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Essais de groupes électrogènes diesel selon la norme ISO 8528

ASCO 6180 exécutant un essai de charge sur un groupe électrogène diesel

ISO 8528 (BS7698), part 6, is the standard applied for the test methods of engine-driven generator sets. It describes the general test requirements and defines the functional tests and the acceptance tests.Functional tests should always be performed, and usually occur in the manufacturer's factory. Acceptance tests are optional; they can be carried out on site and are often observed by the client or a representative.

In all cases, the tests shall be carried out according to the agreed specification of the generator. Before performing operational tests, it is important to record environmental data and specify a preliminary inspection. This includes safety checks, connections and protective devices to earth, insulation tests, checking of fluid levels, etc. During initial start-up, the emergency stop system must be checked first, followed by checking the frequency, voltage and phase rotation, then checking for leaks and vibrations.

It is only after these checks that the load tests are started.These include charge duration tests or "thermal tests", with recording of voltage and frequency in steady state, followed by charge acceptance tests, when transient responses to load changes are recorded .

The standard defines three performance categories: G1, G2 and G3.An additional category, G4, is reserved for the performance criteria agreed between the supplier and the buyer.

Each performance category has different criteria depending on the characteristics of the generator set.The G1 category is the least rigorous and generally applies to small generator sets intended to supply single loads.The G2 category is largely equivalent to the commercially available power, while the G3 category is intended for generator sets that strategically supply critical loads that require stable and precise power supply, such as in hospitals, data centers and financial institutions.

The engine setting is measured by the test frequency and the alternator voltage regulation is measured directly.The specific characteristics linked to the frequency include the variation of the stable state, a decrease when the maximum power increase is applied, an increase when the power supply is cut to 100% and the time before the frequency returns to the limits, in both cases. Voltage characteristics include the allowable drop when the maximum power increase is applied, the increase when the power is turned off at 100% and the recovery time.

Here are some of these criteria:

Catégorie de performance
G1
G2
G3
Catégorie de performance
G1
G2
G3
Bande de fréquence à l’état stable 2,5 % 1,5 % 0,5 %
Baisse de fréquence maximale -15 % -10 % -7 %
Augmentation de fréquence maximale +18 % +12 % +10 %
Temps de récupération de fréquence 10 secondes 5 secondes 3 secondes
Écart de tension à l’état stable 5 % 2,5  % 1 %
Baisse de tension maximale -25 % -20 % -15 %
Augmentation de tension maximale +35 % +25 % +20 %
Temps de récupération de tension 10 secondes 6 secondes 4 secondes

Dans tous les cas, les essais doivent être effectués en fonction de la spécification convenue du groupe électrogène. Avant d’effectuer les essais opérationnels, il est important de consigner les données environnementales et de spécifier une inspection préliminaire. Cela comprend des vérifications de sécurité, des connexions et des dispositifs de protection à la terre, des essais d’isolation, la vérification des niveaux de fluide, etc. Lors du démarrage initial, la vérification du système d’arrêt d’urgence doit d’abord être effectuée, suivie de la vérification de la fréquence, de la tension et de la rotation de phase, puis de l’inspection des fuites et des vibrations.

Ce n’est qu’après ces vérifications que les essais de charge sont lancés. Ceux-ci comprennent des essais de durée de charge ou « essais thermiques », avec enregistrement de la tension et de la fréquence à l’état stable, suivis des essais d’acceptation de charge, lorsque les réponses transitoires aux changements de charge sont enregistrées.

La norme définit trois catégories de performance : G1, G2 et G3. Une catégorie supplémentaire, G4, est réservée aux critères de performance convenus entre le fournisseur et l’acheteur.

Chaque catégorie de performance a des critères différents selon les caractéristiques du groupe électrogène. La catégorie G1 est la moins rigoureuse et s’applique généralement aux petits groupes électrogènes destinés à l’alimentation des charges simples. La catégorie G2 est largement équivalente à la puissance disponible dans le commerce, tandis que la catégorie G3 est destinée aux groupes électrogènes qui alimentent de manière stratégique des charges critiques qui nécessitent une alimentation électrique stable et précise, comme dans les hôpitaux, les centres de données et les institutions financières.

Le réglage du moteur est mesuré par la fréquence d’essai et la régulation de tension de l’alternateur est mesurée directement. Les caractéristiques spécifiques liées à la fréquence comprennent la variation de l’état stable, une diminution lorsque l’augmentation de puissance maximale est appliquée, une augmentation lorsque l’alimentation est coupée à 100 % et le temps avant le retour de la fréquence dans les limites, dans les deux cas. Les caractéristiques de tension comprennent la baisse permissible lorsque l’augmentation de puissance maximale est appliquée, l’augmentation lorsque l’alimentation est coupée à 100 % et le temps de récupération.

Voici certains de ces critères :

L’augmentation de puissance maximale pour ces essais, exprimée en pourcentage de la charge nominale du groupe électrogène, est déterminée par les caractéristiques du moteur et la correspondance entre le moteur et l’alternateur. Habituellement, les moteurs à aspiration naturelle sont mis à l’essai avec une acceptation de charge de 100 %, alors que les moteurs turbocompressés sont mis à l’essai avec une augmentation de puissance de 60 %. Toutefois, la norme définit une formule plus complexe fondée sur les paramètres du moteur et en pratique, cette valeur est maintenant déterminée par le fabricant.

D’autres essais peuvent aussi être spécifiés, ce qui permet d’étendre la portée de ceux qui sont établis dans les normes. Ceux-ci comprennent l’acceptation de la charge au démarrage à froid, les charges de démarrage du moteur simulées et le fonctionnement en parallèle synchronisé, par exemple.

Essais de facteur de puissance non unitaire

En pratique, presque tous les groupes électrogènes ont une charge de facteur de puissance non unitaire lorsqu’ils sont utilisés normalement. Pratiquement toutes les charges typiques de n’importe quel groupe électrogène comprennent les charges inductives et les charges de moteur. Même les charges comme l’éclairage fluorescent, qui ont des composants capacitifs, sont munies d’inductances de ballast pour que le facteur de puissance soit près de l’unité ou légèrement déphasé.

Presque tous les groupes électrogènes, sauf les plus petits, sont spécifiés à un facteur de puissance inductif, en général 0,8, et pratiquement tous les fabricants de groupes électrogènes utilisent des systèmes de qualité ISO 9001:2000. Bien que cette norme permette aux organisations de définir leurs propres systèmes et procédures, il est difficile de contester le concept selon lequel un produit peut être muni d’une plaque nominale indiquant une capacité de charge à un facteur de puissance de 0,8, s’il n’a pas été mis à l’essai à la valeur nominale de la plaque signalétique.

Lorsque des ingénieurs et des consultants professionnels définissent un système d’alimentation pour un projet, ils sont très conscients de cela et exigent que le groupe électrogène soit mis à l’essai selon les normes applicables et la plaque signalétique. Cela signifie des essais de charge non unitaire ou résistive/inductive. La norme ISO 8528 précise que les rapports doivent indiquer si les essais ont été effectués à un facteur de puissance différent du facteur de puissance nominal. En général, cela signifie que les essais effectués avec une charge uniquement résistive peuvent être considérés comme étant incomplets.

Tant les normes de qualité que la norme ISO 8528 pour les essais de groupes électrogènes entraînés par moteur exigent que des essais complets soient effectués. Les ingénieurs et les consultants professionnels ont réagi en spécifiant de tels essais. L’équipement, avec les systèmes de commande, d’instrumentation, de saisie de données et d’analyse, est disponible auprès des principaux spécialistes des bancs de charge comme ASCO.

Il ne fait aucun doute que, à l’avenir, d’autres essais seront effectués pour s’assurer que les groupes électrogènes respectent les spécifications, acceptent la charge en service dans le cadre d’un régime d’entretien bien géré et fonctionnent de façon acceptable sur le plan environnemental, avec une efficacité énergétique optimale et une pollution minimale.

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