Aide stage : Banc de charge pour test générateurs

[invite958459c6]

Bonjour tout le monde !!
Etant actuellement en stage en Afrique du Sud dans une société spécialisée dans les générateurs, je souhaiterai mettre en place un banc de test de charge afin de tester des générateurs triphasés allant de 2/3 kW à environ 550/600 kW.
Les tensions relatives (et communes) des générateurs sont 400V (Phase - Phase) et 230V (Phase - Neutre).

Je dispose de trois "load banks" (grosses boites résistives) de 1.7 Ohms chacune, me permettant ainsi d'obtenir environ 31kW par phase.

Je n'attends pas que la solution me saute au visage via ce forum, mais juste obtenir différents avis sur mes idées (car l'expérience me manque ).

Donc mes idées se résument ainsi :

- 1er : Un design spécifique avec plusieurs résistances (avec auto transfer switch).
Avantage : Peut tester des générateurs de 10kW jusqu'à 600kW avec des pas irréguliers;
Inconvénient : Peut vite devenir très cher, en multipliant le nombre de résistances (la solution doit en effet être adapté au besoin au meilleur prix)

- 2ème : Un rhéostat liquide, j'ai trouvé quelques (mais pas autant que je l'aurai souhaité) renseignements sur ce principe : solution salée (sodium carbonate) + huile anti-évaporation + lames connectées aux phases et baignant dans la solution. Le principe semble être assez pratique car parfait rhéostat (donc parfaite solution envisageable).
Avantage : Choisir avec précision la charge afin de tester une certaine puissance;
Inconvénient : Peut être dangereux à cause des risques d'électrocution, émanations de gaz explosifs...

Je ne sais donc pas quoi faire, on me laisse un peu libre court à mon imagination (et je trouve cela très intéressant), mais du coup un peu désorienté car ce secteur est nouveau pour moi et je ne maîtrise pas la technologie adéquat (comme le rhéostat liquide par exemple).

Avis, commentaires, je suis ouvert à toutes remarques et points de vue.
Merci d'avance

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[invite0324077b]

le rheostat liquide est bien la meilleure solution : grande facilité de reglage de zero au maximum

surtout pas de sel NaCl qui produit une grave corosion la soude est tres bien

surtout pas d'huile , qui fera des vapeur huileuse , et peut etre meme explosive

pour une utilisation ocasionelle je connais quelqu'un qui le fait au millieu de son atelier avec un palan electrique pour regler la hauteur donc la puissance : a forte puissance ca fait beaucoup de vapeur ... pour une utilisation frequente il vaut mieux le faire dehors , ou encore mieux dans une piece speciale ouverte vers l'exterieur

[invite958459c6]

Merci à toi chatelot16 pour ta réponse qui me réconforte un peu sur cette idée...

Donc pas de sel NaCl, mais tout autres sels minéraux feraient l'affaire selon toi?
Les vapeurs générées doivent certainement être composées d'ion H+ et H30+ je crois (souvenirs de lycée...) et je crois que les ions H+ pourraient être dangereux (je vais réfléchir à cette question de vapeur).

Ton ami qui réalise ce type de banc de charge doit certainement s'y connaître un peu dans ce domaine.. Je comprend globalement le principe mais je n'ai aucune idée de comment le réaliser. La différence de charge créée (donc de puissance consommée) est en fonction de l'immersion de la phase dans la solution, mais le phénomène physique est en rapport avec la pression, les dimensions de la cuve (volume), la distance phase - neutre dans la solution ?
J'avoue ne pas être très sûr de comment câbler le neutre. Je pense pouvoir réaliser 3 cuves distinctes, une pour chaque phase, peut être réaliser un système pneumatique ou mécanique pour plus ou moins immerger les phases, mais le reste (formule électriques/chimiques pour comprendre ce qu'il se passe dedans) reste vraiment flou ...

Peut être pourrais-tu demander à ta connaissance, ce n'est pas le genre d'expérience que l'on trouve aisément sur le net malheureusement (et je n'est pas tellement accès à une bonne bibliothèque là où je suis ).

Merci d'avance (Je peux mettre une véritable vuvuzela en jeu pour la personne qui m'aura apporter son soutien dans cette expérience )

[invite0324077b]

n'importe quel sel , certainement pas chaque sel a ses proprieté : puisque la soude marche pourquoi en chercher d'autre ... il y a aussi la potasse equivalente pour cet usage , qui est le principal composant de la cendre de feu de bois

ca fera un peu d'hydrogene et d'oxygene , melangé aux 2 electrodes a la fois , mais pas beaucoup : la reaction chimique d'electrolyse coute moins de 2 volt : avec 220v la plus grosse partie de la puissance ne sert qu'a chauffer l'eau : ca fait peu d'hydrogene , mais ca en fait quand meme assez pour se mefier : ce bazar doit etre completement a l'air libre , surtout pas enfermé dans un compartiment mal aéré pour le cacher

inutile de se casser la tete avec la concentration : commencer avec de l'eau propre , comme elle n'est jamais parfaitement pure ca conduit deja un peu le courant , mais electrode completement immergé ca ne bouffe pas une puissance suffisante : donc ajouter un peu de soude , jusqu'a avoir la bonne gamme de fonctionnement

pour le triphasé 3 electrodes pas de neutre

pour le monophasé , mettre le neutre a une electrode et la phase a l'autre

pour le volume du bac , il doit etre assez grand pour ne pas chauffer trop vite : il me semble avoir vu plus d'un m3 pour 100kw

si les groupe a essayer sont a sortie isolé , pas de neutre a la terre , le bac peut etre a la terre

mais pour etre plus sur et pouvoir essayer tous les cas , il est plus prudent de mettre le bac sur isolateur

tant qu'il n'y a que de la soude ce n'est pas corosif pour le fer , l'inox n'est meme pas indispensable

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite958459c6]

Ok, donc le mieux serait de tester peut être sur une toute petite installation (j'aimerai tester sur une petite échelle avant de m'imposer une grosse boulette avec des gros générateurs) avec solution à base de soude.
Je vais quand même me documenter sur les émanations chimiques...

Pour ce qui est du test en lui même, je pensais réellement raccorder la charge au neutre, car si je ne fais pas ainsi, je raisonnerai en 400V et non plus en 230V je crois ? Moi je vois l'expérience comme sur le monophasé (une électrode pour la phase et une autre pour le neutre) mais pour les 3 cuves (neutre commun), l'essentiel étant de faire en sorte que les 3 cuves/charges soient identiques en tout point (pour que le système soit le plus stable possible).

Pour ce qui est de la taille de chaque cuve, je m'attend à quelque chose de très volumineux (car physiquement, la dissipation de l'énergie électrique ne se fera que par réactions chimiques (création de chaleur et donc émanation de gaz).

Je vois donc mal le principe du triphasé sans utilisation du neutre (mais je vais étudier la question).
Après reste le réglage (en détail), je ne crois pas avoir étudier cela au lycée, et je suis en école d'ingénieur généraliste, on n'y voit malheureusement pas les relations chimie/électricité -_-

[invite76532345]

Bonjour

n'importe quel sel , certainement pas chaque sel a ses proprieté : puisque la soude marche pourquoi en chercher d'autre ... il y a aussi la potasse equivalente pour cet usage , qui est le principal composant de la cendre de feu de bois

Tiens, la soude (OHNa) est un sel maintenant ???
Et la potasse (OHK) aussi ???
Ce n'est pas ce que j'avais appris dans ma jeunesse. Mais il est vrai que les temps changent......
Mais si "Dadoumougnou" dit cela à un professionnel, j'ai comme l'impression que sa note de stage va tendre vers zéro...
Pourrait on avoir l'appui d'un chimiste pour confirmer qu'un hydroxyde (ou base) est un sel ?

Je rappelle que nous sommes sur "FUTURA SCIENCES", pas sur "Brico-machin". Cela oblige à ne pas écrire n'importe-quoi si l'on veut que le forum reste crédible.

Etant actuellement en stage dans une société spécialisée dans les générateurs, je souhaiterai mettre en place un banc de test de charge afin de tester des générateurs triphasés allant de 2/3 kW à environ 550/600 kW.

Curieux quand même que dans: " une société spécialisée dans les générateurs" et de plus "en Afrique du Sud", pays moderne et d'une grande technicité, personne n'ait entendu parler d'un "Liquid rheostat" (il me semble me souvenir que dans ce pays, outre l'Afrikaans on parle aussi Anglais). Si c'est le cas, la "société spécialisée" devrait revoir son objet social ou bien, à tout le moins, embaucher un électricien spécialiste.
Google n'est pas non plus inconnu dans ce pays, servez vous en.

je pensais réellement raccorder la charge au neutre

Pourquoi diantre "sortir le point étoile" de votre générateur ?
Avez vous quelques notions physiques et pratiques sur les courants polyphasés ?


Monsieur Dadoumougnou, pouvez vous expliquer pourquoi, malgré le peu d'informations que vous donniez sur votre personne, l'adresse IP de votre ligne correspond à un routeur "Free" en France ( et une adresse "bien de chez nous") alors que vous êtes en stage en Afrique du Sud ? ... Don d'ubiquité ?
Cela fait, pour le moins, soupçonner une fraude, voire pire.

Tant que vous ne vous serez pas expliqué, cette discussion restera fermée.

Pour la modération
Papykiwi

Explication valable reçue par MP. Discussion ouverte à nouveau

[invite958459c6]

Re bonjour à vous !

L'idée du rhéostat liquide étant ce qu'elle est, je pense repartir sur la base des bonnes vieilles résistances...
Néanmoins si quelqu'un possède des renseignement à ce sujet, je trouverais cela très intéressant (à mettre en place pour des petits tests en labo).

Coordialement

[invite0324077b]

bien sur que la soude caustique ou potasse caustique n'est pas un sel ! c'est une base ! tout le monde sera d'accord

mais on parle ici de carbonate de sodium !

un sel est le resultat d'un melange entre acide et base , c'est la tout le probleme en cas d'electrolyse , le sel se decompose et bouffe l'anode

la soude ordinaire , vendue dans le commerce sous le nom de cristaux de soude , est du carbonate de sodium que l'on peut considerer comme sel resultat du melange de soude caustique et CO2 ... le CO2 etant un acide tres faible , la production d'un peu de CO2 a l'anode est beaucoup moins corosive que la decomposition d'autre sel

la soude caustique marche aussi tres bien pour rheostat liquide , dailleur en cas d'usage intensif le carbonate de sodium , qui n'en fini pas de perdre du CO2 par electrolise finirait par se transformer en soude caustique ... sauf qu'a l'arret il absorbe le CO2 de l'air et revient a l'etat de carbonate

attention au vocabulaire de la soude et potasse
il y a longtemps en france soude voulait dire carbonate de sodium et il fallait preciser soude caustique pour dire NaOH

aujourd'hui dans l'enseignement soude tout court , veut dire soude caustique , et il faut preciser carbonate pour avoir du carbonate

sauf que 80 ans apres ce changement viscieux , ce vocabulaire n'est toujours pas utilisé dans le commerce : on vend toujours des cristaux de soude qui sont du carbonate de sodium

[invite76532345]

Bonjour

je souhaiterai mettre en place un banc de test de charge afin de tester des générateurs triphasés

Avant toute chose et afin d'éviter des discussions stériles:

Que voulez vous faire ?

Si 2 à 3 kW c'est de la "bidouille" amateur, 100kW et au dessus, c'est de l' "Industrie" avec des règles à respecter. (je ne vous ferai pas l'affront d'avoir pensé que vous confondiez kW et kVA)
Avez vous en votre possession la norme ISO 8528-6:2005 ?
Je me souviens de tests en usine où l'on mesurait
- La tension de sortie et la réponse de l'AVR
- La stabilité de la machine à 25, 50, 75 et 100% de la puissance de la machine. (paramètres de l' AVR).
- Les débits sur chaque phase
- Le temps de réponse de la régulation de vitesse sur variation de charge 0==>100% et 100==>0% (oui, ça souffre)
- Les paramètres stabilité moteur sur plusieurs heures à débit maxi
- Le (les) dispositif(s) de synchronisation générateur/secteur.
etc.
Je passe volontairement sur les divers tests du moteur d'entraînement de la génératrice

A vous lire
Cordialement.

[invite0324077b]

de toute facon le rheostat liquide consomme du courant resistif : donc KW = KVA : ca permet surtout de tester la capacité du moteur a fournir la puissance prevue ... c'est souvent avec cet essai qu'on trouve un filtre a gazoil ou filtre a air encrassé qui limite la puissance ! ne pas rire je l'ai vu chez un bobinier qui testait un gros groupe electrogene de l'edf ! ... pas la peine de chercher des defaut de regulation d'un alternateur si c'est le moteur qui ne fournis pas la puissance nominale

[invite958459c6]

Bonjour,

Ce que je souhaite faire est d'installer/fabriquer un banc de test général (unique mais grand), permettant de tester des générateurs (les générateurs conçus vont de environ 1kW à plus de 6MW je crois, mais en l'occurrence la majorité des générateurs commandés fournissent une puissance de 1kW à environ 600kW). En quelques sortes, les machines à installer sont orientés sur plusieurs types de clients (propriétaires de locaux, parcs industriels ou stations de train par exemple).

Je tiens à préciser que je ne confond nullement les kW des kVA (et en soit cela ne change pas grand chose à mon objectif), le facteur de puissance émanant du générateur est en général très très proche de 0.8. J'ose imaginer quand circuit purement résistif (ce que je souhaite faire, si les résistances sont "parfaites") mon facteur de puissance serait égal à 1, donc kW = kVA, donc excusez mon abus de langage, mais je raisonne en kW (qui veut également dire kVA dans ce cas précis).

Concernant le test de la machine en lui même, je ne suis pas trop rentré dans les détails avec l'ingénieur (pour le moment), mais personnellement je pensais également à tester sous plusieurs quarts de charge, mais l'idée de mesurer le temps de réponse ascendant et descendant de charge est une idée intéressante, je ne m'étais pas plongé sur la question.

Particularité supplémentaire : je possède 3 résistances de 1.7 Ohms chacune (donc 31kW) monophasées (donc si possible à utiliser).
J'ai longtemps cogité et j'ai dessiné un schéma assez complexe qui me semblait un bon compromis (qualité/prix) mais qui n'était pas régulier dans les pas (10kW - 40kW - 80kW - 140kW, par exemple), alors que je souhaitais plutôt avoir un banc "à la demande", ou je pourrais prendre n'importe quel valeur de puissance avec un pas = 1kW. Pour cela, après cogitation, la meilleure solution est je pense les résistances en parallèle (purement parallèle), mais multiplie le nombre de résistances. En même temps, plus de pas, plus de possibilités, donc besoin de plus de résistances...

Désolé je déballe un peu mes idées et avancement, mais pour le moment j'en suis là, j'ajuste mes valeurs de R afin d'obtenir la section que je souhaite.

En résumé, les tests que je souhaite effectuer sont des tests "secondaires", car ils sont déjà testé en Chine avant exportation, mais pour appuyer sur la démarche client, un petit test local ne sera pas de trop.

[invite76532345]

Bonjour

Je tiens à préciser que je ne confond nullement les kW des kVA (et en soit cela ne change pas grand chose à mon objectif), le facteur de puissance émanant du générateur est en général très très proche de 0.8. J'ose imaginer quand circuit purement résistif (ce que je souhaite faire, si les résistances sont "parfaites") mon facteur de puissance serait égal à 1, donc kW = kVA, donc excusez mon abus de langage, mais je raisonne en kW (qui veut également dire kVA dans ce cas précis).

Erreur profonde
Vous ne confondez nullement mais cela a pour vous (normal pour un débutant, classique pour ceux qui se disent "pro" et ne le sont pas) une sorte de contenu magique ou bien même ésotérique.
Le principe est cependant simple
Votre alternateur délivre donc "fabrique", sous une certaine tension U :
-un courant actif, donc une puissance active: P= U.I.cosphi.3^(1/2) exprimée en W (kW)
-un courant réactif,donc une puissance réactive: L= U.I.sinphi.3^(1/2) exprimée en VAR (kVAR)
La combinaison des deux puissances donne une puissance apparente S = U.I.3^(1/2) exprimée en VA (kVA).
Votre groupe électrogène est constitué d'un moteur et d'un alternateur (plus les accessoires)
Le moteur doit fournir à l'alternateur,en marche normale,toute la puissance apparente que "sort" celui-ci. Pour l'instant négligeons les pertes dues au rendement de l'ensemble.
Le constructeur a lui dimensionné son moteur en conséquence (en tenant compte des marges de puissance imposées par les normes ) et n'a pas mis "un bourrin plus gros" pour le plaisir. Le constructeur est aussi un commerçant qui n'est pas là pour "faire des cadeaux" à ses clients mais pour réaliser le plus possible de bénéfices avec son usine.
Donc si vous considérez un groupe de 100 kVA,cosphi 0.8 cela veut dire que: en marche normale vous pouvez lui demander en tout et pas plus :
S= 100 kVA soit:
P= 100 x 0.8 = 8O kW . C'est ce que l'on peut envoyer en ligne
L= 100 x 0.6 = 60 kVAR. C'est ce qui est nécessaire à la magnétisation de l'alternateur
Quand vous allez charger l'alternateur avec des résistances pures vous pourrez "envoyer" dans celles-ci, en tout et pour tout 80kW de puissance active ; "Point barre" (comme on dit au "Café du commerce").
Si vous utilisez ces 80kW sur des résistances pures vous obtiendrez 8OkW transformés en chaleur.
Ce n'est peut être pas intuitivement évident mais tous les constructeurs vous le diront.
Si vous utilisez ces 80kW pour charger un moteur de "cosphi=0.8", vos 80kW deviendront une "puissance apparente" soit S=80KVA.( Elle est "apparente" puisque d'est celle que l'on reçoit du groupe et qui apparaît en lisant les ampèremètres)
8O x 0.8 ==> P=64 kW mécaniques à l'arbre
80 x 0.6 ==> L=48 kVAR pour "magnétiser" ce moteur
La plaque moteur portera les valeurs "64kW" et "cosphi 0.8"
L'alternateur a besoin de sa puissance réactive de 60 kVAR et son moteur la fournit mais vos ampèremètres en ligne vers la charge ne la verront pas car elle n'est pas distribuée.
Ceci explique que, dans la mesure du possible, on utilise un banc de test résistif (puissance nécessaire en kW = 80% des KVA et sections de câbles cuivre à l'avenant) dont le refroidissement (dissipation thermique) est assuré par une source extérieure pour des raisons économiques et dans les autres cas un moteur dont la charge (frein de Froude par exemple, mais il y en a d'autres, et c'est hors sujet) sera moins largement dimensionnée; toujours les raisons économiques.

je possède 3 résistances de 1.7 Ohms chacune (donc 31kW) monophasées (donc si possible à utiliser).

Vous devez être limité par l'échauffement acceptable de ces cellules.
Sous 400V vous pourrez passer 400/1.7 = 235.3 A dans chaque; soit en triphasé 235.3 x 1.732= 407.5 A ce qui correspond à une puissance "P" de 400 x 407.5 = 163kW si elles sont disposées en triangle
Et en étoile: 163/1.732= 94kW (à l'arrondi près) seulement.
Il est évident qu'en chauffant la résistance de la cellule augmente. Il faut donc voir les données du constructeur pour savoir exactement à quoi l'on va s'attendre.

un banc "à la demande", ou je pourrais prendre n'importe quel valeur de puissance avec un pas = 1kW. Pour cela, après cogitation, la meilleure solution est je pense les résistances en parallèle (purement parallèle), mais multiplie le nombre de résistances.

Pourquoi un pas de 1kW ? Les tests s'effectuent généralement à 25-50-75-100 % de la puissance du groupe. Harmonisez donc en fonction de ce que cous avez à tester.
En reprenant le petit calcul précédent, vous avez déjà la possibilité de multiplier (ou diviser, au choix) la puissance du banc par 1.732 (pas loin de 2; voir les tolérances et déviations acceptables sur les cellules).
Et en câblant "série-parallèle" au lieu de "purement parallèle", de diviser encore par 2 la puissance ce qui fait que le "gros machin" pour les "grosses machines" peut aussi servir aux plus petites, simplement en positionnant correctement les "straps" avant chaque test.

Bonne suite

PS: pour infoa plein d'autrees; en français et en anglais
http://membres.multimania.fr/electro.../energieq.html
Il y en a plein d'autres; en Français et en Anglais (en Afrikaans je ne sais pas)

[invite958459c6]

Merci pour ces information papykiwi !

Pour adapter ma charge à mon générateur, pas de soucis je comptais prendre en compte (seulement) mes kW.

Pour le pas de 1kW, je me comprends... En réalité, ce sera une partie ou je pourrais choisir ma charge entre 1kW et 30kW (1) (avec un pas de 1kW à chaque fois), et ma deuxième partie concernera de 30kW à 600kW (2) je crois (avec des écarts de 30kW maxi), de telle sorte que je puisse sélectionner une valeur de charge spécifique en fonction du générateur à tester. Exemple, générateur de 100kW (125kVA) : test à 25kW, 50kW, 75kW et 100kW; pour avoir mes 25kW je sélectionne ma partie (1), pour 50kW je prend 30kW de mon (2) + 20kW de mon (1), etc...

En gros, j'obtient une "précision" de mes valeurs de charges que je pourrais exploiter plus facilement.

Pour ce qui est du montage "tout parallèle" ou combiner "parallèle série", c'était l'objet de ma première réflexion, où je pouvais obtenir pour une résistance R : R, 2R, R/2; intéressant mais avec des écarts entre les kW trop important, et de plus résistances faibles donc beaucoup (beaucoup) plus cher...

Merci de votre appui en tous cas