe d'éclairage (exemple : S3)
– 13201-2 Exigence des performances : la luminance de la chaussée, l'éblouissement, l'éclairement moyen... sont des paramètres à prendre en compte
– 13201-3 Calcul des performances : cette partie expose les conventions et procédures mathématiques à adopter pour calculer les performances photométriques
– 13201-4 Méthode de mesures des performances photométriques : cette partie établit des conventions et des procédures de mesure utilisant des luxmètres et des luminancemètre
Le guide d'application publié par l'AFE constitue une bonne synthèse de cette norme
Logiciels de calcul d'éclairage public
Pour aider à la mise en oeuvre de la norme EN13201, il existe de nombreux logiciels de calcul d'éclairage public
Trois d'entre eux (gratuits) ont été utilisés :
- Calculux de Philips - Notice du module Eclairage Public
- LiteStar d'OxyTech
- DIALux de Dial
LUBIO dispose d'un port de communication Ce port peut être également raccordé à un ordinateur muni d'un port COM Il est nécessaire de polariser le bus de communication |
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Le connecteur de liaison à LUBIO doit être câblé Le bloc DIP Switch doit être activé sur les positions 3 et 4 |
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Le protocole utilisé pour la communication est du type MODBUS
| Oscillogramme d'une trame MODBUS de LUBIO | Détail de la trame - Durée d'un bit |
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La mesure a été effecutée entre les points B+ et A- : l'amplitude crête à crête des signaux est de l'ordre de 8 V
La durée d'un bit est : 52 us
La vitesse de transmission mesurée est donc : 1 / 0,000052 = 19230 bits/s (la vitesse normalisée est 19200 bits/s)
LUBIO dispose d'une commande locale par horloge astronomique intégrée Il est néanmoins possible d'effectuer le pilotage (allumage et extinction) |
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Cette sortie est utilisée pour commander LUBIO fournit un contact libre de potentiel |
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La section des conducteurs d'alimentation des luminaires est choisie en vérifiant la chute de tension (longueur des câbles importante)
L'éclairage public est directement alimenté en BT par le distributeur d'énergie : la chute de tension maximale en bout de ligne doit être inférieure à 3%
Les
départs vers les luminaires sont protégés par un interrupteur différentiel et un disjoncteur de courbe B (déclenchement entre 3 et 5 fois le courant nominal)
Le câblage de terre des parafoudres doit être réalisé avec une section de 10 mm² minimum
Logiciel de paramétrage et d'exploitation
Notice d'utilisation du logiciel IHM SFT2890 - Télécharger le logiciel Lubio-Version2.3 - Simulation
Dialogue entre le PC et LUBIO
Pour entrer dans le logiciel, les identifiants par défaut sont : Utilisateur : Superviseur - Mot de passe : EP
Cette étude est faite à partir des résultats fournis par LUBIO
Mode opératoire
- à l'aide du logiciel IHM, indiquer les Paramètres locaux
- effectuer le Paramétrage des cycles
Remarque : la valeur de tension nominale a été réglée à 210 V. Ceci permet d'alimenter 19 lampes SHP de 150 W
Le facteur de puissance des lampes utilisées est 0,88.
La puissance active d'une lampe est : 150 x 210² / 230² = 125 W
Sa puissance apparente est : 125 / 0,88 = 142 VA. Pour 19 lampes : 142 x 19 = 2700 VA. LUBIO 3 kVA est donc suffisant
- lancer une Simulation sur une année (du 01/01/2009 au 31/12/2009)
La simulation crée automatiquement un fichier simulation.txt qui est stocké par défaut dans le répertoire C:\Program Files\Schneider Electric\Lubio 2.3.0\Journal de bord - Simulation
- ouvrir le fichier simulation_h.xls (sur le CD d'installation)
- sur l'onglet Page de garde remplir les champs ville et nom du site
- sur l'onglet Puissance installée, compléter le tableau Recensement du parc de lampes (en haut de la page)
- exécuter la macro à l'aide du bouton vert (les macros doivent être activées) et ouvrir le fichier simulation.txt
Voir les résultats de la simulation
Retirer le capot de LUBIO, mettre sous tension en fermant le disjoncteur puis remettre le capot
Lancer un cycle de fonctionnement en utilisant la clef à trois positions : |
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Projet de BTS électrotechnique
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