Batteries stationnaires : comment s’assurer de leur performance en cas de panne électrique?

4 septembre, 2019 | Blogue

DOMINIC DUBREUIL, ing.

Ingénieur, Électrique

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Les équipements électriques à moyenne et à haute tension dans les sous-stations et dans les installations industrielles doivent être alimentés en courant continu afin de fournir une alimentation ininterrompue aux équipements de secours, aux dispositifs de protection et, dans certains cas, aux systèmes informatiques et aux automates programmables. En cas de panne électrique, les batteries constituent une source fiable et ininterrompue d’alimentation en courant continu, indépendante du système à courant alternatif.

Les batteries stationnaires sont conçues pour être utilisées dans un emplacement fixe. Dotées d’une longue espérance de vie, elles peuvent être rechargées à de multiples reprises. Dans une application typique, l’usage réel (décharge) de la batterie est relativement peu fréquent (seulement lors d’une panne électrique); la batterie demeure donc exploitée en mode entretien (maintien de la charge) pendant la majeure partie de sa vie utile. Bien que de nouvelles technologies apparaissent sur le marché et fassent l’objet d’un suivi attentif (ex. : lithium-ion), trois principaux types de batteries dominent le marché :

  • Batteries au plomb-acide ventilées « Vented Lead-Acid » (VLA)
  • Batteries au plomb-acide à régulation par soupape « Valve-Regulated Lead-Acid » (VRLA)
  • Batteries au nickel-cadmium (Ni-Cd)

Les batteries au plomb-acide ventilées sont généralement populaires auprès des entreprises de services publics à cause de leur historique d’opération établi et maîtrisé. Quant aux batteries au plomb-acide à régulation par soupape et celles au nickel-cadmium, il s’agit des sources d’énergie stockées fixes les plus courantes dans les complexes industriels, principalement parce qu’elles sont faciles d’entretien et moins contraignantes au niveau de l’ingénierie des salles électriques. Cependant, cela ne signifie pas que ces systèmes ne nécessitent aucun entretien.

Quelles sont les conditions nécessitant des mesures correctives ?

Différents facteurs peuvent entraîner l’inefficacité d’une batterie, notamment :

  • une température ambiante inadéquate;
  • un milieu industriel où le niveau de contamination atmosphérique est élevé (poussières, saletés, etc.);
  • un réglage de tension d’entretien inadéquat;
  • un nombre de recharges excessif ayant entraîné une perte d’électrolyte.

Des inspections périodiques et des essais de performance permettront de déterminer les conditions de fonctionnement adéquates et de les ajuster au besoin, et ce, afin de maximiser la durée de vie de vos batteries. Les actions suivantes doivent être effectuées durant l’inspection et la maintenance ou avant un essai de capacité :

  1. Mesurer la densité de l’électrolyte (si applicable).
  2. Vérifier et ajuster les niveaux de l’électrolyte
  3. Retirer la corrosion, les saletés excessives ou le carbonate de potassium (dépôts gris-blanc) notés sur les cellules ou les connecteurs.
  4. Vérifier toutes les connexions boulonnées.
  5. Mesurer la tension ainsi que la résistance ohmique interne aux bornes de chaque accumulateur.
  6. Valider la tension d’entretien aux bornes de la batterie. Vérifier et ajuster les réglages du chargeur de batterie, si nécessaire.

Toute autre condition anormale constatée doit être corrigée et documentée.

Essais de performance

Le seul moyen qui permet de s’assurer de la fiabilité d’un système de batteries consiste à effectuer des essais de performance périodiques.

 Un premier essai de performance de la capacité de la batterie devrait être fait:

  1. Batteries plomb-acide ventilées (VLA) : au cours des deux premières années en service
  2. Batteries plomb-acide à régulation par soupape (VRLA) : lors de l’installation
  3. Batteries nickel-cadmium (Ni-Cd) : au cours des deux premières années en service et avec la batterie en mode charge d’entretien pendant au moins 12 semaines

Par la suite, des essais de performance additionnels devraient être effectués selon les intervalles suivants :

  1. Batteries plomb-acide ventilées(VLA) : les intervalles des essais de performance ne doivent pas dépasser 25 % de la durée de vie prévue.
  2. Batteries plomb-acide à régulation par soupape(VRLA) : les intervalles des essais de performance ne doivent pas dépasser 25 % de la durée de vie prévue ou deux ans, selon la durée la plus courte.
  3. Batteries nickel-cadmium (Ni-Cd): les essais de performance doivent être effectués tous les cinq ans, jusqu’à ce que la batterie montre des signes de perte de capacité excessive.

L’intervalle entre les essais dépend également de l’état de la batterie. Il est recommandé d’effectuer des essais de performance annuels sur toute batterie présentant des signes de perte de capacité excessive ou de dégradation depuis les derniers essais et sur une batterie ayant atteint 85 % de sa durée de vie prévue.

Systèmes de surveillance des batteries

De nos jours, un large éventail de dispositifs de surveillance en continu sont disponibles pour tous types de systèmes de batteries. Ils peuvent tous jouer un rôle important dans le cadre d’un programme de maintenance prédictive et peuvent aider à maximiser la durée de vie des batteries, réduire les coûts de maintenance et de remplacement et améliorer la sécurité des systèmes de batterie critiques. Ils peuvent aussi bien sûr prévenir des temps d’arrêt coûteux.

À quand remontent les derniers essais de performance réalisés sur vos systèmes de batteries stationnaires? Quelles seraient les conséquences dans vos installations si vos systèmes d’urgence ne fonctionnaient pas en cas de panne électrique?

L’élaboration et le maintien d’un programme de maintenance efficace sur vos systèmes de batteries stationnaires pourraient vous éviter de malencontreux problèmes.

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