Dans une usine, les variateurs se mettent en défaut deux fois par mois et personne ne sait pourquoi. Les compteurs des départs indiquent des kW et des kWh normaux avant et après chaque défaut : ils font des moyennes sur quelques secondes ou minutes et ne gardent aucune trace d’un creux de tension de 120 ms. Un analyseur de réseau sur l’arrivée générale aurait enregistré le creux, sa profondeur et sa durée, et les défauts auraient coïncidé avec lui. L’erreur inverse est tout aussi fréquente : un site équipe chaque tableau d’un analyseur et paie une capture d’événements que personne ne consulte, alors qu’il avait besoin des kWh par circuit. Ce guide explique ce que mesurent un analyseur de qualité de l’énergie et un compteur d’énergie, quel instrument répond à quelle question, et comment les deux alimentent un même système de suivi.
Le chiffre de qualité de l’énergie le plus cité, le THD, est expliqué avec ses limites dans le guide du taux de distorsion harmonique.
Ce que mesure chaque instrument
| Compteur d’énergie | Analyseur de qualité de l’énergie | |
|---|---|---|
| Question traitée | Quelle quantité d’énergie, à quel moment et pour quel coût | Quelle est la qualité de l’alimentation, et qu’est-ce qui l’a perturbée |
| Grandeurs principales | kWh, kvarh, puissance appelée en kW, tension, courant, facteur de puissance | Creux de tension, surtensions et coupures, papillotement (flicker), déséquilibre, harmoniques et interharmoniques, fréquence |
| Norme de mesure | Classes de précision d’IEC 62053-21 ou d’IEC 62053-22 ; approbation MID pour la facturation dans l’UE | Méthodes de mesure d’IEC 61000-4-30, classe A ou classe S |
| Résolution temporelle | Index d’énergie, plus des moyennes sur quelques secondes ou sur un intervalle de puissance appelée | Valeurs sur 10 périodes à 50 Hz (12 à 60 Hz), soit environ 200 ms, agrégées sur 3 s, 10 min et 2 h, plus des enregistrements d’événements |
| Installation type | Permanente, un compteur par circuit | Portable pour une campagne de mesure, ou fixe sur une arrivée |
La classe d’un compteur d’énergie indique avec quelle exactitude il compte l’énergie. Elle ne dit rien des événements, car un compteur n’est pas tenu de les détecter. La classe d’un analyseur indique comment il mesure chaque paramètre de qualité de l’énergie, de sorte que deux instruments raccordés à la même alimentation rapportent le même creux.
Analyseur de réseau, analyseur de qualité de l’énergie ou centrale de mesure
Les noms se recoupent. En France et en Belgique, « analyseur de réseau » désigne d’abord l’analyseur portable de qualité de l’énergie, mais le terme s’applique aussi à certains appareils de tableau. Les cahiers des charges appellent généralement l’appareil multifonction monté en tableau une « centrale de mesure ». En espagnol (analizador de redes) et en italien (analizzatore di rete), un même mot couvre l’analyseur portable et l’appareil de tableau qui affiche aussi les harmoniques. En anglais, network analyser désigne le plus souvent un instrument radiofréquence : nommez donc la fonction plutôt que l’appareil.
La norme IEC 61557-12 appelle dispositifs de mesure et de surveillance de la puissance (PMD) les appareils de tableau qui mesurent l’énergie et les grandeurs électriques d’une installation. Une centrale de mesure peut afficher le THD ou des harmoniques individuelles sans les mesurer selon la méthode d’IEC 61000-4-30. Vérifiez dans la fiche technique la norme et la classe de chaque fonction sur laquelle vous comptez vous appuyer.
Classes de mesure
La norme IEC 61000-4-30 définit deux classes de mesure. En classe A, deux instruments raccordés au même signal donnent des résultats concordants, dans les limites de l’incertitude déclarée. Utilisez-la lorsqu’un résultat peut être comparé ou contesté : contrôle d’une alimentation par rapport à EN 50160 ou à un contrat de fourniture, ou essai de conformité à un code de réseau. La classe S sert aux campagnes de mesure et aux évaluations statistiques, lorsqu’il faut trouver un problème plutôt que le prouver à un tiers. La classe s’applique à chaque paramètre déclaré par l’instrument : vérifiez donc quels paramètres la fiche technique couvre.
Durée de la mesure
EN 50160 décrit la tension au point de livraison d’un réseau public basse tension sur une semaine de valeurs moyennes sur 10 minutes. Chaque semaine, 95 % des valeurs efficaces de la tension sur 10 minutes doivent rester à ±10 % de la tension nominale, et toutes entre +10 % et −15 %. Le THD de la tension, harmoniques jusqu’au rang 40 compris, ne doit pas dépasser 8 %.
Une campagne de moins d’une semaine, ou qui manque le poste le plus chargé, ne peut pas le montrer. Calez la campagne sur le rythme de travail du site, pas sur la visite de l’ingénieur.
Quel instrument pour quelle question
| Question | Instrument |
|---|---|
| L’alimentation respecte-t-elle EN 50160 ou le contrat de fourniture ? | Un analyseur de classe A au point de livraison, pendant au moins une semaine |
| Pourquoi des variateurs se mettent-ils en défaut ou des contacteurs retombent-ils ? | Un analyseur portable avec capture d’événements sur le tableau concerné ; la classe S suffit souvent |
| Les harmoniques font-elles chauffer un transformateur ou des condensateurs ? | Un analyseur qui mesure les harmoniques individuelles sur le départ, puis le calculateur de THD et de TDD pour rapporter la distorsion au courant de demande |
| Les tensions ou les courants des phases sont-ils déséquilibrés ? | La tension et le courant fournis par l’un ou l’autre instrument, contrôlés avec la méthode du déséquilibre de tension |
| Où va l’énergie, et combien coûte-t-elle ? | Des compteurs d’énergie sur chaque circuit, relevés en continu |
| La charge de nuit a-t-elle baissé après une modification ? | Des compteurs d’énergie avec des données par intervalle |
Beaucoup de sites ont besoin des deux : un analyseur fixe sur l’arrivée générale pour les événements, et des compteurs d’énergie sur les circuits pour la consommation. Les calculateurs de puissance triphasée et de correction du facteur de puissance partent des mêmes valeurs de tension, de courant et de facteur de puissance, quel que soit l’instrument qui les fournit.
Compteurs et analyseurs Modbus dans un même système
Les analyseurs de tableau et les compteurs d’énergie ont généralement une interface en commun : RS-485 avec Modbus RTU, ou Ethernet avec Modbus TCP. Une passerelle peut interroger les deux et placer leurs mesures sur un même axe de temps. Le répertoire des appareils propose des guides pour trois analyseurs : le Janitza UMG 512-PRO, le Janitza UMG 96-PQ-L et le Camille Bauer LINAX PQ5000. Le guide des compteurs Modbus triphasés traite des compteurs.
L’interrogation copie les valeurs à chaque intervalle d’interrogation, par exemple la tension, le THD et le déséquilibre une fois par minute. Elle ne copie ni les enregistrements d’événements ni les formes d’onde de l’analyseur, et la copie ne reprend pas son statut de classe A. Conservez les événements et les rapports dans le logiciel de l’analyseur, et servez-vous des valeurs relevées pour les tendances, les alertes et la comparaison avec les données d’énergie.
Rôle d’EpiSensor
Le moniteur d’électricité ZEM est un moniteur d’énergie triphasé, pas un analyseur de qualité de l’énergie. Il fournit les kWh, les kVAh, la tension et le courant efficaces, le facteur de puissance et la fréquence, en classe 0,5S selon IEC 62053-22 pour l’ensemble compteur et capteurs de courant. Il ne mesure ni les harmoniques ni le papillotement, et n’enregistre pas les événements de tension. Le guide du comptage de haute précision explique ce que couvre cette classe.
Le Gateway exécute Edge, qui réunit les ZEM ainsi que les compteurs et analyseurs Modbus dans les mêmes tableaux de bord, alertes et exports. Pour l’essayer avec un compteur ou un analyseur que vous possédez déjà, exécutez Edge sur un Raspberry Pi configuré avec System Manager : un appareil Modbus tiers de 32 registres au plus est fourni sous licence gratuite, avec tous les outils de tableaux de bord, d’analyse et d’alerte, et les données restent sur votre réseau. Le Pi fonctionne sur une carte microSD : utilisez-le pour évaluer, pas pour un site critique pour l’activité. Voir évaluer Edge sur un Raspberry Pi.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre un analyseur de qualité de l’énergie et un compteur d’énergie ?
Un compteur d’énergie mesure l’énergie, la puissance, la tension et le courant selon une classe de précision, pour suivre la consommation et les coûts. Un analyseur de qualité de l’énergie mesure, selon les méthodes d’IEC 61000-4-30, comment l’alimentation s’écarte d’une sinusoïde propre et stable : creux, surtensions, coupures, papillotement, déséquilibre, harmoniques et interharmoniques, chacun avec un horodatage et une durée.
Que mesure un analyseur de réseau ?
Le terme désigne deux instruments. L’analyseur de réseau portable, ou analyseur de qualité de l’énergie, enregistre les événements de tension, le papillotement, le déséquilibre et les harmoniques pendant une campagne de mesure. L’appareil multifonction monté en tableau, généralement appelé centrale de mesure, mesure en continu l’énergie, la puissance, la tension, le courant, le facteur de puissance et le plus souvent les harmoniques. Vérifiez dans la fiche technique la norme que respecte chaque fonction.
Faut-il un analyseur de qualité de l’énergie de classe A ?
Choisissez la classe A lorsque le résultat peut être comparé à celui d’un autre instrument ou contesté : contrôle d’une alimentation par rapport à EN 50160 ou à un contrat, ou essai de conformité à un code de réseau. Un instrument de classe S suffit généralement pour trouver la cause d’un problème sur votre propre site.
Un compteur d’énergie peut-il mesurer les harmoniques ?
Beaucoup de compteurs affichent le THD de la tension et du courant, et certains donnent les harmoniques individuelles. Si la fiche technique n’indique pas la méthode IEC 61000-4-30 et la classe pour ce paramètre, considérez la valeur comme un indicateur de tendance, pas comme une preuve de conformité.
Combien de temps doit durer une campagne de mesure de la qualité de l’énergie ?
Au moins une semaine, pour couvrir tous les postes et le week-end. EN 50160 évalue une alimentation basse tension sur une semaine de valeurs sur 10 minutes, et une campagne plus courte peut manquer le profil de charge à l’origine du problème.