Quelle que soit l’installation, les coupures électriques non planifiées peuvent être extrêmement coûteuses. Dans cet article, nous examinerons certains des impacts de ces coupures, les rôles que jouent la disponibilité et la fiabilité de l’alimentation électrique dans cette équation, et les cinq façons dont les produits, logiciels et services digitaux peuvent aider.
Le coût réel des coupures électriques dépend largement du type de secteur. Par exemple, une étude de Ponemon a révélé que le coût moyen d’une panne de datacenter est supérieur à 666 000 euros. Dans le secteur de la santé, le coût moyen estimé des coupures est de 7 801 euros par minute, une interruption de 8 heures peut coûter 3,7 millions d’euros, sans compter les risques critiques pour la vie humaine. 40% des entreprises commerciales et industrielles américaines ont déclaré qu’elles avaient subi une panne d’électricité d’un coût supérieur à 45 000 d’euros au cours de l’année écoulée, 2 % d’entre elles ayant déclaré des pertes supérieures à 1,8 millions d’euros.
Quelle est la cause de ces coupures ? Certaines sont le résultat de pannes majeures du réseau électrique. Et, les événements météorologiques extrêmes se sont multipliés ces dernières années, avec seize catastrophes météorologiques dont les pertes se chiffrent en milliards de dollars recensées aux États-Unis en 2017. Un autre contributeur majeur est l‘infrastructure électrique. Les réseaux électriques deviennent plus complexes, avec des sources d’alimentation décentralisées et davantage d’appareils électroniques de puissance, ce qui entraîne une plus grande « pollution » de la qualité de l’énergie. Ces conditions peuvent avoir un impact sur la fiabilité des équipements de plus en plus digitalisés et sensibles. Si la distribution d’électricité n’est pas conçue, protégée, surveillée et maintenue correctement, il peut y avoir des risques cachés pour la continuité de service.
Quelle est la différence entre la disponibilité et la fiabilité de l’énergie ?
Disponibilité de l’énergie. La norme IEC définit la disponibilité comme « l’aptitude à se trouver dans un état permettant de fonctionner comme prévu ». En termes simples, il s’agit du temps de fonctionnement. Ou, dans le langage des centres de données, le « nombre de 9 ». Par exemple, un temps de disponibilité de 99,999 % correspond à cinq 9, ce qui équivaut à environ 5 minutes de coupure par an. Le temps de fonctionnement sera affecté par la fiabilité de l’infrastructure d’une installation, mais aussi par la rapidité avec laquelle l’installation peut être rétablie après une panne.
Fiabilité de l’alimentation. La norme IEC définit la fiabilité comme « l’aptitude à fonctionner comme prévu, sans défaillance, pendant un intervalle de temps donné, dans des conditions données ». En d’autres termes, pour garantir une disponibilité maximale de l’alimentation dans votre installation, vous devez faire en sorte que votre infrastructure électrique fonctionne de manière fiable et sans problème pendant la plus grande durée possible, et cela inclut chaque composant du système. De nombreux facteurs peuvent affecter la fiabilité de votre système électrique. Il s’agit notamment de la qualité de la conception du système, de ses conditions de fonctionnement et d’environnement, de la surveillance des équipements et de ces conditions, et de la maintenance des équipements.
5 façons d’améliorer la disponibilité de l’alimentation électrique
La disponibilité et la fiabilité d’un système de distribution englobent l’ensemble de son cycle de vie, de la conception à l’exploitation. Voici cinq éléments d’action :
1. Etudes de référence préétablies
Un système de distribution électrique moyenne et/ou basse tension préfabriqué sera basé sur une conception de référence qui a été validée pour l’application spécifique.
Cette conception doit inclure la conception du système d’alimentation de base, ainsi que la couche d’intelligence digitale connectée utilisée pour la gestion de l’alimentation. Pour améliorer encore la résilience, la conception peut inclure une alimentation de secours et un conditionnement de l’énergie [par exemple, des générateurs, des systèmes d’alimentation sans coupure (UPS), des inverseurs de sources automatiques (ATS), un filtrage des harmoniques]. Elle doit également être conforme aux réglementations locales et aux normes internationales, et être optimisée pour assurer la sécurité des personnes et la protection des équipements.
Une conception de référence préétablie permet également de rationaliser considérablement le processus de conception-construction, en réduisant à la fois le risque global et le coût de mise en œuvre et d’exploitation du système. Un logiciel spécialisé dans la conception de la distribution électrique optimise chaque aspect du système pour son application spécifique, en tenant compte de toutes les conditions opérationnelles et environnementales prévues, aujourd’hui et demain. Cela permet d’assurer l’avenir de l’installation.
2. Disjoncteurs électriques intelligents
La technologie la plus récente en matière de disjoncteurs électriques protège les personnes et les équipements, tout en maintenant les opérations d’une installation. Si un défaut se produit en un point quelconque d’un circuit de distribution électrique, vous ne voulez pas que ce défaut affecte la continuité de service de l’ensemble de l’installation. La sélectivité est utilisée pour isoler rapidement la section problématique, en déclenchant uniquement le disjoncteur électrique situé directement en amont de la section problématique, sans priver le reste du réseau d’alimentation.
La conception de la distribution électrique vous permet d’optimiser la conception de votre installation, en sélectionnant les tailles et les combinaisons de disjoncteurs électriques pour assurer une sélectivité « totale » entre tous les niveaux du réseau de distribution électrique.
Les meilleurs disjoncteurs électriques sont faciles à entretenir, leurs caractéristiques d’embrochage facilitent leur gestion. Les disjoncteurs intelligents offrent également des capacités de comptage intégrées pour prendre en charge la gestion de la puissance connectée et la maintenance prédictive.
3. Système de gestion de l’énergie
Dans tout votre système de distribution électrique, il peut y avoir des risques pour la fiabilité qui sont cachés et passent inaperçus. Un système électrique entièrement digitalisé peut mieux résister aux perturbations électriques et est résilient aux coupures. Un système de gestion de l’énergie tire parti des données des appareils connectés, agissant comme un microscope sur votre système électrique, surveillant en permanence ses performances et les actifs qui y sont connectés. Si une condition inattendue est détectée, une alarme avertit le personnel, où qu’il se trouve, afin qu’il puisse immédiatement localiser le problème et prendre des mesures pour éviter une situation critique.
Un réseau électrique connecté comprend des compteurs d’énergie avancés, intelligents et connectés qui révèlent rapidement les problèmes de qualité de l’énergie, tels que les harmoniques élevées, les chutes de tension ou d’autres types de défauts, tandis que les outils de diagnostic aident l’équipe d’installation à déterminer les causes profondes avant qu’elles ne provoquent une panne.
Une solution de gestion de l’énergie à connexion digitale devrait également inclure des capteurs thermiques sans fil, pour une détection précoce des augmentations anormales de température sur les conducteurs et les
points de connexion. Cela permettra de réduire le risque d’incendie ou de panne (et les coupures associées), tout en évitant le temps et le coût des tests de thermographie (infrarouge) annuels. Une autre innovation récente est la capacité de surveiller la santé et le vieillissement des disjoncteurs électriques, avec des analyses avancées qui permettent une maintenance plus proactive, en prévenant les problèmes de performance et en prolongeant la durée de vie des disjoncteurs électriques. Ces capacités permettent de garantir qu’une alimentation propre et stable est toujours disponible 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, tout en réduisant les coûts opérationnels.
4. Services d’experts pour la maintenance prédictive
Les applications de gestion de l’énergie basées sur le cloud font office de portail vers des services d’experts à distance. Si votre organisation dispose d’expertise ou de ressources techniques limitées sur place, ces « services digitaux » peuvent vous aider à réduire la complexité et le temps nécessaires à la gestion de vos systèmes de distribution électrique, tout en améliorant la qualité, la fiabilité et la disponibilité de l’énergie.
Des conseillers experts surveilleront vos opérations 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, et fourniront des informations sur l’état de santé de votre système électrique et les performances de vos actifs. Ces informations permettent d’adopter une approche de maintenance plus prédictive, ce qui se traduit par une diminution des défaillances opérationnelles et une réduction des coupures de 30 à 50 %. Les services de conseil, notamment les partenaires de Schneider Electric EcoXpert, peuvent également vous aider à faire évoluer votre système tout au long de son cycle de vie.
5. Localisation des pannes et remise sous tension de l’installation
Même si vous prenez toutes ces mesures pour assurer la continuité de service, il y a toujours un risque de coupure non planifiée. Si une panne survient, vous devez en minimiser la durée et l’impact. Disposer des bons produits et logiciels vous aidera à assurer une remise sous tension rapide. Certains des outils les plus récents permettront à l’équipe responsable des installations sur place de corréler automatiquement les données de l’ensemble du système et de suivre la propagation d’une perturbation pour en isoler la source. En outre, les relais de protection intelligents, les déclencheurs et les accessoires (par exemple, les contacts auxiliaires, etc.) permettront de localiser plus rapidement un défaut, en identifiant le disjoncteur électrique déclenché et son circuit associé. Une application pour smartphone peut alors être utilisée pour trouver la cause profonde de l’incident, et avoir accès à des conseils étape par étape pour aider à rétablir rapidement le courant.
Dans le « nouveau monde électrique », plus complexe et plus sensible à l’énergie, les entreprises risquent de subir davantage de coupures électriques imprévues, des opérations électriques très inefficaces et des pannes d’équipement plus fréquentes. Tous ces facteurs peuvent entraîner une augmentation des dépenses OPEX et, dans certains cas, des pertes financières importantes. Pour ces raisons, il faut désormais se concentrer davantage sur l’utilisation des bonnes technologies et des bons services pour garantir des solutions électriques innovantes.
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Traduit de l’anglais depuis : « 5 ways to improve power availability and reliability in your facility » écrit par Nicolas Jurdit et Tony Hunt.
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