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Gestion de l'énergie et mesure

Sous-comptage avec compteurs Modbus : choix du compteur et des TC

Comment choisir des compteurs Modbus monophasés, triphasés ou multicircuits, dimensionner les TC et opter pour Modbus RTU ou TCP.

Sous-comptage avec compteurs Modbus : choix du compteur et des TC
Photo : taner ardalı · CC0 · Wikimedia Commons

Le sous-comptage consiste à installer un compteur sur chaque circuit que l'on souhaite suivre : une ligne de production, un locataire, un groupe froid, un étage. La plupart des problèmes viennent de transformateurs de courant (TC) mal adaptés au courant ou au conducteur, et de la liaison qui achemine les mesures vers un automate ou un système SCADA. Cet article présente les choix à faire pour le sous-comptage avec des compteurs d'énergie Modbus : type de compteur, calibre et diamètre intérieur des TC, précision, câblage, Modbus RTU ou Modbus TCP, et les séries PM d'ICP DAS adaptées.

Monophasé, triphasé ou multicircuit

La liste des circuits, leur type d'alimentation et leur courant maximal déterminent le type de compteur.

  • Monophasé : le PM-3112 mesure deux boucles monophasées et le PM-3114 en mesure quatre, en câblage 1P2W avec des entrées de tension jusqu'à 300 V et des TC jusqu'à 200 A.
  • Triphasé : la série PM-3133 gère les câblages 3P4W, 3P3W, 1P3W et 1P2W de 10 à 500 V. En mode 1P2W-1CT, un seul compteur peut aussi mesurer trois circuits monophasés.
  • Nombreux circuits sur une seule carte : la série PM-4324 mesure jusqu'à 8 circuits triphasés ou 24 circuits monophasés, ou un mélange des deux, grâce à 24 entrées TC. Elle est destinée aux immeubles multilocataires, aux bureaux et aux centres commerciaux.

Dimensionner les transformateurs de courant : calibre et diamètre intérieur

Le calibre du TC doit couvrir le courant de fonctionnement normal le plus élevé du circuit. Le diamètre intérieur doit permettre le passage du conducteur avec son isolant, ou du jeu de barres. Placez un TC autour de chaque conducteur de phase, jamais autour d'un câble multiconducteur complet : les courants des âmes s'annulent et le compteur affiche une valeur proche de zéro.

Les séries PM-3133, PM-2133D, PM-5133 et PM-4324 sont livrées avec des TC appariés, et le suffixe de la référence indique lesquels. Tous les suffixes ne existent pas dans chaque série.

SuffixeCalibre du TCDiamètre intérieurPlage de mesure
-005P5 A10 mm0,05 à 5 A
-100P60 A10 mm0,05 à 60 A
-160P100 A16 mm0,1 à 100 A
-240P200 A24 mm0,15 à 200 A
-360P300 A36 mm0,3 à 300 A
-400P400 A36 mm0,3 à 400 A

Ces TC disposent de câbles de raccordement de 4 m. Pour les conducteurs de forte section, la série PM-3133-RCT utilise des bobines de Rogowski souples : 500 A (55 mm), 1000 A (80 mm), 2000 A (105 mm) et 4000 A (185 mm), mesurant chacune à partir de 5 A.

Réutiliser les TC existants

Lorsque le tableau électrique dispose déjà de TC à secondaire 1 A ou 5 A, le PM-3033 les accepte directement ; notez leur rapport, par exemple 400/5 A, car il est nécessaire pour mettre les mesures à l'échelle. Pour les TC 333 mV, utilisez le PM-3133P, le PM-2133DP ou le PM-4324P, livrés sans TC et non compatibles avec les bobines de Rogowski. Les TC à noyau fendu CA-SCTxxP correspondants couvrent de 5 à 400 A avec des diamètres intérieurs de 10 à 36 mm ; le rapport de transformation doit être correctement réglé dans le compteur.

Précision : lire les valeurs

ICP DAS indique la précision de la puissance active pour un facteur de puissance de 1 :

  • Meilleure que 0,5 % pour les PM-3112, PM-3114, PM-3133, PM-4324 et PM-5133 avec leurs TC fournis, et pour le PM-3033 (au-dessus de 0,5 A de courant d'entrée pour le PM-3033 et le PM-5133).
  • Meilleure que 2 % pour les versions Rogowski, au-dessus de 50 A pour les bobines de 500 A et 1000 A et au-dessus de 200 A pour les plus grandes.
  • Environ 2 à 5 % pour les modèles 333 mV, selon le TC.

Choisissez le plus petit calibre de TC couvrant le courant maximal ; un TC surdimensionné passe l'essentiel de son temps en bas de sa plage. Les bobines de Rogowski conviennent aux arrivées de forte puissance, et non aux départs peu chargés. Si les mesures servent à facturer les locataires, vérifiez quelle homologation de compteur imposent les réglementations nationales.

Câblage et installation

  • Sens des TC : montez chaque TC dans le sens indiqué sur son boîtier. Les modèles triphasés mesurent l'énergie dans les deux sens, si bien qu'un TC inversé apparaît comme une énergie réinjectée plutôt que comme un défaut évident.
  • Affectation des phases : chaque TC doit être placé sur la même phase que son entrée de tension, sinon la puissance et le facteur de puissance seront faux.
  • Alimentation auxiliaire : les PM-3112, PM-3114 et PM-3133 nécessitent 12 à 48 VDC, avec l'alimentation par Power over Ethernet en option sur le PM-3133-MTCP. Les PM-4324 et PM-2133D acceptent 85 à 264 VAC.
  • Sorties : de nombreux modèles disposent de deux relais de puissance de type A (5 A sous 250 VAC) pour les alarmes.

Les raccordements de tension et les TC dans un tableau de distribution doivent être installés par un électricien qualifié.

Modbus RTU ou Modbus TCP

Les versions standard utilisent Modbus RTU sur RS-485. Un bus à paire torsadée relie les compteurs les uns aux autres, chaque compteur possède sa propre adresse, et le bus est terminé aux deux extrémités. Des débits de 9600 à 115200 bit/s sont pris en charge.

Les versions au suffixe -MTCP disposent d'un port Ethernet 10/100 Mbit/s avec Modbus TCP, ce qui évite un bus séparé lorsque les compteurs sont dispersés et que l'Ethernet est déjà en place. Plusieurs séries existent également avec CANopen (suffixe -CPS).

Choisir un compteur d'énergie Modbus dans la série PM

SérieCircuitsEntrée de courantInterfaces
PM-3112, PM-31142 ou 4 monophasésTC, 60 à 200 ARTU, TCP, CANopen
PM-31331 triphasé ou 3 monophasésTC, 5 à 400 ARTU, TCP, CANopen
PM-3133-RCT1 triphaséRogowski, 500 à 4000 ARTU, TCP, CANopen
PM-3133i1 triphasé, entrées isolées jusqu'à 600 VTC, 60 à 400 ARTU, TCP, CANopen
PM-30331 triphaséTC existants 1 A ou 5 ARTU, TCP, CANopen
PM-3133P, PM-4324P, PM-2133DP1 triphasé ; jusqu'à 24 circuits sur le PM-4324PTC 333 mVRTU ; TCP sur PM-3133P, PM-4324P
PM-4324, PM-4324A8 triphasés ou 24 monophasésTC, 60 à 400 ARTU, TCP
PM-2133D1 triphasé, compteur de tableau à afficheur LEDTC, 5 à 400 ARTU
PM-51331 triphasé, écran tactile de 3,5" et enregistreur de donnéesTC, 5 à 400 ARTU

Tous mesurent la tension, le courant, la puissance, l'énergie, le facteur de puissance et la fréquence, actualisés chaque seconde. Lorsqu'aucun automate ni système SCADA n'interroge les compteurs, un concentrateur de compteurs d'énergie PMC ou PMD peut les scruter et enregistrer les données.

Envoyez au service commercial technique une liste de circuits avec les tensions, les courants maximaux et les sections de câbles, et nous proposerons les compteurs et les TC adaptés.

Produits pour cette application

iWSN-110X-RCT1000P-CT Current Sensing Module, 1-ch RCT Input, 433 MHz RF
iWSN-110X-RCT1000P-CT CR iWSN-110X-RCT1000P-CT Module de mesure de courant, 1 voie d'entrée bobine de Rogowski, RF 433 MHz

iWSN-110X-RCT1000P-CT est un module de mesure de courant autoalimenté destiné aux ingénieurs qui ont besoin d'une mesure de courant sans fil sans avoir à raccorder le capteur au secteur. Une batterie Li-ion intégrée est rechargée par le courant induit dans le transformateur de courant à noyau fendu, ce qui permet d'installer le module sur un conducteur existant et de le laisser fonctionner de manière autonome.Le module mesure le courant au moyen d'une entrée bobine de Rogowski prévue pour jusqu'à 1000 A (bobine Φ80 mm) et comprend une entrée TC à noyau fendu utilisée uniquement pour la recharge. Les données sont transmises en RF 433 MHz, avec 16 canaux et 4 identifiants de groupe permettant jusqu'à 64 sous-réseaux RF, ce qui est utile lorsque plusieurs capteurs partagent un même site. La configuration s'effectue à l'aide de commutateurs DIP et rotatifs, et une interface d'extension est fournie pour plus de souplesse.Surveillance de l'énergie et de la puissance là où le câblage d'une alimentation vers chaque capteur n'est pas réalisableProjets de maintenance prédictive et d'analyse de données massivesApplicationsÉconomie d'énergie et surveillance de la puissanceAnalyse de données massivesMaintenance prédictive

Prix régulier : 589,00 € par pièce · remise sur quantité à partir de 10 pcs
Sur commandeLivraison sous environ 2-3 semaines
iWSN-200U iWSN Data Concentrator, 433 MHz with RS-232/RS-485 Port
iWSN-200U CR iWSN-200U Concentrateur de données iWSN, 433 MHz avec port RS-232/RS-485

Le iWSN-200U est un concentrateur de données sans fil pour réseaux de capteurs iWSN. Il reçoit les mesures de jusqu'à 31 capteurs iWSN via une liaison radio 433 MHz, les met en mémoire tampon, et permet à un système hôte de lire les données au moyen de commandes Modbus RTU sur son port série. Il convient aux ingénieurs qui doivent intégrer les mesures de capteurs sans fil dans un système de commande ou de supervision filaire, sans avoir à développer une gestion radio sur mesure.Côté radio, l'appareil propose 16 canaux, sélectionnés à l'aide d'un commutateur rotatif, et 8 identifiants de groupe, réglés avec les commutateurs rotatif et DIP. Il est ainsi simple de séparer et de gérer plusieurs réseaux 433 MHz sur un même site. Le port série est au choix RS-232 ou RS-485, mais un seul peut être utilisé à la fois. Les débits vont de 1200 à 115200 bps avec un format N81.Pour la configuration, le logiciel iWSN Utility fournit une interface visuelle et une arborescence des appareils présentant la structure du réseau et l'état de la configuration. Il permet également de stocker les données collectées au format CSV ou en base de données, de sorte que le concentrateur puisse être déployé sans avoir préalablement à maîtriser la configuration de ses adresses Modbus.ApplicationsGestion de l'énergie et collecte des données de mesure de puissance issues de capteurs sans filTransmission des mesures des capteurs sans fil iWSN vers des hôtes Modbus RTU tels que des automates, des systèmes SCADA ou des enregistreurs de donnéesRéseaux de capteurs sans fil distribués gérés avec iWSN Utility

Prix régulier : 293,00 € par pièce · remise sur quantité à partir de 10 pcs
Sur commandeLivraison sous environ 2-3 semaines
PM-2133D-100P Modbus RTU Three-Phase Power Meter, 60 A Clip-on CT
PM-2133D-100P CR PM-2133D-100P Compteur d'énergie triphasé Modbus RTU, pince ampèremétrique 60 A

PM-2133D-100P CR est un compteur d'énergie triphasé destiné aux ingénieurs qui ont besoin de mesures électriques en temps réel et de données d'énergie via Modbus RTU. Il mesure la tension et le courant efficaces vrais, les puissances active, apparente et réactive, l'énergie, le facteur de puissance et la fréquence, avec un comptage d'énergie bidirectionnel et l'affichage du taux de distorsion harmonique totale (THD) sur un afficheur LED à 8 chiffres.Cette variante est livrée avec trois transformateurs de courant à pince de 60 A, chacun avec une ouverture de 10 mm et un câble de 4 m, ce qui permet d'installer le compteur sur des conducteurs existants sans les déconnecter. Il prend en charge les configurations de câblage 3P4W, 3P3W, 1P3W et 1P2W et accepte une plage de tension d'entrée de 10 à 500 V.Le compteur dispose d'un port RS-485 unique, avec une isolation de 3000 VDC, et communique en Modbus RTU à 9600, 19200 (par défaut), 38400 ou 115200 bauds. Son boîtier en plastique est conçu pour un montage en tableau, avec une plage de fonctionnement de -20 à +70 °C.ApplicationsSurveillance de groupes électrogènesSystèmes de distribution en appareillage de commutationGestion de l'énergie

Prix régulier : 405,00 € par pièce · remise sur quantité à partir de 10 pcs
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PM-2133D-160P Modbus RTU 3-Phase Power Meter, 100A Clip-on CT
PM-2133D-160P CR PM-2133D-160P Compteur d'énergie triphasé Modbus RTU, pinces ampèremétriques 100 A

PM-2133D-160P CR est un compteur d'énergie triphasé pour la surveillance de l'énergie en temps réel, dont les mesures sont transmises via une liaison Modbus RTU RS-485. Il convient aux ingénieurs qui ont besoin de données précises sur l'énergie active, apparente et réactive d'équipements en fonctionnement, que la mesure soit effectuée côté basse tension ou sur les secondaires moyenne et haute tension via des transformateurs externes.Ce code de commande est livré avec trois transformateurs de courant à pince de 100 A, chacun avec une ouverture de 16 mm, offrant une plage de mesure de 0,1 A à 100 A par TC. La conception à pince évite de déconnecter les conducteurs lors de l'installation. Le compteur prend en charge l'analyse d'énergie en 3P4W, 3P3W, 1P3W et 1P2W, mesure des tensions jusqu'à 500 V et fournit les mesures du taux de distorsion harmonique totale (THD) sur un afficheur LED intégré à 8 chiffres.L'alimentation s'effectue sous +85 ~ +264 VAC (277 VAC disponible), et l'appareil se monte en panneau dans un boîtier plastique prévu pour un fonctionnement de -20 ~ +70 °C. Les données sont actualisées chaque seconde, avec une tenue d'isolation de 3000 VDC sur le port RS-485.ApplicationsSurveillance de groupes électrogènesSystèmes de distribution en appareillage de commutationGestion de l'énergie

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