TP N 06 ETUDE DE LA STATION DE POMPAGE

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1 OBJECTIFS Etude des solutions technique de la station de pompage. Etude des fonctionnements de la station de pompage : Local/distant Manu/Auto avec ou sans forçage de la pompe fixe. Etude du rendement d une pompe. POINTS DU PROGRAMME ABORDES Représentations symboliques Représentation symbolique associée à la modélisation des systèmes : Schémas électriques Comportement énergétique des systèmes Principe de base de la dynamique des fluides appliqués aux systèmes techniques. Conservation d énergie, pertes et rendements Transformateurs et modulateurs d énergie associés Actionneurs et modulateurs : moteurs électriques et modulateurs. Convertisseur d énergie : pompes. SUPPORTS ET DOCUMENTATIONS UTILISES - Station de pompage LEDENT. - Dossier technique et mise en service du système. - Schémas développés de puissance et de commande. CONDITIONS DE REALISATION - Travail en binôme - Durée : 4h - Compte rendu à rendre en fin de la séance 1/15

2 ANALYSE FONCTIONNELLE Utilisateur Pression dans les canalisations Station de pompage Distribuer l eau à pression constante quelque soit le débit Pression Débit Chaîne d'informations Supervision (PC) Ecran variateur communicant Consigne de pression ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER Poste de supervision Capteur de pression Capteur de débit A P I Carte Water solutions Ordres Connection Ethernet Liaison Modbus Voyants Eau sous pression Réseau électrique triphasé PROTEGER DISTRIBUER CONVERTIR TRANSMETTRE MODULER Distribuer De l eau Disjoncteur général Contacteur TeSysU Variateur de vitesse Moteurs asynchrones triphasés Chaîne d énergie Pompes à pression constante Eau sous pression souhaitée 2/15

3 TRAVAIL DEMANDE 1 ère PARTIE : Etude des solutions techniques. 1. À l aide de l analyse fonctionnelle fournie, compléter le diagramme FAST suivant : FP1 Distribuer de l eau à pression constante FT11 Gérer le système FT111 Alimenter FT112 en ST111 ST1121 Acquérir ST1122 ST1123 FT113 Donner des ordres FT114 ST113 Sorties A.P.I. ST1141 Traiter les ST1142 FT115 ST1151 Moduler l'énergie ST1152 FT116 Convertir l'énergie ST116 FT12 Faire circuler l'eau ST121 Pompe vitesse fixe ST122 FT13 Alimenter en eau 3/15 ST13 Canalisations

4 2. Entourer sur les schémas électriques fournis, les différentes solutions techniques (avec les repères de ST111 à ST122). 4/15

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7 3. Déterminer le repère du disjoncteur général. 2 ème PARTIE : Etude du fonctionnement de la station de pompage. Appeler le professeur responsable pour vérifier le réglage de la vitesse manuelle du variateur à 30 Hz (menu Pompes). 4. À l aide du dossier technique, mettre en service la station de pompage en mode distant ainsi que le poste de supervision. Quel est l avantage du mode distant?... 7/15

8 5. En fonctionnement manuel sans forçage pompe fixe : 5.1. Relever sur le poste de supervision, la pression en fonction du débit entre 0 l/min et 120 l/min (la variation du débit est obtenue par le réglage de la vanne rouge). On notera la fréquence du variateur de vitesse du moteur et l'état du TeSysU. Débit (l/min) Pression (bar) Fréquence (Hz) Etat du TeSysU Tracer l'allure de l'évolution de la pression dans les canalisations en fonction du débit demandé par les utilisateurs. Commenter l'allure de la courbe. Commentaire : Que peut on faire si l'on désire augmenter le débit? 8/15

9 6. En fonctionnement manuel avec forçage pompe fixe : 6.1. Relever sur le poste de supervision, la pression en fonction du débit entre 0 l/min et 250 l/min (la variation du débit est obtenue par le réglage de la vanne rouge). On notera la fréquence du variateur de vitesse du moteur et l'état du TeSysU. Débit (l/min) Pression (bar) Fréquence (Hz) Etat du TeSysU Tracer l'allure de l'évolution de la pression dans les canalisations en fonction du débit demandé par les utilisateurs. Commenter l'allure de la courbe. Commentaire : 9/15

10 7. En fonctionnement automatique sans forçage pompe fixe : 7.1. Régler la consigne de pression à 1 bar (page pompes, modification puis valider, puis valider sur la flèche verte) Relever sur le poste de supervision, la pression en fonction du débit entre 0 l/min et 300 l/min (la variation du débit est obtenue par le réglage de la vanne rouge). On notera la fréquence du variateur de vitesse du moteur et l'état du TeSysU. Débit (l/min) Consigne Pression (bar) Pression (bar) Fréquence (Hz) Etat du TeSysU /15

11 7.3. Tracer l'allure de l'évolution de la pression dans les canalisations en fonction du débit demandé par les utilisateurs. Commenter l'allure de la courbe. Commentaire : 7.4 Pourquoi la pompe fixe se met en marche en fonctionnement automatique? 11/15

12 3 ème PARTIE : Etude du rendement d une pompe. Rappels : Rendement d une pompe P électrique Pompe P hydraulique = P hydraulique P électrique Pertes La puissance hydraulique est donnée par la formule : P hydraulique (W) = Q (l/s) x H (m) x g en négligeant les pertes de charge dans la canalisation. Avec Q le débit, H la hauteur d eau et g l accélération de la pesanteur (9,81m/s 2 ). 9. Sachant que 1 bar = 10 m, démontrer que l on peut obtenir la formule équivalente : P hydraulique (W) = Q (l/min) x P (bar) x 1, En fonctionnement manuel sans forçage pompe fixe : 8.1 Régler la vitesse manuelle de la pompe variable à 50 Hz (fonctionnement de la pompe à vitesse maximum). 8.2 Demander au professeur responsable d afficher la puissance électrique du variateur (Menu variateur, Surveillance, Puissance d entrée) Relever sur le poste de supervision, la pression en fonction du débit entre 0 l/min et 120 l/min (la variation du débit est obtenue par le réglage de la vanne rouge). Compléter ce tableau par le calcul de la puissance hydraulique et le rendement d une pompe. Débit Q (l/min) Pression P (bar) P électrique (W) P hydraulique (W) Rendement η (%) /15

13 8.4. Tracer la courbe η = f(q). Déterminer le débit de la pompe où le rendement est maximum. Déterminer alors la pression correspondante. Rendement maximum :... Débit de la pompe lorsque le rendement est maximum : Pression correspondante : 8.5 Déterminer sur le système la référence de la pompe utilisé : Comparer les valeurs débit, pression et rendement maximum mesurées avec les caractéristiques du constructeur de la pompe (ANNEXE 1). Conclusion. Caractéristiques constructeur : Type de pompe. Rendement maxi = Débit =. Pression =... Conclusion : 13/15

14 ANNEXE 1 14/15

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